Question

14．為了探索海藻酸鈉固定化對綠球藻生長的影響，以及固定化藻對含Zn²⁺污水的凈化作用，科研人員用篩選到的一株綠球藻進行試驗，流程及結果如下．請回答下列問題：

（1）實驗中的海藻酸鈉作用是包埋綠球藻（包埋劑），CaCl₂的作用是與海藻酸鈉反應形成凝膠球（凝固劑）．
（2）為洗去凝膠球上殘余的CaCl₂和其他污染物，并保持綠球藻活性，宜采用培養液（生理鹽水）洗滌．圖1中1.0%海藻酸鈉組培養24h后，移去凝膠球，溶液呈綠色，原因是海藻酸鈉濃度過低（凝膠球孔徑過大）．
（3）為探索固定化藻對含Zn²⁺污水的凈化作用，映選用濃度為2.0%海藻酸鈉制備凝膠球．
（4）圖2中空白凝膠球組Zn²⁺濃度下降的原因是凝膠球吸附Zn²⁺．結合圖1和圖2分析，固定化藻的實驗組24～48h間Zn²⁺濃度下降速度較快的主要原因是綠球藻生長（增殖）速度快；72～96h間Zn²⁺濃度下降速度較慢的原因有綠球藻生長（增殖）速度減慢，溶液中Zn²⁺濃度較低．

Answer 1

分析 1、包埋法固定細胞即將微生物細胞均勻地包埋在不溶于水的多孔性載體中，常用的載體有明膠、瓊脂糖、海藻酸鈉、醋酸纖維等；包埋所用的包埋劑的濃度太大或太小都會使固定化細胞失敗．
2、由圖1曲線可知，海藻酸鈉濃度為2%時綠藻生長繁殖的速度較快，過高或過低都會影響綠藻的生長繁殖，因此適于包埋綠藻的最適宜的海藻酸鈉濃度在2%左右．
3、分析題圖曲線2可知，與空白凝膠珠相比，固定化藻培養液中Zn²⁺濃度大幅度下降，說明固定化藻對含Zn²⁺污水具有凈化作用．

解答 解：（1）固定化綠藻過程中，海藻酸鈉的作用是作為包埋劑包埋綠藻；CaCl₂作為凝固劑具有使海藻酸鈉形成凝膠珠的作用．
（2）洗去凝膠球上殘余的CaCl₂和其他污染物，并保持綠球藻活性，所用的液體的滲透壓應該與綠藻生存環境的滲透壓一致，因此可以用培養綠藻的培養液進行清洗；1.0%海藻酸鈉組培養24h后，移去凝膠球，溶液呈綠色，原因可能是海藻酸鈉濃度過低，形成的凝膠珠的孔徑大，綠藻細胞從凝膠珠的孔徑中露出．
（3）由題圖1可知，濃度為2.0%海藻酸鈉固定的綠藻生長繁殖較好，因此用2.0%海藻酸鈉制備凝膠球較好．
（4）分析圖2可知，空白凝膠球組Zn²⁺濃度也有一定的下降，下降的原因可能是凝膠球吸附Zn²⁺，圖1和圖2分析可知，固定化藻的實驗組24～48h間，綠藻生長繁殖的速度快，吸收Zn ²⁺的速度快，導致培養液中Zn²⁺濃度下降速度較快；72～96h間綠球藻生長繁殖速度減慢，吸收溶液中Zn²⁺速度較慢，Zn²⁺濃度下降速度較慢．
故答案為：
（1）包埋綠球藻（包埋劑）  與海藻酸鈉反應形成凝膠球（凝固劑） 
（2）培養液（生理鹽水）    海藻酸鈉濃度過低（凝膠球孔徑過大）
（3）2.0% 
（4）凝膠球吸附Zn²⁺   綠球藻生長（增殖）速度快   綠球藻生長（增殖）速度減慢，溶液中Zn²⁺濃度較低

點評 本題旨在考查學生了解并識記固定化細胞的流程和各種試劑的作用，學會通過分析實驗數據繪出的曲線進行推理、解答問題．