Question

【題目】藍藻是一類分布廣泛的原核生物。藍藻細胞能夠吸收水體中的CO2和HCO3，使細胞中無機碳含量高出胞外500～1000倍以上，其過程如下圖所示�；卮鹣铝袉栴}：

（1）向藍藻培養(yǎng)液中加入一定量的放射性H14CO3，胞內(nèi)14C濃度增加的速率大于培養(yǎng)液中H14CO3 生成14CO2的速率，據(jù)圖可知，原因是藍藻細胞通過_________方式吸收無機碳。隨著光合作用的進行，請以14CO2為起點，用圖示說明14C轉(zhuǎn)移途徑，終產(chǎn)物用（CH2O）表示_________。

（2）將藍藻從黑暗中轉(zhuǎn)移至光照條件下，發(fā)現(xiàn)藍藻吸入無機碳的速率增加，請根據(jù)上圖對此現(xiàn)象進行解釋________。

（3）在富營養(yǎng)化水體中，O2和CO2含量較低時，藍藻仍能高效進行光合作用，在水體中占據(jù)優(yōu)勢。請依據(jù)上述研究內(nèi)容說明藍藻獲得生存優(yōu)勢的原因是________。

Answer 1

【答案】自由擴散和主動運輸 光照下藍藻進行光合作用消耗CO2，導致胞內(nèi)CO2濃度降低，需要（通過自由擴散）從外界吸收更多的CO2；同時因ATP產(chǎn)生量增加，主動運輸吸收HCO3-的速率也加快 藍藻具有兩條無機碳的吸收途徑，其中主動運輸吸收HCO3 途徑保證了在環(huán)境中CO2不足時細胞內(nèi)的CO2供給，光合作用仍然能夠正常進行（藍藻可通過主動運輸方式吸收并積累HCO3）

【解析】

識圖可知：藍藻細胞能夠吸收水體中的CO2和HCO3-，在細胞內(nèi)CO2既可與參與光合作用又能轉(zhuǎn)化成HCO3-，由此利用光合作用和物質(zhì)跨膜運輸相關知識再結(jié)合題文信息做出相關解答。

（1）CO2跨膜運輸?shù)姆绞绞亲杂蓴U散，由題干信息“藍藻細胞內(nèi)HCO3-的濃度比細胞外高500～1000倍”可知，藍藻細胞通過主動運輸?shù)姆绞轿��?/span>HCO3-的，因此綜合分析藍藻細胞通過自由擴散和主動運輸吸收無機碳。光合作用暗反應中先進行CO2的固定生成C3，接著C3的還原生成糖類、C5等有機物，所以放射性將先后出現(xiàn)在細胞中的C3、糖類、C5等有機物里。

（2）識圖可知，光照下藍藻進行光合作用消耗CO2，導致胞內(nèi)CO2濃度降低，需要（通過自由擴散）從外界吸收更多的CO2；同時因ATP產(chǎn)生量增加，主動運輸吸收HCO3-的速率也加快。

（3）在富營養(yǎng)化水體中，雖然由于浮游植物的迅速增長導致水體中CO2含量較低，但是水體中無機碳含量很高，藍藻細胞主動運輸吸收HCO3 途徑保證了在環(huán)境中CO2不足時細胞內(nèi)的CO2供給，所以藍藻仍能高效進行光合作用，在水體中占據(jù)優(yōu)勢。