Question

4．海洋浮游硅藻是海洋浮游植物的重要類群，其每年固定的CO₂超過(guò)l×10¹²kg，相當(dāng)于海洋初級(jí)生產(chǎn)量的40%．為探究海洋浮游硅藻光合速率與光強(qiáng)度的關(guān)系，研究人員以威氏海鏈藻為實(shí)驗(yàn)材料，設(shè)置3個(gè)重復(fù)樣品，在20℃下，測(cè)定不同光強(qiáng)度下威氏海鏈藻葉綠素含量、碳酸酐酶活性、光合速率和呼吸速率，結(jié)果如表．

光強(qiáng)度 （μmol/（m2•s）	葉綠素含量（×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--葉綠素．②碳酸酐酶催化二氧化碳與水生成碳酸．③呼吸速率是指單位數(shù)量的活體組織，在單位時(shí)間內(nèi)消耗的氧氣量或釋放的二氧化碳的量．
請(qǐng)回答：
（1）可用95%乙醇提取葉綠素，再進(jìn)行葉綠素含量的測(cè)定．
（2）在低光強(qiáng)度下植物通過(guò)增加葉綠素含量來(lái)加大光能的吸收，促進(jìn)光反應(yīng)，以獲得較高的光合效率．
（3）在高光強(qiáng)度下呼吸速率明顯增加的原因有：高光強(qiáng)度促進(jìn)光合速率增強(qiáng)導(dǎo)致細(xì)胞呼吸的底物增加；細(xì)胞呼吸有關(guān)的酶活性增強(qiáng)．
（4）高光強(qiáng)度使細(xì)胞外碳酸酐酶活性增強(qiáng)，生成的碳酸經(jīng)主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞內(nèi)后，產(chǎn)生的C0₂與RuBP結(jié)合生成三碳酸．高光強(qiáng)度還能促進(jìn)光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP和NADPH增加，為還原三碳酸提供能量和還原劑，使光合速率增強(qiáng)．
（5）從表中可知，高光強(qiáng)度下威氏海鏈藻的凈初級(jí)生產(chǎn)量大于低光強(qiáng)度的凈初級(jí)生產(chǎn)量．

Answer 1

分析 據(jù)表分析：隨著光照強(qiáng)度的增強(qiáng)，威氏海鏈藻的葉綠素含量降低、而碳酸酐酶的活性、光合速率和呼吸速率都增強(qiáng)．影響光合作用的環(huán)境因素主要有光照強(qiáng)度、溫度和二氧化碳濃度等．

解答 解：（1）光合作用的色素不溶于水，易溶于有機(jī)溶劑，常用無(wú)水乙醇提取光合作用的色素．
（2）據(jù)表分析，在低光強(qiáng)度下威氏海鏈藻的葉綠素含量降低，說(shuō)明在低光強(qiáng)度下植物通過(guò)增加葉綠素含量來(lái)加大光能的吸收，促進(jìn)光反應(yīng)．
（3）表中高光強(qiáng)度下呼吸速率明顯增加，原因是高光強(qiáng)度促進(jìn)光合速率增強(qiáng)，導(dǎo)致光合作用的產(chǎn)物葡萄糖等有機(jī)物增加，而這些物質(zhì)是細(xì)胞呼吸的底物；另一方面，細(xì)胞呼吸有關(guān)的酶活性增強(qiáng)．
（4）高光強(qiáng)度使細(xì)胞外碳酸酐酶活性增強(qiáng)，生成的碳酸經(jīng)主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞內(nèi)后，產(chǎn)生的C0₂與五碳化合物即RuBP結(jié)合后生成三碳化合物．光照強(qiáng)度增強(qiáng)，光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]和ATP增加，其作為能量的還原劑參與三碳化合物的還原過(guò)程．
（5）真正的光合速率=呼吸速率+凈光合速率，低光強(qiáng)下威氏海鏈藻的凈光合速率=202-8.5=193.5，高光強(qiáng)下威氏海鏈藻的凈光合速率=229-18.2=210.8，所以高光強(qiáng)度下威氏海鏈藻的凈初級(jí)生產(chǎn)量大于低光強(qiáng)度的凈初級(jí)生產(chǎn)量．
故答案為：
（1）95%乙醇（丙酮等合適試劑也可）
（2）葉綠素含量
（3）細(xì)胞呼吸的底物
（4）RuBP  ATP和NADPH    能量和還原劑
（5）大于

點(diǎn)評(píng) 本題通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理主要考查影響光合作用的環(huán)境因素及光合作用的相關(guān)計(jì)算，意在強(qiáng)化學(xué)生對(duì)光合作用的相關(guān)知識(shí)的理解與運(yùn)用．