Question

【題目】某研究小組在恒溫(25°C)條件下，研究了重金屬鉛對兩種單細胞藻類光合作用的影響。下圖表示在光照強度為1000勒克斯、CO2濃度為0．03%條件下，甲、乙兩種藻類的凈光合速率隨重金屬鉛處理天數的天數變化曲線(實驗過程中假定呼吸速率不變)。請回答有關問題：

（1）圖示凈光合速率可用單細胞藻類的_________表示。由圖可知_______(填甲或乙)藻對重金屬鉛的耐受性更好。c點時乙藻的凈光合速率為0，其含義是此時乙藻的____________。

（2）研究發現，重金屬鉛主要降低了藻類細胞中ATP合成酶的活性，由此可推測：重金屬鉛對光合作用暗反應過程中的_____________影響更大。

（3）用甲、乙兩種藻類分別做“色素的提取和分離”實驗，發現乙藻的濾紙條上靠近濾液細線的兩條色素帶寬度均小于甲藻，請用此現象解釋上圖中a點高于b點的原因_____________。

（4）該研究小組還想用甲藻凈化含鉛廢水，但是不清楚在自然光照條件下(注：恒溫25℃條件不變)，甲藻能否生存生長?請在無顯微鏡條件下幫助研究小組完善實驗設計，預期實驗結果和結論：

①第一步：取一容器裝入一定量含鉛廢水和一定量的甲藻，測量____，密封。

②第二步：在恒溫25℃的自然光照條件下，培養24小時。

③第三步：____________________________________。

④預期實驗結果和結論：如果第二次測量結果大于第一次，則甲藻可以生存和生長；______，則甲藻可以生存但不能生長；_____________________， 則甲藻不能生存和生長。

Answer 1

【答案】CO2吸收速率(O2釋放速率、有機物積累速率) 甲 光合速率等于呼吸速率 C3的還原(CO2 的還原) 甲藻葉綠素含量高于乙藻，甲會吸收更多光能用于光合作用，所以光合作用較強 上部空間的O2含量 再次測量上部空間的O2含量 如果第大飲測量結果等于第一次 如果第二次測量結果小于第一次

【解析】

分析題圖可知，實驗前三天內，甲乙兩種藻類的凈光合速率均有下降，第三天后甲藻的凈光合速率恢復平穩，乙藻的凈光合速率繼續下降，故甲乙兩種藻類中，甲藻更適應重金屬鉛的環境，乙藻受重金屬鉛處理后光合速率大幅下降。

（1）凈光合速率可由藻類的CO2吸收速率、O2釋放速率或有機物積累速率表示；據圖分析可知三天后甲藻的凈光合速率大于零，乙藻的凈光合速率小于零，故甲藻對重金屬鉛的耐受性更好；c點時乙藻的凈光合速率為零，即乙藻的光合速率等于呼吸速率；

（2）光合作用中，光反應生成ATP，碳反應中三羧酸的還原過程消耗ATP，ATP合成酶的活性被抑制，則對光合作用暗反應過程中的C3的還原影響更大；

（3）色素的提取和分離實驗中，靠近濾液細線的色素為葉綠素ab，說明乙藻的葉綠素含量均低于甲藻，故甲藻能夠吸收更多的光能用于光合作用，故光合速率更強，a點高于b點；

（4）該實驗需要驗證甲藻是否能在自然光照條件下生存生長，則可以通過檢測甲藻凈光合作用是否大于零來判斷，故該實驗應變量可設定為密閉容器上部空間的O2含量，故第一步實驗密封容器之前需要測量初始容器上部空間的O2含量；再在自然光照下培養24小時后，即第三步操作中，再次測量容器中上部空間的O2含量；預期的實驗結果是，若第二次測量結果大于第一次，說明在該環境下甲藻的凈光合速率大于零，甲藻可以生存生長；若第二次測量結果等于第一次，說明該環境下甲藻的凈光合速率等于零，甲藻只能生存但無有機物積累無法生長；若第二次測量結果小于第一次，說明該環境下甲藻的凈光合速率小于零，甲藻無法生存和生長。