Question

1．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]的场所是细胞质基质、线粒体、叶绿体．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的含量大于（填“小于”、“大于”或“等于”）C₅的含量．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．
（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．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：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．

Answer 1

分析 光反应和暗反应：

比较项目	光反应	暗反应
场所	基粒类囊体膜上	叶绿体的基质
条件	色素、光、酶、水、ADP	多种酶、CO2、ATP、[H]
反应产物	[H]、O2、ATP	有机物、ADP、Pi、水
物质变化	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
能量变化	光能→电能→ATP 中活跃的化学能	ATP中活跃的化学能→糖类等有机物中稳定的化学能
实质	光能转变为化学能，水光解产生O2和[H]	同化CO2形成 （CH2O）
联系	①光反应为暗反应提供[H]（以NADPH形式存在）和ATP ②暗反应产生的ADP和Pi为光反应合成ATP提供原料 ③没有光反应，暗反应无法进行，没有暗反应，有机 物无法合成．

解答 解：（1）真核生物绿藻在光照条件下，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]的场所是细胞质基质、线粒体、叶绿体．根据二氧化碳的固定的反应方程式可知，一个五碳化合物生成两个三碳化合物，因此绿藻细胞内参与反应的C₃的含量大于C₅的含量．当细胞代谢活动平衡时，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．
故答案为：
（1）细胞质基质、线粒体、叶绿体    大于    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
（2）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

点评 本题考查了光合作用和呼吸作用的相关内容，要求考生能够识记光合作用和呼吸作用各阶段的物质变化以及发生的场所，能够结合题干信息准确分析．