光合細菌作用原理

　　光合細菌在有光照缺氧的環(huán)境中能進(jìn)行光合作用，利用光能進(jìn)行光合作用，利用光能同化二氧化碳，與綠色植物不同的是,它們的光合作用是不產(chǎn)氧的。光合細菌細胞內只有一個(gè)光系統，即PSI，光合作用的原始供氫體不是水，而是H2S （或一些有機物），這樣它進(jìn)行光合作用的結果是產(chǎn)生了H2，分解有機物，同時(shí)還能固定空氣的分子氮生氨。光合細菌在自身的同化代謝過(guò)程中，又完成了產(chǎn)氫、固氮、分解有機物三個(gè)自然界物質(zhì)循環(huán)中極為重要的化學(xué)過(guò)程。這些獨特的生理特性使它們在生態(tài)系統中的地位顯得極為重要。 

 

　　在水產(chǎn)養殖中運用的光合細菌主要是光能異養型紅螺菌科(Rhodospirillaceae)中的一些品種，例如沼澤紅假單胞菌(Rhodop seudanonas palustris)； 

 

　　在自然界淡、海水中通常每毫升含有近百個(gè)PSB菌，光合細菌的菌體以有機酸、氨基酸、氨和醣類(lèi)等有機物和硫化氫作為供氧體，通過(guò)光合磷酸化獲得能量，在水中光照條件下可直接利用降解有機質(zhì)和硫化氫并使自身得以增殖，同進(jìn)凈化了水體。 

 

除此之外，細胞內還含有碳素儲存物質(zhì)糖原和聚β-羥基丁酸、輔酶Q、抗病毒物質(zhì)和生長(cháng)促進(jìn)因子，具有很高的飼料價(jià)值，在養殖業(yè)上有廣闊的應用前景。 PSB在厭氧光照條件下，能利用低級脂肪酸、多種二羧酸、醇類(lèi)、糖類(lèi)、芳香族化合物等低分子有機物作為光合作用的電子受體，進(jìn)行光能異養生長(cháng)。在黑暗條件下能利用有機物作為呼吸基質(zhì)進(jìn)行好氧或異養生長(cháng)。光合細菌不僅能在厭氧光照下利用光能同化CO2，而且還能在某些條件下進(jìn)行固氮作用和在固氮酶作用下產(chǎn)氫。另外，有些菌種在黑暗厭氧條件下經(jīng)丙酮酸代謝系統作用也可產(chǎn)氫。光合細菌還能利用許多有機物質(zhì)如有機酸。醇、糖類(lèi)轉化某些有毒物質(zhì)如 H2S和某些芳香族化合物等。 PSB通過(guò)生物轉化，可合成無(wú)毒、無(wú)副作用且富含各類(lèi)營(yíng)養物質(zhì)的菌體蛋白，不僅改善了生態(tài)環(huán)境，還為養殖業(yè)提供了高質(zhì)量的飼料原料。 PSB菌體中對動(dòng)物生長(cháng)有促進(jìn)作用的維生素B12、生物素、泛酸、類(lèi)胡蘿卜素、葉綠素以及與造血、血紅蛋白形成有關(guān)的葉酸的含量遠高于一般微生物，尤其含有人工不能合成的生物素D一異構體。這些物質(zhì)在動(dòng)物機體內都具有顯著(zhù)生理活性 在水產(chǎn)養殖中，養殖池按水中溶解氧含量的大小由表層向底部可分為好氧區和厭氧區。表層生物繁殖旺盛，水質(zhì)一般較好；底層則積累了魚(yú)蝦的排泄物和未消耗盡的食物殘料，有機質(zhì)豐富，造成微生物的大量繁殖，消耗了水中大量的氧氣，導致地底層形成無(wú)氧環(huán)境，硫酸鹽還原菌大量繁殖，產(chǎn)生對魚(yú)蝦有毒害作用的硫化氫、酸性物質(zhì)等。養殖地底層的這種環(huán)境正好是適于光合細菌生存的條件一是具有厭氧條件，二是光線(xiàn)通過(guò)上面覆蓋的有氧水層這個(gè)光線(xiàn)過(guò)濾器，使光合細菌可以吸收到適宜生長(cháng)的450－550μm波長(cháng)光。光合細菌利用地底的魚(yú)蝦排泄物、食物殘料以及有毒有害的硫化氫、酸性物質(zhì)作為基質(zhì)大量繁殖，提高水體中溶解氧含量，調節pH，并使氨氮。亞硝酸態(tài)氮、硝酸態(tài)氮含量降低，池底淤泥蓄積量減少，有益于藻類(lèi)和微型生物數量的增加，使水體得以?xún)艋��?PSB可進(jìn)行光合成、有氧呼吸、固氮、固碳等生理機能，且富含蛋白質(zhì)、維生素、促生長(cháng)因子、免疫因子等營(yíng)養成分，在功能上可與抗生素相媲美，并且更具有安全性，是生物工程具有前景的研究領(lǐng)域之一。光合細菌制劑還具有獨特的抗病、促生長(cháng)功能，大大提高了生產(chǎn)性能，在應用方面顯示了越來(lái)越巨大的潛力。其它在凈化水質(zhì)、魚(yú)蝦養殖、畜禽飼養、有機肥料及新能源的開(kāi)發(fā)方面有著(zhù)廣闊的應用前景。