Question

【題目】弱堿性的海水中游離CO2濃度很低，許多海洋植物主要通過分泌CA（碳酸酐酶）來分解海水中的HC03-獲得C02供植物利用。條斑紫菜是全部位于水下生存的水生植物，為判斷條斑紫菜自身是否能分泌CA催化HC03-分解成CO2擴(kuò)散進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，某課題組將采集到的條斑紫菜置于含有物質(zhì)Az（Az不能穿過細(xì)胞 膜，且能抑制CA的功能）的密閉海水系統(tǒng)中培養(yǎng)，并持續(xù)用適宜強(qiáng)度的光進(jìn)行照射，每2小時(shí)測(cè)量一次海水pH值。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下圖：

（1）CA運(yùn)出細(xì)胞的方式為_____________，Az不能穿過細(xì)胞膜，體現(xiàn)了細(xì)胞膜具有_____________功能。

（2）該實(shí)驗(yàn)中自變量是___________，因變量是___________，根據(jù)上圖判斷，條斑紫菜_________（填“能”或“不能”）分泌CA。

（3）密閉的海水系統(tǒng)中pH會(huì)上升的原因是________________________________________________，如果在24h時(shí)往海水系統(tǒng)中人為再加入適量HC03-，則C02固定速率短時(shí)間內(nèi)將_____________。

Answer 1

【答案】 胞吐 控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的 海水中是否含有Az和培養(yǎng)時(shí)間 海水的pH值 能 在適宜光照條件下，密閉海水系統(tǒng)中HCO3－不斷分解成CO2被條斑紫菜吸收用于光合作用，導(dǎo)致水體H+濃度下降，使水體中pH不斷升高 增大

【解析】試題分析：本實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖茄芯織l斑紫菜自身是否能分泌CA催化HC03-分解成CO2擴(kuò)散進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，其中密閉海水系統(tǒng)中添加物質(zhì)Az的為實(shí)驗(yàn)組，沒有添加物質(zhì)Az為對(duì)照組。圍繞題意信息“CA（碳酸酐酶）來分解海水中的HC03-獲得C02供植物利用、Az不能穿過細(xì)胞膜且能抑制CA的功能”和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)遵循的原則、分泌蛋白的分泌和影響光合作用因素等相關(guān)知識(shí)，對(duì)比分析實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組的相關(guān)曲線的變化趨勢(shì)，對(duì)相關(guān)問題進(jìn)行解答。

(1) CA（碳酸酐酶）屬于分泌蛋白，分泌蛋白以胞吐的方式運(yùn)出細(xì)胞。Az不能穿過細(xì)胞膜，體現(xiàn)了細(xì)胞膜具有控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的功能。

(2) 本實(shí)驗(yàn)的目的是研究條斑紫菜自身是否能分泌CA催化HC03-分解成CO2擴(kuò)散進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，培養(yǎng)條斑紫菜的對(duì)照組的海水中沒有添加物質(zhì)Az，而實(shí)驗(yàn)組的海水中添加了物質(zhì)Az，再結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果的曲線圖可知：該實(shí)驗(yàn)中的自變量是海水中是否含有Az和培養(yǎng)時(shí)間，因變量是海水的pH值。對(duì)照組的海水pH明顯高于實(shí)驗(yàn)組，這種差異是由于對(duì)照組的條斑紫菜自身分泌的CA催化HC03-分解成CO2擴(kuò)散進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)、而實(shí)驗(yàn)組加入的Az抑制了CA的功能所致；可見，條斑紫菜能分泌CA。

(3)綜上分析可知， 密閉的海水系統(tǒng)中pH會(huì)上升的原因是：在適宜光照條件下，密閉海水系統(tǒng)中HCO3－不斷分解成CO2被條斑紫菜吸收用于光合作用，導(dǎo)致水體H+濃度下降，使水體中pH不斷升高。如果在24h時(shí)往海水系統(tǒng)中人為再加入適量HC03-，則C02的產(chǎn)生量增加，C02固定速率短時(shí)間內(nèi)將增大。