Question

【題目】同位素示蹤法能有效的追蹤物質(zhì)的運(yùn)行和變化規(guī)律，該方法的使用，使人們更加深入的了解了葉綠體中發(fā)生的光合作用過程。回答下列問題：

（1）給小球藻提供C18O2和H2O，一段時(shí)間后，釋放的氧氣中含有18O。氧氣中含有18O是由于____________。

（2）卡爾文利用同位素示蹤法進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)，以14CO2作為小球藻光合作用的原料，通過不斷縮短用煮沸的甲醇?xì)⑺佬∏蛟宓臅r(shí)間，再將提取物經(jīng)過紙層析法進(jìn)行____________，根據(jù)____________，推測(cè)出了C的轉(zhuǎn)移過程。

反應(yīng)時(shí)間	帶14C標(biāo)記的化合物
30s	多種
5s	14C3，14C5，14C6
<1s	90%14C3

（3）在此實(shí)驗(yàn)之后，卡爾文通過類似的實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)一步找出了與CO2反應(yīng)的物質(zhì)，請(qǐng)根據(jù)暗反應(yīng)中物質(zhì)的變化規(guī)律，推測(cè)出卡爾文所用的實(shí)驗(yàn)方案__________（簡要寫出實(shí)驗(yàn)思路即可）。

Answer 1

【答案】C18O2中的部分氧轉(zhuǎn)移到H218O中，H218O又作為原料參與了光反應(yīng)生成的18O2 分離 帶14C標(biāo)記的化合物出現(xiàn)時(shí)間的先后順序 取兩組培養(yǎng)有小球藻的試管分別標(biāo)記為甲乙兩組，甲組在培養(yǎng)過程的某時(shí)刻用煮沸的甲醇?xì)⑺佬∏蛟�，乙組則在同時(shí)突然減少或停止（增加）供應(yīng)14CO2，之后短時(shí)間內(nèi)也用甲醇?xì)⑺佬∏蛟�，通過層析法比較找出相對(duì)于甲組，乙組提取液中含量明顯增加（減少）的化合物即為固定CO2的化合物

【解析】

1.光合作用的光反應(yīng)階段：

光反應(yīng)階段的特征是在光驅(qū)動(dòng)下水分子氧化釋放的電子通過類似于線粒體呼吸電子傳遞鏈那樣的電子傳遞系統(tǒng)傳遞給NADP+，使它還原為NADPH。電子傳遞的另一結(jié)果是基質(zhì)中質(zhì)子被泵送到類囊體腔中，形成的跨膜質(zhì)子梯度驅(qū)動(dòng)ADP磷酸化生成ATP。

2.光合作用的暗反應(yīng)階段：

暗反應(yīng)階段是利用光反應(yīng)生成NADPH和ATP進(jìn)行碳的同化作用，使氣體二氧化碳還原為糖。由于這階段基本上不直接依賴于光，而只是依賴于NADPH和ATP的提供，故稱為暗反應(yīng)階段。

3.光合作用的物質(zhì)變化如圖所示：

（1）給小球藻提供C18O2和H2O，一段時(shí)間后，釋放的氧氣中含有18O。由光合作用的物質(zhì)變化可知，氧氣中含有18O是由于C18O2中的部分氧轉(zhuǎn)移到H218O中，H218O又作為原料參與了光反應(yīng)生成的18O2。

（2）卡爾文利用同位素示蹤法進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)，以14CO2作為小球藻光合作用的原料，通過不斷縮短用煮沸的甲醇?xì)⑺佬∏蛟宓臅r(shí)間，再將提取物經(jīng)過紙層析法進(jìn)行分離，根據(jù)帶14C標(biāo)記的化合物出現(xiàn)時(shí)間的先后順序，推測(cè)出了C的轉(zhuǎn)移過程。光合作用的暗反應(yīng)的物質(zhì)變化為：暗反應(yīng)中14CO2經(jīng)固定成214C3,再還原成14C6H12O6和C5。在1s內(nèi)主要是碳的固定，產(chǎn)物是C3。

（3）在此實(shí)驗(yàn)之后，卡爾文通過類似的實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)一步找出了與CO2反應(yīng)的物質(zhì)，請(qǐng)根據(jù)暗反應(yīng)中物質(zhì)的變化規(guī)律，推測(cè)出卡爾文所用的實(shí)驗(yàn)方案可能為：取兩組培養(yǎng)有小球藻的試管分別標(biāo)記為甲乙兩組，甲組在培養(yǎng)過程的某時(shí)刻用煮沸的甲醇?xì)⑺佬∏蛟�，乙組則在同時(shí)突然減少或停止（增加）供應(yīng)14CO2，之后短時(shí)間內(nèi)也用甲醇?xì)⑺佬∏蛟�，通過層析法比較找出相對(duì)于甲組，乙組提取液中含量明顯增加（減少）的化合物即為固定CO2的化合物。