Question

某研究小组以小球藻为实验材料开展有关光合作用的实验研究，根据所学知识，回答下列问题：

（1）将黑暗中制备的叶绿体加到含有DCIP（氧化型）、蔗糖溶液、pH7．3磷酸缓冲液的溶液中照光。水在光照下被分解后，溶液颜色由蓝色变成无色。氧化剂DCIP既可用于颜色反应，还可作为______ ， 制备叶绿体时加入蔗糖的作用是_______。

（2）给小球藻悬浮液通入¹⁴CO₂，光照一定时间（从1秒到数分钟）后杀死小球藻，同时提取产物并分析。实验发现，仅仅30秒的时间，CO₂已经转化为许多种化合物。想要探究CO₂转化成的第一个产物是什么，可以 ________，然后杀死小球藻，同时提取产物分析，当检测到的产物只有一种时，该化合物就是第一个产物。实验发现，在光照下三碳酸（C₃）和RuBP （C₅）的浓度很快达到饱和并保持稳定。此时突然中断CO₂的供应，C₃的浓度和C₅的浓度变化分别是_________，由此可判断固定CO₂的化合物是 ________    。

（3）将小球藻放在加有适宜培养液的大试管中，以人工白炽灯作为光源，先将试管与白炽灯 离开一段距离，然后每隔一段时间改变白炽灯与大试管 的距离，测定在不同距离下小球藻释放气泡的速率（其他环境条件适宜且保持不变），结果如图所示。实验 中的气泡内的气体产生于叶绿体的_________。图中a点叶绿体内产生的O₂的去向有_________。若培养液中缺Mg²⁺，则c点应向__________移。

Answer

氢载体 维持渗透压，从而维持叶绿体正常的形态结构 尽可能缩短光照时间 下降、上升 RuBP（C5） 类囊体膜 扩散到线粒体和释放到空气 右

【解析】

根据题意和题图分析，该实验是探究光照强度对光合作用的影响。自变量为光照强度，可以用光源与装置的距离表示，因变量为光合作用强度，可以用气泡产生速率表示。据此分析作答。

（1）将黑暗中制备的叶绿体加到含有DCIP（氧化型）、蔗糖溶液、pH7．3磷酸缓冲液的溶液中照光，水在光照下被分解后，溶液颜色由蓝色变成无色，氧化剂DCIP既可用于颜色反应，还可作为氢的载体，接受水光解之后产生的还原性氢；制备叶绿体时，由于叶绿体膜具有选择透过性，加入蔗糖的作用是维持渗透压，从而维持叶绿体正常的形态结构。

（2）该实验是通过控制反应时间来探究CO2中碳原子的转移途径各种物质出现的顺序可以说明碳反应产物出现的顺序，通过尽可能缩短光照时间可确定第一个产物。此时突然中断CO2的供应，C3的来源减少，去路不变，C3的浓度变化是下降，由于C5的来源去路和C3的刚好相反，故C5的浓度变化是上升；由此可判断固定CO2的化合物是RuBP。

（3）小球藻释放的气泡是氧气，氧气是光反应产物，场所为类囊体膜。图中a点小球藻的光合速率与呼吸速率相等，但是叶肉细胞的光合作用速率大于呼吸速率，所以叶绿体内产生的O2的去向为一部分扩散到线粒体，另一部分释放到空气中。若培养液中缺Mg2+，叶绿素合成不足，光合作用强度减弱，达到饱和时的光强度变小，白炽灯与大试管的距离变大，则c点应向右移。