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阅读下文，完成第下面小题。警惕“生态癌症”——蓝藻蓝藻是地球上最早出现的生物之一，亿万年来，蓝藻默默地为地球
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阅读下文，完成第下面小题。警惕“生态癌症”——蓝藻蓝藻是地球上最早出现的生物之一，亿万年来，蓝藻默默地为地球提供着氧气，是目前地球大气圈的主要缔造者之一，在地球生物多样性的形成过程中，起着关键的作用。蓝藻具有双重性，一个是光合作用，因为它带有叶绿素，从这个角度看它是一种植物；另外它比较微小，是一种细菌。所以它是植物性和细菌性的结合体。蓝藻虽然能进行光合作用，但它和植物的不同点更多，所以目前大部分学者还是主张将蓝藻从植物中分离出来，列入原核生物。蓝藻是生命力最旺盛的生物之一，它能存在于90℃高温的温泉中，也能存在于冰山里，它的细胞外有一层很厚的胶质，可以抵抗外界的冷热刺激。蓝藻家族成员众多，既有“好蓝藻”，也有“坏蓝藻”。好蓝藻如国家一级重点保护植物发菜，而著名的蛋白质补充剂螺旋藻，则是螺旋藻属的著名成员。“坏蓝藻”的典型是微囊藻属的蓝藻，正是它们，将河水与湖水染成蓝绿色的“水华”，并散发出阵阵恶臭。蓝藻爆发主要存在于静止的水体中，中国湖泊富营养化问题严重，生长蓝藻明显。一说起水体的富营养化，人们通常会立即联想到工业污染。工业污染大家比较容易发现，而农业污染则不太为公众熟悉，可也比较严重。此外，生活污染也加快了富营养化。蓝藻需要的营养物质比较多，一般水里的氮都比较多，其他营养也都够用，就是磷比较缺。一旦水体中出现大量的磷，蓝藻的爆发就自然而然了，所以磷是一种具有决定性意义的因素。其次，适宜的温度也是引起蓝藻大量繁殖的一个很重要因素。最常见的蓝藻在亚热带地区的25℃－35℃温度下繁殖较多。而今年的蓝藻大爆发同样也有着温度的促进，大气变暖是肯定的促因之一。蓝藻中的微囊藻、鱼腥藻及颤藻会产生微囊藻毒素。这些毒素通常存在于蓝藻的细胞膜里，所以蓝藻活着的时候没事，待其死亡腐败时，细胞膜破裂，藻毒素就释放到了水里。动物实验表明微囊藻毒素可能让小鼠致癌，但这一情况对人体的影响目前还不清楚。在目前已经检定出的微囊藻毒素中，微囊藻毒素-LR是最常见、毒性也最强的一种，因而世界卫生组织将微囊藻毒素-LR作为饮用水质量测定标准的项目之一。另外，蓝藻腐烂时会释放出异臭。但研究尚未发现它们对人体会产生什么实质性的伤害。有人说蓝藻是“生态癌症”，一旦患上就很难清除。对于蓝藻的治理，应急办法很多，效果却一般。一旦蓝藻爆发，打捞是应急处理的第一步，但打捞漂浮在水面的蓝藻只能产生眼不见为净的效果。大部分蓝藻存在于水中和水底淤泥里，打捞不上来。另一种应急方法是“物理吸纳法”，往水里添加黏土，可以让蓝藻吸附在黏土颗粒上，令其沉入水底。但这也没法治本，因为蓝藻还在水底生存，还会继续爆发。化学方法也可以应用于蓝藻去除工作，比如在水中投放杀藻剂或絮凝剂。不过，这些化学药剂可能对湖泊产生污染，因此对化学药剂有着很高的要求。此外，生态治理上更高级的办法还有利用微生物直接侵袭蓝藻细胞，这一方法非常有效，缺点是价格昂贵。小题1:对“蓝藻”的解释，正确的一项是（）A．蓝藻在地球上出现的时间很早，它为地球提供着氧气，在地球生物的形成过程中，起着关键作用。B．蓝藻能进行光合作用，似乎是一种植物；但它又比较微小，是一种细菌，所以应该归属于原核生物。C．蓝藻的细胞外有一层很厚的胶质，可以抵抗外界的冷热刺激，是生命力最为旺盛的生物。D．蓝藻家族成员中既有像发菜、螺旋藻一样的“好蓝藻”，也有将河水与湖水染成蓝绿色的“坏蓝藻”。小题2:下列表述完全符合原文意思的一项是（）A．蓝藻腐烂时释放出的异臭气味会不会对人体产生实质性的伤害，我们目前还不太清楚。B．蓝藻会产生微囊藻毒素，蓝藻死亡腐败时，细胞膜破裂，藻毒素就释放到了水里。C．微囊藻毒素可能让小鼠致癌，对人体健康也有害，世界卫生组织将微囊藻毒素-LR作为饮用水质量测定标准的项目之一D．25℃－35℃温度下各种蓝藻繁殖较多。今年我国各地的蓝藻大爆发与大气变暖关系密切。小题3:根据原文提供的信息，下列推断不正确的一项是（）A．磷对蓝藻具有决定性意义，因此我们如果能控制水体中磷的排入，就可以在一定程度上控制蓝藻的爆发。B．只要我们严格控制工业废水排入湖泊，就一定能够控制住蓝藻灾害。C．水体不流动加速了水体的富营养化，如果保持水体的流动，相信也可以缓解蓝藻成灾的局面。D．蓝藻被称为“生态癌症”，但加强环境预警，严格控制污染源，对湖泊进行水源修复，消灭蓝藻灾害并不是不可能的。
