Question

【題目】小球藻是一種單細(xì)胞藻類，具有光合效率高、營(yíng)養(yǎng)方式多樣且富含有機(jī)物等特點(diǎn)，在食品和飼料等多個(gè)方面均有廣泛應(yīng)用。小球藻不僅能利用光能自養(yǎng)，還能夠利用培養(yǎng)液中的有機(jī)物進(jìn)行生長(zhǎng)繁殖。

（1）科學(xué)家曾以小球藻為材料進(jìn)行了光合作用機(jī)理的研究。魯賓與卡門在研究光合作用中 氧氣來(lái)源時(shí)，利用同位素18O分別對(duì)二氧化碳和水中的氧元素進(jìn)行標(biāo)記，得到的結(jié)論是______________；為研究光合作用中碳的同化與去向，可以提供______________供小球藻進(jìn)行光 合作用，每隔一定時(shí)間取樣，并用甲醇和層析法設(shè)法______________標(biāo)記化合物，就可以確定 標(biāo)記化合物出現(xiàn)的時(shí)間先后。

（2）除色素和各類酶以外，小球藻產(chǎn)生氧分子的過(guò)程還需要一類輔酶即______________接受氫。ATP為卡爾文循環(huán)過(guò)程提供______________。

（3）科研人員研究了不同處理?xiàng)l件對(duì)小球藻細(xì)胞數(shù)量及葉綠素含量的影響。

①實(shí)驗(yàn)條件的設(shè)計(jì)如下表所示。

營(yíng)養(yǎng)方式	自養(yǎng)	混養(yǎng)	異養(yǎng)
培養(yǎng)基中葡萄糖含量（g/L）	0	a	10．0
光照強(qiáng)度（Lux）	2500	b	0

包含自養(yǎng)、異養(yǎng)的混養(yǎng)所給條件a、 b為______________。

②單位質(zhì)量小球藻中總?cè)~綠素含量以自養(yǎng)方式為最高，但單位體積藻液中總?cè)~綠素含 量以混養(yǎng)為最高，推測(cè)原因是______________。

Answer 1

【答案】光合作用釋放的氧氣全部來(lái)自水 14CO2中（14C標(biāo)記的二氧化碳） 提取和分離 NADP+ 磷酸基團(tuán)和能量 葡萄糖含量10．0g/L的培養(yǎng)基和2500Lux光照 混養(yǎng)條件下，小球藻可以利用葡萄糖快速繁殖，單位體積藻液中具有更多數(shù)量的小球藻

【解析】

1、光合作用的發(fā)現(xiàn)歷程：

（1）普利斯特利通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明植物能凈化空氣；

（2）梅耶根據(jù)能量轉(zhuǎn)換與守恒定律明確指出植物進(jìn)行光合作用時(shí)光能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能；

（3）薩克斯通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明光合作用的產(chǎn)物除了氧氣外還有淀粉；

（4）恩格爾曼采用水綿、好氧細(xì)菌和極細(xì)光束進(jìn)行對(duì)照實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)光合作用的場(chǎng)所是葉綠體；

（5）魯賓和卡門采用同位素標(biāo)記法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)證明光合作用釋放的O2來(lái)自水；

（6）卡爾文采用同位素標(biāo)記法探明了CO2的固定過(guò)程中碳元素的轉(zhuǎn)移途徑。

2、解答此題時(shí)，可根據(jù)自養(yǎng)和異養(yǎng)的條件確定混養(yǎng)的培養(yǎng)條件。

（1）魯賓與卡門在研究光合作用中氧氣來(lái)源時(shí)，利用同位素18O分別對(duì)二氧化碳和水中的氧元素進(jìn)行標(biāo)記，得到的結(jié)論是光合作用釋放的氧氣全部來(lái)自水；為研究光合作用中碳的同化與去向，可以提供14CO2中（14C標(biāo)記的二氧化碳）供小球藻進(jìn)行光 合作用，每隔一定時(shí)間取樣，并用甲醇和層析法設(shè)法提取和分離標(biāo)記化合物，就可以確定標(biāo)記化合物出現(xiàn)的時(shí)間先后。

（2）除色素和各類酶以外，小球藻產(chǎn)生氧分子的過(guò)程還需要一類輔酶即NADP+接受氫。ATP為卡爾文循環(huán)過(guò)程提供磷酸基團(tuán)和能量。

（3）科研人員研究了不同處理?xiàng)l件對(duì)小球藻細(xì)胞數(shù)量及葉綠素含量的影響。

①根據(jù)表格中自養(yǎng)和異養(yǎng)的條件確定混養(yǎng)的培養(yǎng)條件a、 b為葡萄糖含量10．0g/L的培養(yǎng)基和2500Lux光照。

②單位質(zhì)量小球藻中總?cè)~綠素含量以自養(yǎng)方式為最高，但單位體積藻液中總?cè)~綠素含量以混養(yǎng)為最高，推測(cè)原因是混養(yǎng)條件下，小球藻可以利用葡萄糖快速繁殖，單位體積藻液中具有更多數(shù)量的小球藻。