Question

【題目】美國科學(xué)家卡爾文和同事對(duì)光合作用過程進(jìn)行探究。將小球藻放人一個(gè)密閉容器中，通入14C標(biāo)記的14CO2給予充足的光照，每隔一定時(shí)間取樣、分離、鑒定光合產(chǎn)物。實(shí)驗(yàn)結(jié)果：若光照30s后檢測(cè)產(chǎn)物，檢測(cè)到了多種帶14C標(biāo)記的化合物（C3、C4、C5、C6、C7等）；若將光照時(shí)間逐漸縮短至幾分之一秒，90%的放射性出現(xiàn)在一種三碳化合物（C3）中；在5s的光照后，同時(shí)檢測(cè)到了含有放射性的五碳化合物（C5）和六碳糖（C6）。請(qǐng)回答下列問題：

（1）根據(jù)__________，可推測(cè)光合作用暗反應(yīng)階段CO2中C的轉(zhuǎn)化途徑為__________。

（2）卡爾文和同事對(duì)這種三碳化合物（C3）分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，形成的C3中只有一個(gè)碳有放射性另外兩個(gè)碳則沒有。這說明__________。

（3）有人將“卡爾文循環(huán)”分為CO2的固定、C3的還原和受體的再生三個(gè)階段，這里的受體指的是_______（填“C5”或“C6”）。為驗(yàn)證這一過程，如果忽然停止光照，在短時(shí)間內(nèi)測(cè)定該化合物的含量會(huì)__________。

（4）研究發(fā)現(xiàn)“卡爾文循環(huán)”中某種酶促反應(yīng)速率可被迅速調(diào)節(jié)，以適應(yīng)光反應(yīng)，推測(cè)對(duì)反應(yīng)速率的調(diào)節(jié)是通過改變酶的___________來實(shí)現(xiàn)的。

Answer 1

【答案】被14C標(biāo)記的化合物出現(xiàn)時(shí)間的先后 CO2→C3→C5和C6 C3不是由3個(gè)CO2聚合而成的，而是由CO2與體內(nèi)某種化合物結(jié)合而成的 C5 減少 結(jié)構(gòu)或活性

【解析】

光合作用包括光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個(gè)階段。光反應(yīng)發(fā)生場(chǎng)所在葉綠體的類囊體薄膜上，色素吸收光照，吸收光能、傳遞光能，并將一部分光能用于水的光解生成[H]和氧氣，另一部分光能用于合成ATP，暗反應(yīng)發(fā)生場(chǎng)所是葉綠體基質(zhì)中，首先發(fā)生二氧化碳的固定，即二氧化碳和五碳化合物結(jié)合形成兩分子的三碳化合物，三碳化合物利用光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]和ATP被還原。

（1）卡爾文用14C標(biāo)記的CO2作為原料，探究暗反應(yīng)的過程，所以不斷縮短光照時(shí)間，是為了確定被14C標(biāo)記的化合物出現(xiàn)的先后順序，據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可推測(cè)光合作用暗反應(yīng)階段CO2中C的轉(zhuǎn)移途徑為CO2→C3→C5和C6。

（2）形成的C3中只有一個(gè)碳有放射性，另外兩個(gè)碳則沒有，這說明C3不是由3個(gè)CO2聚合而成的，而是由CO2與體內(nèi)某種化合物結(jié)合而成的。

（3）有人將“卡爾文循環(huán)”分為CO2的固定、C3的還原和受體的再生三個(gè)階段，據(jù)暗反應(yīng)的過程可推知：這里的受體指的是與CO2結(jié)合的C5；若忽然停止光照，則光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]和ATP減少，C3的還原變慢，而C02的固定不受影響，故在短時(shí)間內(nèi)測(cè)定該化合物（C5)的含量會(huì)減少。

（4）酶促反應(yīng)速率可被迅速調(diào)節(jié)，推測(cè)該反應(yīng)速率是通過改變酶的結(jié)構(gòu)或活性來實(shí)現(xiàn)的。