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)濟價值。養(yǎng)殖區(qū)重金屬離子超標會造成海帶大幅減產(chǎn)。

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

②由圖可知，在Cu2+濃度為1.00mg/L時，光合放氧率_______呼吸耗氧率，此濃度下的真光合速率_______Cu2+濃度為0.50mg/L下的真光合速率。

（3）若想進一步從細胞水平上探究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)細胞器的___________________。根據(jù)上述實驗信息，推測Cu2+對_______（填細胞器名稱）破壞較小。

Answer 1

【答案】吸收 光反應(yīng) C3的還原 N-M 遮光 小于 小于 形態(tài)、結(jié)構(gòu)、數(shù)量 線粒體

【解析】

依題文信息可知，由于用單位質(zhì)量海帶在單位時間內(nèi)引起的溶氧量變化來表示海帶的凈光合作用速率，所以光照結(jié)束時溶氧量和光照開始時溶氧量的差值就是凈光合作用速率，凈光合作用速率和呼吸作用速率之和是總光合作用速率。

光合作用的光反應(yīng)階段（場所是葉綠體的類囊體膜上）：水的光解產(chǎn)生[H]與氧氣，以及ATP的形成；

光合作用的暗反應(yīng)階段（場所是葉綠體的基質(zhì)中）：CO2被C5固定形成C3，C3在光反應(yīng)提供的ATP和[H]的作用下還原生成糖類等有機物。

（1）因為一定濃度的Cu2+溶液中使海帶細胞中葉綠素含下降，葉綠素作用之一是吸收光能，所以海帶吸收光能受到影響，從而直接抑制光合作用的光反應(yīng)階段。

因為Cu2+抑制光合電子傳遞過程，ATP的合成受阻，無法為暗反應(yīng)提供能量，所以會直接抑制暗反應(yīng)中C3的還原。

（2）①由于用單位質(zhì)量海帶在單位時間內(nèi)引起的溶氧量變化來表示海帶的凈光合作用速率，所以光照結(jié)束時溶氧量和光照開始時溶氧量的差值就是凈光合作用速率，計算式：N-M/（t×w）×100%；只測呼吸作用時，需要對裝置進行遮光處理，因為需要停止其光合作用。

②由題圖縱軸數(shù)據(jù)可知，在Cu2+濃度為1.00mg/L 時，溶氧量的變化為負值，說明光合放氧率小于呼吸耗氧率；

真光合速率即總光合速率，其等于凈光合速率與呼吸速率之和；識圖可知，Cu2+濃度為0.50mg/L時的溶氧量的變化為正值，說明光合強度大于呼吸強度，故Cu2+濃度為1.00mg/L 時的真光合速率小于Cu2+濃度為0.50mg/L時的真光合速率。

（3）光合作用在葉綠體內(nèi)，呼吸作用主要在線粒體內(nèi)，二者的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、數(shù)量都會影響各自的代謝活動，所以在電子顯微鏡下應(yīng)觀察相關(guān)細胞器的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、數(shù)量；結(jié)合圖片信息，可以發(fā)現(xiàn)Cu2+對光合作用的影響大于對呼吸作用的影響，所以對線粒體的影響較小。