Question

前不久，科幻电影《流浪地球》“爆红”。面对太空探索，人类始终面临一个重要难题——如何在浩瀚的太空中，为宇航员或太空旅客、移民者提供一个长期、稳定的生命保障系统？近日，在西北工业大学生态与环境保护研究中心的合成生物学实验室，研究出可以向细胞外分泌蔗糖的蓝藻人造叶片系统（图甲），可以构建类似地球的生态环境，从而为解决人类探索太空时的生存难题提供一个崭新的思路。

（1）蓝藻与海洋中的绿藻在结构上最主要的区别是______________________ ，蓝藻细胞内含有_____________________，是能进行光合作用的___________（同化作用类型）生物。

（2）为了给人类探索太空提供一个长期、稳定的生命保障系统，科研人员以蓝藻为实验材料，而不是植物细胞，可能的原因是：______________________________________ 。

（3）图乙是科研人员利用蓝藻人造叶片研究不同光照强度对光合作用强度影响的装置，结合题中信息写出实验设计思路。_____________________________________________

Answer

有无以核膜为界限的细胞核 叶绿素和藻蓝素 自养（型） 蓝藻具有比植物更加高效的光合作用，且具有极强的生命力，在太空极端环境下，通过光合作用为人类提供必需的氧气和碳水化合物 取多套图乙装置，加入适宜浓度的NaHCO3溶液浓度，放在相同适宜温度环境中，调整台灯的亮度不同(或调整台灯与广口瓶的距离)，测定O2释放量

【解析】

本题考查细胞的多样性和统一性、光合作用，考查对原核细胞和真核细胞的区别的理解和探究光合作用影响因素的实验设计。根据实验目的可确定实验的自变量和无关变量，结合图乙装置可确定控制自变量和无关变量、观察因变量的方法。

（1）蓝藻属于原核细胞，绿藻属于真核细胞，二者在结构上最主要的区别是有无以核膜为界限的细胞核，蓝藻细胞内没有叶绿体，但含有叶绿素和藻蓝素，能通过光合作用把二氧化碳和水等无机物合成为有机物，属于自养型生物。

（2）蓝藻在地球上较早出现，应具有适应不良环境的极强的生命力，与植物细胞相比，光合作用效率更高，更适合在太空极端环境下，通过光合作用为人类提供必需的氧气和碳水化合物。

（3）研究不同光照强度对光合作用强度影响，实验的自变量应是光照强度，温度、二氧化碳浓度等是该实验的无关变量，O2释放量可作为该实验的观察指标，即因变量。根据图乙装置可知，调整台灯的亮度不同或调整台灯与广口瓶的距离，可以控制光照强度的大小。可取多套图乙装置，加入适宜浓度的NaHCO3溶液浓度，放在相同适宜温度环境中，保证无关变量相同且适宜。