Question

7．卡爾文及其同事因在光合作用方面的研究成果，獲得了1961年的諾貝爾化學獎．卡爾文將小球藻裝在一個密閉容器中，通過一個通氣管向容器中通  CO₂，通氣管上有一個開關，可控制CO₂的供應，容器周圍有光源，通過控制電源開關可控制光照的有無．
（1）他向密閉容器中通入¹⁴CO₂，當反應時間為0.5s時，¹⁴C出現在一種三碳化合物（C₃）中；當反應進行到5s時，¹⁴C出現在一種五碳化合物（C₅）和一種六碳糖（C₆）中，這說明CO₂中C的轉移路徑是C0₂→C₃→C₅（或C₆）
（請用“→”表示），卡爾文采用了同位素標記 技術．
（2）他通過停止光照（實驗條件）來直接探究光反應和暗反應的聯系，他得到的實驗結果為圖中的A．

（3）卡爾文通過停止二氧化碳的供應（實驗條件）探究光合作用過程中固定CO₂的化合物，這時他發(fā)現C₅的含量快速升高，由此得出固定CO₂的物質是C₅．
（4）卡爾文將上述實驗中不同反應條件下的小球藻放入70℃的熱水中，結果導致酶失活，細胞中的化合物就保持在熱處理之前的反應狀態(tài)．采用紙層析法分離出多種化合物，紙層析法利用的原理是不同化合物在層析液中溶解度 不同．

Answer 1

分析 卡爾文將小球藻裝在一個密閉容器中，通過一個通氣管向容器中通入CO₂，通氣管上有一個開關，可控制CO₂的供應，容器周圍有光源，通過控制電源開關可控制光照的有無．根據其中“可控制CO₂的供應”和“通過控制電源開關可控制光照的有無”答題．卡爾文在進行下列實驗時采用了同位素示蹤法和紙層析法等技術方法．

解答 解：（1）向密閉容器中通入¹⁴CO₂，當將反應進行到0.5s時，¹⁴C出現在一種三碳化合物（C₃）中，當反應進行到5s時，¹⁴C出現在一種五碳化合物（C₅）和一種六碳糖（C₆）中，這說明CO₂中C的轉移路徑是 ．卡爾文采用了同位素示蹤法和紙層析法等技術方法．
（2）根據題干信息“容器周圍有光源，通過控制電源開關可控制光照的有無”可知，卡爾文通過停止光照來探究光反應和碳反應的聯系；光照直接影響光反應，而光反應能為暗反應提供ATP和[H]（NADPH），停止光照后，光反應提供的ATP和[H]減少，影響C₃的還原，導致C₃含量升高，而C₃含量降低，即圖中的A．
（3）卡爾文通過停止二氧化碳的供應探究光合作用過程中固定CO₂的化合物，這時他發(fā)現C₅的含量快速升高，由此得出固定CO₂的物質是C₅．
（4）在70度的熱酒精中，小球藻中的酶會變性失活．利用不同化合物在層析液中的溶解度不同抗原分離出不同的化合物．
故答案為：
（1）C0₂→C₃→C₅（或C₆）  同位素標記
（2）光照     A   
（3）二氧化碳的供應     
（4）酶    溶解度

點評 本題結合曲線圖，空考查光合作用的探索歷程、生物學研究中的科學思想和一般方法，要求考生識記光合作用的探索歷程，掌握不同時期科學家們的實驗方法及實驗結論；能根據題干中信息答題，屬于考綱識記和理解層次的考查．