Question

19．卡尔文等人从1946年起利用新发现的放射性碳同位素¹⁴C标记的CO₂示踪，研究了小球藻、栅列藻等植物光合作用中二氧化碳同化的早期产物．历时9年，终于弄清了光合作用中二氧化碳同化的循环式途径，被称为卡尔文循环．
基本思路如下：
往小球藻培养液中通入¹⁴CO₂后，分别给予小球藻不同时间的光照，结果如表．

实验组别	光照时间（s）	放射性物质分布
1	2	大量3-磷酸甘油酸（三碳化合物）
2	20	12种磷酸化糖类
3	60	除上述12种磷酸化糖类外，还有氨基酸、有机酸等

根据上述实验结果分析：
（1）卡尔文利用的是同位素示踪法来研究二氧化碳同化的早期产物，请再举两例利用这种方法研究的实验．分泌蛋白的合成、加工、运输、分泌的途径，光合作用中氧气中的氧元素的来源，噬菌体侵染细菌实验，DNA半保留复制的实验，基因探针、DNA分子杂交．
（2）卡尔文研究的过程是在叶绿体基质（具体场所）进行，要保证这一过程的正常进行需要光反应（过程）提供[H]和ATP（物质）．
（3）据表推测，光合作用中CO₂在细胞中最早应该被同化成三碳化合物．实验组三中光照60s后突然停止光照C₅的含量将减少．
（4）上述实验中，统计单位时间里小球藻吸收的CO₂，这一数值可以代表净光合作用强度（填“总光合作用强度”或“净光合作用强度”）．

Answer 1

分析 据表分析：该实验是利用放射性的¹⁴CO₂探究光合作用的碳元素的利用途径，该实验的自变量是不同的时间，因变量是放射性碳元素的分布情况，题表结果表明二氧化碳二氧化碳主要参与光合作用的暗反应过程．

解答 解：（1）卡尔文利用的是同位素示踪法来研究二氧化碳同化的早期产物，利用同位素标记法研究的实验还有：分泌蛋白的合成、加工、运输、分泌的途径，光合作用中氧气中的氧元素的来源，噬菌体侵染细菌实验，DNA半保留复制的实验，基因探针、DNA分子杂交．
（2）卡尔文研究的过程属于暗反应，暗反应发生在叶绿体基质，要保证暗反应正常进行需要光反应提供[H]和ATP．
（3）据表推测，光合作用中CO₂在细胞中最早应该被同化成三碳化合物．实验组三中光照60s后突然停止光照，光反应产生的ATP和[H]含量减少，将抑制三碳化合物的还原，而二氧化碳固定仍在进行，因此导致C₅的含量将减少．
（4）上述实验中，统计单位时间里小球藻吸收的CO₂，这一数值可以代表净光合作用强度．
故答案为：
（1）分泌蛋白的合成、加工、运输、分泌的途径． 光合作用中氧气中的氧元素的来源，噬菌体侵染细菌实验，DNA半保留复制的实验，基因探针、DNA分子杂交
（2）叶绿体基质    光反应[H]和ATP
（3）三碳化合物   减少
（4）净光合作用强度

点评 本题主要考查光合作用的过程和对实验结果的分析，以探究不同条件对植物光合作用速率和呼吸作用速率的影响为背景，考查影响光合作用的环境因素、对照实验的原则等知识，要求考生能够从材料中获取信息的能力、对知识的理解迁移能力．