Question

8．卡尔文将小球藻装在一个密闭容器中，通过一个通气管向玻璃容器中通入CO₂，通气管上有一个开关，可控制CO₂的供应，容器周围有光源，通过控制电源开关来控制光照的有无．
（1）实验材料小球藻属于真核（ 填“原核”或“真核”）生物，其与光合作用有关的色素有叶绿素a、叶绿素b、叶黄素和胡萝卜素．
（2）卡尔文通过停止光照来探究光反应和暗反应的联系，他得到的实验结果是图中的A．

（3）卡尔文通过停止CO₂供应来探究光合作用过程中固定CO₂的化合物，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．
（4）卡尔文等向密闭容器中通入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．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，采用了同位素示踪法等技术方法．
（5）实验中卡尔文将不同反应条件下的小球藻放入70℃的酒精中，从而使细胞中酶失活，细胞中的化合物就保持在热处理之前的反应状态．采用纸层析法，分离出各种化合物．纸层析法的原理是利用了不同化合物在层析液中溶解度的不同．

Answer 1

分析 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．卡尔文在进行下列实验时采用了同位素示踪法和纸层析法等技术方法．

解答 解：（1）实验材料小球藻属于真核生物．光合作用的色素主要包括叶绿素a、叶绿素b、叶黄素和胡萝卜素．
（2）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．
（3）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的量积聚起来，C₃消失，由此得出固定CO₂的物质是C₅．
（4）卡尔文等向密闭容器中通入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．上述实验中卡尔文等是通过控制反应时间来探究CO₂中碳原子转移路径的，采用了同位素示踪法．
（5）乙醇能使蛋白质变性，用乙醇处理细胞，会使酶变性失活，从而杀死细胞，细胞内的提取物在层析液中的溶解度不同，随层析液在滤纸条上的扩散速度不同，可把细胞内化合物分离开来．
故答案为：
（1）真核    叶绿素a、叶绿素b、叶黄素和胡萝卜素
（2）光照   A
（3）CO₂供应     
（4）反应时间    同位素示踪法
（5）酶    溶解度

点评 本题是光合作用、呼吸作用的过程、影响因素在生产实践中的综合应用．知识点较多，跳跃性较大，在做题时一定认真分析甄别．