Question

卡尔文及其同事因在光合作用方面的研究成果，获得了1961年的诺贝尔化学奖。卡尔文将小球藻装在一个密闭的容器中，通过一个通气管向容器中通入¹⁴CO₂，通气管上有—个开关，可控制CO₂的供应，容器周围有光源，通过控制电源开关可控制光照的有无。

（1）卡尔文循环在小球藻细胞中进行的场所是___________________。

（2）在培养小球藻的试管内通入^l4CO₂，先进行一定强度的光照后，再黑暗处理，分别检测小球藻体内的C₃和C₅的放射性强度，得出的曲线如乙图所示。图中曲线Ⅱ表示的是C₅的变化趋势，判断依据是___________________________________________。

（3）卡尔文循环中的产物丙糖磷酸大量运出叶绿体，却没有导致叶绿体内的Pi越来越少，据图甲推测，补充叶绿体内Pi的途径是_______________________________________。

（4）在研究光合作用中碳的转移途径时，用^l4CO₂供给小球藻，每隔一定时间取样，并将样品立即加入到煮沸的甲醇中。经过浓缩后再点样进行双向纸层析，使标记化合物彼此分离。根据标记化合物出现的时间，最先检测到的C₃。请问：

① 将样品放入煮沸甲醇中作用是：____________；____________ 。 

② 利用纸层析分离化合物的原理是：___________________________。

Answer

叶绿体基质 黑暗条件下无光反应产生的ATP和[H]，C3的还原终止，但CO2仍然在和C5结合，所以C5会减少 丙糖磷酸转变成蔗糖时脱下的磷酸可运回叶绿体（或叶绿体外Pi回运） 破坏酶，终止细胞内的生化反应 溶解提取细胞内的化合物 利用不同物质在层析液中的溶解度不同，扩散速率不同而分离。

【解析】

光合作用的光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体膜上）：水的光解产生[H]与氧气，以及ATP的形成；光合作用的暗反应阶段（场所是叶绿体的基质中）：CO2被C5固定形成C3，C3在光反应提供的ATP和[H]的作用下还原生成糖类等有机物。

（1）卡尔文循环是指CO2被植物吸收利用的过程，是光合作用的暗反应，在叶绿体基质进行。

（2）根据题干信息“先进行一定强度的光照后，再黑暗处理”，所以短时间内黑暗条件下无光反应产生的ATP和[H]，C3的还原终止，但CO2仍然在和C5结合，所以C5会减少。

（3）从图中看出丙糖磷酸转变成蔗糖时脱下的磷酸可运回叶绿体或者可能将叶绿体外Pi回运至叶绿体中补充叶绿体内Pi。

（4）①本实验是研究l4CO2在细胞内的转移途径，所以在煮沸甲醇中可以将叶肉细胞杀死破坏酶，终止细胞内的生化反应，防止细胞继续进行反应生成新的化合物。

②利用纸层析分离化合物的原理是用不同物质在层析液中的溶解度不同，扩散速率不同而分离，溶解度越大在滤纸上的扩散速度越快。