Question

【題目】光合作用是生物界最基本的物質代謝和能量代謝。很多學者為探索其實質做出了重要貢獻。依據(jù)材料回答下列問題。

材料一：1937年，植物生理學家希爾發(fā)現(xiàn)，將葉綠體分離后置于含有一定濃度蔗糖溶液的試管中，制備成葉綠體懸浮液，若在試管中加人適當?shù)摹半娮邮荏w”，給予葉綠體定強度的光照，在沒有CO2時就能放出O2，同時電子受體被還原。希爾反應式是：H2O +氧化態(tài)電子受體→還原態(tài)電子受體+ 1/2O2。

材料二：20世紀50年代，卡爾文及其同事因在光合作用方面的研究成果，獲得了1961 年的諾貝爾化學獎。具體操作是：在一個密閉容器中，將小球藻放人14C標記的碳酸氫鹽溶液(碳酸氫鹽在水中會處于分解成CO2的動態(tài)平衡狀態(tài)) ，給予充足的光照，每隔一定時間取樣、分離、鑒定光合產物。實驗結果：若光照30s后檢測產物，檢測到了多種帶14C標記的化合物(C3、C4、C5 、C6、C7等) ；若將光照時間逐漸縮短至幾分之一秒，90%的放射性出現(xiàn)在一種三碳化合物(C3)中；在5s的光照后，同時檢測到了含有放射性的五碳化合物(C5)和六碳糖(C6)。

（1）希爾反應模擬了葉綠體光合作用過程中_________階段的部分變化。正常情況下，光合作用過程該階段的電子受體被還原成了_________ (填物質名稱)，希爾實驗中配制葉綠體懸液時，加入一定濃度的蔗糖溶液的目的是_________ 。

（2）卡爾文根據(jù)_________ 推測出了CO2中的碳轉化成有機物中碳的途徑，這一途徑稱為卡爾文循環(huán)。其發(fā)生的場所是_________。

（3）卡爾文和同事對這種三碳化合物(C3)分子進行分析發(fā)現(xiàn)，形成的C3中只有一個碳有放射性，另外兩個碳則沒有。最可能的原因是__________________________ 。

Answer 1

【答案】光反應 [H]或 NADPH或還原態(tài)氫 形成等滲溶液，維持葉綠體正常形態(tài)和功能 被14C標記的化合物出現(xiàn)時間的先后 葉綠體基質 C3不是由3個CO2聚合而成的，而是由CO2與體內某種化合物結合而成的

【解析】

光合作用的光反應階段（場所是葉綠體的類囊體膜上）：水的光解產生[H]與氧氣，以及ATP的形成；光合作用的暗反應階段（場所是葉綠體的基質中）：CO2被C5固定形成C3，C3在光反應提供的ATP和[H]的作用下還原生成糖類等有機物。

（1）希爾反應模擬了葉綠體光合作用過程中光反應階段水的光解，該階段中電子受體為NADP+，接受氫后變成了[H]或 NADPH或還原態(tài)氫，希爾實驗中配制葉綠體懸浮液時加入一定濃度的蔗糖溶液的目的是形成等滲溶液，維持葉綠體正常形態(tài)和功能。

（2）卡爾文根據(jù)被14C標記的化合物出現(xiàn)時間的先后，推測出了光合作用暗反應階段CO2中C的轉化途徑；卡爾文循環(huán)屬于光合作用的暗反應，其發(fā)生的場所是葉綠體基質。

（3）形成的C3中只有一個碳有放射性，另外兩個碳則沒有，這說明C3不是由3個CO2聚合而成的，而是由CO2與體內某種化合物結合而成的。