Question

【题目】生物制氢有良好的发展前景，[H]在产氢酶的作用下可以产生H2，产氢酶对O2敏感。下面是利用生物制H2的两种方法。

(1)真核生物绿藻在光照条件下可以产生H2。绿藻在光照条件下产生[H]的场所是__________。绿藻产H2是生物代谢的一种调控结果，当细胞代谢活动平衡时，绿藻细胞内参与反应的C3的含量_____(填“小于”、“大于”或“等于”)C5的含量，其原因是___________________。产H2会导致绿藻生长不良，请从光合作用物质转化的角度分析其原因：______________________________________________________________。

(2)一些厌氧微生物在黑暗环境下，能将多种有机物发酵成各种有机酸，同时产生大量的H2。与上述绿藻制氢方法相比，这种方法制H2的优点是_________________________________。

在厌氧微生物产H2过程中无氧呼吸也会影响产氢酶的活性，其原因是__________________。

Answer 1

【答案】细胞质基质、线粒体、叶绿体 大于 绿藻进行光合作用的暗反应时，一个CO2与一个C5结合，可形成2个C3 绿藻光反应产生的[H]转变成H2，使参与暗反应的[H]减少，有机物生成量减少 不受光照条件限制、避免了氧气的干扰、产气量大 厌氧菌无氧呼吸产生有机酸，导致溶液pH降低，影响产氢酶的活性

【解析】

呼吸作用和光合作用都可以产生[H]，呼吸作用中[H]为NADH，产生于细胞质基质和线粒体基质，光合作用过程中[H]为NADPH，在叶绿体类囊体膜上产生，据此分析。

(1)绿藻在光照条件下既进行光合作用又进行呼吸作用，两过程都产生[H]，因此绿藻在光照条件下产生[H]的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体。根据暗反应过程中CO2的固定可知，当细胞代谢活动平衡时，一个C5与CO2结合生成两个C3，因此绿藻细胞内参与反应的C3的含量大于C5的含量；绿藻光反应产生的[H]转变成H2，使参与暗反应[H]的减少，有机物生产量减少，因此H2会导致绿藻生长不良。

(2)一些厌氧微生物在黑暗环境下，能将多种有机物发酵成各种有机酸，同时产生大量的H2。与上述绿藻制氢方法相比，这种方法制H2的优点是不受光照条件限制、避免了氧气的干扰、产气量大。厌氧菌无氧呼吸产生有机酸，导致溶液pH降低，影响产氢酶的活性，因此在厌氧微生物产H2过程中无氧呼吸也会影响产氢酶的活性。