Question

美國(guó)生物化學(xué)家卡爾文和他的同事在上個(gè)世紀(jì)50年代應(yīng)用同位素示蹤技術(shù)，即¹⁴CO₂飼養(yǎng)小球藻，觀察在小球藻光合作用中碳的轉(zhuǎn)化和去向，從而首次揭示了自然界最基本的生命過(guò)程．

（1）光照下卡爾文給小球藻懸浮液通入¹⁴CO₂，一定時(shí)間后殺死小球藻，同時(shí)提取產(chǎn)物并分析．實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，僅僅30秒的時(shí)間，放射性代謝產(chǎn)物多達(dá)幾十種．縮短時(shí)間到7s，發(fā)現(xiàn)放射性代謝產(chǎn)物減少到12種，想要探究CO₂轉(zhuǎn)化成的第一個(gè)產(chǎn)物是什么，可能的實(shí)驗(yàn)思路是：不斷后殺死小球藻，同時(shí)提取產(chǎn)物并分析，直到最終提取物中只有

 

（一種、兩種…）反射性代謝產(chǎn)物，該物質(zhì)即為CO₂轉(zhuǎn)化成的第一個(gè)產(chǎn)物．
（2）在卡爾文循環(huán)中究竟哪種物質(zhì)直接與CO₂結(jié)合，卡爾文采用的方法是：突然停止供應(yīng)¹⁴CO₂，若某該物質(zhì)與CO₂直接結(jié)合，則其含量變化為

 

，若是不同階段的產(chǎn)物，則其含量變化剛好相反．
（3）若符號(hào)C₆代表六碳糖，每產(chǎn)生1分子C₆，需通過(guò)

 

次卡爾文循環(huán)．
（4）某除草劑的作用機(jī)理之一是阻斷光反應(yīng)中的電子傳遞過(guò)程，直接影響

 

的形成，進(jìn)而影響光合作用的碳反應(yīng)，最終抑制雜草的生長(zhǎng)．
（5）圖中H⁺跨膜運(yùn)輸方式為

 

．光合作用中產(chǎn)生O₂運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞外至少需要通過(guò)

 

層磷脂分子．

Answer 1

考點(diǎn)：光反應(yīng)、暗反應(yīng)過(guò)程的能量變化和物質(zhì)變化

專題：

分析：解答本題需掌握：
1、光合作用包括光反應(yīng)階段和暗反應(yīng)階段．
（1）光反應(yīng)階段在葉綠體囊狀結(jié)構(gòu)薄膜上進(jìn)行，此過(guò)程必須有光、色素、光合作用的酶．具體反應(yīng)步驟：①水的光解，水在光下分解成氧氣和還原氫．②ATP生成，ADP與Pi接受光能變成ATP．此過(guò)程將光能變?yōu)锳TP活躍的化學(xué)能．
（2）暗反應(yīng)在葉綠體基質(zhì)中進(jìn)行，有光或無(wú)光均可進(jìn)行，反應(yīng)步驟：①二氧化碳的固定，二氧化碳與五碳化合物結(jié)合生成兩個(gè)三碳化合物．②二氧化碳的還原，三碳化合物接受還原氫、酶、ATP生成有機(jī)物．此過(guò)程中ATP活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成化合物中穩(wěn)定的化學(xué)能．光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供了[H]和ATP，[H]和ATP能夠?qū)⑷�碳化合物還原形成有機(jī)物．

解答： 解：（1）由題意分析可知實(shí)驗(yàn)思路是不斷縮短時(shí)間后殺死小球藻，同時(shí)提取產(chǎn)物并分析，直到最終提取物中只有一種反射性代謝產(chǎn)物，該物質(zhì)即為CO₂轉(zhuǎn)化成的第一個(gè)產(chǎn)物．
（2）突然停止供應(yīng)¹⁴CO₂，若某該物質(zhì)與CO₂直接結(jié)合，則因?yàn)闆](méi)有CO₂與之結(jié)合而使其含量變?cè)龆啵?br />（3）若符號(hào)C6代表六碳糖，因?yàn)镃O₂只有一個(gè)碳，所以每產(chǎn)生1分子C₆，需通過(guò)6次卡爾文循環(huán)．
（4）某除草劑的作用機(jī)理之一是阻斷光反應(yīng)中的電子傳遞過(guò)程，則NADP⁺+e+H⁺→NADPH受阻．
（5）由圖分析可知H⁺運(yùn)輸需要載體，不需要能量，說(shuō)明其運(yùn)輸方式是協(xié)助擴(kuò)散；光合作用中產(chǎn)生O₂運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞外至少需要通過(guò)4層膜結(jié)構(gòu)，也就是8層磷脂分子．
故答案為：
（1）一種
（2）增加
（3）6   
（4）NADPH   
（5）協(xié)助擴(kuò)散     8

點(diǎn)評(píng)：本題考查光合作用、同位素標(biāo)記法等的相關(guān)知識(shí)，意在考查考生理解所學(xué)知識(shí)的要點(diǎn)，把握知識(shí)間的內(nèi)在聯(lián)系的能力．