Question

【題目】為緩解能源危機(jī)這一全球性問題，開發(fā)和利用新能源受到廣泛關(guān)注。研究發(fā)現(xiàn)，小球藻在高氮條件下光合作用強(qiáng)，生長較快，但油脂積累少；在低氮條件下生長較慢，但能積累更多油脂。為獲得油脂生產(chǎn)能力強(qiáng)的小球藻，制造生物質(zhì)燃料，科研人員進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。請回答問題：

（1）在光下，培養(yǎng)著小球藻藻液的錐形瓶側(cè)壁上，可見的氣泡可能是___________；小球藻通過光反應(yīng)，使水在光下裂解形成___________和該種氣體，并釋放出來，同時(shí)將光能轉(zhuǎn)變成___________中的化學(xué)能；然后經(jīng)過在___________中進(jìn)行的碳反應(yīng)，將這些能量儲存在有機(jī)物中。

（2）科研人員進(jìn)行了圖1所示的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)基上的藻落（由一個(gè)小球藻增殖而成的群體）中，只有一個(gè)為黃色（其中的小球藻為X），其余均為綠色（其中的小球藻為Y）。

小球藻ⅹ的出現(xiàn)，可能是幾乎無法合成葉綠素，因而呈黃色。為初步檢驗(yàn)上述推測，可使用________觀察并比較小球藻X和Y的葉綠體顏色。為進(jìn)一步檢驗(yàn)上述推測，可以采用___________法分離小球藻X中的色素，若與小球藻Y相比，明顯變窄的色素帶位于濾紙條從上到下的第___________條，則推測成立；還可以對小球藻X中色素的___________進(jìn)行分析，若發(fā)現(xiàn)小球藻X中色素主要吸收藍(lán)紫光，則推測成立。

（3）為檢測油脂生產(chǎn)能力，研究者進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如圖2所示。據(jù)圖可知，小球藻_________（選填“X”或“Y”）更適合用于制造生物質(zhì)燃料，理由是___________。

Answer 1

【答案】氧氣/O2 H+和電子（e-）/氫 ATP和 NADPH 葉綠體基質(zhì) 顯微鏡 紙層析/層析 三、四 吸收光譜 X 高氮條件下小球藻X的油胎生產(chǎn)能力高于Y

【解析】

光合作用分為光反應(yīng)和碳反應(yīng)（暗反應(yīng)）兩個(gè)階段。（1）類囊體膜中發(fā)生光反應(yīng)。概括地講，光反應(yīng)中發(fā)生的變化主要有：①光能被吸收并轉(zhuǎn)化為 ATP 和 NADPH 中的化學(xué)能；②水在光下裂解為H+、O2 和電子；③水中的氫（H+＋e-）在光下將 NADP+還原為 NADPH。光反應(yīng)產(chǎn)生的 ATP 和 NADPH 是碳反應(yīng)中將二氧化碳還原為糖的能源物質(zhì)。（2）碳反應(yīng)發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中，是指將CO2還原為糖的一系列反應(yīng)，也稱為卡爾文循環(huán)。發(fā)生的變化主要有：①1個(gè)CO2與1個(gè)五碳分子（RuBP）結(jié)合形成1 個(gè)六碳分子，這個(gè)六碳分子隨即分解成 2 個(gè)三碳分子。②每個(gè)三碳分子接受來自 NADPH 的氫和來自 ATP的磷酸基團(tuán)，形成1分子三碳糖（實(shí)際上是三碳糖磷酸）。③每3個(gè)CO2進(jìn)入卡爾文循環(huán)，就形成6分子的三碳酸，這些三碳酸分子都被還原為三碳糖。其中5個(gè)三碳糖分子經(jīng)過一系列復(fù)雜的變化，再生為RuBP，從而保證卡爾文循環(huán)繼續(xù)進(jìn)行。另1個(gè)三碳糖分子則離開卡爾文循環(huán)，或在葉綠體內(nèi)被利用，或運(yùn)到葉綠體外。（3）利用有機(jī)溶劑提取色素，進(jìn)而用紙層析法分離色素，可以知道葉綠體中含有的色素的種類及其含量。

(1) 在光下，小球藻進(jìn)行光合作用產(chǎn)生的O2被釋放出來，導(dǎo)致培養(yǎng)著小球藻藻液的錐形瓶側(cè)壁上出現(xiàn)可見的氣泡。在光合作用的光反應(yīng)階段，水在光下裂解形成H+、電子（e-）和O2，同時(shí)將光能轉(zhuǎn)變成ATP和 NADPH中的化學(xué)能。碳反應(yīng)發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中。

(2) 葉綠體中含有的葉綠素越多，葉綠體的顏色越濃綠。葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光。用紙層析法分離色素，在正常情況下，濾紙條上會有4條不同顏色的色素帶，從上往下依次是：橙黃色的胡蘿卜素、黃色的葉黃素、藍(lán)綠色的葉綠素a、黃綠色的葉綠素b。為初步檢驗(yàn)黃色的小球藻X的出現(xiàn)，可能是由于幾乎無法合成葉綠素所致，可使用顯微鏡觀察并比較黃色的小球藻X和綠色的小球藻Y的葉綠體顏色。為進(jìn)一步檢驗(yàn)上述推測，也可以采用紙層析法分離小球藻X和Y中的色素，并將二者的分離結(jié)果進(jìn)行對比。若與小球藻Y相比，明顯變窄的色素帶位于濾紙條從上到下的第三、四條，則推測成立；還可以對小球藻X中色素的吸收光譜進(jìn)行分析，若發(fā)現(xiàn)小球藻X中色素主要吸收藍(lán)紫光，則推測成立。

(3) 柱形圖顯示：高氮條件下，小球藻X的油脂生產(chǎn)能力明顯高于Y，因此小球藻X更適合用于制造生物質(zhì)燃料。