Question

18．20世纪50年代，卡尔文及其同事发现了卡尔文循环，他因此获得了1961年诺贝尔化学奖．卡尔文将小球藻装在，一个密闭容器中，通过通气管向密闭容器中通入CO₂，通气管上部有一个开关，可以控制CO₂的供应，密闭容器周围有光源，通过控制电源开关可以控制光照的有无．
（1）卡尔文向密闭容器中通入¹⁴CO₂，发现反应进行到5s时，¹⁴C出现在一种五碳化合物（C₅）和一种六碳糖（C₆）中．将反应时间缩短到0.5s时，¹⁴C出现在一种三碳化合物（C₃）中，这说明CO₂中C的转移路径是．上述实验中卡尔文是通过控制反应时间来探究CO₂中碳原子的转移路径．
（2）卡尔文通过改变实验条件来探究卡尔文循环中固定CO₂的化合物，这时他发现C₅的含量快速升高，其改变的实验条件是停止CO₂供应，由此得出固定CO₂的物质是C₅．
（3）为了保持小球藻中的化合物停留在某一状态，卡尔文将不同反应条件下的小球藻放入70℃的热酒精中，其目的是使酶失去活性，导致化学反应停止，然后利用不同化合物在层析液中的溶解度不同，通过（纸）层析法，分离出各种化合物．

Answer 1

分析 在光合作用的暗反应中，二氧化碳中的C的转移途径为CO₂→C₃→（CH₂O）．光合作用过程中，光照强度和二氧化碳浓度均可影响光合速率，只是光照是通过光反应进而影响暗反应的，二氧化碳是通过暗反应进而影响光反应的．

解答 解：（1）向密闭容器中通入¹⁴CO₂，当将反应进行到0.5s时，¹⁴C出现在一种三碳化合物（C₃）中，当反应进行到5s时，¹⁴C出现在一种五碳化合物（C₅）和一种六碳糖（C₆）中，这说明CO₂中C的转移路径是 ．可见，上述实验中卡尔文是通过控制反应时间来探究CO₂中碳原子转移路径的．
（2）若要降低光合作用过程中C₅的含量，可以采用降低光照或适当增加二氧化碳的供应等措施．因为降低光照可以减少ATP、NADPH的生成量，从而抑制C₃的还原，使C₅的含量有所降低；若适当增加二氧化碳的供应，会促进二氧化碳固定的发生，同样也可以使C₅的含量有所降低．
（3）70℃的热酒精中小球藻细胞内的酶会失活，则细胞中的化合物就保持在热处理之前的反应状态．根据各种化合物（色素）在层析液中的溶解度不同，可以用纸层析法将它们分离．
故答案为：
（1）      反应时间
（2）停止CO₂供应
（3）酶失去活性   （纸）层析

点评 本题属于考纲中理解层次的要求，属于中等难度的题型，考查了光合作用和呼吸作用的关系、影响光合作用的环境因素等知识，本题比较综合，要求考生具有扎实的基础知识，并能准确分析实验装置．