Question

10．在适宜条件下，科学家用¹⁴C标记CO₂供小球藻进行光合作用，探明了CO₂中的碳在光合作用中的转移途径．
（1）在该实验研究中，科学家采用了（放射性）同位素标记法法．二氧化碳中的碳原子在小球藻细胞内的转移途径是二氧化碳→C₃→糖类[（CH₂O）]和C₅．
（2）小球藻进行光反应的过程伴随的能量变化是光能→ATP（和[H]）中活跃的化学能（或光能→电能→ATP（和[H]）中活跃的化学能），这体现了生物膜系统具有能量转换的作用．
（3）在其他条件适宜的情况下，在小球藻正常进行光合作用时突然停止光照，并在黑暗中立即开始连续取样分析，在短时间内叶绿体中C₅化合物含量的变化是下降（填“下降”“稳定”或“升高”），原因是停止光照后C₅合成速率减慢，消耗速率不变，导致C₅化合物含量下降．
（4）小球藻吸收CO₂转化为细胞中的有机物，在生态系统的碳循环中发挥着重要作用．小球藻细胞呼吸产生的ATP在高能磷酸键水解时释放的能量多达30.54kJ/mol，所以说ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物．

Answer 1

分析 植物在光照条件下进行光合作用，光合作用分为光反应阶段和暗反应阶段，光反应阶段在叶绿体的类囊体薄膜上进行水的光解，产生ATP和[H]，同时释放氧气，ATP和[H]用于暗反应阶段三碳化合物的还原，细胞的呼吸作用不受光照的限制，有光无光都可以进行，为细胞的各项生命活动提供能量．据此分析解答．

解答 解：（1）在探究CO₂中的碳在光合作用中的转移途径的实验中，科学家采用了（放射性）同位素标记法．二氧化碳参与光合作用的暗反应阶段，二氧化碳在光合作用中的转移途径是二氧化碳经过固定转移到三碳化合物中，再经过三碳化合物的还原转移到有机物中或五碳化合物中，即二氧化碳→C₃→糖类[（CH₂O）]和C₅．
（2）小球藻的光合作用过程中，光能首先将光反应转变为ATP中活跃的化学能，说明生物膜具有能量转换的作用．
（3）突然停止光照，光反应停止，[H]和ATP生成停止，三碳化合物的还原受阻，五碳化合物的生存减少，短时间内其去路不变，最终导致五碳化合物的含量下降．
（4）小球藻在生态系统中属于生产者，其光合作用可以将二氧化碳转变为有机物，在生态系统的碳循环过程中发挥着重要作用．ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物．
故答案为：
（1）（放射性）同位素标记法      糖类[（CH₂O）]和C₅ 
（2）光能→ATP（和[H]）中活跃的化学能（或光能→电能→ATP（和[H]）中活跃的化学能）   能量转换
（3）下降   停止光照后C₅合成速率减慢，消耗速率不变，导致C₅化合物含量下降
（4）碳循环  高能磷酸化合物

点评 本题主要考查光合作用的过程，意在强化学生对光合作用的过程中的物质和能量转化的相关知识的理解与运用．