[坎贝尔生物学 第260页练习题] 単離したチラコイドを用いた実験で、チラコイドを最初に酸性（pH 4）にし、次に塩基性溶液（pH 8）に移すと、暗所でATP合成が起こり...

単離したチラコイドを用いた実験で、チラコイドを最初に酸性（pH 4）にし、次に塩基性溶液（pH 8）に移すと、暗所でATP合成が起こりました。ATP合成を可能にした重要な条件は何であり、ATPはどこに蓄積しますか？

  • A: 光エネルギーの存在。ATPはチラコイド内腔に蓄積するでしょう。
  • B: チラコイド膜を隔てたプロトン勾配。ATPはチラコイド外の溶液中に蓄積するでしょう。
  • C: ATPの直接入力。ATPはチラコイド内腔に蓄積するでしょう。
  • D: 光化学系IIの活性。ATPはチラコイド外の溶液中に蓄積するでしょう。

Explanation

この実験は、チラコイド膜を介したプロトン勾配がATPシンターゼによるATP合成を駆動する化学浸透を模倣しています。チラコイドを最初に酸性（低pH）溶液に浸すことで、その内腔が酸性になります。それを塩基性（高pH）溶液に移すと、pH勾配（内部に高H+、外部に低H+）が作成されます。この勾配がATPシンターゼがATPを生成するためのプロトン駆動力となり、ATPは周囲の溶液（ストロマに相当）に放出されます。このプロセスは直接光を必要としません。