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 ¹⁴CO₂ được 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 nguồn CO₂ nào.

Cho biết tên của chất X và chất Y trong thí nghiệm này. Giải thích.

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.