Question

如圖為葉綠體結(jié)構(gòu)模式圖，它是進行光合作用的細胞器．光合作用光反應(yīng)所需的PSⅠ、PSⅡ、Cytb6/f、ATP酶四類蛋白復(fù)合體存在圖中③，同化C0₂的全部酶類則存在圖中④，為了證實C0₂同化場所在哪里，某實驗小組設(shè)計了下列實驗，請你協(xié)助完成“驗證C0₂同化場所是在葉綠體的基質(zhì)而不是在葉綠體的類囊體的膜上”的實驗．
（1）設(shè)計思路：
首先要提取出完整的葉綠體，然后把

 

分開，分別檢測暗反應(yīng)活性．
注：暗反應(yīng)活性是指有無光合產(chǎn)物的生成或有無反應(yīng)的條件（如酶）．
（2）實驗步驟：
①在適宜的條件下，提取具有生理活性的完整葉綠體．
②將提取的完整葉綠體放入

 

中，然后高速離心，分離得到上清液和沉淀物．
③采用以下測定可判別C0₂同化場所：分別在上清液和沉淀物中加入

 

，檢測有無含有14C的光合產(chǎn)物的生成．也可將步驟②獲得的上清液和沉淀物進行電泳，檢測兩者是否含有

 

．
（3）預(yù)期實驗結(jié)果并得出結(jié)論：
如果在上清液中檢測到暗反應(yīng)活性，而沉淀物中檢測不到暗反應(yīng)活性，證實

 

．

Answer 1

考點：線粒體、葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能

專題：

分析：葉綠體是進行光合作用的細胞器．葉綠體中的類囊體是光反應(yīng)的場所，在類囊體膜上存在PSⅠ、PSⅡ、Cytb6/f、ATP酶四類蛋白復(fù)合體．葉綠體中的基質(zhì)是暗反應(yīng)的場所，內(nèi)含同化CO₂的全部酶類．要證實CO₂同化場所是在葉綠體的基質(zhì)而不是在葉綠體的被膜或類囊體的膜，首先要提取出完整的葉綠體，然后把葉綠體的基質(zhì)和葉綠體的被膜或類囊體的膜分開，在基質(zhì)和膜上分別檢測光反應(yīng)和暗反應(yīng)活性，如果在分離的葉綠體的基質(zhì)中做出了有暗反應(yīng)活性而無光反應(yīng)活性的實驗，就能證實CO₂同化場所是在葉綠體的基質(zhì)而不是在葉綠體的被膜或類囊體的膜．實驗可按下列步驟進行：
　�。�1）在適宜的條件下，提取具有生理活性的完整葉綠體．
　�。�2）將提取的完整葉綠體放入低滲液中，讓葉綠體被膜破裂，然后高速離心，上清液中含有葉綠體的基質(zhì)，沉淀為葉綠體的被膜和類囊體的膜．采用以下測定可判別CO₂同化場所．
　�。�3）分別在上清液和沉淀中加入¹⁴C-CO₂同化底物，看在哪里能同化¹⁴C-CO₂，結(jié)果是只有上清液能進行CO₂同化反應(yīng)，生成含有¹⁴C-光合產(chǎn)物；
　�。�4）將上清液和沉淀電泳，看在哪里有同化CO₂的酶類，結(jié)果是只有上清液中含有同化CO₂的酶類．而從類囊體的膜上僅分離出PSⅠ、PSⅡ、Cytb6/f、ATP酶等蛋白復(fù)合體和其他組分．

解答： 解：（1）本實驗的目的是“驗證C0₂同場所是在葉綠體的基質(zhì)而不是在葉綠體的類囊體的膜上”，所以要將光反應(yīng)的場所類囊體薄膜和暗反應(yīng)的場所葉綠體基質(zhì)分開．
（2）②分離的方法是用差速離心法，所以在使用差速離心法之前，要先用滲透作用的原理使得葉綠體的內(nèi)膜和外膜破裂，讓類囊體薄膜和葉綠體基質(zhì)分開．
③測定有2種方法，一是在類囊體薄膜和葉綠體基質(zhì)中測定同化C0₂的酶類；另一種方法是用放射性的碳元素標(biāo)記二氧化碳以后，測定光合作用的產(chǎn)物出現(xiàn)在哪里．（3）本實驗是驗證性的實驗結(jié)論是唯一的，“C0₂同化場所是在葉綠體的基質(zhì)而不是在葉綠體的類囊體的膜上”．
故答案為：
（1 ）葉綠體的基質(zhì)和葉綠體的類囊體的膜
（2）②蒸餾水（清水或低滲）    ③NaH¹⁴C0₃溶液（¹⁴C0₂）       同化C0₂的酶類
（3 ） C0₂同化場所是在葉綠體的基質(zhì)而不是在葉綠體的類囊體的膜上

點評：本題知識點是光合作用的光反應(yīng)和暗反應(yīng)分別發(fā)生了那些生理過程，要牢記；本實驗是驗證性的實驗，實驗的結(jié)論是唯一的．