光合细菌处理废水过程中生物产氢技术研究进展

光合细菌(PSB)生物产氢技术能够将光能利用、氢能制备和废水中有机物的去除有效地结合在一起,是一种极具发展潜力的氢能生产技术。分析了PSB利用废水生物产氢的机制与具有产氢活性的代表性PSB,总结了PSB生物产氢主要影响因素与技术,指出目前该项研究存在的问题,并对其应用前景进行了评述。     

利用厌氧菌降解纤维素产氢的研究进展

<正>生物产氢具有清洁、节能和不消耗矿物资源等优点,其中发酵产氢具有较大的应用潜力。近几年,多种木质纤维素材料被用于生物产氢的研究,能够进行纤维素降解和发酵产氢的厌氧菌也越来越受到关注。研究表明,采用高温厌氧菌联合培养或混合菌群培养,可直接利用纤维素产氢,有利于降低发酵产氢的成本。将纤维素发酵产氢与光合产氢或甲烷生成联合应用,才能使生物产氢     

光合细菌光合产氢的研究进展

光合细菌 (Photosyntheticbacteria ,PSB)光合产氢的研究是国内外普遍关注的热点问题。就PSB光合产氢的机理、条件及光合细菌生态应用等方面进行综述 ,并着重论述了光合细菌产氢过程中两种主要的酶—固氮酶和氢酶以及影响酶活性的因素。     

光合细菌生物膜的研究进展

光合细菌生物产氢技术能够将有机废水处理和氢气制备有效结合起来。光合细菌的产氢能力在形成生物膜后变强, 这有利于实现光合细菌的工业化应用。介绍了光合细菌生物膜的形成过程和对光合细菌生物膜形成的模拟研究, 综述了光照、流速、载体等对光合细菌生物膜的形成和产氢性能的影响。借鉴免疫学对生物膜的研究方法和技术, 并深入对光合细菌生物膜形成机理的全面认识, 提高光合细菌生物膜的性能, 是光合细菌生物膜研究的重要方向。     

深红红螺菌吸氢酶缺失突变株在管式光合反应器中的产氢

本研究设计了一种2 L分体式管式光合反应器, 并研究了深红红螺菌(Rhodospirillum rubrum)吸氢酶缺失突变株在该反应器中分别利用人工光源(持续光照与光暗交替)和自然光的产氢规律。结果表明在人工光照条件下R. rubrum的产氢可维持5 d, 持续光照和光暗交替条件下(12 h: 12 h)的氢产量可分别达到5752 mL/PBR ± 158 mL/PBR和5012 mL/PBR ± 202 mL/PBR; 自然光条件下, 最适产氢光照强度为30000 Lux~40000 Lux; 在此光照条件下, R. rubrum产氢可维持6 d~ 10 d, 最高氢产量可达到2800 mL/PBR。尽管利用自然光的氢产量比利用人工光源氢产量低, 但是利用自然光的产氢比较经济, 并且该光合产氢系统操作简单, 该工艺有望开发为低成本的光合细菌产氢技术。     

微生物产氢研究的进展

氢能由于其清洁、高效、可再生的特点而成为一种最有吸引力的化石燃料的替代能源。与传统的热化学和电化学制氢技术相比,生物制氢具有低能耗、少污染等特点。本文主要对各种微生物的生物产氢方法作一综合概括,着重介绍光合紫色非硫细菌(PNS)产氢研究的最新进展。     

初始底物浓度对序批式培养光合细菌产氢动力学影响

实验研究了初始底物浓度对序批式培养光合细菌生长、降解及产氢过程的影响,根据最大比生长速率实验数据拟合得到其关于初始底物浓度影响的关联式,并在建立的修正Monod模型基础上建立了光合细菌比生长速率、基质比消耗速率和比产氢速率关于底物初始浓度影响的数学模型,模型预测值与实验结果在光合细菌生长期和稳定期内得到较好吻合,反映了光合细菌生长、降解和产氢过程中受底物初始浓度限制性和抑制性影响的基本规律。分析发现光合细菌生长、降解基质和产氢过程中最适底物浓度为50 mmol/L,初始底物浓度低于或高于该浓度时,光合细菌生长、降解及产氢过程都受到限制性或抑制性影响,且抑制性影响较限制性影响效果更明显;底物比消耗速率受初始底物浓度影响较小。     

