Question

【题目】20世纪50年代，卡尔文及其同事因在光合作用方面的研究成果，获得了1961年的诺贝尔化学奖。卡尔文将小球藻装在一个密闭容器中，通过一个通气管向容器中通入CO2，通气管上有一个开关，可控制CO2的供应，容器周围有光源，通过控制电源开关可控制光照的有无。

（1）他向密闭容器中通入14CO2，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，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__________________（用文字和箭头表示）。上述实验中卡尔文是通过控制___________来探究CO2中碳原子转移路径的。

（2）卡尔文通过改变实验条件探究光合作用过程中固定CO2的化合物，他改变的实验条件是______________________；这时他发现C5的含量快速升高，由此得出固定CO2的物质是C5。

（3）他通过停止___________，探究光反应和碳反应的联系，他得到的实验结果为下图中的___________。这是因为在改变外界条件时，___________反应产生的_______________减少了。

上述实验中卡尔文将不同反应条件下的小球藻放入70℃的热酒精中，从而使________失活，细胞中的化合物就保持在热处理之前的反应状态。利用不同化合物在层析液中的溶解度不同，分离出各种化合物。卡尔文在光合作用研究中采用了________________和__________等技术方法。

Answer 1

【答案】 反应时间 停止CO2供应 光照 A 光反应 ATP和[H]（NADPH） 酶 同位素示踪法 纸层析法

【解析】

“卡尔文将小球藻装在一个密闭容器中，通过一个通气管向容器中通入CO2，通气管上有一个开关，可控制CO2的供应，容器周围有光源，通过控制电源开关可控制光照的有无”，根据其中“可控制CO2的供应”和“通过控制电源开关可控制光照的有无”答题；卡尔文在进行实验时采用了同位素示踪法和纸层析法等技术方法。

（1）向密闭容器中通入14CO2，当反应进行到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）若光照不变，突然中断CO2的供应，光反应产生ATP和[H]不变，C3的还原不变，而CO2的固定因缺少原料不能进行，会使C5的量积聚增多，C3消失，由此得出，固定CO2的物质是C5；

（3）根据题干信息“容器周围有光源，通过控制电源开关可控制光照的有无”可知，卡尔文通过停止光照来探究光反应和碳反应的联系；光照直接影响光反应，而光反应能为暗反应提供ATP和[H]（NADPH），停止光照后，光反应提供的ATP和[H]减少，影响C3的还原，导致C3含量升高，而C3含量降低，即图中的A；在70℃的热酒精中，小球藻中的酶会变性失活；卡尔文在光合作用研究中采用了同位素示踪法和纸层析法等技术方法。