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24亿年前，毒害地球生命的氧气，来自何方？
光合作用的演化起源，植物如何学会裂解水分子，24亿年前地球大气为何突然出现氧气
本文作者:狐狸控
（文/ Colin Barras）这颗星球正处于危机之中。死亡无处不在，散发出铺天盖地的恶臭。生命之树的所有枝杈几乎都被清洗一空，曾经鲜活的生命变成了逝去的记忆。造成这一切的罪魁祸首，仅仅是一种气体，一种非常成功的物种排入大气的废气。欢迎来到24亿年前的地球。
距今24亿年前，可以说是生命历史上最为动荡的一段时期。生命已经在地球上繁荣发展了10多亿年，然而，一种新的单细胞生物在此时华丽登场。它们可以利用太阳能，利用过程中却会产生有毒的副产品——氧气。这种单细胞生物迅速在原始海洋中繁衍到了一个不可思议的数量，大气成分也因此改变。
那是一场灾难。在数次生物大灭绝事件中，氧含量上升毁灭的物种比例很可能高居魁首。尽管如此，氧气的危险特质——高活性，也使得它能够成为一种丰富的能量来源。生命很快就开始开采这座宝库，我们的动物祖先也在其中。
有一些光合细菌，产生的是硫，而非氧气。图片来源：
远古光合作用
过去的10年来，我们对地球历史这一阶段的认识，发生了大逆转。教科书会告诉你，光合作用甫一出现，氧含量就开始攀升。但是，据我们现在所知，有些生物早在34亿年前就能进行光合作用，这比氧含量上升要早得多。问题在于，为什么氧气会在那么久之后，才喷涌而出？
本质上，光合作用就是“收割”太阳能。植物利用太阳能制作食物，把二氧化碳变成碳链。这一过程中产生的糖类可以用作能源，也可以用于制造从蛋白质到DNA不等的各种更复杂的分子。可能与你所预期的不同，产生氧气并非不可避免。事实上，许多细菌都可以不用产生氧气，就把光能和二氧化碳转化为食物。而且，近期的研究表明，细菌这种光合作用的历史，几乎和地球生命史一样悠久。
2004年，当时任职于美国加利福尼亚斯坦福大学的迈克尔·泰斯（Michael Tice）和唐纳德·罗威（Donald Lowe），在南非研究距今34.1亿年前形成于浅水中的岩石时，发现一种化石结构与现代光合细菌形成的微生物席非常类似，但是没有任何氧气产生的迹象（参见《自然》杂志，第431卷，549页）。对此，他们认为最可能的解释是，这些细胞进行的是不产生氧气的光合作用。
从这一发现起，我们开始真正接触到早期光合细菌。2011年，英国牛津大学的马丁·布雷泽（Martin Brasier）及其同事在澳大利亚西部的岩石中发现了距今34.3亿年前的细菌细胞化石（参见《自然·地球科学》，第4卷，698页）。“它们生活在光照良好的潮间带或潮上带，”布雷泽说。岩石的化学组成，以及充足的光线，充分表明这些细胞中有些能进行光合作用，却不产生氧气。
不产生氧气的光合作用出现得如此之早，似乎相当令人惊讶。现在已知最早的化石，形成于距今34.9亿年前，仅仅比它们略早一点。在英国伦敦大学学院研究生命起源的学者尼克·雷恩（Nick Lane）认为，一旦生命演化到能够依靠化学能为生，转而利用太阳能其实算不上什么飞跃。“实际上，光只是让电子流过同一台设备而已，”他说。
对于雷恩这样的研究人员来说，谜题在于，为什么产生氧气的光合作用要经过如此漫长的岁月才演化出来。产生氧气的光合作用出现在大约24亿年前，可能比不产生氧气的光合作用晚了10亿年。明明更具优势，为什么它会如此姗姗来迟？
光合作用分为两个主要步骤。在第2步中，电子进入二氧化碳，帮助把二氧化碳分子转化成糖类。而第1步则是获取这些电子，也就是从一种分子上剥离出电子，用来产生驱动第2步所需的电化学梯度。
