Question

如圖為賈格道夫（Jagendorf 1963）等人的酸堿磷酸化實驗的示意圖．在暗處把葉綠體的基粒放在pH=4的弱酸性溶液中平衡，讓基粒膜腔的pH成為4，然后加進pH=8且含有ADP和Pi的緩沖溶液，結果生成ATP．
（1）用反應式表示在自然條件下，普通小麥葉肉細胞葉綠體基粒上發生的反應．
①

 

．
②

 

．
③

 

．
（2）葉綠體基粒上的色素分為兩類，一類是少數特殊狀態的葉綠素a分子，它的功能是

 

．另一類色素包括

 

，功能是

 

．
（3）葉綠體基粒加入PH=4的緩沖液中的目的是

 

，然后轉移基粒到PH=8的溶液中，并加入ADP和P i的緩沖液，產生ATP的原因是

 

．
（4）實驗的結論是

 

．

Answer 1

考點：光反應、暗反應過程的能量變化和物質變化,葉綠體結構及色素的分布和作用

專題：

分析：光能在葉綠體中的轉換，包括以下三個步驟：光能轉換成電能；電能轉換成活躍的化學能；活躍的化學能轉換成穩定的化學能．其中，第一步和第二步屬于光反應階段，發生在類囊體薄膜上；第三步屬于暗反應階段，發生在葉綠體基質中．
1．光能轉換成電能
　　（1）光合色素：葉綠體內類囊體薄膜上的色素，可以分為兩類：
　　吸收和傳遞光能的作用：包括全部的葉綠素b、胡蘿卜素和葉黃素，以及絕大多數的葉綠素a；
　　吸收光能并將光能轉換成電能：少數處于特殊狀態的葉綠素a．
　　（2）轉化過程：這種特殊狀態的葉綠素a在光的照射下，可以得失電子，從而將光能轉換成電能．
　　葉綠素a被激發而失去電子（e），最終傳遞給NADP⁺（中文簡稱是輔酶Ⅱ）．
　　失去電子的葉綠素a變成一種強氧化劑，能夠從水分子中奪取電子，使水分子氧化生成氧分子和氫離子（H^+），葉綠素a由于獲得電子而恢復穩態．
　　2．電能轉換成活躍的化學能
　　（1）隨著光能轉換成電能，NADP⁺得到兩個電子和一個質子，就形成了NADPH．
　　（2）葉綠體利用光能轉換成的另一部分電能，將ADP和Pi轉化成ATP．
　　這一步驟形成的NADPH和ATP，由于富含活躍的化學能，很容易分解并釋放出能量，供暗反應階段中合成有機物利用．NADPH還是很強的還原劑，可以將二氧化碳最終還原成糖類等有機物，自身則氧化成NADP⁺，繼續接受脫離開葉綠素a的電子．
　　3．活躍的化學能轉換成穩定的化學能
　　在暗反應階段中，二氧化碳被固定后形成的一些三碳化合物（C₃），在有關酶的催化作用下，接受ATP和NADPH釋放出的能量并且被NADPH還原，再經過一系列復雜的變化，最終形成糖類等富含穩定化學能的有機物．這樣，活躍的化學能就轉換成穩定的化學能，儲存在糖類等有機物中．

解答： 解：（1）光合作用具體過程包括：光能轉換成電能；電能轉換成活躍的化學能；活躍的化學能轉換成穩定的化學能．其中，第一步和第二步屬于光反應階段，發生在類囊體薄膜上．具體化學方程式如：①H₂O

光解

色素

1

2

O₂+2H⁺+2e ②NADP⁺+2e+H⁺

酶

NADPH
③ADP+Pi+能量

酶

ATP
（2）葉綠體內類囊體薄膜上的色素，可以分為兩類：吸收和傳遞光能的作用：包括全部的葉綠素b、胡蘿卜素和葉黃素，以及絕大多數的葉綠素a；吸收光能并將光能轉換成電能：少數處于特殊狀態的葉綠素a．
（3）在暗處把葉綠體的基粒放在pH=4的弱酸性溶液中平衡，基粒膜腔的pH會成為4．因此PH=4的緩沖液中的目的是使基粒的PH成為4．當把處于PH=4的基粒移到PH=8的溶液中，基粒膜內外有H⁺的濃度差，在加入ADP和Pi的緩沖液，會產生ATP．
（4）整個實驗都是在無光照、無色素條件下進行的，只是存在PH梯度的緩沖液中依然可以將ADP和Pi合成ATP．由此可推測：在不照光，沒有電子傳遞的情況下，只需基粒膜內外有H⁺梯度就能驅動ATP合成．
故答案為：
（1）①H₂O

光解

色素

1

2

O₂+2H⁺+2e
②NADP⁺+2e+H⁺

酶

NADPH
③ADP+Pi+能量

酶

ATP
（2）吸收和轉換光能，把光能轉換成電能       多數葉綠素a分子和全部的葉綠素b、類胡蘿卜素和葉黃素     吸收和傳遞光能
（3）使基粒的PH成為4        基粒膜內外有H⁺的濃度差
（4）在不照光，沒有電子傳遞的情況下，只需基粒膜內外有H⁺梯度就能驅動ATP合成

點評：本題著重考查了光合作用過程中的物質變化和能量變化等方面的知識，意在考查考生能識記并理解所學知識的要點，把握知識間的內在聯系，形成一定知識網絡的能力，并且具有一定的分析能力和理解能力．