到19世紀(jì)末,經(jīng)幾代科學(xué)家對光合作用的不斷探索,得到結(jié)論:光合作用的反應(yīng)物是H2O和CO2,產(chǎn)物是O2和有機物。為了探究產(chǎn)物O2中的O元素的來源,科學(xué)興趣小組從元素守恒的角度進行了如下猜想。
猜想一:O2中的O元素全部來源于CO2;
猜想二:O2中的O元素全部來自于H2O;
猜想三:O2中的O元素來源于CO2和H2O。
為了求證,他們查閱了以下資料:
資料一:范尼爾通過實驗得出紫硫細(xì)菌合成有機物的反應(yīng)式,與高等植物光合作用的
反應(yīng)式進行比較研究后,建立了猜想。
紫硫細(xì)菌:CO2+2H2S (CH2O)(糖類)+2S+H2O
高等植物:CO2+2H2O (CH2O)(糖類)+O2+H2O
資料二:美國科學(xué)家魯賓、卡門給三組小球藻提供含有一定比例180的水和碳酸氫鹽(碳酸氫鹽給小球藻的光合作用提供全部的CO2,而且不產(chǎn)生水,其他條件均相同),光照相同時間后,分別檢測小球藻釋放氧氣中18O的比例,實驗結(jié)果如表示意。(18O可作為示蹤原子)
組別 |
水中18O的比例(%) |
碳酸氫鹽中18O的比例(%) |
釋放的氧氣中18O的比例(%)| |
1 |
0.85 |
0.41 |
0.84 |
2 |
0.85 |
0.55 |
0.85 |
3 |
0.85 |
0.61 |
0.85 |
資料三:
Ⅰ.
16O表示中子數(shù)為 8的氧原子,
18O是表示中子數(shù)為10的氧原子,所以1個
18O的質(zhì)量是一個
16O的質(zhì)量9/8倍;自然界的氧氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的密度為1.43千克/米
3,其中
16O占99.76%(可視為100%);
Ⅱ.在相同的溫度和壓強下,相同體積的氣體具有相同的分子數(shù)。
Ⅲ.魯賓和卡門通過測生成氧氣的密度來確定氧氣中
18O含量。
(1)資料一的實驗結(jié)論支持猜想
二
二
(選填“—”、“二”或“三”)的觀點。
(2)根據(jù)資料二魯賓、卡門的實驗結(jié)果,可得出的結(jié)論及相應(yīng)的依據(jù)分別是
氧氣中的氧全部來自于水,釋放出來氧氣中18O的比例與水中18O的比例相同,和碳酸氫鈉里的18O的比例無關(guān)
氧氣中的氧全部來自于水,釋放出來氧氣中18O的比例與水中18O的比例相同,和碳酸氫鈉里的18O的比例無關(guān)
。
(3)若有一瓶氧氣,里面的氧原子全部由
18O。結(jié)合資料,計算在標(biāo)準(zhǔn)狀況下該瓶氧氣的密度為
1.61
1.61
千克/米
3。