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技术文章

光合作用的奥秘是如何被揭开的

2018/1/9 14:36:46

植物的叶绿素在可见光的照射下,通过光合作用将空气中的二氧化碳和植物根部吸收的水分转化为有机物和氧气,为人类提供了巨大的粮食资源和氧气供应。这样重要的一个自然奥秘是如何被揭开的呢?答案是放射性同位素示踪技术。
美国科学家卡尔文与合作者用碳-14标记的CO2研究光合作用过程中碳元素的踪迹和转移路径,经过10年的艰苦努力,推论出了光合作用过程中,从二氧化碳到淀粉的各主要反应步骤,明确了二氧化碳的转化途径,卡尔文因此于1961年被授予诺贝尔化学奖。
美国科学家鲁宾和卡门为了研究光合作用中释放的氧到底是来源于水,还是来源于二氧化碳,用氧-18分别标记H2O和CO2,使它们分别成为H218O和C18O2,然后进行两组光合作用实验:第一组向绿色植物提供H218O和CO2,第二组向同种绿色植物提供H2O和C1802。在相同条件下,他们对两组光合作用释放的氧进行了分析,结果表明第一组释放的氧全部是18O2,第二组释放的氧全部是O2,从而证明了光合作用释放的氧全部来自水。
此外,植物吸收二氧化碳的时间、呼吸的昼夜差别、呼吸对光合作用的影响等细致的研究,都是利用14CO2示踪得到的
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