Question

18．20世紀(jì)50年代，卡爾文及其同事發(fā)現(xiàn)了卡爾文循環(huán)，他因此獲得了1961年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)．卡爾文將小球藻裝在，一個(gè)密閉容器中，通過(guò)通氣管向密閉容器中通入CO₂，通氣管上部有一個(gè)開(kāi)關(guān)，可以控制CO₂的供應(yīng)，密閉容器周圍有光源，通過(guò)控制電源開(kāi)關(guān)可以控制光照的有無(wú)．
（1）卡爾文向密閉容器中通入¹⁴CO₂，發(fā)現(xiàn)反應(yīng)進(jìn)行到5s時(shí)，¹⁴C出現(xiàn)在一種五碳化合物（C₅）和一種六碳糖（C₆）中．將反應(yīng)時(shí)間縮短到0.5s時(shí)，¹⁴C出現(xiàn)在一種三碳化合物（C₃）中，這說(shuō)明CO₂中C的轉(zhuǎn)移路徑是．上述實(shí)驗(yàn)中卡爾文是通過(guò)控制反應(yīng)時(shí)間來(lái)探究CO₂中碳原子的轉(zhuǎn)移路徑．
（2）卡爾文通過(guò)改變實(shí)驗(yàn)條件來(lái)探究卡爾文循環(huán)中固定CO₂的化合物，這時(shí)他發(fā)現(xiàn)C₅的含量快速升高，其改變的實(shí)驗(yàn)條件是停止CO₂供應(yīng)，由此得出固定CO₂的物質(zhì)是C₅．
（3）為了保持小球藻中的化合物停留在某一狀態(tài)，卡爾文將不同反應(yīng)條件下的小球藻放入70℃的熱酒精中，其目的是使酶失去活性，導(dǎo)致化學(xué)反應(yīng)停止，然后利用不同化合物在層析液中的溶解度不同，通過(guò)（紙）層析法，分離出各種化合物．

Answer 1

分析 在光合作用的暗反應(yīng)中，二氧化碳中的C的轉(zhuǎn)移途徑為CO₂→C₃→（CH₂O）．光合作用過(guò)程中，光照強(qiáng)度和二氧化碳濃度均可影響光合速率，只是光照是通過(guò)光反應(yīng)進(jìn)而影響暗反應(yīng)的，二氧化碳是通過(guò)暗反應(yīng)進(jìn)而影響光反應(yīng)的．

解答 解：（1）向密閉容器中通入¹⁴CO₂，當(dāng)將反應(yīng)進(jìn)行到0.5s時(shí)，¹⁴C出現(xiàn)在一種三碳化合物（C₃）中，當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到5s時(shí)，¹⁴C出現(xiàn)在一種五碳化合物（C₅）和一種六碳糖（C₆）中，這說(shuō)明CO₂中C的轉(zhuǎn)移路徑是 ．可見(jiàn)，上述實(shí)驗(yàn)中卡爾文是通過(guò)控制反應(yīng)時(shí)間來(lái)探究CO₂中碳原子轉(zhuǎn)移路徑的．
（2）若要降低光合作用過(guò)程中C₅的含量，可以采用降低光照或適當(dāng)增加二氧化碳的供應(yīng)等措施．因?yàn)榻档凸庹湛梢詼p少ATP、NADPH的生成量，從而抑制C₃的還原，使C₅的含量有所降低；若適當(dāng)增加二氧化碳的供應(yīng)，會(huì)促進(jìn)二氧化碳固定的發(fā)生，同樣也可以使C₅的含量有所降低．
（3）70℃的熱酒精中小球藻細(xì)胞內(nèi)的酶會(huì)失活，則細(xì)胞中的化合物就保持在熱處理之前的反應(yīng)狀態(tài)．根據(jù)各種化合物（色素）在層析液中的溶解度不同，可以用紙層析法將它們分離．
故答案為：
（1）      反應(yīng)時(shí)間
（2）停止CO₂供應(yīng)
（3）酶失去活性   （紙）層析

點(diǎn)評(píng) 本題屬于考綱中理解層次的要求，屬于中等難度的題型，考查了光合作用和呼吸作用的關(guān)系、影響光合作用的環(huán)境因素等知識(shí)，本題比較綜合，要求考生具有扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)，并能準(zhǔn)確分析實(shí)驗(yàn)裝置．