Question

【題目】藍藻是一類分布廣泛的原核生物。藍藻細胞能夠吸收水體中的CO2和HCO3-，使細胞中無機碳含量高出胞外500～1000倍以上，其過程如下圖所示。回答下列問題：

（1）藍藻細胞吸收胞外CO2的方式是____________，吸收HCO3-的方式是__________。

（2）據圖可知，向藍藻培養液中加入一定量的放射性 H14CO3- ， 胞內積累 14C 的初始速率_________培養液中H14CO3-生成14CO2的速率。隨著光合作用的進行，放射性將先后出現在細胞中的________等有機物中。

（3）將藍藻從黑暗中轉移至光照條件下，發現藍藻吸入無機碳的速率增加，且在光下吸入無機碳的速率遠大于放氧速率，請據圖對此現象進行解釋_____________。

（4）在富營養化水體中，浮游植物的迅速增長導致水體中_____________含量較低，而藍藻在這樣的環境中仍能高效進行光合作用，在水體中占據優勢。

Answer 1

【答案】自由擴散 主動運輸 大于 C3、糖類、C5（或C3、C5、糖類） 光照下藍藻進行光合作用，ATP產生量增加，主動運輸吸收HCO3-的速率加快；藍藻主動運輸吸收的HCO3-，一部分生成CO2用于光合作用，一部分在胞內儲存 CO2（無機碳）

【解析】

識圖可知藍藻細胞能夠吸收水體中的CO2和HCO3-，在細胞內CO2既可與參與光合作用又能轉化成HCO3-，由此利用光合作用和物質跨膜運輸相關知識再結合題文信息做出相關解答。

（1）據識記內容可知CO2跨膜運輸的方式是自由擴散，無機鹽跨膜運輸的方式是主動運輸。

（2）依題文可知，“藍藻細胞能夠吸收水體中的CO2和HCO3-，使細胞中無機碳含量高出胞外500～1000倍以上”由此胞內積累 14C 的初始速率要大于培養液中H14CO3-生成14CO2的速率。光合作用暗反應中先進行CO2的固定生成C3，接著C3的還原生成糖類、C5等有機物，所以放射性將先后出現在細胞中的C3、糖類、C5等有機物里。

（3）識圖可知，光照下藍藻進行了光合作用，ATP產生量增加，從而使主動運輸吸收HCO3-的速率加快；藍藻主動運輸吸收的HCO3-，一部分生成CO2用于光合作用，一部分還在胞內儲存，所以光照條件下，藍藻吸入無機碳的速率增加，且在光下吸入無機碳的速率遠大于放氧速率。

（4）在富營養化水體中，雖然由于浮游植物的迅速增長導致水體中CO2含量較低，但是水體中無機碳含量很高，所以藍藻仍能高效進行光合作用，在水體中占據優勢。