Question

10．在光合作用研究史上有許多經(jīng)典的實(shí)驗(yàn)．請(qǐng)分析回答下列問(wèn)題：
實(shí)驗(yàn)一：
（1）卡爾文將小球藻裝在一個(gè)密閉容器中，通過(guò)通氣管向密閉容器中通入CO₂，通氣管上有一個(gè)開關(guān)，可以控制CO₂的供應(yīng)，密閉容器周圍有光源，通過(guò)控制電源開關(guān)可以控制光照的有無(wú)．
①卡爾文向密閉容器中通入¹⁴CO₂，經(jīng)過(guò)不同時(shí)間的照光（數(shù)秒直至數(shù)十分鐘）后，將小球藻放入沸酒精中處理，其目的是使酶失活，導(dǎo)致碳反應(yīng)停止，從而使小球藻中的化合物停留在碳反應(yīng)的某一階段；然后分離出各種化合物，測(cè)定其放射性．上述實(shí)驗(yàn)中卡爾文是通過(guò)控制反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)短來(lái)探究¹⁴CO₂中碳原子的轉(zhuǎn)移路徑．
②卡爾文發(fā)現(xiàn)光照30秒，¹⁴C 出現(xiàn)在三碳化合物、五碳化合物和六碳化合物、七碳化合物等20余種化合物中；而當(dāng)把光照時(shí)間縮短為5秒時(shí)，¹⁴C主要出現(xiàn)在一種三磷酸甘油酸（三碳化合物）中，這說(shuō)明二氧化碳固定的第一個(gè)產(chǎn)物是三磷酸甘油酸，然后由三磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變成其他化合物．
③為探究固定CO₂的化合物，卡爾文改變某實(shí)驗(yàn)條件后，發(fā)現(xiàn)RuBP的含量快速升高，其改變的實(shí)驗(yàn)條件是停止二氧化碳供應(yīng)，由此得出固定CO₂的物質(zhì)是RuBP．
實(shí)驗(yàn)二：
（2）“半葉法”測(cè)定光合作用強(qiáng)度：將對(duì)稱葉片的一部分（A）遮光，另一部分（B）不做處
理，并采用適當(dāng)?shù)姆椒ㄗ柚刮镔|(zhì)和能量 的轉(zhuǎn)移，見如圖．在適宜光照下照射a小時(shí)后，在A、B的對(duì)應(yīng)部位截取同等面積的葉片，烘干稱重，分別記為M_A、M_B，獲得相應(yīng)數(shù)據(jù)，則可計(jì)算出該葉片的光合作用強(qiáng)度，其單位是mg/（dm²•h）．
①請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一張表格用于記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)．（假設(shè)實(shí)驗(yàn)選定葉片數(shù)目為3）

②a小時(shí)內(nèi)光合作用合成的有機(jī)物總量（M）為M=M_B-M_A．

Answer 1

分析 在光合作用的暗反應(yīng)中，二氧化碳中的C的轉(zhuǎn)移途徑為CO₂→C₃→（CH₂O）．光合作用過(guò)程中，光照強(qiáng)度和二氧化碳濃度均可影響光合速率，只是光照是通過(guò)光反應(yīng)進(jìn)而影響暗反應(yīng)的，二氧化碳是通過(guò)暗反應(yīng)進(jìn)而影響光反應(yīng)的．

解答 解：（1）①卡爾文向密閉容器中通入¹⁴CO₂，經(jīng)過(guò)不同時(shí)間的照光（數(shù)秒直至數(shù)十分鐘）后，將小球藻放入沸酒精中處理，從而使酶失活，導(dǎo)致碳反應(yīng)停止，從而使小球藻中的化合物停留在碳反應(yīng)的某一階段；然后分離出各種化合物，測(cè)定其放射性．上述實(shí)驗(yàn)中卡爾文是通過(guò)控制反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)短來(lái)探究¹⁴CO₂中碳原子的轉(zhuǎn)移路徑．
②卡爾文發(fā)現(xiàn)光照30秒，¹⁴C 出現(xiàn)在三碳化合物、五碳化合物和六碳化合物、七碳化合物等20余種化合物中；而當(dāng)把光照時(shí)間縮短為5秒時(shí)，¹⁴C主要出現(xiàn)在一種三磷酸甘油酸（三碳化合物）中，這說(shuō)明二氧化碳固定的第一個(gè)產(chǎn)物是三磷酸甘油酸，然后由三磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變成其他化合物．
③在暗反應(yīng)過(guò)程中，二氧化碳被五碳化合物固定成三碳化合物，當(dāng)停止二氧化碳供應(yīng)，卡爾文會(huì)發(fā)現(xiàn)RuBP（五碳化合物）的含量快速升高．
（2）①根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)可知，實(shí)驗(yàn)需要分別對(duì)M_A、M_B的重量進(jìn)行記錄，并計(jì)算其平均值，因此設(shè)計(jì)表格用于記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)．（假設(shè)實(shí)驗(yàn)選定葉片數(shù)目為3）

②由于A組遮光，只進(jìn)行呼吸作用，而B組不做處理，同時(shí)進(jìn)行呼吸作用和光合作用，因此a小時(shí)內(nèi)光合作用合成的有機(jī)物總量（M）為 M=M_B-M_A．
故答案為：
（1）①使酶失活，導(dǎo)致碳反應(yīng)停止     反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)短
②二氧化碳固定的第一個(gè)產(chǎn)物是三磷酸甘油酸，然后由三磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變成其他化合物
③停止二氧化碳供應(yīng)
（2）①

②M=M_B-M_A

點(diǎn)評(píng) 本題屬于考綱中理解層次的要求，屬于中等難度的題型，考查了光合作用和呼吸作用的關(guān)系、影響光合作用的環(huán)境因素等知識(shí)，本題比較綜合，要求考生具有扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)，并能準(zhǔn)確分析實(shí)驗(yàn)裝置．