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毕业半年拿到省论文第一,毕业一年拿到省讲课比赛第一,毕业一年半开始参与课题,毕业两年获得全国论文第一,毕业两年半建立人教网专辑,毕业三年跳槽,顺便带着学生获得省第一和全国三等奖,同时获得奥赛优秀教练称号。毕业四年获得湖南省青年教师综合素质大赛一等奖,省级讲课比赛一等奖。毕业五年带着学生拿到三个奥赛全国奖,中南六省讲课比赛一等奖,。现在是长沙市专家库成员。

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【引用】光合作用的暗反应中没有产生水(张一)  

2011-04-26 14:17:19|  分类: 生物文稿 |  标签: |举报 |字号 订阅

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1.1         暗反应没有水生成

光合作用暗反应阶段的总反应式是(因文章只讨论物质变化,为表述和阅读方便,本文的所有反应式都省略了反应的条件):

12H++6CO2+18ATP+12NADPH+12H2OàC6H12O6+18ADP+18Pi+12NADP+

从总反应式我们可以看出,并没有水的生成,相反,还消耗了12分子水。可是,我们把反应式前后的H和O一对比会发现,除ATP、ADP、Pi和NADP等总反应式中没体现的物质外,反应物中比生成物多出36个H和18个O。这些H和O到哪里去了呢?原来,他们进入了ADP和Pi中。

从分子差异中可以看出,ATP转化为ADP和Pi时会吸收2个H和1个O;相应的,ADP和Pi转化为ATP时则会产生1分子水或将分子中的2个H和1个O转移到其它分子。所以消耗18分子ATP的同时,吸收了暗反应中的36个H和18个O。

为印证这个推断,我们看一下Calvin循环中与ATP和H2O相关的具体步骤:

1)   6 2羧基-3-酮基-1,5-二磷酸核糖 + 6H2O à 6水化中间产物

2)   12 3-磷酸甘油酸 + 12ATP à 12 1,3-二磷酸甘油酸 + 12ADP

3)   12 1,3-二磷酸甘油酸+12NADPH+12H+à12 3-磷酸甘油醛+12NADP++12Pi

4)   3 1,6-二磷酸果糖 + 3H2O à  3 6-磷酸果糖 + 3Pi

5)   6-磷酸果糖 + H2O à 葡萄糖 + Pi

6)   2 1,7-二磷酸景天庚酮糖 + 2H2O à 2 7-磷酸景天庚酮糖 + 2Pi

7)   6 5-磷酸核酮糖 + 6ATP à 6 1,5-二磷酸核酮糖 + 6ADP

从上述过程可以清楚地看出18分子ATP如何逐步转化成了ADP和磷酸,并消耗掉36个H和18个O。同时也可以看到12分子水是如何参加反应的。

可见,暗反应中并没有产生水,反而消耗水。那么整个光合作用有没有水产生呢?有!我们知道,光合作用的实际总反应式可以写成:

6CO2+12H2OàC6H12O6+6O2+6H2O

那么6分子的H2O从何而来呢?其实是在光反应阶段产生的。

1.2          光反应阶段有水生成

1966年Andre Jagendorf实验证明,光合磷酸化过程的底物是ADP和Pi,利用质子流动产生的能量合成ATP的。所以,该反应有水生成。

光反应若为暗反应提供18ATP,就会产生18分子H2O,暗反应阶段消耗了12分子H2O,所以产生的水与消耗的水一抵消,净生成6分子H2O。这就是总反应式的生成物中6分子水的来源。

总体来看,光反应阶段水在光下分解消耗12分子水,ATP的合成生成18分子水,总体表现为水的产生。暗反应阶段消耗12分子水。

看来生物中的化学反应是不能妄加推测的。光合作用中水的生成和消耗的阶段与许多资料的推断正好相反。无独有偶,高中阶段关于呼吸作用中水的认识也存在偏差。许多人认为有氧呼吸中只有第三阶段才有水生成,这也与实际情况相去甚远。
以上为我发表在《中学生物教学》2009年4月第33页上的文章节选。
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