Question

人们对光合作用的认识经历了漫长的探索历程。回答下列关于光合产物O₂中氧的来源的问题。

（1）20世纪30年代，凡涅尔比较了不同生物的光合作用过程，发现它们有共同之处，例如：

绿色植物  CO₂+2H₂O→（CH₂O）+O₂+H₂O

紫硫细菌  CO₂+2H₂S→（CH₂O）+2S↓+H₂O

红细菌    C₂+2H₂→（CH₂O）+H₂O

依据紫硫细菌__________________，可推测绿色植物光合作用产生的O₂中氧的来源。

（2）1939年希尔（R·Hill）将分离出来的叶绿体放入草酸铁盐溶液中，经过光照后放出O₂，同时Fe³⁺被还原为Fe²⁺，希尔的实验证明了________________；而且这一发现将光合作用区分为两个阶段：__________________。

（3）20世纪40年代初，美国科学家鲁宾和卡门利用_______________（方法）研究了上述问题，实验设计思路是_______________________（利用小球藻进行实验）。

Answer

光合作用产生的硫来自原料H2S 光合作用产生的氧气来自水 光反应阶段和暗反应阶段 同位素标记法 将同种等量小球藻均分为两组，一组提供H2O和C18O2，另一组提供H218O和CO2，其他条件相同且适宜，测定相同时间内两组实验释放O2的质量

【解析】

分析不同生物的光合作用过程可知，光合作用是将无机碳转化为含碳的有机物，同时将反应物中的氢转化形成水。

（1）绿色植物光合作用和紫硫细菌光合作用的原料区别是H2O和H2S，而绿色植物能产生氧气，紫硫细菌却产生了硫，所以可依据紫硫细菌光合作用产生的硫来自原料H2S，可推测绿色植物光合作用产生的O2中氧的来源。

（2）1939年希尔（R·Hill）将分离出来的叶绿体放入草酸铁盐溶液中，经过光照后放出O2，同时Fe3+被还原为Fe2+，该实验证明了光合作用产生的氧气来自水；而且这一发现将光合作用根据是否需要光将其分为光反应和暗反应两个阶段。

（3）鲁宾和卡门利用同位素标记法研究了光合作用中氧气的来源，实验设计思路是将同种等量小球藻均分为两组，一组提供H2O和C18O2，另一组提供H218O和CO2，其他条件相同且适宜，测定相同时间内两组实验释放O2的质量。