実験:
1950年代、メルビンカルビンやアンドリューベンソンのような科学者は、¹⁸Oを使用して、光合成中に植物が酸素を生成する方法を理解するために実験を実施しました。彼らは、植物内の酸素原子の動きを追跡するために、¹⁸Oと二酸化炭素の標識標識された水を使用しました(最も一般的な同位体)。
調査結果:
*水からの¹⁸oは酸素ガス(o₂)に組み込まれました: この実験は、光合成中に放出される酸素は、二酸化炭素ではなく、主に水分子から来たことを示しました。これは、酸素がCo₂から来たという以前の信念と矛盾していました。
* ¹⁸oは糖に組み込まれていませんでした: この実験では、糖分子(グルコース)の酸素が二酸化炭素から来たことが示されました。
意味:
これらの発見は画期的であり、科学者が以下を理解するのに役立ちました。
* 光合成における水の役割: 水は電子と陽子の供給源であるだけでなく、プロセス中に放出される酸素の供給源でもあります。
* 光依存反応の重要性: 酸素の産生は、光合成における光依存反応に関連しており、そこでは酸素、陽子、および電子を生成するために水が分割されます。
* 光合成のメカニズム: 二酸化炭素が糖に組み込まれているカルバンサイクルを含む、光合成の複雑な一連の反応を解明するのに役立ちました。
結論:
酸素同位体の使用、特に¹⁸oは、光合成のメカニズムを理解するのに役立ちました。科学者はその過程で酸素の源を決定することができ、最終的に植物が光エネルギーを化学エネルギーに変換する方法をより正確に理解することができました。