碳酸酐酶对CO2液相扩散的影响及其与C3植物光合作用的关系

当CO_2进入水溶液时,必然存在CO_2 H_2O?H~ HCO_3~-平衡。根据Henderson-Hasselbach方程pH=pK lg[HCO_3~-]/[CO_2],平衡时溶液中CO_2和HCO_3~-浓度比由溶液中的pH值决定。在大多数生物介质中,尤其是叶绿体基质,处于平衡时,HCO_3~-浓度是CO_2浓度的十几甚至是几十倍。在这种情况下,HCO_3~-的扩散成为无机碳的主要扩散形式。碳酸酐酶(Carbonic Anhydrase EC 4.2.1.1)能够加速CO_2和HCO_3~-之间的平衡。本文对此作些     

测定有氧呼吸过程中氧气消耗的实验方法

活的组织或者小生物体放入一个密封的小容器内,它们将会消耗氧气,产生二氧化碳。容器内的压力也将会与消耗的氧气的量成比例的下降。氢氧化钾是一种有效的二氧化碳吸收剂。它与二氧化碳的反应式,如下: H_2O+CO_2(?)H_2CO_3(溶液) H_2CO_3+2KOH—→K_2CO_3(结晶)+2H_2O 下图是进行这个实验的简单装置     

嗜碱性利用—碳的莫拉氏菌的研究

利用不同营养类型的微生物进行CO_2固定的研究在世界上很受重视。对光能自养菌和化能自养菌;好氧菌和厌氧菌等多种类型的一碳微生物的比较生化学分析能使人们更好地认识它们潜在的应用价值。近年来,分离自极端环境微生物的CO_2固定研究已引起人们的极大兴趣。在pH9～10的偏碱性条件下,根据反应式(1)、(2)、(3),绝大部分CO_2以HCO_3~-和CO_3~2-;的形式存在。CO_2、H_2CO_3、HCO_3~-和CO_3~2-的总量多于中性环境的相应量。因此,认为分离嗜碱性菌株是获得一碳利用     

鼎湖山针阔叶混交林凋落物CO2释放对模拟酸雨的响应

该研究2011年1月开始在鼎湖山针阔叶混交林(混交林)进行模拟酸雨实验,设置4个不同处理水平,即对照(CK)(pH为4.5左右的天然湖水)、T_1(pH=4.0)、T_2(pH=3.25)和T_3(pH=2.5)。2013年1—12月对不同酸雨强度处理下的森林凋落物CO_2释放速率进行为期1 a的连续观测,探讨酸雨对混交林凋落物C排放的影响。结果表明:凋落物CO2释放通量在对照样方为(1 507.41±155.19) g CO_2·m~(-2)·a~(-1),其中湿季和旱季分别占年通量的68.7%和31.3%。模拟酸雨抑制了森林凋落物CO_2释放,与CK相比,T_2和T_3处理下的CO_2释放通量分别显著降低15.4%和42.7%(P0.05);且这种抑制作用具有季节差异性,处理间的显著差异只出现在湿季。凋落物CO_2释放速率与土壤温度和土壤湿度分别呈显著指数相关和显著直线相关,同时,酸雨处理降低了凋落物CO_2释放的温度敏感性。混交林凋落物CO_2释放在模拟酸雨下的抑制效应与土壤累积酸化而导致的土壤微生物活性变化有关,表现为模拟酸雨作用下土壤pH值和微生物量碳显著下降。上述结果说明酸雨是影响混交林土壤碳循环的重要因子之一。     

呼吸作用方程式的正确写法

有些植物生理学教科书和参考书中常将呼吸作用的反应方程式写成:C_6H_(12)O_6+6O_2→6CO_2+6H_2O+能量(686千卡),或写成:C_6H_(12)O_6+6O_2→6CO_2+6H_2O △G~0'=-686千卡。这两条写法都不够确切,因为式中前面指的都是1分子葡萄糖参加反应,而后面产生的自由能为686千卡,前后不相符。因为每摩尔葡萄糖(1摩尔葡萄糖分子含有6.023×10~(23)个葡萄糖分子)完全氧化时产生的自由能为686千卡,所以方程式应写成C_6H_(12)O_6+6O_2→6CO_2+6H_2O+能量(686千卡/摩尔);或C_6H_(12)O_6+6O_2→6CO_2+6H_2O △G~0'=-686千卡/摩尔。教师在教学中应提醒学生,切莫误解。     

