Question

【题目】1941年，鲁宾和卡门用同位素标记法追踪光合作用中O2的来源。实验示意图如下：

（1）将甲乙两组装置同时置于适宜的光照条件下，短时间内检测产生的气体A、B是否有放射性。甲实验的结果是产生的O2不具有放射性。甲实验的结论是什么？________________________。乙实验的结果是产生的O2具有放射性。乙实验的结论是什么？_____________________。

（2）上述两个实验进行较长时间后，甲乙两组均停止二氧化碳供应，再将其同时置于黑暗条件下，此时产生的气体A______（含有，不含有）18O，原因是___________。产生的气体B______（含有，不含有）18O，原因是_______。

Answer 1

【答案】光合作用释放的O2的氧，不来源于CO2（中的氧） 光合作用释放的O2的氧来源H2O（中的氧） 含有 甲图所示实验在光合作用过程中合成了含有O18的C6H1218O6，黑暗条件下细胞中C6H1218O6经有氧呼吸第一和第二阶段，产生C18O2 含有 乙图所示实验在黑暗条件下，H218O直接参与有氧呼吸第二阶段反应，生成C18O2

【解析】

光合作用包括光反应和暗反应，光反应阶段包括水的光解、ATP的合成等，暗反应阶段包括二氧化碳的固定，C3的还原，ATP的水解等。光反应的场所是叶绿体的类囊体薄膜，暗反应的场所是叶绿体基质。

（1）光合作用产生的O2来自H2O，而不是来自于CO2，所以实验甲产生的O2没有放射性，实验乙产生的O2有放射性。

（2）有氧呼吸产生的CO2中的O来自C6H12O6和H2O，实验甲在光合作用过程中合成了C6H1218O6，黑暗条件下细胞中C6H1218O6经有氧呼吸第一和第二阶段，产生C18O2。而实验乙中的本身就有H218O，H218O直接参与有氧呼吸第二阶段反应，生成C18O2，所以黑暗条件下两个实验细胞在进行有氧呼吸时都会产生C18O2。