近年來,海洋微塑料污染已成為不可忽略的全球性環(huán)境問題。為探究微塑料對海洋藻類——小球藻的生長和光合作用的影響,研究人員進行了相關(guān)實驗。
(1)研究者以不同濃度的微塑料、培養(yǎng)液和小球藻為實驗材料,驗證了不同濃度的微塑料對小球藻生長具有抑制作用,且與濃度呈正相關(guān)。研究中對照組的處理是
用等量不含微塑料的培養(yǎng)液培養(yǎng)小球藻
用等量不含微塑料的培養(yǎng)液培養(yǎng)小球藻
。
(2)為探究抑制小球藻生長的原因,研究者做了如下實驗。
①用
無水乙醇或有機溶劑
無水乙醇或有機溶劑
提取小球藻中的葉綠素,并測定其含量。由圖1結(jié)果可知,隨微塑料濃度增加,處理時間延長,葉綠素含量變化的總體趨勢是
下降
下降
。
②PEPC是小球藻固定CO
2的關(guān)鍵酶,能催化CO
2與
C5
C5
生成C
3。據(jù)圖2結(jié)果分析,高濃度的微塑料處理,短時間內(nèi)會提高PEPC的活性,來維持逆境下小球藻細胞的正常代謝。但隨處理時間延長,
PEPC活性逐漸降低,且低于對照組
PEPC活性逐漸降低,且低于對照組
。
(3)請結(jié)合光合作用過程和上述實驗結(jié)果,說明微塑料導致小球藻生長受到抑制的原因:一是
葉綠素含量減少,產(chǎn)生的ATP和NADPH減少,使光反應(yīng)速率下降
葉綠素含量減少,產(chǎn)生的ATP和NADPH減少,使光反應(yīng)速率下降
;二是
PEPC活性下降,CO2固定量減少,暗反應(yīng)速率下降
PEPC活性下降,CO2固定量減少,暗反應(yīng)速率下降
。最終使有機物含量下降,不能滿足小球藻的生長需求,生長受到抑制。