Question

【題目】20世紀50年代，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�？�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。

（1）他向密閉容器中通入14CO2，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，將反應時間縮短到0．5s時，14C出現在一種三碳化合物（C3）中，這說明CO2中C的轉移路徑是__________________（用文字和箭頭表示）。上述實驗中卡爾文是通過控制___________來探究CO2中碳原子轉移路徑的。

（2）卡爾文通過改變實驗條件探究光合作用過程中固定CO2的化合物，他改變的實驗條件是______________________；這時他發現C5的含量快速升高，由此得出固定CO2的物質是C5。

（3）他通過停止___________，探究光反應和碳反應的聯系，他得到的實驗結果為下圖中的___________。這是因為在改變外界條件時，___________反應產生的_______________減少了。

上述實驗中卡爾文將不同反應條件下的小球藻放入70℃的熱酒精中，從而使________失活，細胞中的化合物就保持在熱處理之前的反應狀態。利用不同化合物在層析液中的溶解度不同，分離出各種化合物�？�爾文在光合作用研究中采用了________________和__________等技術方法。

Answer 1

【答案】 反應時間 停止CO2供應 光照 A 光反應 ATP和[H]（NADPH） 酶 同位素示蹤法 紙層析法

【解析】

“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；卡爾文在進行實驗時采用了同位素示蹤法和紙層析法等技術方法。

（1）向密閉容器中通入14CO2，當反應進行到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 ；可見，上述實驗中卡爾文是通過控制反應時間來探究CO2中碳原子轉移路徑的；

（2）若光照不變，突然中斷CO2的供應，光反應產生ATP和[H]不變，C3的還原不變，而CO2的固定因缺少原料不能進行，會使C5的量積聚增多，C3消失，由此得出，固定CO2的物質是C5；

（3）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；在70℃的熱酒精中，小球藻中的酶會變性失活；卡爾文在光合作用研究中采用了同位素示蹤法和紙層析法等技術方法。