已发现有30种化能异养菌,可以发酵糖类、醇类、有机酸等,从而产生氢气。在光合细菌 中,人们发现13种紫色硫细菌和紫色非硫细菌能够产生氢气,这些细菌有的在光照下,有 的也不一定经过光的照射,经过一系列生化反应而产生氢气。 1、产氢气的非光合细菌 产氢气的非光合细菌可利用葡萄糖,蔗糖,淀粉等碳水化合物和丙酮酸、蚁酸、马来酸 等有机酸及各种氨基酸和蛋白质等营养物生成氢气。 2、产氢气的光合微生物 据目前所知,光合细菌中的许多红螺菌和某些绿硫菌在代谢过程中都能放氢。研究较多 的是深红红螺菌,他可用有机废料做原料进行光合产氢,产氢率可达20m/(h.g干菌体)。 因其细胞含有大约65%的蛋白质和大量的必需氨基酸和维生素,所以在光合产氢的同时还可 得到scp,具有重要的经济价值,因此利用光合细菌产氢已受到广泛瞩目,许多国家正在延展 此项研究,美国,英国和日本尤为活跃,我国近年来也不断有这方面的报道。 (二)微生物产氢的途径 1 光合细 困 氢的可 BPheo 铁氧还蛋白 e (Fd) 循环式光合电 抑制 子传递产ATP ATP oyb复合体圆子糖度 Cytc-"e 逆电子流传 外源电子供体一 机物氧化途径 递产还原力 「有机酸和糖类等有机物 图13-2光合细菌的光合产氢途径 (引自《能源微生物学》,袁振宏等,2012) 光合细菌利用光能分解无机物或有机物将其质子或电子还原Co2来进行光合作用或其 他还原反应(如固氮)。当还原反应受到限制或能量过剩时,质子和电子即以氢气的形式放 出。具有放氢能力的生物还能从细胞外吸收氢气,这是一种可逆反应 据目前所知,吸氢气和放氢气的代谢分别由氢酶和固氮酶所催化。从深红红螺菌分出的 氢酶是单体,分子量为66000,含有铁和硫。在具有固氮能力的放氢生物中,固氮酶也兼顾 氢代谢。固氮酶由钼铁蛋白组成,二氧化碳可抑制其固氮作用,却不能抑制其放氢气。不论 氢酶还是固氮酶,其共同特点是遇氧失去活性。以证实氢气的利用由氢酶所催化,即以氧化 型铁氧还蛋白为电子受体的氢气变为质子的氧化反应。这一反应是可逆的,也可转化为产氢 系统,原始底物不论是分子态氮,还是叠氮、氰、乙炔含量较高的化合物,都可将质子还原。 这些还原反应均不可逆,每还原2个电子,需要四个ATP,质子还原产物为分子态氢。 关于光合细菌光合产氢气的机制有两种观点:其一是光合产氢气是由于非周期电子传递 链功能化的结果。链中有反应中心的菌绿素参与。二是具有色素系统的光合细菌,在光合作已发现有 30 种化能异养菌，可以发酵糖类、醇类、有机酸等，从而产生氢气。在光合细菌 中，人们发现 13 种紫色硫细菌和紫色非硫细菌能够产生氢气，这些细菌有的在光照下，有 的也不一定经过光的照射，经过一系列生化反应而产生氢气。 1、产氢气的非光合细菌 产氢气的非光合细菌可利用葡萄糖，蔗糖，淀粉等碳水化合物和丙酮酸、蚁酸、马来酸 等有机酸及各种氨基酸和蛋白质等营养物生成氢气。 2、产氢气的光合微生物 据目前所知，光合细菌中的许多红螺菌和某些绿硫菌在代谢过程中都能放氢。研究较多 的是深红红螺菌，他可用有机废料做原料进行光合产氢，产氢率可达 20ml／（h.g 干菌体）。 因其细胞含有大约 65%的蛋白质和大量的必需氨基酸和维生素，所以在光合产氢的同时还可 得到 scp,具有重要的经济价值，因此利用光合细菌产氢已受到广泛瞩目，许多国家正在延展 此项研究，美国，英国和日本尤为活跃，我国近年来也不断有这方面的报道。 （二）微生物产氢的途径 1. 光合细菌产氢的可能途径 光合细菌利用光能分解无机物或有机物将其质子或电子还原 CO2 来进行光合作用或其 他还原反应（如固氮）。当还原反应受到限制或能量过剩时，质子和电子即以氢气的形式放 出。具有放氢能力的生物还能从细胞外吸收氢气，这是一种可逆反应。 据目前所知，吸氢气和放氢气的代谢分别由氢酶和固氮酶所催化。从深红红螺菌分出的 氢酶是单体，分子量为 66000，含有铁和硫。在具有固氮能力的放氢生物中，固氮酶也兼顾 氢代谢。固氮酶由钼铁蛋白组成，二氧化碳可抑制其固氮作用，却不能抑制其放氢气。不论 氢酶还是固氮酶，其共同特点是遇氧失去活性。以证实氢气的利用由氢酶所催化，即以氧化 型铁氧还蛋白为电子受体的氢气变为质子的氧化反应。这一反应是可逆的，也可转化为产氢 系统，原始底物不论是分子态氮，还是叠氮、氰、乙炔含量较高的化合物，都可将质子还原。 这些还原反应均不可逆，每还原 2 个电子，需要四个 ATP，质子还原产物为分子态氢。 关于光合细菌光合产氢气的机制有两种观点：其一是光合产氢气是由于非周期电子传递 链功能化的结果。链中有反应中心的菌绿素参与。二是具有色素系统的光合细菌，在光合作