Question

美国科学家卡尔文和同事对光合作用过程进行探究。将小球藻放人一个密闭容器中，通入¹⁴C标记的¹⁴CO₂给予充足的光照，每隔一定时间取样、分离、鉴定光合产物。实验结果：若光照30s后检测产物，检测到了多种带¹⁴C标记的化合物（C₃、C₄、C₅、C₆、C₇等）；若将光照时间逐渐缩短至几分之一秒，90%的放射性出现在一种三碳化合物（C₃）中；在5s的光照后，同时检测到了含有放射性的五碳化合物（C₅）和六碳糖（C₆）。请回答下列问题：

（1）根据__________，可推测光合作用暗反应阶段CO₂中C的转化途径为__________。

（2）卡尔文和同事对这种三碳化合物（C₃）分子结构进行分析发现，形成的C₃中只有一个碳有放射性另外两个碳则没有。这说明__________。

（3）有人将“卡尔文循环”分为CO₂的固定、C₃的还原和受体的再生三个阶段，这里的受体指的是_______（填“C₅”或“C₆”）。为验证这一过程，如果忽然停止光照，在短时间内测定该化合物的含量会__________。

（4）研究发现“卡尔文循环”中某种酶促反应速率可被迅速调节，以适应光反应，推测对反应速率的调节是通过改变酶的___________来实现的。

Answer

被14C标记的化合物出现时间的先后 CO2→C3→C5和C6 C3不是由3个CO2聚合而成的，而是由CO2与体内某种化合物结合而成的 C5 减少 结构或活性

【解析】

光合作用包括光反应和暗反应两个阶段。光反应发生场所在叶绿体的类囊体薄膜上，色素吸收光照，吸收光能、传递光能，并将一部分光能用于水的光解生成[H]和氧气，另一部分光能用于合成ATP，暗反应发生场所是叶绿体基质中，首先发生二氧化碳的固定，即二氧化碳和五碳化合物结合形成两分子的三碳化合物，三碳化合物利用光反应产生的[H]和ATP被还原。

（1）卡尔文用14C标记的CO2作为原料，探究暗反应的过程，所以不断缩短光照时间，是为了确定被14C标记的化合物出现的先后顺序，据实验结果可推测光合作用暗反应阶段CO2中C的转移途径为CO2→C3→C5和C6。

（2）形成的C3中只有一个碳有放射性，另外两个碳则没有，这说明C3不是由3个CO2聚合而成的，而是由CO2与体内某种化合物结合而成的。

（3）有人将“卡尔文循环”分为CO2的固定、C3的还原和受体的再生三个阶段，据暗反应的过程可推知：这里的受体指的是与CO2结合的C5；若忽然停止光照，则光反应产生的[H]和ATP减少，C3的还原变慢，而C02的固定不受影响，故在短时间内测定该化合物（C5)的含量会减少。

（4）酶促反应速率可被迅速调节，推测该反应速率是通过改变酶的结构或活性来实现的。