Дипломдық ЖҰмыс 5В070100 «Биотехнология» мамандығы
жүктеу/скачать 0,95 Mb. Pdf көрінісі
|
|
1.3.1 Тікелей биофотолиз Тікелей биофотолиз өсімдіктер мен балдырлар жасушаларында болатын фотосинтез процесіне ұқсас. Бұл әдіс биологиялық және химиялық процесстердің жиынтығы, ол күн энергиясын молекулалық сутегі түрінде химиялық энергияға айналдыру мақсатында микробалдырлардың фотосинтез жүйесін қолдана отырып, БиоН2 тікелей судан шығара алады, реакция төменде келтірілген [48]: 2H 2 O + күн энергиясы 2H 2 + O
2
Анаэробты жағдайда биогидроген өндіретін жасыл балдырлар, мысалы Chlamydomonas reinhardtii, H2 түзе алады немесе H2 электронды донор ретінде қолдана алады [49]. Төмендетілген ферредоксин(Fd) гидрогеназа ферменті (H2ase) сутегі алу үшін су биофотолизі деп аталатын процесте электронды донор ретінде әрекет етеді. Осы процестің соңына қарай су мен отын протондары сутегі газына айналады [50]. Гидрогеназа ферменті 2-суретте көрсетілгендей сутегі алу үшін Fd-ден электрондар алады. Фотосинтездің екі процесі бар: фотожүйе І (ФЖI)-CO2 тотықсызданады, және фотожүйе II (ФЖII) -суды бөліп, оттегі молекулаларын шығарады. Биофотолиз процесі кезінде судан екі фотон түзіледі: гидрогеназа қатысуымен сутегінің түзілуі немесе CO2-нің ФЖI-де қалпына келуі. Барлық жасыл өсімдіктерде гидрогеназаның болмауына байланысты тек СО2 төмендеуі мүмкін. Бұл процесс кезінде 2ші фотожүйе Күн жүйесінен жарық энергиясын сіңірген кезде су электрондары пайда болады. Содан кейін электрондар күн энергиясы арқылы Fd компонентіне ауысады [51]. Гидрогеназа ферменті оттегі молекулаларына сезімтал болғандықтан, сутегі өндірісін тұрақты ұстау үшін оттегінің мөлшерін 0,1% деңгейінде ұстау керек. Chlamydomonas reinhardtii жасыл балдырлары тотығу тыныс алу кезінде оттегі молекулаларын ұқсас жұмысты көрсетті. Алайда, бұл процесс кезінде ингаляциялық және тұтынылатын субстраттың көп мөлшеріне байланысты ол төмен тиімділікті көрсетеді. Жақында микробалдырлар мен цианобактериялардан алынған мутанттардың O2 шығаруға жақсы қабілеті бар екендігі анықталды, сондықтан сутегі өндірісі жоғарылады [52]. Цианобактериялар мен микробалдырлар фотосинтез үшін жарықты қолдана алады, өйткені оларда хлорофилл (Chl) және фотосинтетикалық жүйелер(ФЖII және ФЖI) бар [53].
|