Tảo đơn bào Chlorella được dùng để nghiên cứu sự có mặt của 14C trong hai hợp chất hữu cơ X và Y thuộc chu trình Calvin bằng cách bổ sung 14CO2 vào môi trường nuôi và đo tín hiệu phóng xạ tro
6/12
(1,5 điểm)
a) Tảo đơn bào Chlorella được dùng để nghiên cứu sự có mặt của 14C trong hai hợp chất hữu cơ X và Y thuộc chu trình Calvin bằng cách bổ sung 14CO2 vào môi trường nuôi và đo tín hiệu phóng xạ trong hai thí nghiệm sau:
- Thí nghiệm 1: Tảo được nuôi trong điều kiện chiếu sáng và được cung cấp một lượng CO2 (không đánh dấu phóng xạ) nhất định. Ngay khi CO2 bị tiêu thụ hết, nguồn sáng bị tắt và 14CO2 được bổ sung vào môi trường nuôi tảo (thời điểm thể hiện bằng đường nét đứt ở Hình 6.1).
- Thí nghiệm 2: Tảo được nuôi trong điều kiện chiếu sáng liên tục và được cung cấp một lượng 14CO2 nhất định. Khi 14CO2 bị tiêu thụ hết (thời điểm thể hiện bằng nét đứt trên Hình 6.2), không bổ sung thêm bất kỳ nguồn CO2 nào.
(dpm: số lần nhấp nháy của tín hiệu phóng xạ/phút) | |
Hình 6.1 | Hình 6.2 |
a1) Mỗi chất X và Y là chất gì? Giải thích.
a2) Nồng độ chất Y thay đổi như thế nào trước và sau khi tắt nguồn sáng trong thí nghiệm 1?
a3) Tại sao tín hiệu phóng xạ của chất X luôn lớn hơn Y trong điều kiện có cả ánh sáng và 14CO2 ở thí nghiệm 2?
b) Khi nghiên cứu ảnh hưởng của ánh sáng đến quang hợp, người ta tiến hành thí nghiệm như sau: Trồng các cây A, B, C (cùng 1 giống, cùng độ tuổi ) trong các chậu có điều kiện dinh dưỡng, chế độ chăm sóc như nhau. Đưa các chậu cây này vào trong phòng thí nghiệm, chiếu sáng với các bước sóng khác nhau, cụ thể là:
Cây A: Chiếu ánh sáng có bước sóng từ 400 đến 500nm.
Cây B: Chiếu ánh sáng có bước sóng từ 500 đến 600nm.
Cây C: Chiếu ánh sáng có bước sóng từ 600 đến 700nm.
Thời gian chiếu sáng là như nhau ở tất cả các chậu cây.
b1) Cây nào hấp thụ được nhiều ánh sáng nhất? Giải thích.
b2) Căn cứ vào bước sóng ánh sáng cung cấp cho các cây như trên, có thể so sánh khả năng sinh trưởng của các cây A, B, C được không? Giải thích.
6 | a | a1) Chất X là 3-PGA, chất Y là RuBD - Giải thích: + Ở thí nghiệm 1: Khi 14CO2 được bổ sung vào môi trường nuôi sẽ xảy ra phản ứng cacboxy hóa ribulose 1,5-bisphosphate (RuBP) và tạo thành 3_PGA (chứa 14C). Mặt khác, do không có ánh sáng nên pha sáng không xảy ra, không có sự cung cấp ATP và NADPH dẫn đến 3-PGA không bị chuyển hóa thành các chất khác trong chu trình Canvin dẫn đến chất này sẽ bị tích lũy làm tăng tín hiệu phóng xạ, tương ứng với chất X trong trên hình 1. Vậy, X là 3-PGA. (0,25 điểm) + Ở thí nghiệm 2: Khi 14CO2 bị tiêu thụ hết, phản ứng chuyển hóa RuBP thành 3-PGA bị dừng lại, gây tích lũy RuBP (chứa 14C). Mặt khác, trong điều kiện có ánh sáng, pha sáng cung cấp ATP và NADPH cho các phản ứng chuyển hóa APG (chứa 14C) theo chu trình Canvin và tái tạo RuBP. Từ hai điều này cho thấy RuBP đánh dấu phóng xạ tăng lên, tương ứng với chất Y trên hình 2. Vậy, Y là RuDB. (0,25 điểm) a2)Nồng độ của chất Y (RuBP) không đánh dấu phóng xạ giảm khi sau tắt ánh sáng. Còn chất Y không đánh dấu phóng xạ không được sinh ra nên không có sự thay đổi. a3) Trong điều kiện có ánh sáng và 14CO2, tảo sẽ thực hiện cả pha sáng và pha tối của quang hợp làm tăng lượng 3-PGA và RuBP có đánh dấu phóng xạ. Chỉ có 5/6 G3P sinh ra từ 3-PGA sẽ được dùng để tái tạo RuBP. Do đó, tín hiệu của 3-PGA luôn lớn hơn RuBP trong điều kiện này. | 0,5
0,25
0,25 |
b | b1) Cây hấp thụ được nhiều ánh sáng nhất là cây A. Vì trong khoảng bước sóng 400 – 500nm có các điểm cực đại hấp thu của cả diệp lục A, B và một số carrotenoid. Đây cũng là miền ánh sáng có bước sóng ngắn, mức năng lượng cao. b2) Có thể so sánh khả năng sinh trưởng của cây A và cây C với cây B nhưng chưa đủ điều kiện để so sánh 2 cây A và C với nhau. Vì ánh sáng có bước sóng 400 – 500 nm (thí nghiệm với cây A) có miền xanh tím; ánh sáng 600 – 700nm (thí nghiệm với cây C) có miền đỏ. Diệp lục hoạt động tốt ở cả 2 miền này. Trong khi đó, ánh sáng có bước sóng 500 – 600nm(thí nghiệm với cây B)có miền ánh sáng lục và vàng, diệp lục hoàn toàn không hấp thu ánh sáng ở các miền này. Kết quả là,cây A và C sẽ sinh trưởng tốt hơn cây B. | 0,25
0,25
|