植物对二氧化硫的反应和抗性研究——Ⅴ.植物对二氧化硫抗性与pH的相关性

以H_2SO_3溶液处理小麦苗切段作为模式系统,以乙烷产生、K~ 外渗和叶绿素破坏作为组织受损伤的指标,研究了pH对植物受SO_2伤害的影响。试验结果指出,当处理溶液的pH值降低时,组织受害加重。pH主要是由于对溶液中存在的SO_3~(2-)、HSO_3~-和不解离的H_2SO_3分子这三种形式的分配的影响而起作用的。在pH2～5范围内HSO_3~-占优势,组织受害重;pH>5,溶液中存在的离子主要是SO_3~(2-)受害轻;pH<2,溶液中最多的是H_2SO_3,出现的严重损伤是由于强酸性引起,而不是由于H_2SO_3本身的作用。伤害和pH的关系曲线与依赖于pH的HSO_3~-分配曲线非常一致,高峰都在pH3～4,但和SO_3~(2-)s或不解离的H_2SO_3分子的分配曲线迥然不同。HSO_3~-是起毒害作用的主要因素,而SO_3~(2-)及H_2SO_3分子的毒性不大。     

非光合固碳微生物的碳源组合优化

二氧化碳(CO_2)过量排放而引起的全球变暖是目前全球面临的重大环境问题。微生物固碳是实现二氧化碳资源利用的一种重要方式。探索无需光照的高效固碳微生物对于更广泛环境条件下的微生物固碳具有重要意义。在从全球各大海域筛选富集出非光合微生物茵群的基础上,本文构建了在不同的电子供体条件下(铵和氢气)促进非光合微生物茵群生长的最佳混合碳源组合,得到如下结果:在以NH_4~+为电子供体的条件下,优化后的碳源组合为374.24 mgC/L碳酸钠(Na_2CO_3),54.76 mgC/L碳酸氢钠(NaHCO_3)和0 mgC/LCO_2时,最佳响应值TOC为3.06 mg/L。最佳响应值TOC低于以Na_2CO_3为单一碳源时,但高于以CO_2或NaHCO_3为单一碳源时;在以H_2为电子供体条件下,使用优化后的混合碳源为0.26 mg/L Na_2CO_3、0.59mg/L NaHCO_3和71.48mL/L CO_2时,非光合微生物菌群的固碳效率可达27.62 mg/L,较以CO_2为单一碳源提高35%左右。这可能意味着有H_2条件下非光合微生物菌群中的微生物可能以羟基丙酸固碳途径为主,而且多条固碳途径均能被混合菌群利用。     

体液酸碱平衡的维持

正常人体体液的pH值常稳定在7.35—7.45范围内,平均为7.4。维持体液酸碱度的相对衡定,对人体正常生理活动是非常重要的。本文拟就体液酸碱平衡的维持做一简单介绍。缓冲系统缓冲系统是维持体液酸碱平衡的重要因素之一,每个缓冲系统都是由几对具有缓冲作用的物质(缓冲对)所组成,每一“缓冲对”又都是由一种弱酸和这种弱酸的碱性盐组成。人体组织和血液内的缓冲系统可分为三类: 1.碳酸氢盐系统包括 NaHCO_3/H_2CO,(存于血浆内)和KHCO_3/H_2CO_3(存于细胞内)。 2.磷酸盐系统包括 Na_2HPO_4/NaH_2PO_4     

4种外生菌根真菌对难溶性磷酸盐的溶解能力

以红绒盖牛肝菌(Xerocomus chrysenteron)、美味牛肝菌(Boletus edulis)、黄须腹(Rhizopogen luteous)和劣味乳菇(Lactarius insulsus)4种外生菌根真菌为对象,在纯培养条件下比较它们对4种难溶性磷酸盐[Ca_3(PO_4)_2、Ca_(10)(PO_4)_6(OH)_2、FePO_4·4H_2O和AlPO_4]的溶解能力,以探讨外生菌根真菌对难溶性磷酸盐的溶解作用及其影响因素.结果表明:(1)4种外生菌根真菌均能在Ca_3(PO_4)_2为唯一磷源的NBRIP平板上生长,但生长速率明显不同,且红绒盖牛肝菌生长速率最快.(2) 4种菌根真菌对4种磷酸盐的溶解能力存在显著差异,红绒盖牛肝菌发酵液可溶性磷含量大多显著高于对照和其他菌根真菌,对磷酸盐的溶解能力最强.(3)4种菌根真菌发酵液可滴定酸度(2.30～46.00 mmol·L~(-1))和pH(4.57～6.99)与其溶磷量分别呈极显著正相关(r=0.991**)和极显著负相关(r=-0.939**).(4)4种外生菌根真菌均能分泌乙酸、柠檬酸和反丁烯二酸,且它们分泌有机酸总量(14.14～1 537.46 mg·L~(-1))与其溶磷量呈显著正相关(r=0.998*).研究发现, 4种外生菌根真菌发酵液可滴定酸度、pH和有机酸的种类与含量是影响其溶解Ca_3(PO_4)_2能力的主要因素;红绒盖牛肝菌的溶磷能力较强,具有应用于中国土壤缺磷地区造林的潜力.     