10亿年的延迟
在产生氧气的光合作用中，由水分子提供电子。剥离电子的过程使水分子裂解为氢离子和氧。在把二氧化碳转化为糖类的过程中，氢离子和电子起着至关重要的作用，而氧气则是一种没什么用的副产品。
在不产生氧气的光合作用中，电子由其它种类的分子提供，其中最为普遍的是硫化氢。裂解硫化氢产生的副产品是硫。硫化氢具有非常容易失去电子的优点，或者说非常易于氧化。而且在早期海洋中，硫化氢也很常见。不过，在不产氧的光合作用发生的表层水域，硫化氢估计很快就被消耗一空了。
用水提供电子的最大好处是，水在海洋中可谓取之不尽用之不竭。但是，水的缺点也不小。“氧化水非常困难，”美国密苏里州圣路易斯华盛顿大学的罗伯特·布兰肯西普（Robert Blankenship）说。我们现在依然在为之努力：研究人员已经进行了数十年的尝试，希望开发出一种廉价高效的裂解水的方法，以生产氢气作为燃料。
因此，在选择水之前，光合细菌最先选择容易氧化的物质，也就合情合理了。传统观点认为，产生氧气的光合作用，是经过一系列中间阶段，逐渐从不产生氧气的版本演化而来的。布兰肯西普和很多研究人员都支持这一观点。然而，过去10年来，英国伦敦大学玛丽女王学院的约翰·埃兰（John Allen）提出了一个不一样的剧本，这个剧本有点令人难以置信。“演化过程必然是突发性的，”他说，只有那样才能解释10亿年的延迟。
产生氧气的光合作用是如何出现的，所有与此有关的假设都不能绕过以下4个具有重要意义的事实。事实1：不产生氧气的光合作用有两个迥异的类型。一些细菌具有被称为Ⅰ型的反应中心，它们从硫化氢之类的分子中获取电子，而且电子走的是单行道，即每个电子只利用一次。另一些细菌具有Ⅱ型反应中心，可以在内部循环利用电子，从而降低了对外界电子来源的依赖。
自然界中的光合作用，存在3种形式。图片来源：《新科学家》
事实2：在产生氧气的光合作用中，一个Ⅰ型反应中心和一个Ⅱ型反应中心串联在一起工作。事实3：尽管蓝藻同时具备两种反应中心，但它只用Ⅱ型反应中心来裂解水分子产生氧气。并且，反应发生的位置上，有4个锰原子排列在一个钙原子周围。事实4：具有Ⅱ型反应中心、进行不产生氧气的光合作用的细菌，不具备这种锰和钙的组合。
布兰肯西普认为，后两个事实最为重要，它们指向了一个简单的发展过程。他认为Ⅰ型反应中心先演化出来。从古至今，基因交换在细菌中一直十分普遍。编码Ⅰ型反应中心的基因被另一类细菌获得，通过逐渐调整修改基因编码，形成了Ⅱ型反应中心。之后，这类细菌的后代又把金属原子纳入其中。最后，形成了包含4个锰原子和一个钙原子的结构布局。现在，细菌可以只用Ⅱ型反应中心氧化水分子，进行产生氧气的光合作用了。
布兰肯西普声称，在此之后，这些细菌的后代通过基因交换，又获得了Ⅰ型反应中心，蓝藻就这样产生了。因此，布兰肯西普认为，蓝藻具有两种不同类型的反应中心，只是一个巧合。
该假说作出了一个明确的预测：曾经有一种不同于蓝藻的细菌，能够通过光合作用产生氧气。这个缺失环节，将具有Ⅱ型反应中心、进行不产生氧气的光合作用的细菌（其中包括紫细菌，一种现生细菌），与进行产生氧气的光合作用的蓝藻联系在了一起，因此我们不妨称之为“靛蓝”菌。目前为止，还没有“靛蓝”菌被发现。布兰肯西普和其他研究人员试图通过其它方法，证明靛蓝菌曾经存在过。
美国亚利桑那州立大学的一支研究团队，试图把紫细菌改造成类似于靛蓝菌的生物。这或许是诸多尝试中意义最为重大的一次。研究人员改造了紫细菌，使它们有能力将锰离子纳入反应中心，并利用锰离子与含有氧元素的分子发生反应（参见《美国科学院院报》，第109卷，2314页）。这还算不上是产生氧气的光合作用，却是向着目标方向迈出的一步。
即使有一天，生物学家真的在实验室里制造出了靛蓝菌，也不能证明靛蓝菌曾经自然演化产生过。对于埃兰来说，渐进假设并不能解释所有的事实。为什么如此显而易见、如此简单的过程，需要花上10亿年的时间？为什么产生氧气的光合作用只演化出了一次？（到目前为止，据我们所知，只有蓝藻。植物通过让蓝藻在体内生活，获得了这种光合作用的能力——换句话说，植物的叶绿体是由蓝藻发展而来的）。而且，为什么所有蓝藻都同时具有两种类型的反应中心？
