Question

【題目】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。卡爾文將小球藻裝在一個密閉的容器中，通過一個通氣管向容器中通入14CO2，通氣管上有—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）卡爾文循環在小球藻細胞中進行的場所是___________________。

（2）在培養小球藻的試管內通入l4CO2，先進行一定強度的光照后，再黑暗處理，分別檢測小球藻體內的C3和C5的放射性強度，得出的曲線如乙圖所示。圖中曲線Ⅱ表示的是C5的變化趨勢，判斷依據是___________________________________________。

（3）卡爾文循環中的產物丙糖磷酸大量運出葉綠體，卻沒有導致葉綠體內的Pi越來越少，據圖甲推測，補充葉綠體內Pi的途徑是_______________________________________。

（4）在研究光合作用中碳的轉移途徑時，用l4CO2供給小球藻，每隔一定時間取樣，并將樣品立即加入到煮沸的甲醇中。經過濃縮后再點樣進行雙向紙層析，使標記化合物彼此分離。根據標記化合物出現的時間，最先檢測到的C3。請問：

① 將樣品放入煮沸甲醇中作用是：____________；____________ 。

② 利用紙層析分離化合物的原理是：___________________________。

Answer 1

【答案】葉綠體基質 黑暗條件下無光反應產生的ATP和[H]，C3的還原終止，但CO2仍然在和C5結合，所以C5會減少 丙糖磷酸轉變成蔗糖時脫下的磷酸可運回葉綠體（或葉綠體外Pi回運） 破壞酶，終止細胞內的生化反應 溶解提取細胞內的化合物 利用不同物質在層析液中的溶解度不同，擴散速率不同而分離。

【解析】

光合作用的光反應階段（場所是葉綠體的類囊體膜上）：水的光解產生[H]與氧氣，以及ATP的形成；光合作用的暗反應階段（場所是葉綠體的基質中）：CO2被C5固定形成C3，C3在光反應提供的ATP和[H]的作用下還原生成糖類等有機物。

（1）卡爾文循環是指CO2被植物吸收利用的過程，是光合作用的暗反應，在葉綠體基質進行。

（2）根據題干信息“先進行一定強度的光照后，再黑暗處理”，所以短時間內黑暗條件下無光反應產生的ATP和[H]，C3的還原終止，但CO2仍然在和C5結合，所以C5會減少。

（3）從圖中看出丙糖磷酸轉變成蔗糖時脫下的磷酸可運回葉綠體或者可能將葉綠體外Pi回運至葉綠體中補充葉綠體內Pi。

（4）①本實驗是研究l4CO2在細胞內的轉移途徑，所以在煮沸甲醇中可以將葉肉細胞殺死破壞酶，終止細胞內的生化反應，防止細胞繼續進行反應生成新的化合物。

②利用紙層析分離化合物的原理是用不同物質在層析液中的溶解度不同，擴散速率不同而分離，溶解度越大在濾紙上的擴散速度越快。