卡尔文循环

疑难问题：在高中教材中，光合作用的过程简单概括为以下三个过程：①CO2的固定：CO2＋RuBP2C3(三碳酸)②三碳酸的还原：三碳酸三碳糖③RuBP的再生和其他有机物的形成：三碳糖RuBP糖等由于这个过程是卡尔文循环，过程有十几个步骤，教师需要作进一步认识才行，其实RuBP的再生也是消耗ATP的，并不是所有的ATP都用在还原上。据植物生理学，光合碳循环中的十几个步骤可分为3个部分：1．羧化作用（CO2的固定）由RuBP羧化酶催化，将CO2加到RuBP的C－2上，形成中间产物2-羧基-3-酮基核糖醇-1，5-二磷酸，然后水解为两个分子的3－PGA（3－磷酸甘油酸）。2．还原作用（三碳酸的还原）两个3－PGA经PGA激酶作用，消耗两个ATP，形成两个1，3－DPGA（1，3－二磷酸甘油酸），再经GAP脱氢酶催化，消耗两个NADPH，还原为两个GAP（三碳糖）。当CO2被还原为GAP时，光合作用的贮能过程便基本完成。3－PGA1，3－DPGAGAP注：其实三碳糖也叫磷酸丙糖，是3－磷酸甘油醛和磷酸二羟丙酮的统称。3．CO2受体RuBP的再生（RuBP的再生）这里包括形成磷酸化的3,4,5,6和7碳糖的一系列反应。最后由核酮糖-5-磷酸激酶(Ru5PK)催化，消耗1分子ATP，再形成RuBP（核酮糖-1，5-二磷酸）。总的来说，每3个RuBP与3个CO2形成6个GAP，5个GAP经过一系列的异构化、缩合与重组，消耗3个ATP，再合成3个RuBP，净生产一个GAP。GAP是合成各种有机物质的碳架，可在叶绿体中合成淀粉等物质，又可透过叶绿体被膜上的起跨膜传递作用的蛋白称为磷酸运转器输出叶绿体外，合成蔗糖等物质。C3途径的总反应式可写成：3CO2+5H2O+9ATP+6NADPH→GAP+9ADP+8Pi+6NADP++3H+研究性学习小组同学用下图甲所示实验装置测定果蝇幼虫的呼吸速率。实验开始时，打开软管夹，将装置放入25℃水浴中，10min后关闭软管夹，随后每隔5min记录一次毛细管中液滴移动的位置，结果如右表所示：(1)图中X处所用的化学药品是_________。10min后软管夹关闭液滴将向方向_______移动。(2)实验所用毛细管横截面积为1mm2，在20min～30min时氧气的平均吸收速率为________mm3/min。请写出该过程中有氧呼吸的总反应式__________________________。(3)该小组同学认为如将X换为清水，并将试管充入N2即可测定果蝇幼虫无氧呼吸速率，你认为他们实验设计方案是否合理，并说出你的理由。________________________。(4)有同学认为应该增设对照实验，请利用此装置设置一对照实验：__________________________。(1)NaOH左(2)6.5反应式略(3)不合理，果蝇幼虫无氧呼吸产生乳酸不产生CO2，无论是否进行无氧呼吸液滴都不会移动。(4)将装置中的果蝇幼虫换成等质量的死幼虫，并将该装置置于相同的环境中，重复上述实验