Question

科学家从海藻的光合作用中获得了电流，利用活的海藻作为能量来源，设计出一款超级低碳的节能灯——海藻灯。甲图是海藻中的某种绿藻光合作用过程示意图（字母代表结构，数字代表相应物质），请回答下列问题：

（1）甲图中②的中文名称是_____________，绿藻含有丰富的叶绿素，叶绿素主要吸收____________光；绿藻利用光合作用产生电能的场所是甲图中的____________。

（2）为探究不同因素对该种绿藻光合速率的影响，某研究小组将在富含CO₂的海水和自然海水中的绿藻，分别给予不同光照强度，测定该种绿藻的净光合作用速率（其他各项实验条件均为最适条件），实验所得结果如图乙所示：

①该实验的自变量是________________________。

②乙图中B点限制该种绿藻光合作用速率的因素是_______________，与在自然海水中相比，该种绿藻在富含CO₂的海水中的光饱和点（光饱和点指光合作用速率达到最大值时所对应的光照强度）增大，其原因是________________________。

③在富含CO₂的海水中，光照处理12h（平均光照强度大于8kLx），黑暗处理12h，则经过一昼夜，该种绿藻的有机物质量_______________（填“增加”、“减少”、或“不变”）。

Answer

三磷酸腺苷（或者：腺苷三磷酸） 红光和蓝紫光 叶绿体的基粒（或叶绿体的类囊体薄膜或A） 光照强度、CO2浓度 光照强度和CO2浓度 CO2浓度升高加快了暗反应过程对光反应的产物[H]和ATP的利用，从而促进光反应，使植物能吸收更多的光能 增加

【解析】

1.依题意并分析图甲可知：结构A所示的类囊体薄膜是光反应的场所，在光反应中发生的能量转化是光能转变成ATP和NADPH中的化学能；②为ATP，结构B所示的叶绿体基质是卡尔文循环（或碳反应）进行的场所；在碳反应中，CO2先与RUBP（C5）结合生成三碳酸分子，三碳酸分子接受ATP水解释放的能量，被NADPH还原为三碳糖，该变化属于吸能反应；可见，物质③为三碳糖，由CO2生成③的过程称为卡尔文循环（或碳反应）。

2.由题意和题图乙可知，该实验的自变量是光照强度和二氧化碳浓度，因变量是净光合速率，因此实验的目的是探究二氧化碳浓度、光照强度对净光合速率的影响，由题图可知，富含二氧化碳的海水中，光的补偿点是2klx，饱和点是8klx，光照饱和时的净光合速率是12mmol/m3·h，自然海水中，光的补偿点是3klx，饱和点是7klx左右，光照饱和时的净光合速率是6mmol/m3·h，两种二氧化碳浓度条件下呼吸作用强度相同，都是4mmol/m3·h；实际光合作用强度=净光合作用强度+呼吸作用强度。

（1）甲图中②表示ATP，其中文名称为三磷酸腺苷（或者：腺苷三磷酸）；绿藻中的叶绿体主要吸收红光和蓝紫光；绿藻利用光合作用产生电能的场所是甲图中的叶绿体的基粒（或叶绿体的类囊体薄膜或A）。

（2）①由题意和题图可知，该实验的自变量是光照强度和二氧化碳浓度。

②B点是自然海水中光照强度为达到饱和时的点，在同一光照强度下，二氧化碳浓度升高，净光合速率增大，在同一二氧化碳浓度下，光照增强，净光合速率增大，因此限制该点光合作用强度的因素是二氧化碳浓度、光照强度；与在自然海水中相比，该种绿藻在富含CO2的海水中的光饱和点（光饱和点指光合作用速率达到最大值时所对应的光照强度）增大，其原因是CO2浓度升高加快了暗反应过程对光反应的产物[H]和ATP的利用，从而促进光反应，使植物能吸收更多的光能。

③由题图曲线可知，在富含CO2的海水中，光照强度不低于8klx，净光合作用强度是12，光照处理12h（平均光照强度大于8kLx），黑暗处理12h，则每立方米的水体中，二氧化碳的吸收量是12×12=144mmol，黑暗处理12h二氧化碳释放量是12×4=48mmol，二氧化碳一昼夜吸收大于释放，所以该种绿藻的有机物质量增加了。