Question

【題目】擬柱胞藻是一種水華藍藻，其色素分布于光合片層上。擬柱胞藻優先利用水體中的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馴化培養擬柱胞藻，20天后依次獲得藻種1、2、3。測定藻種1、2、3胞外碳酸酐酶活力并探究不同濃度NaHCO3溶液對藻種1、2、3生長的影響，結果如下圖。請回答：

（1）擬柱胞藻細胞產生O2的場所是_________，產生O2來自于_________ （過程）。

（2）經過20天的馴化培養，藻種1、2、3中種群數量最大的是_________。

（3）據圖1分析，在低濃度CO2水體中，擬柱胞藻能保持一定的競爭優勢，這是因為_________。

（4）圖2中，B點凈光合速率比A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，分解產生的CO2多 HCO3-濃度過低，分解產生的CO2過少，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溶液濃度環境中，經過低濃度CO2水體馴養的擬柱胞藻凈光合速率更高。

（1）由題意得，擬柱胞藻細胞為原核生物，沒有葉綠體結構，故產生O2的場所是光合色素所在的光合片層中；光合作用中產生水的過程為水的光解（光反應）。

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

（3）根據圖1分析可得，藻種1、2、3的馴養環境中的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爭優勢是因為低濃度的CO2含量環境中，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兩點的凈光合速率差異主要是由于NaHCO3離子的含量不同導致，B點NaHCO3濃度高，分解產生的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，分解產生的CO2過少，限制了光合作用速率。