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。

（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___________中的氧元素進行標記，得到的結論是___________卡爾文利用14C標記的14CO2供小球藻進行光合作用，目的是研究____________.

（2）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，請將表格內(nèi)容補充完整。

營養(yǎng)方式	自養(yǎng)	混養(yǎng)（自養(yǎng)+異養(yǎng)）	異養(yǎng)
培養(yǎng)基中葡萄糖含量（g/L）	a_____________	10.0	10.0
光照強度（Lux）	b___________	2500	0

②實驗結果如下表及曲線圖所示。

實驗結果 營養(yǎng)方式	單位質(zhì)量小球藻中總葉綠素含量（mg/g）	單位體積藻液中總葉綠素含量（mg/L）
自養(yǎng)	31.99	9.44
混養(yǎng)	6.31	13.39
異養(yǎng)	3.31	6.34

由結果可知，單位質(zhì)量小球藻中總葉綠素含量以_____________方式為最高，但由于該方式下________________，因此單位體積藻液中總葉綠素含量未達最高。據(jù)此分析，三種營養(yǎng)方式中________________更具優(yōu)勢，這對高密度規(guī)模化培養(yǎng)等生產(chǎn)問題具有指導意義。

Answer 1

【答案】二氧化碳和水 光合作用釋放的氧氣全部來自水 碳的同化途徑（CO2中的碳轉化成有機物中碳的過程或暗反應過程） 0 2500 自養(yǎng) 小球藻細胞數(shù)量相對較少（或濃度較低） 混養(yǎng)

【解析】

魯賓和卡門利用同位素標記法證明了光合作用中氧氣的來源，卡爾文利用同位素標記法發(fā)現(xiàn)了暗反應的過程。根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知，自養(yǎng)條件下單位質(zhì)量小球藻中總葉綠素含量最高，但單位體積藻液中總葉綠素含量并不是最高，可能是該條件下小球藻細胞數(shù)量相對較少。

（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，發(fā)現(xiàn)只有標記水中的氧原子時，18O才會出現(xiàn)在氧氣中，由此得出光合作用釋放的氧氣全部來自水；卡爾文利用14C標記的14CO2供小球藻進行光合作用，追蹤碳的同化途徑（CO2中的碳轉化成有機物中碳的過程或暗反應過程）。
（2）①小球藻自養(yǎng)條件下，培養(yǎng)基中不應含有葡萄糖，應給予強度為2500 Lux的光照。故a為0，b為2500。
②據(jù)圖表可知，單位質(zhì)量小球藻中總葉綠素含量以自養(yǎng)方式為最高，但該方式下小球藻細胞數(shù)量相對較少（或濃度較低），因此單位體積藻液中總葉綠素含量未達最高。三種營養(yǎng)方式中混養(yǎng)時單位體積藻液中總葉綠素含量最高。