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）。科研人員用不同濃度的CO2馴化培養(yǎng)擬柱胞藻，20天后依次獲得藻種1、2、3。測(cè)定藻種1、2、3胞外碳酸酐酶活力并探究不同濃度NaHCO3溶液對(duì)藻種1、2、3生長(zhǎng)的影響，結(jié)果如下圖。請(qǐng)回答：

（1）擬柱胞藻細(xì)胞產(chǎn)生O2的場(chǎng)所是_________，產(chǎn)生O2來(lái)自于_________ （過(guò)程）。

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

（3）據(jù)圖1分析，在低濃度CO2水體中，擬柱胞藻能保持一定的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，這是因?yàn)?/span>_________。

（4）圖2中，B點(diǎn)凈光合速率比A點(diǎn)高的原因是_________。A點(diǎn)之前藻種1、2、3凈光合速率相等的原因是_________。

Answer 1

【答案】光合片層 水的光解 藻種3 碳酸酐酶的活力高，充分利用水體中的HCO3- NaHCO3溶液濃度較高，分解產(chǎn)生的CO2多 HCO3-濃度過(guò)低，分解產(chǎn)生的CO2過(guò)少，成為光合作用的限制因子

【解析】

分析圖1可知，藻種生活水體中CO2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；分析圖2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(guò)低濃度CO2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(méi)有葉綠體結(jié)構(gòu)，故產(chǎn)生O2的場(chǎng)所是光合色素所在的光合片層中；光合作用中產(chǎn)生水的過(guò)程為水的光解（光反應(yīng)）。

（2）由題圖1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)圖1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CO2水體中，擬柱胞藻能保持一定的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)是因?yàn)榈蜐舛鹊?/span>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）分析圖2可得，A、B兩點(diǎn)的凈光合速率差異主要是由于NaHCO3離子的含量不同導(dǎo)致，B點(diǎn)NaHCO3濃度高，分解產(chǎn)生的CO2多，凈光合速率高；A點(diǎn)之前三種藻類(lèi)凈光合速率相等同樣也是由于HCO3-濃度過(guò)低，分解產(chǎn)生的CO2過(guò)少，限制了光合作用速率。