Question

【題目】隨著溫室效應的加劇，海洋溶解的CO2濃度也逐漸增加，對海洋生態系統產生了重要影響。科研人員研究了CO2和溫度兩種生態因子對壇紫菜（一種藻類植物）的生長和光合生理特征的影響。

實驗材料:從海藻養殖基地采集新鮮、健康、形狀等一致的壇紫菜葉狀體(約58cm)，洗去雜藻和泥沙，帶回實驗室暫養34天備用。

實驗處理：

①將2g藻體放入3L天然過濾海水中；

②將上述含有藻體的海水均分于12個相同錐形瓶中。按表1所示設置進行實驗，每種處理設置3個重復。

③除表中條件外，在其他相同且適宜條件下進行實驗，培養第7天進行相關數據測定。實驗結果：

表2在不同生長條件下的壇紫菜葉綠素a和類胡蘿卜素的含量

請回答下列問題:

（1）采集海藻養殖基地的壇紫菜葉狀體帶回實驗室暫養34天后，再進行實驗的目的是_______，實驗中“其他相同且適宜”的條件有________(列舉兩例即可）。

（2）影響圖1曲線日變化的主要生理過程是____________；由曲線可判斷，21:00時，壇紫菜葉狀體細胞中產生ATP的場所有______________。

（3）若要得到葉綠素a，需將壇紫菜進行研磨過濾，其后的操作是_________；由表2可知，在15℃和25℃兩種生長溫度條件下，CO2濃度增加對光合色素含量的影響是________；在相同CO2濃度培養條件下，生長溫度的改變對藻體中光合色素含量的影響是__________。

（4）從進化角度看，壇紫菜細胞中光合色素含量的改變可能是海藻為了適應_________改變而做出的生理調節。

Answer 1

【答案】 使壇紫菜葉狀體適應實驗室培養環境 營養液的鹽濃度、光照強度、光照周期等 光合作用與呼吸作用 細胞質基質、線粒體和葉綠體 紙層析分離色素 使葉綠素a和類胡蘿卜素均有明顯的增加 變化不明顯 生態（或環境）因子

【解析】本實驗是研究CO2和溫度兩種生態因子對壇紫菜（一種藻類植物）的生長和光合生理特征的影響，自變量是CO2濃度和溫度，因變量是pH、葉綠素和類胡蘿卜素的含量，其他因素為無關變量。圖1表現的是各不同時間段壇子菜培養液pH變化，9:00～21:00之間pH值上升，代表該段時間內呼吸作用強度＜光合作用強度；21:00～9:00之間pH值下降，說明該段時間內呼吸作用強度＞光合作用強度。表2顯示了在不同生長條件下的壇紫菜葉綠素a和類胡蘿卜素的含量，可以看出，15℃時空氣組中葉綠素和類胡蘿卜素含量比處理組明顯偏低。

（1）綜合表1、2和圖1，本實驗自變量是CO2濃度和溫度，為避免其他因素的影響，采集海藻養殖基地的壇紫菜葉狀體帶回實驗室暫養34天后在進行實驗，目的是使壇紫菜葉狀體適應實驗室培養環境，避免其他因素干擾；實驗過程中要控制無關變量，如營養液的鹽濃度、光照強度、光照周期等要保持相同且適宜。

（2）曲線1橫坐標表示時間變化，縱坐標是pH，隨著時間變化，壇紫菜葉狀體的呼吸作用和光合作用強度會發生變化，引起培養液中pH發生變化。21:00時，壇紫菜葉狀體進行光合作用和呼吸作用，細胞中產生ATP的場所有細胞質基質、線粒體、葉綠體。

（3）光合色素可通過紙層析法分離得到。結合表2，在15℃條件下，，空氣組中葉綠素和類胡蘿卜素含量分別為0.480±0.033mg/g、0.225±0.011mg/g，其他適宜條件處理后，葉綠素a和類胡蘿卜素含量均增加；在相同CO2濃度培養條件下，25℃相對15℃，藻體中光合色素含量變化不明顯。

（4）在不同溫度和CO2濃度條件下，壇紫菜細胞中光合色素含量發生改變，目的都是為了能更好的適應環境因子的改變。