Question

下图为菠菜叶肉细胞在环境CO₂浓度为0.035%，其他条件适宜的情况下，光合作用的部分过程示意图。图中Ⅰ~Ⅲ表示过程，W代表膜上物质，甲、乙代表结构。请回答：

(1)结构甲由________层单位膜构成，其中光合色素常用_______进行提取，用________法进行分离。从分离结果分析，________（填颜色）的色素溶解度最高。

(2)图中PGAL的元素组成是________。ATP为PGAL的产生提供了________和_______。

(3)H⁺借助W通过膜结构________（填“消耗/产生”）ATP；若突然增加CO₂的浓度，短时间内RuBP含量将_______。

(4)碳反应产物PGAL可以转移到细胞溶胶中合成蔗糖，合成1分子蔗糖至少需要碳反应循环_______次（假设每次循环仅有一个CO₂分子进入碳反应）。

Answer

1层 95%乙醇（或无水乙醇或丙酮） 纸层析法 橙黄色 CHOP 能量 磷酸基团 产生 减少 12次

【解析】

1．绿叶中色素的提取和分离实验，提取色素时需要加入无水乙醇（溶解色素）、石英砂（使研磨更充分）和碳酸钙（防止色素被破坏）；分离色素时采用纸层析法，原理是色素在层析液中的溶解度不同，随着层析液扩散的速度不同，最后的结果是观察到四条色素带，从上到下依次是胡萝卜素（橙黄色）、叶黄素（黄色）、叶绿素a（蓝绿色）、叶绿素b（黄绿色）。
题图图示表示光合作用的过程，甲为叶绿体中的类囊体，乙为叶绿体基质。其中Ⅰ表示暗反应阶段的二氧化碳固定过程，Ⅱ表示暗反应阶段有机物的形成过程，Ⅲ表示五碳化合物的再生过程；W表示氢离子通道蛋白。

（1）结构甲为叶绿体中的类囊体，由1层单位膜构成，其中光合色素常用无水乙醇进行提取，用纸层析法进行分离。从分离结果分析，胡萝卜素在滤纸条上的扩散速度最快，溶解度最高，胡萝卜素为橙黄色的色素。

（2）图中的PGAL是三碳糖磷酸，其元素组成是C、H、O、P。ATP为PGAL的产生提供了能量和磷酸基团。

（3）H+借助W氢离子通道蛋白通过膜结构产生ATP；若突然增加CO2的浓度，CO2与RuBP结合形成的三碳化合物增多，而在短时间内，三碳化合物被还原生成RuBP的过程仍然进行，因此短时间内RuBP含量将减少。

（4）1分子蔗糖中含有12个碳原子，1次循环仅有一个CO2分子进入碳反应，因此要合成1分子含有12个碳原子的蔗糖至少需要碳反应循环12次。