Question

【題目】海帶是我國北方大規(guī)模養(yǎng)殖的食用海藻，具有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。養(yǎng)殖區(qū)重金屬離子超標(biāo)會(huì)造成海帶大幅減產(chǎn)。

（1）研究發(fā)現(xiàn)，在一定濃度的 Cu2+溶液中，短時(shí)間內(nèi)海帶細(xì)胞中葉綠素含量顯著下降，這一變化會(huì)對海帶_________光能產(chǎn)生影響，直接抑制光合作用的___________階段。同時(shí) 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(yīng)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(shí)瓶內(nèi)溶氧量為 A。將瓶口密封置于光下一段時(shí)間后，測定瓶內(nèi)溶氧量為 B。本實(shí)驗(yàn)用單位質(zhì)量海帶在單位時(shí)間內(nèi)引起的溶氧量變化來表示海帶的凈光合作用速率。計(jì)算公式為：_______/（t w） 100%（w：海帶濕重；t：反應(yīng)時(shí)間）。在利用同樣裝置研究呼吸作用時(shí)，需要對裝置進(jìn)行_________________處理。

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

（3）若想進(jìn)一步從細(xì)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(guān)細(xì)胞器的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、數(shù)量。根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)信息，推測 Cu2+對__________（填細(xì)胞器名稱）破壞較小。

Answer 1

【答案】吸收(利用) 光反應(yīng) 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(shí)，促進(jìn)海帶的呼吸作用，Cu2+在濃度較高時(shí)，抑制海帶的呼吸作用 線粒體

【解析】

分析題圖可知，由于用單位質(zhì)量海帶在單位時(shí)間內(nèi)引起的溶氧量的變化來表示海帶的凈光合速率，所以光照結(jié)束時(shí)的溶氧量和光照開始時(shí)的溶氧量的差值為凈光合作用速率，凈光合作用與呼吸作用之和即為表觀光合作用。

（1）海帶細(xì)胞中葉綠素含量下降，會(huì)對海帶吸收光能產(chǎn)生影響；直接抑制光合作用的光反應(yīng)階段；同時(shí)ATP的合成受阻，會(huì)直接抑制暗反應(yīng)中C3的還原過程；

（2）①海帶在瓶內(nèi)同時(shí)進(jìn)行光合作用與呼吸作用，瓶內(nèi)溶氧量的變化即海帶凈光合作用所帶來的氧氣含量變化，故凈光合速率可表示為（B-A）/（t·w）100%；研究呼吸作用時(shí)，需要將裝置進(jìn)行遮光處理，防止海帶進(jìn)行光合作用影響檢測；

②據(jù)圖可知，Cu2+濃度為 1．00mg/L 時(shí)，凈光合速率小于0，即呼吸耗氧率大于光合產(chǎn)氧率；此濃度下的呼吸速率與Cu2+濃度為 0．50mg/L 下的呼吸速率相同，但凈光合速率小于Cu2+濃度為 0．50mg/L 下的凈光合速率，故Cu2+濃度為 1．00mg/L 時(shí)的真光合速率小于Cu2+濃度為 0．50mg/L 下的真光合速率；綜合分析，不同濃度的Cu2+均能抑制海帶的光合作用；Cu2+在濃度較低時(shí)，促進(jìn)海帶的呼吸作用，Cu2+在濃度較高時(shí)，抑制海帶的呼吸作用；

（3）根據(jù)題干信息可知，Cu2+對光合速率的影響大于呼吸作用，故可判斷Cu2+對線粒體的破壞較小。