埃兰同样认为，Ⅰ型反应中心先演化出来。但是在这之后，他的假设就大不相同了。他认为，光合作用细菌在发展早期遇到了某种问题，导致多复制了一整套Ⅰ型反应中心基因。多出来的这一套反应中心，拥有很大的自由度，可以承担不同的功用。这套反应中心演化出了循环利用的电子，成为了最初的Ⅱ型反应中心。埃兰推测，由于拥有两套不同的反应中心，使得这些“早期蓝藻”在广泛的环境中兴盛起来。当环境中的硫化氢比较充裕时，它们使用Ⅰ型反应中心。当硫化氢不足时，它们转而使用Ⅱ型反应中心，循环利用已经得到的电子。
然后有一天，灾难降临了。一些早期蓝藻漂进了一处富含锰、却缺少硫化氢的浅滩。细菌适时启用了Ⅱ型反应中心。然而，紫外线照射锰会使锰放出电子，所以，事实上环境中存在着大量的电子。这些电子很快就造成了Ⅱ型反应中心的拥堵。虽然锰离子会和水反应生成氧化锰，但周围环境中仍然存在着大量的锰，继续产生过量的电子，造成早期蓝藻的死亡。
或者说，造成了绝大部分早期蓝藻的死亡，只有一个幸运儿存活了下来。埃兰认为，在这个幸运儿中，由于基因突变，同一时间只能开启一套反应中心的开关坏掉了。当两套反应中心同时运作时，锰产生的电子流经Ⅱ型反应中心后会被Ⅰ型反应中心抽走，这样就解决了阻塞问题。换言之，两种反应中心开始联手工作了，就像在现代蓝藻中一样（参见《欧洲生物学化学会联盟通讯》，第579卷,963页）。
可是，这个细菌的后代是怎么从由锰提供电子，转到由水提供电子的呢？从某种程度上来说，它们没有变过。直到今天，所有植物用于光合作用的电子都是由锰提供的。只不过，这些电子现在来自于Ⅱ型反应中心内部的一个锰原子团簇。这个团簇具有一项不同凡响的能力——当它给出电子之后，能够从水分子中偷来电子，从而把水分子裂解开，释放出氧气。
当早期蓝藻演化出这种Ⅱ型反应中心后，它们对锰原子的需求就微乎其微了。接下来，它们就能从富含锰的水域向外开枝散叶，借助无穷无尽的水和阳光，开发利用当时丰富的二氧化碳资源。不久之后，数量庞大的蓝藻喷吐出来的氧气，改变了大气组成。
几乎从生命在地球上出现开始，这样的细菌就能进行光合作用。然而为什么直到10亿年后，它们才开始制造氧气？图片来源：
如果埃兰的假设是正确的，蓝藻偶然进入富含锰的环境，以及关键基因开关的失控，必然发生在同一时间。埃兰也同意，这种情况出现的几率太低了。但这或许就是产生氧气的光合作用耗费了10亿年才出现的原因。他说：“我研究的这条路线只是个时间问题，经过漫长的时间，终于等到两个意外因素，同时出现在一个细菌上。”出乎人们意料的是，现在埃兰的理论已经有实实在在的证据支撑了：我们已经发现了一处罕见的、富含锰的环境。
美国加州理工学院的伍德沃德·菲舍尔（Woodward Fischer）及其同事，一直在研究位于现今南非的岩层，该岩层的形成时期恰好是在氧含量上升的前夕。他们发现一处岩石中二氧化锰含量非常之高，而且意义格外重大的是，这处岩石是在缺乏氧气的环境中形成的。即使是紫外线，也不足以产出如此规模的氧化锰。这个研究团队在2012年12月的一次会议上说，埃兰提出的早期蓝藻的光合作用模式，似乎是对这种现象的唯一可信的解释。
“这是个重大新闻，令人兴奋不已，恰如其分地证实了约翰的假设，”德国杜塞尔多夫大学的威廉姆·马丁（William Martin）如此评论。他是一位支持埃兰假说的早期演化研究人员，一直和埃兰保持着合作，收集相关证据。但是布兰肯西普依然坚持他的看法。用他的话来说，他跟埃兰及马丁就产生氧气的光合作用如何起源的问题，进行过多次“十分激烈但是相当友好”的交流讨论。
这场争论，只能有待于发现过渡种类的活生生的代表，不管是靛蓝菌还是早期蓝藻，才能够一锤定音了。令人惊讶的是，布兰肯西普和埃兰都确信，他们各自认为的过渡菌种，依然生存在世界的某个角落。“我们现在仍然可以在地球上找到一些特殊环境，与距今24亿年前的典型条件极为类似，”埃兰说，“所以，认为这些微生物依然在某处生活着，也并不荒谬。”
不管蓝藻的祖先到底是什么，我们都应该对其心怀感激。“这种生物也许是意外的产物，却非常重要，”埃兰说，“原因很简单，因为它永远地改变了这个世界”。
