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所属章节:第4节 光合作用与能量转化
【简答题】氢是一种清洁能源。莱茵衣藻能利用光能将H2O分解成[H]和O2,[H]可参与暗反应,低氧时叶绿体中的产氢酶活性提高,使[H]转变为氢气。
(1)莱茵衣藻捕获光能的场所在叶绿体的_______________________。
(2)CCCP(一种化学物质)能抑制莱茵衣藻的光合作用,诱导其产氢。已知缺硫也能抑制莱茵衣藻的光合作用。为探究缺硫对莱茵衣藻产氢的影响,设完全培养液(A组)和缺硫培养液(B组),在特定条件下培养莱茵衣藻,一定时间后检测产氢总量。
实验结果:B组>A组,说明缺硫对莱茵衣藻产氢有____作用。
为探究CCCP、缺硫两种因素对莱茵衣藻产氢的影响及其相互关系,则需增设两实验组,其培养液为__________________和______________。
(3)产氢会导致莱茵衣藻生长不良,请从光合作用物质转化的角度分析其原因:_______________________________________。
(4)在自然条件下,莱茵衣藻几乎不产氢的原因是__________________,因此可通过筛选高耐氧产氢藻株以提高莱茵衣藻产氢量。
【答案】:(1)类囊体薄膜 (2)促进 添加CCCP的完全培养液 添加CCCP的缺硫培养液 (3)莱茵衣藻光反应产生的[H]转变为H2,参与暗反应的[H]减少,有机物生成量减少 (4)氧气抑制产氢酶的活性
【解析】:
(1)在光合作用过程中,叶绿素a等光合色素捕获光能的过程属于光反应过程,光合色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上,故光反应发生在类囊体薄膜上。(2)A组为对照组,产氢量:B组>A组,说明缺硫能促进莱茵衣藻产氢;根据单一变量原则,研究CCCP对莱茵衣藻产氢的影响时,可将自变量设置为是否添加CCCP,研究缺硫对莱茵衣藻产氢的影响时,可设置完全培养液和缺硫培养液进行对照,而既要研究CCCP和缺硫对莱茵衣藻产氢的影响,又要研究两者的相互关系,可设置如下四组实验:
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完全培养液 |
缺硫培养液 |
添加CCCP |
添加CCCP的完全培养液 |
添加CCCP的缺硫培养液 |
不添加CCCP |
不添加CCCP的完全培养液 |
不添加CCCP的缺硫培养液 |
(3)光反应产生的[H]和ATP用于暗反应中C3的还原,而产氢则意味着部分[H]转变为氢气,参与暗反应的[H]减少,会使暗反应产生的有机物减少。(4)由题干信息“低氧时叶绿体中的产氢酶活性提高,使[H]转变为氢气”可知,氧气能够抑制产氢酶的活性。