Question

15．科学家在黑暗条件下，将离体叶绿体浸泡在pH=4的酸性溶液中不能产生ATP（图1），当叶绿体基质和类囊体腔均达到pH=4时也不能产生ATP（图2），将其转移到pH=8的碱性溶液中（图3）发现能产生ATP．回答下列问题．

（1）该实验是研究叶绿体中ATP产生的机理，由实验结果可以推测，叶绿体中ATP合成的必要条件是类囊体腔中的H⁺浓度高于叶绿体基质．
（2）绿色植物在光合作用时，叶绿体中ATP的合成部位是类囊体膜上，叶绿体依靠光反应中水的光解 过程在类囊体腔部位积累H⁺产生类似于图3的条件． 
（3）图3实验状态下，叶绿体不会（填“会”或“不会”）释放氧气，其原因是在黑暗条件下，叶绿体不能进行水的光解，不能释放氧气．

Answer 1

分析 分析题图：图1中，叶绿体基质和类囊体腔的pH均为7，但浸泡在pH=4的酸性溶液中，此时不能合成ATP；图2中，叶绿体基质和类囊体均达到pH=4；图3中，叶绿体基质中的pH高于类囊体腔，能合成ATP．这说明产生ATP的条件是类囊体腔中的H⁺浓度高于叶绿体基质（或叶绿体基质中的pH高于类囊体腔）．据此答题．

解答 解：（1）由以上分析可知，产生ATP的条件是类囊体腔中的H⁺浓度高于叶绿体基质（或叶绿体基质中的pH高于类囊体腔）
（2）叶绿体中ATP的合成部位是类囊体薄膜，水的光解能产生氧气和H⁺，使类囊体腔中的H⁺浓度升高，这样可使叶绿体基质中的pH高于类囊体腔，产生类似于图3的条件．
（3）图3实验状态下，叶绿体不会释放氧气，其原因是在黑暗条件下，叶绿体不能进行水的光解，不能释放氧气．
故答案为：
（1）类囊体腔中的H⁺浓度高于叶绿体基质
（2）类囊体膜上    水的光解
（3）不会   在黑暗条件下，叶绿体不能进行水的光解，不能释放氧气

点评 本题结合叶绿体中ATP合成的图解，考查叶绿体的结构及功能，要求考生识记叶绿体的结构及光合作用的过程；能分析图示，明确叶绿体中ATP的合成与pH有关，只有叶绿体基质中的pH高于类囊体腔时才能产生ATP．