Question

【题目】随着温室效应的加剧，海洋溶解的CO2浓度也逐渐增加，对海洋生态系统产生了重要影响。科研人员研究了CO2和温度两种生态因子对坛紫菜（一种藻类植物）的生长和光合生理特征的影响。

实验材料:从海藻养殖基地采集新鲜、健康、形状等一致的坛紫菜叶状体(约58cm)，洗去杂藻和泥沙，带回实验室暂养34天备用。

实验处理：

①将2g藻体放入3L天然过滤海水中；

②将上述含有藻体的海水均分于12个相同锥形瓶中。按表1所示设置进行实验，每种处理设置3个重复。

③除表中条件外，在其他相同且适宜条件下进行实验，培养第7天进行相关数据测定。实验结果：

表2在不同生长条件下的坛紫菜叶绿素a和类胡萝卜素的含量

请回答下列问题:

（1）采集海藻养殖基地的坛紫菜叶状体带回实验室暂养34天后，再进行实验的目的是_______，实验中“其他相同且适宜”的条件有________(列举两例即可）。

（2）影响图1曲线日变化的主要生理过程是____________；由曲线可判断，21:00时，坛紫菜叶状体细胞中产生ATP的场所有______________。

（3）若要得到叶绿素a，需将坛紫菜进行研磨过滤，其后的操作是_________；由表2可知，在15℃和25℃两种生长温度条件下，CO2浓度增加对光合色素含量的影响是________；在相同CO2浓度培养条件下，生长温度的改变对藻体中光合色素含量的影响是__________。

（4）从进化角度看，坛紫菜细胞中光合色素含量的改变可能是海藻为了适应_________改变而做出的生理调节。

Answer 1

【答案】 使坛紫菜叶状体适应实验室培养环境 营养液的盐浓度、光照强度、光照周期等 光合作用与呼吸作用 细胞质基质、线粒体和叶绿体 纸层析分离色素 使叶绿素a和类胡萝卜素均有明显的增加 变化不明显 生态（或环境）因子

【解析】本实验是研究CO2和温度两种生态因子对坛紫菜（一种藻类植物）的生长和光合生理特征的影响，自变量是CO2浓度和温度，因变量是pH、叶绿素和类胡萝卜素的含量，其他因素为无关变量。图1表现的是各不同时间段坛子菜培养液pH变化，9:00～21:00之间pH值上升，代表该段时间内呼吸作用强度＜光合作用强度；21:00～9:00之间pH值下降，说明该段时间内呼吸作用强度＞光合作用强度。表2显示了在不同生长条件下的坛紫菜叶绿素a和类胡萝卜素的含量，可以看出，15℃时空气组中叶绿素和类胡萝卜素含量比处理组明显偏低。

（1）综合表1、2和图1，本实验自变量是CO2浓度和温度，为避免其他因素的影响，采集海藻养殖基地的坛紫菜叶状体带回实验室暂养34天后在进行实验，目的是使坛紫菜叶状体适应实验室培养环境，避免其他因素干扰；实验过程中要控制无关变量，如营养液的盐浓度、光照强度、光照周期等要保持相同且适宜。

（2）曲线1横坐标表示时间变化，纵坐标是pH，随着时间变化，坛紫菜叶状体的呼吸作用和光合作用强度会发生变化，引起培养液中pH发生变化。21:00时，坛紫菜叶状体进行光合作用和呼吸作用，细胞中产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体。

（3）光合色素可通过纸层析法分离得到。结合表2，在15℃条件下，，空气组中叶绿素和类胡萝卜素含量分别为0.480±0.033mg/g、0.225±0.011mg/g，其他适宜条件处理后，叶绿素a和类胡萝卜素含量均增加；在相同CO2浓度培养条件下，25℃相对15℃，藻体中光合色素含量变化不明显。

（4）在不同温度和CO2浓度条件下，坛紫菜细胞中光合色素含量发生改变，目的都是为了能更好的适应环境因子的改变。