Question

【題目】海帶是我國北方大規模養殖的食用海藻，具有重要的經濟價值。養殖區重金屬離子超標會造成海帶大幅減產。

（1）研究發現，在一定濃度的Cu2+溶液中，短時間內海帶細胞中葉綠素含量顯著下降，同時Cu2+還可通過抑制光合電子傳遞過程，使ATP的合成受阻，直接抑制暗反應中__________過程。

（2）科研人員定量研究了水體中Cu2+對海帶光合作用、呼吸作用的影響。

①將海帶分別放入含不同濃度Cu2+溶液的透明瓶中，測定初始時瓶內溶氧量為A。將瓶口密封置于光下一段為時間后，測定瓶內溶氧量為B。本實驗用單位質量海帶在單位時間內引起的溶氧量變化來表示海帶的凈光合作用速率。計算公式為：_______/（t·w）（w：海帶濕重；t：反應時間）。在利用同樣裝置研究呼吸作用時，需要對裝置進行_________________處理。

②由圖可知，在Cu2+濃度為1．00mg/L時，呼吸耗氧率_______光合產氧率，此濃度下的真光合速率_______Cu2+濃度為0．50mg/L的下的真光合速率。綜合分析，不同濃度的Cu2+對海帶光合作用的影響是_____________，對海帶呼吸作用的影響是___________。

（3）究若想進一步從細胞水平上探究Cu2+對海帶光合作用及呼吸作用的影響，可在電子顯微鏡下觀察相關細胞器的形態、結構、數量。根據上述實驗信息，推測Cu2+對__________（填細胞器名稱）破壞較小。

Answer 1

【答案】C3的還原 B-A 遮光 大于 小于 不同濃度的Cu2＋均能抑制海帶的光合作用 Cu2＋在濃度較低時，促進海帶的呼吸作用，Cu2＋在濃度較高時，抑制海帶的呼吸作用 線粒體

【解析】

依題文信息可知，由于用單位質量海帶在單位時間內引起的溶氧量變化來表示海帶的凈光合作用速率，所以光照結束時溶氧量和光照開始時溶氧量的差值就是凈光合作用速率，凈光合作用速率和呼吸作用速率之和是總光合作用速率。

（1）據圖分析，因為一定濃度的Cu2+溶液中，短時間內使海帶細胞中葉綠素含量下降，葉綠素作用之一是吸收光能，所以海帶吸收光能受到影響，從而直接抑制光合作用的光反應階段。因為Cu2+抑制光合電子傳遞過程，ATP的合成受阻，無法為暗反應提供能量，所以會直接抑制暗反應中C3的還原。
（2）①由于用單位質量海帶在單位時間內引起的溶氧量變化來表示海帶的凈光合作用速率，所以光照結束時溶氧量和光照開始時溶氧量的差值就是凈光合作用速率，計算式：BA；只測呼吸作用時，需要對裝置進行遮光處理，因為需要停止其光合作用。
②由題圖縱軸數據可知，在Cu2+濃度為1.00mg/L 時，溶氧量的變化為負值，說明呼吸耗氧率大于光合放氧率；真光合速率即總光合速率，其等于凈光合速率與呼吸速率之和；識圖可知，Cu2+濃度為0.50mg/L時的溶氧量的變化為正值，說明光合強度大于呼吸強度，故Cu2+濃度為1.00mg/L 時的真光合速率小于Cu2+濃度為0.50mg/L時的真光合速率，通過實驗組和對照組對比識圖可知，不同濃度的Cu2+均能抑制海帶的光合作用；Cu2+在濃度較低時，促進海帶的呼吸作用，Cu2+在濃度較高時，抑制海帶的呼吸作用。
（3）光合作用在葉綠體內進行，呼吸作用主要在線粒體內進行，二者的形態、結構、數量都會影響各自的代謝活動，所以在電子顯微鏡下應觀察相關細胞器的形態、結構、數量；綜合題文信息可知Cu2+對線粒體破壞較小。