Question

蓝藻是一类分布广泛的原核生物。蓝藻细胞能够吸收水体中的CO₂和HCO₃^-，使细胞中无机碳含量高出胞外500～1000倍以上，其过程如下图所示。回答下列问题：

（1）蓝藻细胞吸收胞外CO₂的方式是____________，吸收HCO₃^-的方式是__________。

（2）据图可知，向蓝藻培养液中加入一定量的放射性 H¹⁴CO₃^- ， 胞内积累 ¹⁴C 的初始速率_________培养液中H¹⁴CO₃^-生成¹⁴CO₂的速率。随着光合作用的进行，放射性将先后出现在细胞中的________等有机物中。

（3）将蓝藻从黑暗中转移至光照条件下，发现蓝藻吸入无机碳的速率增加，且在光下吸入无机碳的速率远大于放氧速率，请据图对此现象进行解释_____________。

（4）在富营养化水体中，浮游植物的迅速增长导致水体中_____________含量较低，而蓝藻在这样的环境中仍能高效进行光合作用，在水体中占据优势。

Answer

自由扩散 主动运输 大于 C3、糖类、C5（或C3、C5、糖类） 光照下蓝藻进行光合作用，ATP产生量增加，主动运输吸收HCO3-的速率加快；蓝藻主动运输吸收的HCO3-，一部分生成CO2用于光合作用，一部分在胞内储存 CO2（无机碳）

【解析】

识图可知蓝藻细胞能够吸收水体中的CO2和HCO3-，在细胞内CO2既可与参与光合作用又能转化成HCO3-，由此利用光合作用和物质跨膜运输相关知识再结合题文信息做出相关解答。

（1）据识记内容可知CO2跨膜运输的方式是自由扩散，无机盐跨膜运输的方式是主动运输。

（2）依题文可知，“蓝藻细胞能够吸收水体中的CO2和HCO3-，使细胞中无机碳含量高出胞外500～1000倍以上”由此胞内积累 14C 的初始速率要大于培养液中H14CO3-生成14CO2的速率。光合作用暗反应中先进行CO2的固定生成C3，接着C3的还原生成糖类、C5等有机物，所以放射性将先后出现在细胞中的C3、糖类、C5等有机物里。

（3）识图可知，光照下蓝藻进行了光合作用，ATP产生量增加，从而使主动运输吸收HCO3-的速率加快；蓝藻主动运输吸收的HCO3-，一部分生成CO2用于光合作用，一部分还在胞内储存，所以光照条件下，蓝藻吸入无机碳的速率增加，且在光下吸入无机碳的速率远大于放氧速率。

（4）在富营养化水体中，虽然由于浮游植物的迅速增长导致水体中CO2含量较低，但是水体中无机碳含量很高，所以蓝藻仍能高效进行光合作用，在水体中占据优势。