二十一世紀以來,能源問題和環(huán)境問題逐漸成為全球重點關注的,密切關系到全人類發(fā)展的問題,而尋找能夠替代傳統(tǒng)能源的綠色能源成為了解決問題關鍵。氫能因其獨特的優(yōu)勢成為了人們眼中潛力最為巨大的候選者,受到廣大科研工作者的青睞。目前,微藻的光合產(chǎn)氫是最為理想的有待研究開發(fā)的一種生產(chǎn)氫氣的方式,眾多的科研工作者都在對微藻產(chǎn)氫展開著如火如荼的研究。目前,微藻光合產(chǎn)氫面臨著兩個最關鍵的問題:一是光合產(chǎn)氫的電子來源,二是氫化酶對氧氣的敏感性,要想提高微藻的光合放氫量以達到工廠化應用的目的,就必須要就這兩個問題提出更直接有效的策略。從2000年,Melis等提出的缺硫法來提高微藻光合產(chǎn)氫,其提升產(chǎn)氫效果顯著,在微藻光合產(chǎn)氫領域具有里程碑式的意義。后續(xù)又有通過缺磷、氮等大量元素來提高微藻光合制氫,但都不如缺硫法直接高效。2011年,馬為民課題組首次將Na HSO3應用于微藻光合制氫中,在不需要更換培養(yǎng)基,僅僅通過高光誘導后加入一定濃度的Na HSO3,使得微藻的產(chǎn)氫量有了顯著的提高,并且保證藻細胞的活性和較低的氧氣水平。本論文便是在Na HSO3誘導產(chǎn)氫的背景下進行的;由于Na HSO3誘導產(chǎn)氫過程中也會對... 

【文章來源】：上海師范大學上海市

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【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

藍藻細胞光合產(chǎn)氫電子傳遞示意圖（Khetkornetal.,2017）

上海師范大學碩士學位論文第一章6圖1-2綠藻光合產(chǎn)氫電子傳遞途徑（Peltieretal.,2010）通過以上對微藻光合產(chǎn)氫電子傳遞途徑的明確，可以看出總的光合電子量以及光合電子的分流導向都將對光合產(chǎn)氫效率有很大的影響，這也將是實驗研究所需要探尋的提高微藻光合產(chǎn)氫能力的一個關鍵的研究方向。2.3厭氧環(huán)境對于微藻光合產(chǎn)氫的改善通過對微藻光合電子傳遞途徑中各個因素的分析，我們可以發(fā)現(xiàn)氧氣的含量對于微藻光合制氫的影響將是最為顯著的。由于氫化酶對于氧氣極度敏感，而在微藻進行光合作用過程中，又會不斷地生成氧氣，嚴重影響了氫化酶的表達活性，從而直接導致正常情況下，微藻光合放氫量極低甚至不產(chǎn)氫。

上海師范大學碩士學位論文第一章7圖1-3厭氧促進微藻光合產(chǎn)氫（Maetal.,2011）如圖1-3，維持微藻細胞環(huán)境的厭氧狀態(tài)對于光合制氫具有極大的意義，隨著氧氣的降低直至厭氧，能夠有效地促進微藻的光合產(chǎn)氫（Maetal.,2011）。那么，接下來我們對于如何為微藻制氫提供厭氧環(huán)境就成為了一個改善并提高微藻光合制氫的研究方向。3移除微藻光合制氫過程中氧氣的策略微藻光合制氫有著其他產(chǎn)氫方式所無可比擬的優(yōu)勢，但由于正常情況下，光合制氫的限制因素較多，光合作用產(chǎn)生的氧氣抑制氫化酶活性以及為了降低氧氣而損傷光系統(tǒng)Ⅱ會不可避免的導致微藻的光合產(chǎn)氫持續(xù)時間短，且產(chǎn)量很低。為了解決這些問題，為微藻光合制氫開發(fā)能夠走向產(chǎn)業(yè)化應用，無數(shù)科研工作者都在努力探尋能夠有效提高微藻光合產(chǎn)氫的策略，但最根本問題還是得從移除產(chǎn)氫環(huán)境中的氧氣，為微藻光合產(chǎn)氫提供厭氧環(huán)境開始。前人對于移除微藻光合制氫過程中的氧氣嘗試過不同的方法和策略，下面表格中列舉一些曾用于移除氧氣的較有代表性的研究方案，如表1所示。


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