编译自：《新科学家》，Dawn of the water eaters: How Earth got its oxygen
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前三楼脑残
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我们和万事万物都是应运而生。。。但这一天永远不会来，我们不会放弃这个星球和它的人民。我是擎天柱，我把这个信息传递到宇宙：我们在这里。我们的家！
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引用 的话：一直很想知道叶绿体是怎么样和某种将来要进化为植物的细菌勾搭上的叶绿体本身就是光合细菌.....
文章中并没有提及，以埃兰的观点如何解释只有2型系统的细菌是怎么产生的，估计也是丢失了1型系统之类的原因。 而且有个题外的疑问，据说大约38亿年前就出现了蓝藻类的生物，但据文中光合作用的形成理论推断，蓝藻形成较晚，这个矛盾是怎么回事
引用 的话：他当然知道叶绿体来源于光合细菌，但其实他是想问，类蓝藻类生物是如何和某种将来要进化为植物的生物产生共生关系的
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引用 的话：他当然知道叶绿体来源于光合细菌，但其实他是想问，类蓝藻类生物是如何和某种将来要进化为植物的生物产生共生关系的是某种真核生物吞噬了光合细菌而成为了植物，而非“和某种将来要进化为植物的生物产生共生关系”
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引用 的话：没错，是吞噬，但因为如果单纯是捕食关系的话，光合细菌是要被消化的。所以我认为刚开始时还算作是共生，真核生物无法“消灭”光合细菌，光合细菌也逃不出去，于是便出现共生，只是后来光合细菌就把自己的命运交给...现有吞噬，偶尔没有被消化的则发展为共生，然后功能破缺基因传递成为细胞器。三大阶段。
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引用 的话：杀！！！最反感每次果壳下面一个“杀”……一群木有营养的水
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记得有一次看过相关节目，海里有一种神奇的石头，叫什么忘了，说这种石头是个生命体，地球的氧气都靠它生成供应。
现在人类能做出来光合作用的机器吗
用太阳能来燃烧二氧化碳的效率太低了，明显低于用氧气来燃烧碳水化合物。
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古生物学专业，语言学及应用语言学硕士
引用 的话：记得有一次看过相关节目，海里有一种神奇的石头，叫什么忘了，说这种石头是个生命体，地球的氧气都靠它生成供应。难道是叠层石？
引用 的话：记得有一次看过相关节目，海里有一种神奇的石头，叫什么忘了，说这种石头是个生命体，地球的氧气都靠它生成供应。叠层石
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，保护哺乳类和鸟类最有效的措施是
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。（4）结合生活实际和所学知识，谈谈我们如何参与保护环境：
（答一条即可） 
⑴物种灭绝速度加快
⑵栖息地丧失 建立自然保护区（就地保护）
⑶它不易被土壤中的分解者分解
⑷做好垃圾分类、节约用电等等
试题分析：⑴、从材料一可以看出，生物种灭绝的数度越来越快，这是生物面临的威胁的主要体现。
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...
考点分析：
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