發(fā)布時(shí)間：2020-06-18 02:50

【摘要】：生物礦化是地球表生環(huán)境中重要的地球化學(xué)過程。微生物作用下碳酸鹽礦化機(jī)理的研究可以為全球碳循環(huán)、土壤形成和演化等科學(xué)問題提供重要線索。關(guān)于微生物作用下形成碳酸鹽礦物的報(bào)道已有很多,其中,一些研究者認(rèn)為細(xì)菌胞外碳酸酐酶(CA)可以促進(jìn)碳酸鹽礦物的形成,但是CA促進(jìn)碳酸鹽礦化的過程及其機(jī)理還不是很清楚。本文以兩種細(xì)菌(節(jié)桿菌MF-2菌株和賴氨酸芽孢桿菌GW-2菌株)分泌的胞外CA作為活性物質(zhì),開展了多個(gè)系列的礦化實(shí)驗(yàn),主要利用X-射線衍射儀、掃描電子顯微鏡和電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀等先進(jìn)儀器研究了胞外CA催化碳酸鹽礦物沉淀的過程,初步探討了其機(jī)理。本文的研究結(jié)果可以歸納為以下幾點(diǎn):(1)在MF-2菌株CA作用下,第120 h時(shí)在100 ml溶液中形成了 61.3 mg的沉淀物,在GW-2菌株CA作用下,第192 h時(shí)在100 ml溶液中形成了 46.3 mg的沉淀物。用30%的雙氧水處理上述沉淀物后發(fā)現(xiàn),其主體為碳酸鹽礦物,分別占沉淀物總量的84.5%和86.6%。不加CA的對(duì)照實(shí)驗(yàn)中形成的沉淀物明顯少于CA實(shí)驗(yàn),并且其主要成分為可以被雙氧水氧化的有機(jī)物質(zhì)。(2)在MF-2菌株胞外CA高活性(1.39 U/L)條件下形成了方解石+球霰石,在低活性(0.06～0.50 U/L)條件下僅形成方解石。在GW-2菌株胞外CA低活性(11.52×10-2U/L)條件下也僅形成方解石。這意味著CA活性可能對(duì)碳酸鹽礦物的種類有影響。(3)無論是MF-2菌株還是GW-2菌株胞外的CA,也無論CA活性高低,形成的礦物形態(tài)均比較單一,以菱面體、半球形和球形為主。這說明礦物形態(tài)可能與CA活性和來源無關(guān)。(4)MF-2菌株胞外CA促進(jìn)碳酸鹽礦化的主要機(jī)制是其加速CO2的水化反應(yīng),參與反應(yīng)的CO2可能主要源于空氣。
【學(xué)位授予單位】：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：S154.3
【圖文】：

圖１技術(shù)路線圖逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋１邋Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ邋ｒｏｕｔｅ邋ｏｆ邋ｔｈｉｓ邋ｒｅｓｅａｒｃｈ逡逑４逡逑

而在光合微生物中ＣＡ主要起著濃縮Ｃ０２的作用（Ｃ０２邋Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ邋Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ，邋ＣＣＭ）邋（Ａｉｚａｗａ逡逑ａｎｄＭｉｙａｃｈｉ，邋１９８６；Ｐｒｅｍｋｕｍａｒｅｔａｌ．，２００３）。目前，研究者關(guān)于藻類濃縮無機(jī)碳作用提出了兩種模逡逑式，一■是葉綠體內(nèi)的ＣＡ負(fù)責(zé)無機(jī)碳的濃縮（圖１－１），這種模式多發(fā)現(xiàn)在萊茵衣藻逡逑ＡｔＷｒａｒａＷ）、杜氏藻（Ｄｗ？ａ／／ｅ／／ａ／ｅｚＶ／ｏ／ｅｃ／ａ）等類型中；二是以藍(lán)藻（辦《ｅｃ／ｒａｃｏｃｒｗｓｓｐ．）為代表逡逑的藻類，其細(xì)胞膜主動(dòng)吸收ＨＣＯ；，即直接在細(xì)胞膜上進(jìn)行ＣＣＶ濃縮過程（郭敏亮和高煜珠，１９８９）。逡逑ｆ邐介？逡逑｜邐邐逡逑細(xì)跑＊邐｜逡逑！邐Ｈｉ邋ｍ邋ｉ逡逑｜邐ＨＣＯｉ－＜Ｖ－ＨＣ0ｉ邋ＨＣ０，－＝＝＾ｈＣ０ｊ－逡逑｜邐｜ｃ｜邋ＣＡ邋ＪＩｃａ邋！逡逑ｉ邐—ＣＯｌ邋４＾邋ＣＯ，逡逑Ｌ邐—邐，N」逡逑圖１－１邐Ｃ．／＾／＞７／７0ｒ（ｉｚ７無機(jī)碳吸收模式逡逑0表示主動(dòng)吸收；箭頭表示無機(jī)碳的流動(dòng)方向。逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋１－１邋Ｔｈｅ邋ｍｏｄｅ邋ｏｆ邋ｉｎｏｒｇａｎｉｃ邋ｃａｒｂｏｎ邋ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ邋ｂｙ邋Ｃ．ｒｅｉｎｈａｒｄｉｉ逡逑0－邋ａｃｔｉｖｅ邋ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ；ｔｈｅ邋ａｒｒｏｗ邋ｉｎｄｉｃａｔｅｓ邋ｔｈｅ邋ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｆｌｏｗ邋ｏｆ邋ｉｎｏｒｇａｎｉｃ邋ｃａｒｂｏｎ逡逑（據(jù)郭敏亮和高煜珠，１９８９）逡逑１．３．１碳酸酐酶的化學(xué)結(jié)構(gòu)及其催化機(jī)理逡逑ＣＡ的活性中心由組氨酸殘基、水分子和鋅原子配位構(gòu)成（Ｌｉｎｄｓｋｏｇ，邋１９９７）。大多數(shù)高等植逡逑物和部分藻類的ＣＡ均由六個(gè)亞單位組成的寡聚體

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2 王霄;李艷;魯安懷;丁z訝

本文編號(hào)：2718575