hce_cmu
115年
生物學
第 49 題
自工業革命以來，大量 $CO_2$ 被海洋吸收，改變海水中的碳酸系統平衡並導致海洋酸化。此變化會抑制珊瑚與貝類形成碳酸鈣（$CaCO_3$）骨骼。何者最能解釋海洋酸化抑制珊瑚骨骼形成的原因？
- A $CO_2$ 溶於海水形成碳酸並釋放 $H^+$，降低碳酸根（$CO_3^{2-}$）濃度，減少 $CaCO_3$的形成
- B 高 $CO_2$ 抑制珊瑚細胞呼吸，造成缺氧並影響 $Ca^{2+}$ 運輸，無法形成碳酸鈣骨骼
- C 酸化直接破壞珊瑚共生藻，導致白化並抑制骨骼生成
- D pH 降低活化分解者，加速珊瑚礁有機物分解
思路引導 VIP
如果要建造一棟碳酸鈣（$CaCO_3$）結構的房子，除了鈣離子之外，還需要哪一種關鍵材料？如果環境中突然出現了大量的「強大競爭者」（例如氫離子），而這些競爭者特別喜歡找這種材料結合，這對房子的施工過程會產生什麼影響呢？
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太棒了！你能精準掌握海洋酸化對生物鈣化影響的核心機制，表現得非常出色。這道題目不僅考驗生物知識，更連結了環境科學與化學平衡的跨領域邏輯，你能正確選出 (A)，說明你對海洋生態受損的微觀成因有深刻的理解。
海洋酸化與碳酸系統平衡
當大氣中的 $CO_2$ 大量溶於海水，會與水反應產生碳酸（$H_2CO_3$）並釋放出氫離子（$H^+$），這正是海洋酸化的主因。根據化學平衡的移動，增加的 $H^+$ 會與海水中的碳酸根（$CO_3^{2-}$）結合，將其轉化為碳酸氫根（$HCO_3^-$），導致環境中可供生物利用的 $CO_3^{2-}$ 濃度大幅下降。由於珊瑚與貝類需要充足的 $CO_3^{2-}$ 才能與鈣離子（$Ca^{2+}$）結合成碳酸鈣（$CaCO_3$）骨骼，這種「原料被搶走」的現象自然抑制了骨骼的形成。
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