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容器中，通过一个通气管向容器中通  CO₂，通气管上有一个开关，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）他向密闭容器中通入¹⁴C0₂，当反应时间为0．5 s时，¹⁴C出现在一种三碳化合物（C₃）中；当反应进行到5 s时，¹⁴C出现在一种五碳化合物（C₅）和一种六碳糖（C₆）中，这说明CO₂中C的转移路径是            （请用“→”表示），卡尔文采用了              技术。

（2）他通过停止     （实验条件）来直接探究光反应和暗反应的联系，他得到的实验结果为下图中的______。

（3）卡尔文通过停止       （实验条件）探究光合作用过程中固定C0₂的化合物，这时他发现C₅的含量快速升高，由此得出固定CO₂的物质是C₅。

（4）卡尔文将上述实验中不同反应条件下的小球藻放入70℃的热水中，结果导致____     失活，细胞中的化合物就保持在热处理之前的反应状态。采用纸层析法分离出多种化合物，纸层析法利用的原理是不同化合物在层析液中       不同。

Answer

（1）C02→C3→C5（或C6） 同位素标记

（2）光照 A

（3）二氧化碳的供应

（4）酶 溶解度

【解析】

试题分析：（1）向密闭容器中通入14CO2，当将反应进行到0．5s时，14C出现在一种三碳化合物（C3）中，当反应进行到5s时，14C出现在一种五碳化合物（C5）和一种六碳糖（C6）中，这说明CO2中C的转移路径是C02→C3→C5（或C6）。上述实验中卡尔文是通过同位素标记技术来探究CO2中碳原子转移路径的。

（2）根据题干信息“容器周围有光源，通过控制电源开关可控制光照的有无”可知，卡尔文通过停止光照来探究光反应和碳反应的联系．光照直接影响光反应，而光反应能为暗反应提供ATP和[H]（NADPH），停止光照后，光反应提供的ATP和[H]减少，影响C3的还原，导致C3含量升高，而C3含量降低，即图中的A．

（3）若光照不变，突然中断CO2的供应，光反应产生ATP和[H]不变，C3的还原不变，而CO2的固定因缺少原料不能进行，会使C5的量积聚起来，C3消失，由此得出固定CO2的物质是C5。

（4）乙醇能使蛋白质变性，用乙醇处理细胞，会使酶变性失活，从而杀死细胞，细胞内的提取物在层析液中的溶解度不同，随层析液在滤纸条上的扩散速度不同，可把细胞内化合物分离开来。

考点：光反应、暗反应过程的能量变化和物质变化；叶绿体结构及色素的分布和作用

【名师点睛】方法点拨：卡尔文将小球藻装在一个密闭容器中，通过一个通气管向容器中通入CO2，通气管上有一个开关，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。根据其中“可控制CO2的供应”和“通过控制电源开关可控制光照的有无”答题。卡尔文在进行下列实验时采用了同位素示踪法和纸层析法等技术方法。