美国科学家鲁宾和卡门利用同位素标记法进行了探究 。他们用氧的同位素氧18分别标记水和二氧化碳 ， 使它们分别成为含氧18的水和含氧18的二氧化碳 。进行两组实验：第一组向植物提供水和含氧18的二氧化碳；第二组向同种植物提供含氧18的水和二氧化碳 。在控制变量条件下 ， 他们分析了两组实验释放的氧气 。结果表明 ， 第一组释放的氧气全部是氧气；第二组释放的氧气全部是含氧18的氧气 。这一实验有力地证明光合作用释放的氧气来自水 。
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