Question

【題目】海帶是我國(guó)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(duì)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(guò)抑制光合電子傳遞過(guò)程，使ATP的合成受阻，直接抑制暗反應(yīng)中__________過(guò)程。

（2）科研人員定量研究了水體中Cu2+對(duì)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(cè)定初始時(shí)瓶?jī)?nèi)溶氧量為M。將瓶口密封置于光下一段時(shí)間后，測(cè)定瓶?jī)?nèi)溶氧量為N。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(lái)表示海帶的凈光合作用速率。計(jì)算公式為：_______/tw100%（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(duì)裝置進(jìn)行_________處理。

②由圖可知，在Cu2+濃度為1.00mg/L 時(shí)，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。綜合分析，不同濃度的Cu2+對(duì)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(duì)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_______。根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)信息，推測(cè)Cu2+對(duì)_______（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 N-M 遮光 小于 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)海帶的呼吸用，Cu2+在濃度較高時(shí)，抑制海帶的呼吸用 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(shí)間內(nèi)引起的溶氧量變化來(lái)表示海帶的凈光合作用速率，所以光照結(jié)束時(shí)溶氧量和光照開始時(shí)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，以此相關(guān)知識(shí)解答。

（1）依題文信息可知，因?yàn)橐欢�濃度�?/span>Cu2+溶液中，短時(shí)間內(nèi)使海帶細(xì)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?yàn)?/span>Cu2+抑制光合電子傳遞過(guò)程，ATP的合成受阻，無(wú)法為暗反應(yīng)提供能量，所以會(huì)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(shí)間內(nèi)引起的溶氧量變化來(lái)表示海帶的凈光合作用速率，所以光照結(jié)束時(shí)溶氧量和光照開始時(shí)溶氧量的差值就是凈光合作用速率，計(jì)算式：N-M；只測(cè)呼吸作用時(shí)，需要對(duì)裝置進(jìn)行遮光處理，因?yàn)樾枰�停止其光合作用�?/span>

②由題圖縱軸數(shù)據(jù)可知，在Cu2+濃度為1.00mg/L 時(shí)，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(shí)圖可知，Cu2+濃度為1.00mg/L 時(shí)的真光合速率小于Cu2+濃度為0.50mg/L時(shí)的真光合速率，通過(guò)實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組對(duì)比識(shí)圖可知，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)海帶的呼吸用，Cu2+在濃度較高時(shí)，抑制海帶的呼吸作用。

（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(huì)影響各自的代謝活動(dòng)，所以在電子顯微鏡下應(yīng)觀察相關(guān)細(xì)胞器的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、數(shù)量；綜合題文信息可知Cu2+對(duì)線粒體破壞較小。