Question

(10 分）科学家在研究光合作用过程中发现，当向小球藻的离体叶绿体培养体系中供给Pi、 ADP、NADP+时，只有在光下才能合成糖；当向体系中供给ATP、NADPH([H])时，在黑暗条件下也能合成糖。请回答：
(1)光合作用包含两个阶段,即_______阶段和_______阶段。以上实验说明: ________________
(2)上述实验中，利用ADP的场所是_______，消耗ATP的场所是_______
(3)卡尔文用¹⁴CO₂供小球藻进行光合作用，发现¹⁴C在光合作用中的转移途径是,CO₂→_______→_______
(4)研究发现:在适宜的条件下，当CO₂浓度为O时，光反应也不能进行。请利用小球藻为实验材料设计实验予以验证（只要求写出简单的实验设计思路)。

Answer 1

（1）光反应  暗反应   ATP、NADPH是光反应的产物（2）叶绿体的类囊体薄膜（或基粒）   叶绿体基质 （3）C₃  （CH₂O） （4）分别用含有CO₂和不含CO₂的溶液培养小球藻，光下观察小球藻是否有气泡产生。不含CO₂组没有气泡产生，即可证明该结论。

解析试题分析：
(1)光合作用包含光反应阶段和暗反应阶段。向小球藻的离体叶绿体培养体系中供给Pi、 ADP、NADP+时，只有在光下才能合成糖；当向体系中供给ATP、NADPH([H])时，在黑暗条件下也能合成糖，说明Pi、ADP、NADP+在光下能合成ATP、NADPH。
(2)由以上分析可知，叶绿体在光反应阶段中利用ADP合成ATP，所以利用ADP的场所是光反应阶段的场所，即叶绿体的类囊体薄膜（或基粒）； ATP是在暗反应阶段被消耗的，所以消耗ATP的场所就是暗反应的场所，即叶绿体基质。
(3) CO₂直接参与暗反应，反应过程为：CO₂固定（CO₂＋C₅→2C₃）；C₃的还原（2C₃→（CH₂O）+ C₅）。由此可见，光合作用过程中，C的转移途径是CO₂→C₃→（CH₂O）。
(4)本实验的目的是要验证适宜的条件下，当CO₂浓度为O时，光反应也不能进行。试验设计要遵循对照原则和单一变量原则。该实验的单一变量是CO₂的有无，因变量是光反应进行与否（气泡，即氧气的产生与否）。实验过程及结论为：分别用含有CO₂和不含CO₂的溶液培养小球藻，光下观察小球藻是否有气泡产生。不含CO₂组没有气泡产生，即可证明该结论。
考点：本题考查光合作用过程及探究实验，意在考查考生的识记能力和理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系的能力；具备验证简单生物学事实的能力，并能对实验现象和结果进行解释、分析和处理。