Question

7．20世紀(jì)50年代，卡爾文及其同事在研究光合作用時，將小球藻懸浮液裝在一個密閉玻璃容器中，通過一個通氣管向容器中通入CO₂，通氣管上有一個開關(guān)，可控制CO₂的供應(yīng)，容器周圍有光源，通過控制電源開關(guān)來控制有無光照．
（1）卡爾文等向密閉容器中通入¹⁴CO₂，當(dāng)反應(yīng)進行到5s時，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)時間縮短到0.5s時，¹⁴C出現(xiàn)在一種三碳化合物（C₃）中．上述實驗中卡爾文等是通過控制反應(yīng)時間來探究CO₂中碳原子轉(zhuǎn)移路徑的．
（2）在實驗中，卡爾文等還發(fā)現(xiàn)，在光照下C₃和C₅的濃度很快達到飽和并保持穩(wěn)定．但當(dāng)把燈關(guān)掉后，C₃（C₃、C₅）的濃度急速升高．卡爾文等在光照下突然中斷CO₂的供應(yīng)，這時他發(fā)現(xiàn)C₅的量積聚起來，C₃卻消失了，他們由此得出結(jié)論，固定CO₂的物質(zhì)是C₅．

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(guān)，可控制CO₂的供應(yīng)，容器周圍有光源，通過控制電源開關(guān)可控制光照的有無．根據(jù)其中“可控制CO₂的供應(yīng)”和“通過控制電源開關(guān)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(shù)方法．

解答 解：（1）向密閉容器中通入¹⁴CO₂，當(dāng)將反應(yīng)進行到0.5s時，¹⁴C出現(xiàn)在一種三碳化合物（C₃）中，當(dāng)反應(yīng)進行到5s時，¹⁴C出現(xiàn)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(zhuǎn)移路徑是 ．可見，上述實驗中卡爾文是通過控制反應(yīng)時間來探究CO₂中碳原子轉(zhuǎn)移路徑的．
（2）把燈關(guān)掉，沒有光照，光反應(yīng)不能進行，無ATP和[H]產(chǎn)生，從而影響C₃的還原，而CO₂的固定仍然進行，所以C₃的濃度急速升高，C₅的濃度急速降低．若光照不變，突然中斷CO₂的供應(yīng)，光反應(yīng)產(chǎn)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的量積聚起來，C₃消失．
故答案為：
（1）反應(yīng)時間
（2）C₃  C₅ CO₂

點評 本題考查光合作用的探索歷程、光反應(yīng)、暗反應(yīng)過程的能量變化和物質(zhì)變化、生物學(xué)研究中的科學(xué)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(xué)家們的實驗方法及實驗結(jié)論；能根據(jù)題干中信息答題，屬于考綱識記和理解層次的考查．