本论文以2011年神舟八号SIMBOX飞行试验任务为研究背景，意欲构建一个受控度高的可长期稳定运行的封闭水生态系统。水生态系统的封闭特性为我们的飞行试验任务增加了难度，在无法掌控生产者产氧的情况下极易出现系统内部整体缺氧的局面。为了增加封闭水生态系统在SZ-8飞行试验任务中的稳定性，提高此次飞行试验任务的成功率，我们开展了大量的地基试验，在模拟的飞行试验条件下构建封闭水生态系统，并对封闭水生态系统中的初级生产者纤细裸藻的光合产氧特性做了机理方面的探索，主要结果如下:　　氧气的供应问题和消费者的食物供应问题都是系统长期稳定运行的重要限制性因素。通过监测水体溶氧值，发现系统中的溶氧水平波动性较大，水体溶氧水平较低甚至为零的情况具有一定的发生频率，此种情况的出现会迅速导致系统中的消费者因缺氧而死亡。因此氧气的持续稳定供应是决定封闭水生态系统稳定运行的关键因素。　　本研究选择纤细裸藻（Euglena.gracilis）作为封闭水生态系统的主要初级生产者，研究其光合产氧行为，发现其产氧水平具有波动性且在培养初期具有一段特有的产氧延迟期，此段产氧延迟期多在10天左右波动;E.gracilis批次培养模式下的产氧行为按照时间顺序主要分为三个阶段:产氧延迟期、产氧高峰期、产氧衰亡期，这三个阶段的持续时间会因具体培养条件的不同而有所波动。E.gracilis的产氧行为特性研究为掌控生产者的光合产氧提供了宝贵思路。　　通过对E.gracilis的产氧行为机理进行探索，发现其培养初期显著的光抑制水平和较低的放氧复合体OEC活性是造成产氧延迟的重要原因。E.gracilis细胞在培养初期经历了较为严重的光抑制胁迫，其放氧复合体OEC因此受到一定程度的影响且活性较低，此时以环式电子传递CEF-PSI为主要电子传递方式，线性电子传递LEF的运行受到抑制，因此产氧受阻。　　通过深入开展E.gracilis的光合生理试验，推测CEF-PSI不但有利于生长，而且可有效缓解光抑制胁迫;CEF-PSI与线粒体暗呼吸之间存在此消彼长的关系;细胞中存在数量可观的淀粉粒，推测淀粉代谢可为光自养型生长提供还原力(NADPH);通过调控色素含量和色素比例可在一定程度上实现对高光和低光培养条件的适应;采用非光化学淬灭NPQ的方式实现将部分过量光能转化为热能的目的，从而减小或降低光损害。这些光合生理行为都反映了E.gracilis对光照条件变化的适应性，同时为掌控生产者的光合产氧行为提供了一些线索。　　本论文分别在溶氧监测、调控光照时长、选择合适的有机营养和流加氮源等方面开展了探索性试验，这些手段都能起到调控E.gracilis光合产氧的作用:　　1)采用非侵入式溶氧监测仪(Presens，Germany)可实现对封闭系统内部水体溶氧值的隔壁实时监测，不会对系统结构和气密性产生任何影响，通过此方法可有效掌握培养初期产氧抑制期的持续时间，从而做出何时加载消费者的准确判断;　　2)通过调控光照时长可有效控制E.gracilis产氧期封闭水体溶氧量的累积水平;　　3)光异养培养模式对提高E.gracilis的光合产氧水平具有积极作用;　　4)采用流加氮源（如氨氮）的培植工艺可有效延长产氧高峰期的持续时间。总体来说，上述调控多是在营养和光照的水平上开展的，但是这些调控手段对光合产氧能力的掌控力度较小，距离实现完全有效掌控光合产氧行为的目标仍有很大差距。