Question

【題目】生物制氫有良好的發(fā)展前景，[H]在產氫酶的作用下可以產生H2，產氫酶對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生H2。綠藻在光照條件下產生[H]的場所是__________。綠藻產H2是生物代謝的一種調控結果，當細胞代謝活動平衡時，綠藻細胞內參與反應的C3的含量_____(填“小于”、“大于”或“等于”)C5的含量，其原因是___________________。產H2會導致綠藻生長不良，請從光合作用物質轉化的角度分析其原因：______________________________________________________________。

(2)一些厭氧微生物在黑暗環(huán)境下，能將多種有機物發(fā)酵成各種有機酸，同時產生大量的H2。與上述綠藻制氫方法相比，這種方法制H2的優(yōu)點是_________________________________。

在厭氧微生物產H2過程中無氧呼吸也會影響產氫酶的活性，其原因是__________________。

Answer 1

【答案】細胞質基質、線粒體、葉綠體 大于 綠藻進行光合作用的暗反應時，一個CO2與一個C5結合，可形成2個C3 綠藻光反應產生的[H]轉變成H2，使參與暗反應的[H]減少，有機物生成量減少 不受光照條件限制、避免了氧氣的干擾、產氣量大 厭氧菌無氧呼吸產生有機酸，導致溶液pH降低，影響產氫酶的活性

【解析】

呼吸作用和光合作用都可以產生[H]，呼吸作用中[H]為NADH，產生于細胞質基質和線粒體基質，光合作用過程中[H]為NADPH，在葉綠體類囊體膜上產生，據(jù)此分析。

(1)綠藻在光照條件下既進行光合作用又進行呼吸作用，兩過程都產生[H]，因此綠藻在光照條件下產生[H]的場所有細胞質基質、線粒體、葉綠體。根據(jù)暗反應過程中CO2的固定可知，當細胞代謝活動平衡時，一個C5與CO2結合生成兩個C3，因此綠藻細胞內參與反應的C3的含量大于C5的含量；綠藻光反應產生的[H]轉變成H2，使參與暗反應[H]的減少，有機物生產量減少，因此H2會導致綠藻生長不良。

(2)一些厭氧微生物在黑暗環(huán)境下，能將多種有機物發(fā)酵成各種有機酸，同時產生大量的H2。與上述綠藻制氫方法相比，這種方法制H2的優(yōu)點是不受光照條件限制、避免了氧氣的干擾、產氣量大。厭氧菌無氧呼吸產生有機酸，導致溶液pH降低，影響產氫酶的活性，因此在厭氧微生物產H2過程中無氧呼吸也會影響產氫酶的活性。