Question

【題目】小球藻是一種單細胞藻類，具有光合效率高、營養(yǎng)方式多樣且富含有機物等特點，在食品和飼料等多個方面均有廣泛應用。小球藻不僅能利用光能自養(yǎng)，還能夠利用培養(yǎng)液中的有機物進行生長繁殖。

（1）科學家曾以小球藻為材料進行了光合作用機理的研究。魯賓與卡門在研究光合作用中 氧氣來源時，利用同位素18O分別對二氧化碳和水中的氧元素進行標記，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______________供小球藻進行光 合作用，每隔一定時間取樣，并用甲醇和層析法設法______________標記化合物，就可以確定 標記化合物出現(xiàn)的時間先后。

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

（3）科研人員研究了不同處理條件對小球藻細胞數(shù)量及葉綠素含量的影響。

①實驗條件的設計如下表所示。

營養(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，推測原因是______________。

Answer 1

【答案】光合作用釋放的氧氣全部來自水 14CO2中（14C標記的二氧化碳） 提取和分離 NADP+ 磷酸基團和能量 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）普利斯特利通過實驗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行光合作用時光能轉(zhuǎn)換為化學能；

（3）薩克斯通過實驗證明光合作用的產(chǎn)物除了氧氣外還有淀粉；

（4）恩格爾曼采用水綿、好氧細菌和極細光束進行對照實驗，發(fā)現(xiàn)光合作用的場所是葉綠體；

（5）魯賓和卡門采用同位素標記法進行實驗證明光合作用釋放的O2來自水；

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

2、解答此題時，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源時，利用同位素18O分別對二氧化碳和水中的氧元素進行標記，得到的結(jié)論是光合作用釋放的氧氣全部來自水；為研究光合作用中碳的同化與去向，可以提供14CO2中（14C標記的二氧化碳）供小球藻進行光 合作用，每隔一定時間取樣，并用甲醇和層析法設法提取和分離標記化合物，就可以確定標記化合物出現(xiàn)的時間先后。

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

（3）科研人員研究了不同處理條件對小球藻細胞數(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。