Question

研究发现：某种海藻能在光照下积累有机物，也能在无光照下的含葡萄糖培养液中积累有机物．为探究该海藻的最佳培养条件，以获得最大的生物量（注：生物量是指单位体积藻体中的有机物积累量），设计了三个方案，回答下列问题：
方案一培养条件：含各种必需无机盐的培养液，不同的光照强度，定时通入空气．
（1）培养液中的Mg²⁺主要用于合成

 

，PO₄^3-主要用于合成磷脂、核酸和

 

．通入的空气所含的CO₂的主要用途是

 

．
（2）氧气释放量随光照强度的变化如右图所示，曲线中的

 

点对应的光照强度是海藻的最佳培养条件之一．
方案二培养条件：在“方案一”的培养液中添加不同量的葡萄糖，一定的光照，定时通入空气．
（3）测定的海藻生物量如下表：

葡萄糖浓度（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

要确定培养海藻的最佳葡萄糖浓度，还需在浓度为

 

 g/L之间设计更细分的浓度梯度实验．
方案三培养条件：“方案一”培养液，定时通入空气，其他培养条件以及一昼夜有机物积累量如下表所示（“？”表示未测数据）．

是否提供适宜的光照强度	有光照		无光照
是否添加适量的葡萄糖	不添加	添加	不添加	添加
单位体积的藻体有机物的变化量	++	？	-	+

说明：“+”和“-”分别表示有机物的积累量和消耗量
（4）请预测并用恰当的符号填写上表中的“？”

 

．
（5）据三个方案分析，该海藻在

 

的培养条件，获得的生物量最大．
（6）其他条件保持适宜且相同，只改变温度，有机物积累量

 

（有变化、没有变化）．

Answer 1

考点：影响光合作用速率的环境因素,无机盐的主要存在形式和作用

专题：

分析：根据题意和图示分析可知：组成叶绿素的元素有C、H、O、N、Mg，组成磷脂、核酸和ATP的元素有C、H、O、N、P．图中A点表示只进行呼吸作用，D点表示氧气释放量最多．明确知识点，梳理相关的基础知识，分析题图，结合问题的具体提示综合作答．

解答： 解：（1）光合作用除了受光照的影响外，还受二氧化碳、温度和矿质元素等因素的影响，因而在培养液中必须含有各种必需矿质元素，还要定期通入二氧化碳．
（2）海藻光合速率在一定范围内随着光照强度的增加而增加，当超过最佳光照时光合速率会下降，所以曲线中的D点对应的光照强度是海藻的最佳培养条件之一．
（3）要确定培养海藻的最佳葡萄糖浓度，就需要设定不同的浓度梯度，在最佳葡萄糖浓度，海藻的生物量最大，所以还要设计0.2g/L～0.6g/L 更细分的浓度梯度．
（4）只有在适宜的光照和添加适宜浓度的葡萄糖的条件下才能获得该海藻的最大生物量，所以在添加适量的葡萄糖，又有光照的条件下，单位体积的藻体有机物的积累量最多．
（5）根据三个方案分析，要使获得的生物量最大，则必须将海藻放在适宜的光照强度、适宜的葡萄糖浓度的条件下培养．
（6）由于温度能影响酶的活性，所以在其他条件保持适宜且相同，只改变温度，有机物积累量会发生变化．
故答案为：
（1）叶绿素     ATP    为光合作用提供原料
（2）D
（3）0.2～0.6
（4）+++
（5）适宜的光照强度、适宜的葡萄糖浓度
（6）有变化

点评：本题以探究海藻人工培养如何获得最大生物量的实验为材料，考查学生对植物所需矿质营养、影响光合作用的因素、异养生物生长的条件等知识的理解和应用，以及学生对实验的条件和结果进行分析、判断，完善探究实验方案的能力．