不同生境微生物转化H_2/CO_2产乙酸及其在合成气发酵中应用（英文）

【目的】合成气发酵对大力开发可再生资源和促进国家可持续发展具有重要意义,研究旨在探究不同生境微生物转化H_2/CO_2产乙酸及其合成气发酵的潜力。【方法】采集剩余污泥、牛粪、产甲烷污泥和河道底物样品在中温(37°C)条件下生物转化H_2/CO_2气体,将来源于牛粪样品的H_2/CO_2转化富集物用于合成气发酵,通过454高通量技术和定量PCR技术分析复杂微生物群落的组成,GC气相色谱法检测气体转化产生的挥发性脂肪酸(VFAs)浓度。【结果】牛粪和剩余污泥微生物利用H_2/CO_2气体生成乙酸、乙醇和丁酸等,最高乙酸浓度分别为63 mmol/L和40 mmol/L,明显高于河道底物和产甲烷污泥样品的最高乙酸浓度3 mmol/L和16 mmol/L。牛粪和剩余污泥微生物中含有种类多样化的同型产乙酸菌,剩余污泥中同型产乙酸菌主要为Clostridium spp.、Sporomusa malonica和Acetoanaerobium noterae,牛粪中则为Clostridium spp.、Treponema azotonutricium和Oxobacter pfennigii。【结论】同型产乙酸菌的丰富度和数量两个因素都对复杂微生物群落转化H_2/CO_2产乙酸效率至关重要;转化H_2/CO_2得到的富集物可用于合成气发酵产乙酸和乙醇,这为基于混合培养技术的合成气发酵提供了依据。     

不同碱度条件下中华水韭昼夜CO_2气体交换的特征

运用pH-drift的方法研究了在不同碱度条件下中华水韭(Isoetes sinensis)的沉水叶片昼夜CO_2吸收的特征.结果表明中华水非的沉水叶片具有昼夜吸收水中CO_2的能力,而不具备利用水中的HCCO3的能力,进一步证明了水生植物中华水韭的光合碳同化途径具有景天酸代谢(CAM)的特征.中华水韭沉水叶片光照条件下对水中CO_2的吸收速率在一定的浓度范围内正相关于水中的CO_2浓度.光照条件下,中华水韭的pH-drift实验的pH补偿点分别为(8.1±0.3)和(7.9±0.1)mmol·L~(-1),最终[C_T]/Alk值为(1.009±0.01)和(1.022±0. 004).碱度对中华水韭夜晚CO_2的吸收速率有显著的影响(F=38.73,P<0.0001).总碱度1.70mmol·L~(-1)溶液中的中华水韭沉水叶片在相对较低的CO_2浓度(0.04±0.001mmol·L~(-1))水平下即表现出对CO_2的净吸收.调查了野外一处中华水韭沉水种群的生境pH值及CO_2浓度的昼夜变化,发现水体碱度约为1.59mmol·L~(-1),一昼夜的pH值波动不大,平均为(6.1±0.04),昼夜CO_2浓度存在波动,午夜水中的CO_2浓度是午后的近3倍.     

