Question

【題目】氫氣是一種清潔能源。低氧時萊茵衣藻葉綠體中的產氫酶活性提高，使[H]轉變為氫氣。已知CCCP（一種化學物質）能抑制萊茵衣藻的光合作用，誘導其產生氫氣，而缺硫也能抑制萊茵衣藻的光合作用。

（1）為探究CCCP、缺硫兩種因素對萊茵衣藻產生氫氣的影響及其相互關系。現提供生長狀況相同的萊茵衣藻、CCCP、完全培養液、缺硫培養液等實驗材料。請完善如下實驗步驟（提示：CCCP的使用量不作要求，其可溶解在培養液中）。

第一步將生長狀況相同的萊茵衣藻隨機均分為四組，并進行編號；

第二步對照組中加入適量的完全培養液，實驗組分別加入等量的____________、____________、____________；

第三步在相同且適宜條件下培養萊茵衣藻，一定時間后________________________。

（2）萊茵衣藻在產生氫氣時，會表現出生長不良的現象，從光合作用物質轉化的角度分析，其原因是____________。在自然條件下，萊菌衣藻幾乎不產生氫氣的原因可能是____________。

Answer 1

【答案】缺硫的完全培養液 添加CCCP的完全培養液 添加CCCP的缺硫培養液 檢測各組產生氫氣的總量 光反應產生的[H]轉變為H2，參與暗反應中C3還原的[H]不足，有機物的生成量減少 氧氣濃度較高，抑制了產氫酶的活性

【解析】

本實驗的目的是探究CCCP、缺硫兩種因素對萊茵衣藻產生氫氣的影響及其相互關系。根據單一變量原則，探究CCCP對萊茵衣藻產生氫氣的影響時，可將自變量設置為是否添加CCCP；探究缺硫對萊茵衣藻產生氫氣的影響時，可設置完全培養液和缺硫培養液進行對照；而既要研究CCCP和缺硫對萊茵衣藻產生氫氣的影響，又要研究兩者的相互關系時，需要設置4組實驗。

（1）根據上述分析可知該實驗需要設置添加完全培養液的對照組，缺硫的完全培養液、添加CCCP的完全培養液、添加CCCP的缺硫培養液的三組實驗組，共4組實驗。實驗中的無關變量需要保持相同且適宜，因此實驗步驟如下：

第一步將生長狀況相同的萊茵衣藻隨機均分為四組，并進行編號；

第二步對照組中加入適量的完全培養液，實驗組分別加入等量的缺硫的完全培養液、添加CCCP的完全培養液、添加CCCP的缺硫培養液；

第三步在相同且適宜條件下培養萊茵衣藻，一定時間后檢測各組產生氫氣的總量。

（2）光反應產生的[H]轉變為H2，會導致參與暗反應中C3還原的[H]不足，有機物的生成量減少，因此，萊茵衣藻在產生氫氣時，會表現出生長不良的現象。已知低氧時萊茵衣藻葉綠體中的產氫酶活性提高，使[H]轉變為氫氣。由此可推知在自然條件下，萊茵衣藻幾乎不產生氫氣的原因可能是氧氣濃度較高，抑制了產氫酶的活性。