Question

7．20世纪50年代，卡尔文及其同事在研究光合作用时，将小球藻悬浮液装在一个密闭玻璃容器中，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，通过控制电源开关来控制有无光照．
（1）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．
（2）在实验中，卡尔文等还发现，在光照下C₃和C₅的浓度很快达到饱和并保持稳定．但当把灯关掉后，C₃（C₃、C₅）的浓度急速升高．卡尔文等在光照下突然中断CO₂的供应，这时他发现C₅的量积聚起来，C₃却消失了，他们由此得出结论，固定CO₂的物质是C₅．

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）向密闭容器中通入¹⁴CO₂，当将反应进行到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）把灯关掉，没有光照，光反应不能进行，无ATP和[H]产生，从而影响C₃的还原，而CO₂的固定仍然进行，所以C₃的浓度急速升高，C₅的浓度急速降低．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．
故答案为：
（1）反应时间
（2）C₃  C₅ CO₂

点评 本题考查光合作用的探索历程、光反应、暗反应过程的能量变化和物质变化、生物学研究中的科学思想和一般方法，要求考生识记光合作用的探索历程，掌握不同时期科学家们的实验方法及实验结论；能根据题干中信息答题，属于考纲识记和理解层次的考查．