Question

14．为了探索海藻酸钠固定化对绿球藻生长的影响，以及固定化藻对含Zn²⁺污水的净化作用，科研人员用筛选到的一株绿球藻进行试验，流程及结果如下．请回答下列问题：

（1）实验中的海藻酸钠作用是包埋绿球藻（包埋剂），CaCl₂的作用是与海藻酸钠反应形成凝胶球（凝固剂）．
（2）为洗去凝胶球上残余的CaCl₂和其他污染物，并保持绿球藻活性，宜采用培养液（生理盐水）洗涤．图1中1.0%海藻酸钠组培养24h后，移去凝胶球，溶液呈绿色，原因是海藻酸钠浓度过低（凝胶球孔径过大）．
（3）为探索固定化藻对含Zn²⁺污水的净化作用，映选用浓度为2.0%海藻酸钠制备凝胶球．
（4）图2中空白凝胶球组Zn²⁺浓度下降的原因是凝胶球吸附Zn²⁺．结合图1和图2分析，固定化藻的实验组24～48h间Zn²⁺浓度下降速度较快的主要原因是绿球藻生长（增殖）速度快；72～96h间Zn²⁺浓度下降速度较慢的原因有绿球藻生长（增殖）速度减慢，溶液中Zn²⁺浓度较低．

Answer 1

分析 1、包埋法固定细胞即将微生物细胞均匀地包埋在不溶于水的多孔性载体中，常用的载体有明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维等；包埋所用的包埋剂的浓度太大或太小都会使固定化细胞失败．
2、由图1曲线可知，海藻酸钠浓度为2%时绿藻生长繁殖的速度较快，过高或过低都会影响绿藻的生长繁殖，因此适于包埋绿藻的最适宜的海藻酸钠浓度在2%左右．
3、分析题图曲线2可知，与空白凝胶珠相比，固定化藻培养液中Zn²⁺浓度大幅度下降，说明固定化藻对含Zn²⁺污水具有净化作用．

解答 解：（1）固定化绿藻过程中，海藻酸钠的作用是作为包埋剂包埋绿藻；CaCl₂作为凝固剂具有使海藻酸钠形成凝胶珠的作用．
（2）洗去凝胶球上残余的CaCl₂和其他污染物，并保持绿球藻活性，所用的液体的渗透压应该与绿藻生存环境的渗透压一致，因此可以用培养绿藻的培养液进行清洗；1.0%海藻酸钠组培养24h后，移去凝胶球，溶液呈绿色，原因可能是海藻酸钠浓度过低，形成的凝胶珠的孔径大，绿藻细胞从凝胶珠的孔径中露出．
（3）由题图1可知，浓度为2.0%海藻酸钠固定的绿藻生长繁殖较好，因此用2.0%海藻酸钠制备凝胶球较好．
（4）分析图2可知，空白凝胶球组Zn²⁺浓度也有一定的下降，下降的原因可能是凝胶球吸附Zn²⁺，图1和图2分析可知，固定化藻的实验组24～48h间，绿藻生长繁殖的速度快，吸收Zn ²⁺的速度快，导致培养液中Zn²⁺浓度下降速度较快；72～96h间绿球藻生长繁殖速度减慢，吸收溶液中Zn²⁺速度较慢，Zn²⁺浓度下降速度较慢．
故答案为：
（1）包埋绿球藻（包埋剂）  与海藻酸钠反应形成凝胶球（凝固剂） 
（2）培养液（生理盐水）    海藻酸钠浓度过低（凝胶球孔径过大）
（3）2.0% 
（4）凝胶球吸附Zn²⁺   绿球藻生长（增殖）速度快   绿球藻生长（增殖）速度减慢，溶液中Zn²⁺浓度较低

点评 本题旨在考查学生了解并识记固定化细胞的流程和各种试剂的作用，学会通过分析实验数据绘出的曲线进行推理、解答问题．