Question

【題目】擬柱胞藻是一種水華藍(lán)藻，其色素分布于光合片層上。擬柱胞藻優(yōu)先利用水體中的CO2，也能利用水體中的HCO3-（胞外碳酸酐酶催化HCO3-分解為CO2）。科研人員用350mg/L、700mg/L、1000mg/L的CO2馴化培養(yǎng)擬柱胞藻，培養(yǎng)20天后分別獲得藻種1、2、3。測定藻種胞外碳酸酐酶活力并探究不同濃度NaHCO3溶液對藻種1、2、3生長的影響，結(jié)果如下圖。請回答：

（1）在適宜光照下，擬柱胞藻細(xì)胞產(chǎn)生O2的場所是____，產(chǎn)生O2來自于_____（過程）。

（2）經(jīng)過20天的馴化培養(yǎng)，藻種1、2、3中種群數(shù)量最大的是____，原因是_____。

（3）據(jù)左圖分析，在低濃度CO2水平下，擬柱胞藻主要通過____，充分利用水體中的無機(jī)碳，保持競爭優(yōu)勢，因此擬柱胞藻具有很強的入侵性和擴(kuò)張性。

（4）據(jù)圖分析，B點凈光合速率比A點高的原因是____，結(jié)合圖1分析C點凈光合速率比B點高的原因是 ___；A點之前藻種1、2、3凈光合速率相等的原因_____。

Answer 1

【答案】光合片層 水的光解 藻種3 CO2濃度高，光合速率快，有機(jī)物增多，繁殖速度快 提高碳酸酐酶的活力，催化水中HCO3-分解為CO2 NaHCO3溶液濃度較高，分解產(chǎn)生的CO2多 碳酸酐酶的活力高，NaHCO3, 分解產(chǎn)生的CO2較多 HCO3-濃度低，CO2 供應(yīng)不足

【解析】

分析左圖可知，藻種生活水體中C02濃度越低，胞外碳酸酐酶活性越高，能更加充分地分解水體中的HCO3-離子分解得到CO2；分析右圖可得，擬柱胞藻生活環(huán)境中的NaHCO3溶液濃度較高，其凈光合速率越高，且在相同NaHCO3溶液濃度環(huán)境中，經(jīng)過低濃度C02水體馴養(yǎng)的擬柱胞藻凈光合速率更高。

（1）由題意得，擬柱胞藻細(xì)胞為原核生物，沒有葉綠體結(jié)構(gòu)，故產(chǎn)生02的場所是光合色素所在的光合片層中；光合作用中產(chǎn)生氧氣的過程為水的光解（光反應(yīng)）。

（2）由題圖中可得，藻種1、2、3的馴養(yǎng)環(huán)境中的CO2含量依次升高，則環(huán)境中的CO2含量最高的藻種3光合速率高，有機(jī)物積累量多，繁殖速度快，種群數(shù)量最大。

（3）根據(jù)左圖分析可得，藻種1、2、3的馴養(yǎng)環(huán)境中的CO2含量依次升高，碳酸酐酶的活力依次降低，故低濃度C02水體中，擬柱胞藻能保持一定的競爭優(yōu)勢是因為低濃度的CO2含量環(huán)境中，碳酸酐酶的活力高，能夠充分利用水體中的HCO3-離子分解得到CO2。

（4）分析右圖可得，A、B兩點的凈光合速率差異主要是由于HCO3-離子的含量不同導(dǎo)致，B點HCO3-濃度高，分解產(chǎn)生的CO2多，凈光合速率高；A點之前三種藻類凈光合速率相等同樣也是由于HCO3-濃度過低，分解產(chǎn)生的CO2過少，限制了光合作用。