Question

【题目】拟柱胞藻是一种水华蓝藻，其色素分布于光合片层上。拟柱胞藻优先利用水体中的CO2，也能利用水体中的HCO3-（胞外碳酸酐酶催化HCO3-分解为CO2）。科研人员用三种浓度的CO2驯化培养拟柱胞藻，20天后在三种浓度下获得的拟柱胞藻分别为藻种1、2、3。测定藻种1、2、3胞外碳酸酐酶活力并探究不同浓度NaHCO3溶液对藻种1、2、3生长的影响，结果如下图。

（1）拟柱胞藻细胞捕获光能的物质为_________，产生ATP场所为_________。

（2）经过20天的驯化培养，藻种1、2、3中种群数量最大的是_________，原因是__________________。统计藻种种群数量用____________方法。

（3）图1中不同藻种的胞外碳酸酐酶的活性不同，用进化的观点解释其原因________________。

（4）图2中，导致A点与B点、C点D点净光合不同的原因是否相同_________。（从光合作用过程角度考虑）

Answer 1

【答案】叶绿素和藻蓝素 光合片层和细胞质基质 藻种3 二氧化碳浓度高，光合速率快，繁殖速度快 抽样检测 控制胞外碳酸酐酶的基因有不同的变异类型（变异是不定向的），不同浓度下，对控制不同活性的基因起到选择作用（种群基因频率发生定向改变），最终出现不同的碳酸酐酶活力藻种 相同

【解析】

分析图1可知，藻种生活在水体中，二氧化碳浓度越低，胞外碳酸酐酶活性越高，能充分地分解水体中的碳酸氢根离子得到二氧化碳；分析图2可知，拟柱胞藻生活环境中的碳酸氢钠溶液浓度越高，其净光合速率越高，且在相同的碳酸氢钠溶液浓度环境中，经过低浓度二氧化碳水体驯养的拟柱胞藻净光合速率更高。

（1）拟柱胞藻是一种水华蓝藻，其色素分布于光合片层上，拟柱胞藻细胞捕获光能的物质是光合片层上的色素，如叶绿素、藻蓝素，蓝藻既能进行光合作用，也能进行呼吸作用，因此，产生ATP场所为光合片层和细胞质基质。

（2）据分析可知，经过20天的驯化培养，藻种1、2、3中种群数量最大的是藻种3，因为藻种3所处的二氧化碳浓度最高，光合速率快，繁殖速度快，虽然藻种3在碳酸氢钠溶液中的净光合速率较低，但是拟柱胞藻优先利用水体中的二氧化碳，也能利用水体中的碳酸氢根离子。统计藻种种群数量可以用抽样检测法。

（3）因为控制胞外碳酸酐酶的基因有不同的变异类型（变异是不定向的），不同浓度下，对控制不同活性的基因起到选择作用（种群基因频率发生定向改变），最终出现不同的碳酸酐酶活力藻种。

（4）图2中，导致A点与B点净光合不同的原因是碳酸氢钠浓度不同，也就是受到二氧化碳浓度的影响，C点和D点净光合不同的原因是藻种不同，即碳酸酐酶的活力不同，而不同的藻种是用三种浓度的CO2驯化培养得来，从本质上看，都与二氧化碳浓度有关，因此，导致A点与B点、C点D点净光合不同的原因相同。