Question

4．海洋浮游硅藻是海洋浮游植物的重要类群，其每年固定的CO₂超过l×10¹²kg，相当于海洋初级生产量的40%．为探究海洋浮游硅藻光合速率与光强度的关系，研究人员以威氏海链藻为实验材料，设置3个重复样品，在20℃下，测定不同光强度下威氏海链藻叶绿素含量、碳酸酐酶活性、光合速率和呼吸速率，结果如表．

光强度 （μmol/（m2•s）	叶绿素含量（×10-6μg/cell）	碳酸酐酶活性（EUccll×10-7）	光合速率 [μmolO2/（mgChl•a•h）]	呼吸速率 [μmolO2/（mgChl•a•h）]
50	7.2	0.61	202	-8.5
200	5.87	1.46	229	-18.2

注：①chl--叶绿素．②碳酸酐酶催化二氧化碳与水生成碳酸．③呼吸速率是指单位数量的活体组织，在单位时间内消耗的氧气量或释放的二氧化碳的量．
请回答：
（1）可用95%乙醇提取叶绿素，再进行叶绿素含量的测定．
（2）在低光强度下植物通过增加叶绿素含量来加大光能的吸收，促进光反应，以获得较高的光合效率．
（3）在高光强度下呼吸速率明显增加的原因有：高光强度促进光合速率增强导致细胞呼吸的底物增加；细胞呼吸有关的酶活性增强．
（4）高光强度使细胞外碳酸酐酶活性增强，生成的碳酸经主动转运到细胞内后，产生的C0₂与RuBP结合生成三碳酸．高光强度还能促进光反应产生的ATP和NADPH增加，为还原三碳酸提供能量和还原剂，使光合速率增强．
（5）从表中可知，高光强度下威氏海链藻的净初级生产量大于低光强度的净初级生产量．

Answer 1

分析 据表分析：随着光照强度的增强，威氏海链藻的叶绿素含量降低、而碳酸酐酶的活性、光合速率和呼吸速率都增强．影响光合作用的环境因素主要有光照强度、温度和二氧化碳浓度等．

解答 解：（1）光合作用的色素不溶于水，易溶于有机溶剂，常用无水乙醇提取光合作用的色素．
（2）据表分析，在低光强度下威氏海链藻的叶绿素含量降低，说明在低光强度下植物通过增加叶绿素含量来加大光能的吸收，促进光反应．
（3）表中高光强度下呼吸速率明显增加，原因是高光强度促进光合速率增强，导致光合作用的产物葡萄糖等有机物增加，而这些物质是细胞呼吸的底物；另一方面，细胞呼吸有关的酶活性增强．
（4）高光强度使细胞外碳酸酐酶活性增强，生成的碳酸经主动转运到细胞内后，产生的C0₂与五碳化合物即RuBP结合后生成三碳化合物．光照强度增强，光反应产生的[H]和ATP增加，其作为能量的还原剂参与三碳化合物的还原过程．
（5）真正的光合速率=呼吸速率+净光合速率，低光强下威氏海链藻的净光合速率=202-8.5=193.5，高光强下威氏海链藻的净光合速率=229-18.2=210.8，所以高光强度下威氏海链藻的净初级生产量大于低光强度的净初级生产量．
故答案为：
（1）95%乙醇（丙酮等合适试剂也可）
（2）叶绿素含量
（3）细胞呼吸的底物
（4）RuBP  ATP和NADPH    能量和还原剂
（5）大于

点评 本题通过实验数据的处理主要考查影响光合作用的环境因素及光合作用的相关计算，意在强化学生对光合作用的相关知识的理解与运用．