光合作用过程中有没有水的生成

光合作用的总反应一般写成下式: CO_2+H_2O→(CH_2O)+O_2(CH_2O)代表糖中的一个碳。从这个总反应式来看,光合作用中只有水的分解,即由水产生O_2,没有水的生成。但是根据用氧的重同位素~(18)O所做的实验,光合作用中所释放出来的O_2完全是来自于H_2O中,所以光合作用的总反应式应该写成这样: CO_2+2H_2O→(CH_2O)+O_2+H_2O这说明,光合作用过程中,一方面有水的分解,产生分子态氧,另一面又有水的生成,即H_2O中的H与CO_2中的O形成了新的水分子。     

粪产碱菌（Alcaligenes faecalis）吸收氢和同化CO2的特性

应用同位素氚(T_2)和~13C(~13CO_2),证明了水稻联合固氮菌——粪产碱菌A—15是一种含有吸氢酶的兼性化能自养细菌,具有较强的吸氢能力,吸氨酶活性可达到13.11μmol H_2 ml~(-1) cultureh~(-1);同时,它还可利用H_2为能源同化CO_2营化能自养生活,其RuBPC活性为24.65 nmolCO_2 mg~(-1) protein min~(-1)。无论在自养还是异养条件下,H_2都支持、并促进固氮活性。粪产碱菌培养在N_2条件下比在NH_4~ 条件下能积累更多的多聚-β羟基丁酸(PHB)。     

用酸度计测定植物碳酸酐酶活性

碳酸酐酶(CA)主要是催化CO_2+H_20HCO_3~-+H~+的可逆反应。该酶普遍存在于动、植物界。菠菜CA约占叶片可溶性蛋白的1～2％。近年来随着CA在藻类无机碳浓缩中的作用的发现,CA功能的研究引起了更多植物生理学工作者的重视。测定CA的方法主要有测压法,pH电极法,停流比色法和质谱法等。其中应用最为普遍的是pH电极法,其原理是用pH电极测定反应体系的pH变化。该法所用仪器简单,操作方便,有较高的精确度。     

美国生物圈二号内生长在高CO_2浓度下的10种植物气孔导度、蒸腾速率及水分利用效率的变化

报道了美国生物圈二号内生长在高CO_2浓度下(>2200μmol·mol~(-1))4.5年后的5种热带雨林植物和5种荒漠植物气孔导度、蒸腾速率和水分利用效率的变化。结果表明:热带雨林植物在CO_2浓度为350～400μmol·mol~(-1)时的气孔导度、蒸腾速率和水分利用效率分别为:(127.4±65.6)mmol·m~(-2)·s~(-1)、(2.04±0.61)mmol·m~(-2)·s~(-1)和(2.90±0.55)μmol CO_2·mmol~(-1) H_2O,而在700～820μmol·mol~(-1)时为(61.3±30.5)mmol·m~(-2)·s~(-1)、(1.54±0.65)mmol·m~(-2)·s~(-1)和(8.45±2.71)μmol CO_2·mmol~(-1) H_2O;荒漠植物气孔导度和蒸腾速率则分别由CO_2 320～400μmol·mol~(-1)时的(142.8±94.6)和(2.09±0.71)下降到820～850μmol·mol~(-1)时的(57.7±35.8)和(1.36±0.52)mmol·m~(-2)·s~(-1),水分利用效率由(4.69±1.39)上升到(9.68±1.61)μmol CO_2·mmol~(-1) H_20。在低CO_2浓度时植物的气孔导度、蒸腾速率和水分利用效率受光照强度的影响较高CO_2浓度时明显,一般雨林植物三项指标在光照强度为500μmol·m~(-2)·s~(-1)时达到饱和,而荒漠植物在1000μmol·m~(-2)·s~(-1)时达到饱和。不同植物中,以荒漠C_3植物粉蓝烟草(Nicotiana glau-ca Grah.)的气孔导度、蒸腾速率和水分利用效率     