暗发酵-光发酵两阶段联合生物制氢技术研究进展

随着能源紧缺的日益加剧,以及化石燃料燃烧引起的环境问题逐渐突显,氢能作为一种清洁可再生能源越来越受到青睐。生物制氢与热化学及电化学制氢相比其反应条件温和、低耗、绿色,是一项非常有应用前景的技术。生物制氢从广义上可以分为暗发酵和光发酵产氢两种,其中暗发酵微生物可以利用有机废弃物产生氢气以及有机酸等副产物,光合细菌在光照和固氮酶的作用下可以将暗发酵产生的有机酸继续用于产氢,因此两种发酵产氢方式相结合可以提高有机废物的资源化效率。将近年来暗发酵-光发酵两阶段生物制氢技术进行整理分析,从其产氢机理、主要影响因素、暗发酵-光发酵产氢结合方式(两步法、混合培养产氢)几个方面进行阐述,最后指出该技术面临的挑战。     

光合菌生物制氢技术

简要分析了光合细菌产氢的主要影响因素,介绍了国内外光合细菌生物制氢技术的研究和应用现状,并对光合制氢技术的发展趋势和应用前景进行了评述。     

固氮红细菌(Rhodobacter azotoforman)色素蛋白复合体的分离纯化与特性

【目的】为揭示不产氧光合细菌产氢菌株色素蛋白复合体(PPC)色素组成和含量与光合放氢的关系奠定基础。【方法】以PPC特征光谱为检测指标,采用硫酸铵分级分离、DEAE-纤维素层析、吸收光谱和SDS-PAGE等方法进行了固氮红细菌(Rhodobacter azotoformans,R.azotoformans)R7产氢菌株PPC的分离纯化、纯度分析和鉴定;采用表面增强激光解吸电离离子飞行时间质谱、HPLC-MS和荧光光谱法对其中一种PPC进行了组成分析和能量传递活性测定。【结果】从R7菌株获得了3种纯化的PPC,1种为反应中心与中心捕光色素蛋白复合体(RC-LH1),2种为外周捕光色素蛋白复合体(LH2),其中一种LH2的吸收光谱具有异常的423nm强吸收峰,其蛋白的两种亚基的分子量分别为5356.8Da和5697.8Da,类胡萝卜素属球形烯系,分子量为562Da,激发光能够从类胡萝卜素向细菌叶绿素以及细菌叶绿素向细菌叶绿素传递。【结论】固氮红细菌产氢菌株含有2种不同光谱特性的LH2,其中一种具有新光谱特性。     

Investigation of the mechanism of temperature sensitivity of the electroreceptors of ampullae of lorenzini

In experiments on Black Sea skates (Raja clavata), the potential of the receptor epithelium of the ampullae of Lorenzini and spike activity of single nerve fibers connected to them were investigated during electrical and temperature stimulation. Usually the potential within the canal was between 0 and –2 mV, and the input resistance of the ampulla 250–400 k. Heating of the region of the receptor epithelium was accompanied by a negative wave of potential, an increase in input resistance, and inhibition of spike activity. With worsening of the animal's condition the transepithelial potential became positive (up to +10 mV) but the input resistance of the ampulla during stimulation with a positive current was nonlinear in some cases: a regenerative spike of positive polarity appeared in the channel. During heating, the spike response was sometimes reversed in sign. It is suggested that fluctuations of the transepithelial potential and spike responses to temperature stimulation reflect changes in the potential difference on the basal membrane of the receptor cells, which is described by a relationship of the Nernst's or Goldman's equation type.I. P. Pavlov Institute of Physiology, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. I. M. Sechenov, Institute of Evolutionary Physiology and Biochemistry, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. Pacific Institute of Oceanology, Far Eastern Scientific Center, Academy of Sciences of the USSR, Vladivostok. Translated from Neirofiziologiya, Vol. 12, No. 1, pp. 67–74, January–February, 1980.     

Principles of organization and evolution of systems of regulation of functions

Evolution of living organisms is closely connected with evolution of structure of the system of regulations and its mechanisms. The functional ground of regulations is chemical signalization. As early as in unicellular organisms there is a set of signal mechanisms providing their life activity and orientation in space and time. Subsequent evolution of ways of chemical signalization followed the way of development of delivery pathways of chemical signal and development of mechanisms of its regulation. The mechanism of chemical regulation of the signal interaction is discussed by the example of the specialized system of transduction of signal from neuron to neuron, of effect of hormone on the epithelial cell and modulation of this effect. These mechanisms are considered as the most important ways of the fine and precise adaptation of chemical signalization underlying functioning of physiological systems and organs of the living organism