Question

15．如圖為植物光合作用中卡爾文循環(huán)的部分代謝途徑示意圖．請(qǐng)分析回答：
（1）卡爾文用¹⁴C標(biāo)記的¹⁴CO₂探明了碳在光合作用中轉(zhuǎn)化的途徑，這種方法叫同位素標(biāo)記法（同位素示蹤法）． 標(biāo)記的¹⁴CO₂在葉綠體基質(zhì)（填場(chǎng)所）被C₅固定后才能被[H]還原．
（2）有氧呼吸第二階段產(chǎn)生的CO₂也能用于生成磷酸丙糖，該反應(yīng)屬于吸能反應(yīng)，能量來(lái)自ATP釋放的能量．
（3）圖中的載體將1分子磷酸丙糖轉(zhuǎn)運(yùn)出葉綠體的同時(shí)轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)1分子Pi．若蔗糖合成受阻，則在短時(shí)間內(nèi)，卡爾文循環(huán)會(huì)減速，原因進(jìn)入葉綠體的Pi減少，使磷酸丙糖積累于葉綠體（基質(zhì)）中，同時(shí)導(dǎo)致葉
綠體中合成的ATP數(shù)量下降．隨后，淀粉的合成量將增加，以維持卡爾文循環(huán)運(yùn)行．

Answer 1

分析 1、葉綠體是進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所，光合作用分兩個(gè)階段：

項(xiàng)目	光反應(yīng)	碳反應(yīng)（暗反應(yīng)）
實(shí)質(zhì)	光能→化學(xué)能，釋放O2	同化CO2形成（CH2O）（酶促反應(yīng)）
條件	需色素、光、ADP、和酶	不需色素和光，需多種酶
場(chǎng)所	在葉綠體內(nèi)囊狀結(jié)構(gòu)（基粒類囊體）薄膜上進(jìn)行	在葉綠體基質(zhì)中進(jìn)行
物質(zhì)轉(zhuǎn)化	2H2O→4[H]+O2↑（在光和葉綠體中的色素的催化下） ADP+Pi$\stackrel{酶}{→}$ATP	CO2+C5$\stackrel{酶}{→}$2C3 C3+【H】$→_{ATP}^{酶}$（CH2O）n+C5
能量轉(zhuǎn)化	葉綠素把光能先轉(zhuǎn)化為電能再轉(zhuǎn)化為活躍的化學(xué)能并儲(chǔ)存在ATP中	ATP中活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)化變?yōu)樘穷惖扔袡C(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能

2、有氧呼吸可以分為三個(gè)階段：
B第一階段：在細(xì)胞質(zhì)的基質(zhì)中．
反應(yīng)式：1C₆H₁₂O₆（葡萄糖）$\stackrel{酶}{→}$2C₃H₄O₃（丙酮酸）+4[H]+少量能量 （2ATP）（葡萄糖）
C第二階段：在線粒體基質(zhì)中進(jìn)行．
反應(yīng)式：2C₃H₄O₃（丙酮酸）+6H₂O$\stackrel{酶}{→}$20[H]+6CO₂+少量能量 （2ATP）
E第三階段：在線粒體的內(nèi)膜上，這一階段需要氧的參與，是在線粒體內(nèi)膜上進(jìn)行的．
反應(yīng)式：24[H]+6O₂$\stackrel{酶}{→}$12H₂O+大量能量（34ATP）

解答 解：（1）用示蹤元素素標(biāo)記的化合物，由于其化學(xué)性質(zhì)不變．科學(xué)家通過(guò)追蹤示蹤元素標(biāo)記的化合物，可以弄清化學(xué)反應(yīng)的詳細(xì)過(guò)程．這種科學(xué)研究方法叫做同位素標(biāo)記法．同位素標(biāo)記法也叫同位素示蹤法．標(biāo)記的¹⁴CO₂CO₂+C₅$\stackrel{酶}{→}$2C₃ C₃+【H】$→_{ATP}^{酶}$（CH₂O）_n+C₅ 場(chǎng)所葉綠體基質(zhì)．
（2）第二階段：在線粒體基質(zhì)中進(jìn)行．反應(yīng)式：2C₃H₄O₃（丙酮酸）+6H₂O$\stackrel{酶}{→}$20[H]+6CO₂+少量能量 （2ATP）產(chǎn)生的CO₂也能用于生成磷酸丙糖，該反應(yīng)屬于吸能反應(yīng)，能量來(lái)自ATP$\stackrel{酶}{→}$ADP+Pi+能量．
（3）據(jù)圖分析，若蔗糖合成或輸出受阻，導(dǎo)致三碳酸磷酸的轉(zhuǎn)運(yùn)受到抑制，進(jìn)入葉綠體的Pi減少，同時(shí)三碳酸磷酸因轉(zhuǎn)運(yùn)受抑制而在葉綠體基質(zhì)中大量積累，進(jìn)一步抑制了暗反應(yīng)和光反應(yīng)的進(jìn)行，使得ATP的合成數(shù)量下降．此時(shí)從題圖可以看出過(guò)多的三碳糖磷酸將用于蔗糖的合成，以維持卡爾文循環(huán)運(yùn)行．
故答案為：（1）同位素標(biāo)記法（同位素示蹤法）    葉綠體基質(zhì)[H]
（2）二       ATP
（3）進(jìn)入葉綠體的Pi減少，使磷酸丙糖積累于葉綠體（基質(zhì)）中，同時(shí)導(dǎo)致葉綠體中合成的ATP數(shù)量下降         增加

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查光合作用的過(guò)程，意在強(qiáng)化學(xué)生對(duì)光合作用的兩個(gè)階段的物質(zhì)和能量的變化的識(shí)記、理解與運(yùn)用．