Question

【題目】銅綠微囊藻大量繁殖是引起水體富營養(yǎng)化的主要原因，國家地表水二級標(biāo)準(zhǔn)不僅要控制水體富營養(yǎng)化，同時對Cu、Fe、Zn的控制濃度均為1mg/L。科研人員針對Cu、Zn、Fe的不同離子濃度對銅綠微囊藻生長的影響進(jìn)行研究，以期為水體富營養(yǎng)化防治提供理論支持。具體實(shí)驗過程如下，請分析回答：

①藻種的處理：取適量的待接藻樣以5000r/min的速度離心15min后棄去上清液，向其中加入15mg/L的碳酸氫鈉溶液洗滌后再次離心，重復(fù)34次，離心后的藻樣經(jīng)無菌水稀釋后在無菌條件下接種，初始藻細(xì)胞密度為106個/mL左右。

②培養(yǎng)液配制：培養(yǎng)液的配制以藻類特定培養(yǎng)基為基礎(chǔ)，分別配制成不含__________等的培養(yǎng)基，然后分別向其中加入CuSO45H2O、檸檬酸鐵胺、ZnSO47H2O來設(shè)置6組不同Cu、Fe、Zn的質(zhì)量濃度（單位:mg/L）。

③銅綠微囊藻的培養(yǎng)：用250mL三角燒瓶，向其中各裝入培養(yǎng)基150mL，接種經(jīng)饑餓處理過的藻樣，在適宜條件下培養(yǎng)，每天手動搖動45次并將錐形瓶互相交換位置。

④藻細(xì)胞密度的測定：取一定量的試驗藻種按一定的稀釋倍數(shù)逐級進(jìn)行稀釋，將稀釋后的藻樣利用血細(xì)胞計數(shù)板進(jìn)行細(xì)胞計數(shù)得到相對應(yīng)的藻細(xì)胞數(shù)目，結(jié)果如下。

（1）步驟①中，多次重復(fù)洗滌的目的是__________________________。

（2）步驟②中，應(yīng)分別配制不含_______________等的培養(yǎng)基。步驟③中，“每天手動搖動45次并將錐形瓶互相交換位置”的主要目的是_____________。

（3）步驟④計數(shù)前，可以將培養(yǎng)瓶輕輕振蕩幾次，這是為了_____________。

（4）銅綠微囊藻是羅氏沼蝦等的食物，在下圖中用箭頭和文字補(bǔ)充完成能量流經(jīng)銅綠微囊藻種群的情況。

（5）結(jié)果表明，與Zn和Fe相比較，利用Cu離子來防治水體富營養(yǎng)化效果會更好，請說出兩點(diǎn)理由。

①__________________________；②__________________________。

Answer 1

【答案】 洗去藻細(xì)胞表面附著的離子，降低對實(shí)驗結(jié)果的影響 Cu、Fe、Zn離子 避免藻細(xì)胞光照不均勻 使藻細(xì)胞混合均勻，同時防止細(xì)胞結(jié)團(tuán)，影響計數(shù) 用量少，降低了對環(huán)境的二次污染 效果好，可將藻細(xì)胞控制在較低水平

【解析】試題分析：梳理實(shí)驗設(shè)計、生態(tài)系統(tǒng)的能量流動等相關(guān)知識，借助探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量變化的實(shí)驗原理、操作流程、注意事項等相關(guān)的基礎(chǔ)知識，據(jù)此結(jié)合題意，從圖示中提取有效信息，對比分析各曲線的變化趨勢，進(jìn)而對相關(guān)問題進(jìn)行解答。

(1) 步驟①中，多次重復(fù)洗滌的目的是：洗去藻細(xì)胞表面附著的離子，降低對實(shí)驗結(jié)果的影響。

(2)由題意可知：該實(shí)驗是研究Cu、Zn、Fe的不同離子濃度對銅綠微囊藻生長的影響，自變量是Cu、Zn、Fe的不同離子濃度，因此步驟②中，應(yīng)先配制不含Cu、Fe、Zn離子的培養(yǎng)藻類的特定培養(yǎng)基，再分別向其中加入CuSO45H2O、檸檬酸鐵胺、ZnSO47H2O來設(shè)置6組不同Cu、Fe、Zn的質(zhì)量濃度（單位:mg/L）。步驟③是讓經(jīng)饑餓處理過的藻樣在適宜條件下生長，因此“每天手動搖動45次并將錐形瓶互相交換位置”的主要目的是：避免藻細(xì)胞光照不均勻。

(3)步驟④計數(shù)前，可以將培養(yǎng)瓶輕輕振蕩幾次，是為了使藻細(xì)胞混合均勻，同時防止細(xì)胞結(jié)團(tuán)，影響計數(shù)。

(4)輸入銅綠微囊藻種群的能量是銅綠微囊藻的同化量。該同化量一部分通過呼吸作用以熱能的形式散失，一部分用于自身的生長、發(fā)育和繁殖。用于自身的生長、發(fā)育和繁殖的能量，一部分通過羅氏沼蝦等生物的攝食而流向下一營養(yǎng)級，一部分通過遺體、殘骸等流向分解者。 綜上分析，即可畫出能量流經(jīng)銅綠微囊藻種群的示意圖（詳見答案）。

(5)對比分析反映實(shí)驗結(jié)果的各曲線的變化趨勢可知：不同的Fe濃度對銅綠微囊藻的生長均起促進(jìn)作用，Cu、Zn離子濃度對銅綠微囊藻的生長表現(xiàn)為低濃度促進(jìn)、高濃度抑制，但抑制生長的最低濃度，Cu離子較Zn離子低。可見，與Zn和Fe相比較，利用Cu離子來防治水體富營養(yǎng)化效果會更好的理由為：用量少，降低了對環(huán)境的二次污染；效果好，可將藻細(xì)胞控制在較低水平。