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与光合作用有关的诺贝尔奖

光合作用被诺贝尔奖基金委员会誉为“地球上最重要的化学

反应”。它是地球上一切生命生存和发展的基础。到目前为止，

共有8次诺贝尔奖的桂冠被从事光合作用研究的科学家所摘取。

1.因研究叶绿素而获奖（3次）

第一位是德国科学家威尔施泰特，通过指出叶绿素是一种由

叶绿醇和含镁的叶绿酸所形成的酯，他荣获1915年诺贝尔化学

奖。第二位是德国科学家费歇尔，他比较系统地研究了卟啉类化

合物，其中包括叶绿素和铁血红素，经费歇尔修订的叶绿素分子

结构一直沿用至今，他荣获1930年诺贝尔化学奖。第三位是美国

科学家伍德沃德，他因合成叶绿素获得了1965年诺贝尔化学奖。

2.因研究类胡萝卜素而获奖

瑞士科学家卡勒因研究类胡萝卜素等物质的化学结构于

1937年获得诺贝尔化学奖。他的研究对探索类胡萝卜素这一天线

色素的光合特性具有重要作用。

3.因发现卡尔文循环而获奖

早在20世纪40年代后期，美国科学家卡尔文领导的研究小

组通过同位素示踪法研究发现，在暗反应中，CO首先与1分子五

2

碳糖(1,5一二磷酸核酮糖)反应，五碳糖因此被称为C0的受体，

2

生成2分子含有3个碳原子的三碳化合物。三碳化合物经一系列

反应又可生成二磷酸核酮糖重新作为C0的受体。这条周而复始

2

同化C0的途径后来被称为卡尔文循环。卡尔文1961年获诺贝尔

2

化学奖。

4.因研究ATP而获奖（2次）

英国生物化学家米切尔提出了“化学渗透学说”，认为类囊

体膜具有传递电子和质子的功能，从而造成膜两边的电位差和质

子浓度差，使电子和质子可以渗透过膜，推动ATP的生成。他因

此于1978年获得诺贝尔化学奖。美国科学家博耶、英国科学家沃

克和丹麦生物物理学家斯科发现通过ATP的合成与分解，营养物

质中的能量转移到各种需能反应中，满足生物体各种生理、生命

活动的需要。三人因此于1997年获得诺贝尔奖。

5.因研究光合作用反应中心而获奖

德国科学家戴森霍弗、胡贝尔、米歇尔三位科学家测定出了

光合作用反应中心的三维空间结构，揭示出电子和能量的传递作

用，这一成就在光合作用的研究中迈出了关键一步。他们因此于

1988年共同获得了诺贝尔化学奖。

例１、1915年、1930年、1965年三年度的诺贝尔奖都授予了

有关叶绿素研究方面的科学家，下列有关叶绿素的说法正确的是

A．叶绿素在高等植物体内有两种，叶绿素a呈黄绿色，叶绿素

b呈蓝绿色

B．叶绿体的囊状结构薄膜和基质中均含有与光合作用有关的色

素和酶

C．叶绿体色素提取和分离实验中，在滤纸条上叶绿素a比叶绿

素b扩散得快

D．叶绿素是光合作用中最重要的物质，都能吸收和转化光能，

并将水分解

答案：C

解析:

叶绿素a呈现蓝绿色，叶绿素b呈黄绿色；在叶绿体的囊状结构

薄膜含有与光合作用有关的色素和酶，而在叶绿体基质中只含有

含有与光合作用有关的酶；各种色素在层析液中的溶解度不同，

溶解度高的随层析液在滤纸上扩散的快，反之则慢，最快的是胡

萝卜素，次之的是叶黄素，再次之的是叶绿素a，最慢的是叶绿

素b；在叶绿素中，只有少部分叶绿素a才能吸收和转化光能，

并将水分解。

例２、美国科学家卡尔文利用同位素标记法对小球藻的光合作

用进行研究，最终探明了光合作用中碳的转化途径，因此获得了

1961年的诺贝尔化学奖。甲图为简化的卡尔文循环示意图，请回答

下列问题：

（1）卡尔文循环在细胞中进行的场所是___________________，过

程①叫做_____________，参与到过程②中的X物质来自于光反应中

的_______________（过程）。

（2）在培养小球藻的