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一、题文

美国科学家卡尔文和同事对光合作用过程进行探究。在一个密闭容器中,将小球藻放入14C标记的碳酸氢盐溶液(碳酸氢盐在水中会处于分解成二氧化碳的动态平衡状态),给予充足的光照,每隔一定时间取样、分离、鉴定光合产物。实验结果:若光照30s后检测产物,检测到了多种带14C标记的化合物(C3、C4、C5、C6、C7等);若将光照时间逐渐缩短至几分之一秒,90%的放射性出现在一种三碳化合物(C3)中;在5s的光照后,同时检测到了含有放射性的五碳化合物(C5)和六碳糖(C6)。(1)①根据_________________,可推测光合作用暗反应阶段CO2中C的转化途径,此途径后来被称为“卡尔文循环”。_______②卡尔文和同事对这种三碳化合物(C3)分子结构进行分析发现,形成的C3中只有一个碳有放射性,另外两个碳则没有。这说明______________________。③有人将“卡尔文循环”分为CO2的固定、C3的还原和受体的再生三个阶段,这里的受体指的是_______(填“C5”或“C6”)。(2)和用14C标记CO2相比,该实验中采用14C标记的碳酸氢盐溶液的优点是____________。(3)研究发现,“卡尔文循环”中某种酶促反应速率可被迅速调节,以适应光反应,推测该反应速率是通过______________________来实现的。

二、解答

[答案] (1). 被14C标记的化合物出现时间的先后 (2). (3). C3不是由3个CO2聚合而成的,而是由CO2与体内某种化合物结合而成的 (4). C5 (5). 不易扩散,便于控制实验条件 (6). 改变酶的结构或活性

三、分析

[解析][分析]本题考查光合作用的探索历程、生物学研究中的科学思想,要求考生能根据题干中信息答题。熟悉暗反应过程中的各种物质来源去路是解答本题的关键。[详解](1)①根据被14C标记的化合物出现时间的先后,可推测光合作用暗反应阶段CO2中C的转化途径。暗反应过程中的物质变化为②形成的C3中只有一个碳有放射性,另外两个碳则没有,这说明C3不是由3个CO2聚合而成的,而是由CO2与体内某种化合物结合而成的。③有人将“卡尔文循环”分为CO2的固定、C3的还原和受体的再生三个阶段,这里的受体指的是与CO2结合的C5。(2)和用14C标记CO2相比,该实验中采用14C标记的碳酸氢盐溶液的优点是不易扩散,便于控制实验条件。(3)酶促反应速率可被迅速调节,推测该反应速率是通过改变酶的结构或活性来实现的。

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