Question

19．卡爾文等人從1946年起利用新發(fā)現(xiàn)的放射性碳同位素¹⁴C標(biāo)記的CO₂示蹤，研究了小球藻、柵列藻等植物光合作用中二氧化碳同化的早期產(chǎn)物．歷時(shí)9年，終于弄清了光合作用中二氧化碳同化的循環(huán)式途徑，被稱為卡爾文循環(huán)．
基本思路如下：
往小球藻培養(yǎng)液中通入¹⁴CO₂后，分別給予小球藻不同時(shí)間的光照，結(jié)果如表．

實(shí)驗(yàn)組別	光照時(shí)間（s）	放射性物質(zhì)分布
1	2	大量3-磷酸甘油酸（三碳化合物）
2	20	12種磷酸化糖類
3	60	除上述12種磷酸化糖類外，還有氨基酸、有機(jī)酸等

根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析：
（1）卡爾文利用的是同位素示蹤法來(lái)研究二氧化碳同化的早期產(chǎn)物，請(qǐng)?jiān)倥e兩例利用這種方法研究的實(shí)驗(yàn)．分泌蛋白的合成、加工、運(yùn)輸、分泌的途徑，光合作用中氧氣中的氧元素的來(lái)源，噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)，DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)，基因探針、DNA分子雜交．
（2）卡爾文研究的過(guò)程是在葉綠體基質(zhì)（具體場(chǎng)所）進(jìn)行，要保證這一過(guò)程的正常進(jìn)行需要光反應(yīng)（過(guò)程）提供[H]和ATP（物質(zhì)）．
（3）據(jù)表推測(cè)，光合作用中CO₂在細(xì)胞中最早應(yīng)該被同化成三碳化合物．實(shí)驗(yàn)組三中光照60s后突然停止光照C₅的含量將減少．
（4）上述實(shí)驗(yàn)中，統(tǒng)計(jì)單位時(shí)間里小球藻吸收的CO₂，這一數(shù)值可以代表凈光合作用強(qiáng)度（填“總光合作用強(qiáng)度”或“凈光合作用強(qiáng)度”）．

Answer 1

分析 據(jù)表分析：該實(shí)驗(yàn)是利用放射性的¹⁴CO₂探究光合作用的碳元素的利用途徑，該實(shí)驗(yàn)的自變量是不同的時(shí)間，因變量是放射性碳元素的分布情況，題表結(jié)果表明二氧化碳二氧化碳主要參與光合作用的暗反應(yīng)過(guò)程．

解答 解：（1）卡爾文利用的是同位素示蹤法來(lái)研究二氧化碳同化的早期產(chǎn)物，利用同位素標(biāo)記法研究的實(shí)驗(yàn)還有：分泌蛋白的合成、加工、運(yùn)輸、分泌的途徑，光合作用中氧氣中的氧元素的來(lái)源，噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)，DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)，基因探針、DNA分子雜交．
（2）卡爾文研究的過(guò)程屬于暗反應(yīng)，暗反應(yīng)發(fā)生在葉綠體基質(zhì)，要保證暗反應(yīng)正常進(jìn)行需要光反應(yīng)提供[H]和ATP．
（3）據(jù)表推測(cè)，光合作用中CO₂在細(xì)胞中最早應(yīng)該被同化成三碳化合物．實(shí)驗(yàn)組三中光照60s后突然停止光照，光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP和[H]含量減少，將抑制三碳化合物的還原，而二氧化碳固定仍在進(jìn)行，因此導(dǎo)致C₅的含量將減少．
（4）上述實(shí)驗(yàn)中，統(tǒng)計(jì)單位時(shí)間里小球藻吸收的CO₂，這一數(shù)值可以代表凈光合作用強(qiáng)度．
故答案為：
（1）分泌蛋白的合成、加工、運(yùn)輸、分泌的途徑． 光合作用中氧氣中的氧元素的來(lái)源，噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)，DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)，基因探針、DNA分子雜交
（2）葉綠體基質(zhì)    光反應(yīng)[H]和ATP
（3）三碳化合物   減少
（4）凈光合作用強(qiáng)度

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查光合作用的過(guò)程和對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，以探究不同條件對(duì)植物光合作用速率和呼吸作用速率的影響為背景，考查影響光合作用的環(huán)境因素、對(duì)照實(shí)驗(yàn)的原則等知識(shí)，要求考生能夠從材料中獲取信息的能力、對(duì)知識(shí)的理解遷移能力．