Question

（16分）塔胞藻（单细胞微型藻类）是水产动物的优质饵料。为探究Cu²⁺对塔胞藻细胞密度的影响，研究人员设置了Cu²⁺浓度依次为0μmol/L、20μmol/L、40μmol/L、80μmol/L、160μmol/L、320μmol/L的培养液，每个浓度3个平行组。将塔胞藻分别接种在上述培养液中进行处理。分别于处理后的24h、48h、72h及96h进行取样，测定塔胞藻细胞密度。实验结果如下图甲所示。

（1）在培养操作过程中，为防止杂菌污染，需对培养液进行            （1分）处理。每次取样测定塔胞藻细胞密度时，均需做3次重复实验，探究过程共需测定的样品数为       。

（2）研究人员用血球计数板（规格为1mm×1mm×0.1mm）对未经稀释培养液中的塔胞藻进行计数，计数室内细胞分布见图乙，则培养液中塔胞藻细胞的密度是           。下列操作会使计数结果偏大的是           。

A 稀释塔胞藻培养液时，未达到预设的稀释倍数

B 对于压在小方格上、下、左、右四条界线上的塔胞藻，均进行计数

C 塔胞藻在计数室中均匀分布，但每一个小方格内的塔胞藻过多

D 误把死细胞当作活细胞

E 从三角烧瓶中吸出培养液进行计数之前，未将三角烧瓶轻轻振荡几次即从培养液的上方取样

（3）实验结论：Cu²⁺对塔胞藻种群数量增长具有抑制作用；在一定范围内，Cu²⁺ 浓度越大，其抑制作用越强。得到上述结论的依据是：①在相同时间内，                                                       ；②在一定浓度范围内，                                                                 。

（4）研究人员推测，水体受Cu²⁺ 污染和缺Mg²⁺都可能会抑制塔胞藻的光合作用。为探究Cu²⁺污染和缺Mg²⁺对塔胞藻光合作用的影响及其相互关系，可设置以下对照实验：对照组用完全培养液在适宜条件下培养塔胞藻；实验组的培养液依次为                                                       （3分）。你认为，在短时间内，光合作用生理状况与细胞密度两个指标中，                      往往能更快地反映塔胞藻受Cu²⁺毒害的程度。

Answer

（16分）

（1）灭菌（1分） 216

（2）5.0×105个/mL ABD

（3）含Cu2+培养液中的塔胞藻密度比不含Cu2+培养液的小 培养液中的Cu2+浓度越大，塔胞藻密度越小

（4）添加Cu2+ 的完全培养液、缺Mg2+培养液、添加Cu2+ 的缺Mg2+培养液（3分） 光合作用生理状况

【解析】

试题分析：（1）在培养操作过程中，为防止杂菌污染，需对培养液进行灭菌处理。依题意，设置了6种不同的Cu2+浓度、每个浓度3个平行组、分别于处理后的24h、48h、72h及96h进行4次取样、做3次重复实验，所以探究过程共需测定的样品数为6×3×4×3＝216。

（2）图乙中，左上、左下、右上、右下、中间五个方格内共有10个塔胞藻细胞，所以未经稀释培养液中的塔胞藻细胞的密度是（5.0×10×1000）÷0.1＝5.0×105个/mL。稀释塔胞藻培养液时未达到预设的稀释倍数、对于压在小方格上、下、左、右四条界线上的塔胞藻均进行计数以及误把死细胞当作活细胞（即ABD） 都会使计数结果偏大；塔胞藻在计数室中均匀分布，但每一个小方格内的塔胞藻过多，不会导致计数结果偏大或偏小；从三角烧瓶中吸出培养液进行计数之前，未将三角烧瓶轻轻振荡几次即从培养液的上方取样会使计数结果偏小。

（3）图甲显示，在相同时间内，实验组（Cu2+浓度不为0μmol/L）细胞密度均低于对照组（Cu2+浓度为0μmol/L），即含Cu2+培养液中的塔胞藻密度比不含Cu2+培养液的小，说明Cu2+对塔胞藻种群数量增长具有抑制作用；在一定浓度范围内，随着Cu2+浓度增大，细胞密度逐渐减小，即培养液中的Cu2+浓度越大，塔胞藻密度越小，说明Cu2+ 浓度越大，其抑制作用越强。

（4）依题意，该实验的目的是探究Cu2+污染和缺Mg2+对塔胞藻光合作用的影响及其相互关系，自变量是Cu2+污染的有无以及是否缺Mg2+，因此需要设置3个实验组：添加Cu2+ 的完全培养液、缺Mg2+培养液、添加Cu2+ 的缺Mg2+培养液；因变量是塔胞藻光合作用的生理状况及其塔胞藻密度，在短时间内，光合作用生理状况，通常能更快地反映塔胞藻受Cu2+毒害的程度。

考点：本题考查探究Cu2+污染与塔胞藻种群数量变化、探究Cu2+污染和缺Mg2+对塔胞藻光合作用的影响及其相互关系的实验设计的相关知识，意在考查学生能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系，具备验证简单生物学事实的能力，并能对实验现象和结果进行解释、分析和处理，以及能对一些简单的实验方案做出恰当的评价和修订的能力。