Tảo đơn bào Chlorella được sử dụng để nghiên cứu sự có mặt của carbon đồng vị phóng xạ
Tảo đơn bào được sử dụng để nghiên cứu sự có mặt của carbon đồng vị phóng xạ (C) có trong hai hợp chất hữu cơ X và Y thuộc chu trình Calvin bằng cách bổ sung CO vào môi trường nuôi cấy và đo tín hiệu phóng xạ trong hai thí nghiệm sau:
Giải SBT Sinh học 11 Bài 4: Quang hợp ở thực vật - Chân trời sáng tạo
Câu 4.20 trang 16 sách bài tập Sinh học 11: Tảo đơn bào Chlorella được sử dụng để nghiên cứu sự có mặt của carbon đồng vị phóng xạ (14C) có trong hai hợp chất hữu cơ X và Y thuộc chu trình Calvin bằng cách bổ sung 14CO2 vào môi trường nuôi cấy Chlorella và đo tín hiệu phóng xạ trong hai thí nghiệm sau:
- Thí nghiệm 1:Chlorella được nuôi cấy trong điều kiện chiếu sáng và được cung cấp một lượng CO2 (không chứa 14C) nhất định. Ngay khi CO2 bị tiêu thụ hết, nguồn sáng bị tắt và 14CO2được bổ sung vào môi trường của Chlorella (thời điểm thể hiện bằng đường nét đứt ở hình a).
- Thí nghiệm 2: Chlorella được nuôi cấy 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 ở hình b) không bổ sung thêm bất kì nguồnCO2 nào.
a) Cho biết tên của chất X và chất Y trong thí nghiệm này. Giải thích.
b) Nồng độ chất Y chứa phóng xạ và không chứa phóng xạ thay đổi như thế nào sau khi tắt nguồn sáng trong thí nghiệm 1?
c) Tại sao tín hiệu phóng xạ của chất X luôn lớn hơn chất Y trong điều kiện có cả ánh sáng và 14CO2 ở thí nghiệm 2?
Lời giải:
a) Chất X là PGA, chất Y là RuBP. Giải thích:
- Ở thí nghiệm 1: Khi 14CO2 được bổ sung vào môi trường nuôi cấy sẽ xảy ra phản ứng carboxyl hoá RuBP và tạo thành PGA (chứa 14C). Khi không có ánh sáng nên pha sáng không xảy ra, pha tối không được cung cấp ATP và NADPH dẫn đến PGA không bị chuyển hoá thành các chất khác trong chu trình Calvin → chất này tích luỹ làm tăng tín hiệu phóng xạ, tương ứng với chất X trên hình a →X là PGA.
- Ở thí nghiệm 2: Khi 14CO2 bị tiêu thụ hết, phản ứng chuyển hoá RuBP thành PGA bị dừng lại, gây tích luỹ RuBP (chứa 14C). Mặt khác, trong điều kiện có ánh sáng, pha sáng cung cấp ATP và NADPH cho các phản ứng chuyển hoá PGA (chứa 14C) theo chu trình Calvin và tái tạo RuBP →RuBP có đánh dấu phóng xạ tăng lên, tương ứng với chất Y trên hình b →Y là RuBP.
b) Nồng độ của chất Y (RuBP) không đánh dấu phóng xạ giảm đi sau khi tắt ánh sáng. Còn chất Y có đánh dấu phóng xạ không được sinh ra nên không có sự thay đổi.
c) Trong điều kiện có ánh sáng và 14CO2, Chlorella thực hiện cả pha sáng và pha tối làm tăng lượng PGA và RuBP có đánh dấu phóng xạ. Chỉ có 5/6 phân tử G3P sinh ra từ PGA được dùng để tái tạo RuBP. Do đó, tín hiệu của PGA luôn lớn hơn RuBP trong điều kiện này.
Lời giải SBT Sinh 11 Bài 4: Quang hợp ở thực vật hay khác:
Câu 4.1 trang 13 sách bài tập Sinh học 11: Phân tử O2 giải phóng từ quang hợp có nguồn gốc từ ....
Câu 4.6 trang 13 sách bài tập Sinh học 11: Cho các phát biểu sau: ....
