Question

1．生物制氫有良好的發(fā)展前景，[H]在產(chǎn)氫酶的作用下可以產(chǎn)生H₂，產(chǎn)氫酶對O₂敏感．下面是利用生物制H₂的兩種方法．
（1）真核生物綠藻在光照條件下可以產(chǎn)生H₂．綠藻在光照條件下產(chǎn)生[H]的場所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體．綠藻產(chǎn)H₂是生物代謝的一種調(diào)控結(jié)果，當(dāng)細(xì)胞代謝活動平衡時，綠藻細(xì)胞內(nèi)參與反應(yīng)的C₃的含量大于（填“小于”、“大于”或“等于”）C₅的含量．產(chǎn)H₂會導(dǎo)致綠藻生長不良，請從光合作用物質(zhì)轉(zhuǎn)化的角度分析其原因綠藻光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]轉(zhuǎn)變成H₂，使參與暗反應(yīng)[H]的減少，有機(jī)物生產(chǎn)量減少．
（2）一些厭氧微生物在黑暗環(huán)境下，能將多種有機(jī)物發(fā)酵成各種有機(jī)酸，同時產(chǎn)生大量的H₂．與上述綠藻制氫方法相比，這種方法制H₂的優(yōu)點(diǎn)是不受光照條件限制、避免了氧氣的干擾、產(chǎn)氣量大．在厭氧微生物產(chǎn)H₂過程中無氧呼吸也會影響產(chǎn)氫酶的活性，其原因是：厭氧菌無氧呼吸產(chǎn)生有機(jī)酸，導(dǎo)致溶液PH降低，影響產(chǎn)氫酶的活性．

Answer 1

分析 光反應(yīng)和暗反應(yīng)：

比較項(xiàng)目	光反應(yīng)	暗反應(yīng)
場所	基粒類囊體膜上	葉綠體的基質(zhì)
條件	色素、光、酶、水、ADP	多種酶、CO2、ATP、[H]
反應(yīng)產(chǎn)物	[H]、O2、ATP	有機(jī)物、ADP、Pi、水
物質(zhì)變化	2H2O$\stackrel{光}{→}$4[H]+O2↑ ADP+Pi$→_{酶}^{光能}$ATP	①CO2的固定： CO2+C5$\stackrel{酶}{→}$2C3 ②C3的固定：（CH2O）+C5+H2O
能量變化	光能→電能→ATP 中活躍的化學(xué)能	ATP中活躍的化學(xué)能→糖類等有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能
實(shí)質(zhì)	光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能，水光解產(chǎn)生O2和[H]	同化CO2形成 （CH2O）
聯(lián)系	①光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供[H]（以NADPH形式存在）和ATP ②暗反應(yīng)產(chǎn)生的ADP和Pi為光反應(yīng)合成ATP提供原料 ③沒有光反應(yīng)，暗反應(yīng)無法進(jìn)行，沒有暗反應(yīng)，有機(jī) 物無法合成．

解答 解：（1）真核生物綠藻在光照條件下，既進(jìn)行光合作用又進(jìn)行呼吸作用，兩過程都產(chǎn)生[H]，因此綠藻在光照條件下產(chǎn)生[H]的場所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體．根據(jù)二氧化碳的固定的反應(yīng)方程式可知，一個五碳化合物生成兩個三碳化合物，因此綠藻細(xì)胞內(nèi)參與反應(yīng)的C₃的含量大于C₅的含量．當(dāng)細(xì)胞代謝活動平衡時，綠藻光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]轉(zhuǎn)變成H₂，使參與暗反應(yīng)[H]的減少，有機(jī)物生產(chǎn)量減少，因此H₂會導(dǎo)致綠藻生長不良．
（2）一些厭氧微生物在黑暗環(huán)境下，能將多種有機(jī)物發(fā)酵成各種有機(jī)酸，同時產(chǎn)生大量的H₂．與上述綠藻制氫方法相比，這種方法制H₂的優(yōu)點(diǎn)是不受光照條件限制、避免了氧氣的干擾、產(chǎn)氣量大．厭氧菌無氧呼吸產(chǎn)生有機(jī)酸，導(dǎo)致溶液PH降低，影響產(chǎn)氫酶的活性，因此在厭氧微生物產(chǎn)H₂過程中無氧呼吸也會影響產(chǎn)氫酶的活性．
故答案為：
（1）細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體    大于    綠藻光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]轉(zhuǎn)變成H₂，使參與暗反應(yīng)[H]的減少，有機(jī)物生產(chǎn)量減少
（2）不受光照條件限制、避免了氧氣的干擾、產(chǎn)氣量大         厭氧菌無氧呼吸產(chǎn)生有機(jī)酸，導(dǎo)致溶液PH降低，影響產(chǎn)氫酶的活性

點(diǎn)評 本題考查了光合作用和呼吸作用的相關(guān)內(nèi)容，要求考生能夠識記光合作用和呼吸作用各階段的物質(zhì)變化以及發(fā)生的場所，能夠結(jié)合題干信息準(zhǔn)確分析．