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）。科研人員用三種濃度的CO2馴化培養擬柱胞藻，20天后在三種濃度下獲得的擬柱胞藻分別為藻種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。

（1）擬柱胞藻細胞捕獲光能的物質為_________，產生ATP場所為_________。

（2）經過20天的馴化培養，藻種1、2、3中種群數量最大的是_________，原因是__________________。統計藻種種群數量用____________方法。

（3）圖1中不同藻種的胞外碳酸酐酶的活性不同，用進化的觀點解釋其原因________________。

（4）圖2中，導致A點與B點、C點D點凈光合不同的原因是否相同_________。（從光合作用過程角度考慮）

Answer 1

【答案】葉綠素和藻藍素 光合片層和細胞質基質 藻種3 二氧化碳濃度高，光合速率快，繁殖速度快 抽樣檢測 控制胞外碳酸酐酶的基因有不同的變異類型（變異是不定向的），不同濃度下，對控制不同活性的基因起到選擇作用（種群基因頻率發生定向改變），最終出現不同的碳酸酐酶活力藻種 相同

【解析】

分析圖1可知，藻種生活在水體中，二氧化碳濃度越低，胞外碳酸酐酶活性越高，能充分地分解水體中的碳酸氫根離子得到二氧化碳；分析圖2可知，擬柱胞藻生活環境中的碳酸氫鈉溶液濃度越高，其凈光合速率越高，且在相同的碳酸氫鈉溶液濃度環境中，經過低濃度二氧化碳水體馴養的擬柱胞藻凈光合速率更高。

（1）擬柱胞藻是一種水華藍藻，其色素分布于光合片層上，擬柱胞藻細胞捕獲光能的物質是光合片層上的色素，如葉綠素、藻藍素，藍藻既能進行光合作用，也能進行呼吸作用，因此，產生ATP場所為光合片層和細胞質基質。

（2）據分析可知，經過20天的馴化培養，藻種1、2、3中種群數量最大的是藻種3，因為藻種3所處的二氧化碳濃度最高，光合速率快，繁殖速度快，雖然藻種3在碳酸氫鈉溶液中的凈光合速率較低，但是擬柱胞藻優先利用水體中的二氧化碳，也能利用水體中的碳酸氫根離子。統計藻種種群數量可以用抽樣檢測法。

（3）因為控制胞外碳酸酐酶的基因有不同的變異類型（變異是不定向的），不同濃度下，對控制不同活性的基因起到選擇作用（種群基因頻率發生定向改變），最終出現不同的碳酸酐酶活力藻種。

（4）圖2中，導致A點與B點凈光合不同的原因是碳酸氫鈉濃度不同，也就是受到二氧化碳濃度的影響，C點和D點凈光合不同的原因是藻種不同，即碳酸酐酶的活力不同，而不同的藻種是用三種濃度的CO2馴化培養得來，從本質上看，都與二氧化碳濃度有關，因此，導致A點與B點、C點D點凈光合不同的原因相同。