Question

研究發現：某種海藻能在光照下積累有機物，也能在無光照下的含葡萄糖培養液中積累有機物．為探究該海藻的最佳培養條件，以獲得最大的生物量（注：生物量是指單位體積藻體中的有機物積累量），設計了三個方案，回答下列問題：
方案一培養條件：含各種必需無機鹽的培養液，不同的光照強度，定時通入空氣．
（1）培養液中的Mg²⁺主要用于合成

 

，PO₄^3-主要用于合成磷脂、核酸和

 

．通入的空氣所含的CO₂的主要用途是

 

．
（2）氧氣釋放量隨光照強度的變化如右圖所示，曲線中的

 

點對應的光照強度是海藻的最佳培養條件之一．
方案二培養條件：在“方案一”的培養液中添加不同量的葡萄糖，一定的光照，定時通入空氣．
（3）測定的海藻生物量如下表：

葡萄糖濃度（g/L）	0	0.1	0.2	0.4	0.6	1.0
海藻生物量（g/L）	0.84	0.93	1.00	1.03	0.79	0.67

要確定培養海藻的最佳葡萄糖濃度，還需在濃度為

 

 g/L之間設計更細分的濃度梯度實驗．
方案三培養條件：“方案一”培養液，定時通入空氣，其他培養條件以及一晝夜有機物積累量如下表所示（“？”表示未測數據）．

是否提供適宜的光照強度	有光照		無光照
是否添加適量的葡萄糖	不添加	添加	不添加	添加
單位體積的藻體有機物的變化量	++	？	-	+

說明：“+”和“-”分別表示有機物的積累量和消耗量
（4）請預測并用恰當的符號填寫上表中的“？”

 

．
（5）據三個方案分析，該海藻在

 

的培養條件，獲得的生物量最大．
（6）其他條件保持適宜且相同，只改變溫度，有機物積累量

 

（有變化、沒有變化）．

Answer 1

考點：影響光合作用速率的環境因素,無機鹽的主要存在形式和作用

專題：

分析：根據題意和圖示分析可知：組成葉綠素的元素有C、H、O、N、Mg，組成磷脂、核酸和ATP的元素有C、H、O、N、P．圖中A點表示只進行呼吸作用，D點表示氧氣釋放量最多．明確知識點，梳理相關的基礎知識，分析題圖，結合問題的具體提示綜合作答．

解答： 解：（1）光合作用除了受光照的影響外，還受二氧化碳、溫度和礦質元素等因素的影響，因而在培養液中必須含有各種必需礦質元素，還要定期通入二氧化碳．
（2）海藻光合速率在一定范圍內隨著光照強度的增加而增加，當超過最佳光照時光合速率會下降，所以曲線中的D點對應的光照強度是海藻的最佳培養條件之一．
（3）要確定培養海藻的最佳葡萄糖濃度，就需要設定不同的濃度梯度，在最佳葡萄糖濃度，海藻的生物量最大，所以還要設計0.2g/L～0.6g/L 更細分的濃度梯度．
（4）只有在適宜的光照和添加適宜濃度的葡萄糖的條件下才能獲得該海藻的最大生物量，所以在添加適量的葡萄糖，又有光照的條件下，單位體積的藻體有機物的積累量最多．
（5）根據三個方案分析，要使獲得的生物量最大，則必須將海藻放在適宜的光照強度、適宜的葡萄糖濃度的條件下培養．
（6）由于溫度能影響酶的活性，所以在其他條件保持適宜且相同，只改變溫度，有機物積累量會發生變化．
故答案為：
（1）葉綠素     ATP    為光合作用提供原料
（2）D
（3）0.2～0.6
（4）+++
（5）適宜的光照強度、適宜的葡萄糖濃度
（6）有變化

點評：本題以探究海藻人工培養如何獲得最大生物量的實驗為材料，考查學生對植物所需礦質營養、影響光合作用的因素、異養生物生長的條件等知識的理解和應用，以及學生對實驗的條件和結果進行分析、判斷，完善探究實驗方案的能力．