Question

【題目】二十世紀六十年代米切爾（Mitchell）提出光合作用過程中ATP的生成可以用化學滲透機制來解釋，即ATP合成的直接驅動力來自于質子濃度梯度而非光照（如圖甲所示），后來賈格道夫（Jagendorf）通過一個巧妙的實驗，為ATP合成的化學滲透機制提供了早期證據（如圖乙所示）。請據圖回答下列問題：

（1）圖甲所示的生理過程屬于光合作用的_________階段，H+經通道蛋白由膜內運往膜外，________（填“需要”或“不需要”）細胞代謝提供能量。

（2）圖乙所示的實驗中，溶液①的pH____________（填“大于”“小于”或“等于”）溶液②的pH，這樣設置的主要目的是____________，為了使實驗具有說服力，C、E瓶均應置于____________條件下。

Answer 1

【答案】 光反應 不需要 小于 使類囊體膜內H+濃度大于膜外 黑暗

【解析】試題分析：據圖分析，甲圖中發生了水的光解和ATP的合成，屬于光合作用光反應階段，發生在葉綠體的類囊體薄膜上，圖中的ATP合成酶不僅可以催化ATP的合成，還能夠作為氫離子運輸的載體。

（1）根據以上分析已知，甲圖所示生理過程為光反應階段，H+經通道蛋白由膜內運往膜外，是從高濃度向低濃度運輸，為協助擴散，不需要細胞代謝提供能量。

（2）根據以上分析已知，氫離子的跨膜運輸方式為協助擴散，類囊體膜內的氫離子濃度大于膜外，因此為了使類囊體膜內H+濃度大于膜外，乙圖中的溶液①的pH小于溶液②的pH；為了使實驗具有說服力，C、E瓶均應置于黑暗條件下。