盐碱胁迫对柳树幼苗生长和渗透调节物质含量的影响

以盐柳1号为试验材料,将2种中性盐NaCI、Na_2SO_4和2种碱性盐NaHCO_3、Na_2CO_3,按不同比例混合成A(NaCl∶Na_2SO_4∶NaHCO_3∶Na_2CO_3=1∶2∶1∶0)、B(NaCl∶Na_2SO_4∶NaHCO_3∶Na_2CO_3=1∶9∶9∶1)、C(NaCl∶Na_2SO_4∶NaHCO_3∶Na_2CO_3=1∶1∶1∶1)3种组合,设4个浓度梯度(50、100、150、200 mmol/L),模拟出12种盐度和碱度各不相同的盐碱条件,对盐柳1号幼苗进行处理,测定了株高生长量、丙二醛(MDA)含量、脯氨酸含量和可溶性糖含量4项指标。结果表明:随着盐浓度的增大和碱性盐比例的增高,盐柳1号幼苗的株高生长量呈降低趋势,叶片MDA、脯氨酸和可溶性糖含量则有不同程度的升高。A、B、C处理组的株高生长量在盐浓度200 mmo/L时分别相对CK降低了61.32%、68.67%、73.02%,差异均达到显著水平(P0.05)。A处理组(pH值为8.04),随着盐浓度的增大,叶片MDA、脯氨酸和可溶性糖含量升高趋势不明显;B处理组(pH值为8.66),叶片MDA含量在盐浓度超过100 mmol/L时呈显著升高趋势,脯氨酸和可溶性糖含量在盐浓度超过150 mmol/L时急剧增加;C处理组(pH值为9.47),盐浓度大于150 mmol/L时,盐柳1号幼苗的叶片全部枯黄。综合分析结果表明,在混合盐碱胁迫下,盐柳1号幼苗的生长受到了不同程度的抑制;盐柳1号可以耐受不超过100 mmol/L的3种组分盐碱胁迫,且盐浓度150 mmol/L、pH9.51的盐碱条件不适宜盐柳1号的生长。     

关于卡尔文循环的总反应式

在不同的教科书或专著中,卡尔文循环总反应式的写法多有不同,笔者见到的有: 1 3CO_2+9ATP+6NADPH→ GAP+9ADP+8Pi+6NADP 2 3CO_2+9ATP+6NADPH+6H~+→ GAP+9ADP+6NADP~++8Pi[10] 3 CO_2+3H_2O+3RuBP+9ATP+6NADPH→ GAP+6NADP~++9ADP+9Pi 4 3CO_2+-3H_2O+9ATP+6NADPH_2→     

酶法液化回流工艺制米醋

醋酸发酵,是酒精被醋酸菌氧化,生成醋酸的过程,其反应如下:C_2H_2OH O_2→CH_3COOH H_2O 115千卡在理论上46克酒精能生成60克醋酸,并放出115千卡热量,可是实际常常低于理论数值,其原因:(1)酒精在发酵过程中挥发,(2) 一部分醋酸再氧化为CO_2,     

土三七(Sedum aizoon)光合作用的季节转变和CAM的诱导

土三七的CO_3交换曲线在六月中旬以前呈C_3型的“方波”形,白天能大量吸收CO_2,夜间有CO_2放出,含酸量无显著的昼夜波动。夏季的其余时间,夜间有净的CO_2吸收(阶段Ⅰ),早晨有CO_2吸收峰(阶段Ⅱ),随后有光下的脱羧作用(阶段Ⅲ),并有明显的昼夜酸波动,呈CAM型,但无阶段Ⅳ。CAM季节出现前,水分胁迫可使成年叶子转变为CAM型,所需时间2～6天,再经浇灌(5 h)可恢复到原来的C_3型,表明诱导的CAM是可逆的。     

蛋白核小球藻生长和无机碳利用对不同光照强度和CO_2浓度的响应

为了探讨光照强度和CO_2浓度对蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)生长、无机碳利用的复合效应,丰富绿藻中无机碳浓缩机制的资料,该文设置两种光照强度(40和120μmol photons×m–2×s–1)和两种CO_2浓度(0.04%和0.16%)组合成4种条件,比较了蛋白核小球藻生长、无机碳浓度、pH补偿点、光合放氧速率、碳酸酐酶(CA)活性和α-CA基因转录表达对这4种培养条件的响应。结果发现:蛋白核小球藻在高光强高CO_2浓度组生长最快;低光强高CO_2浓度组培养体系中总无机碳浓度为1 163.3μmol×L–1,显著高于其他3组;高光强低CO_2浓度组藻的p H补偿点最高(9.8),而低光强高CO_2浓度组藻的p H补偿点最低(8.6);低光强高CO_2浓度组藻的最大光合速率(Vmax)和最大光合速率一半时的无机碳浓度(K0.5)最高,分别是其他3组的1.28-1.91倍和1.61-2.00倍;高光强低CO_2浓度组藻的胞外CA活性最高;而低光强低CO_2浓度组藻的胞外α-CA基因表达量显著高于其他3组。以上结果表明低CO_2浓度可促进蛋白核小球藻的pH补偿点和无机碳亲和力的提高,诱导胞外CA活性及α-CA基因的表达;该藻主要以HCO_3~–为无机碳源,其对无机碳的利用受光照的调节。