第四章 微生物生长代谢于遗传变异.doc

第四章?????? 第一节? 一、??? （一）酶 1.※※酶的概念——生物活细胞产生的一种具有催化活性的蛋白质。未激活之前称为酶元。 2.酶的组成＝蛋白质（＋非蛋白质部分——辅酶：有机物；辅基：金属离子） 3.※※酶的催化活性（要求对象标准） 1)???? 高效性——速度比触媒高105～1013倍。 ? 催化剂：Fe2+——1秒钟催化H2O210-5mol分解， 过氧化氢酶——1秒钟催化H2O2105mol分解，效率是铁的1010倍。 目前，许多洗衣粉都添加了酶制剂（蓝色小颗粒）。 2)???? 专一性——一种酶只作用于一种或一类物质，或催化一种或一类化学反应，产生一定的产物。有绝对专一性（一种）、相对专一性（一类）和立体异构专一性（一种异构体如D－或L－）之分。 3)???? 温和性——只能在常温、常压和近中性的水溶液中进行催化反应。而触媒则需在高温、高压、强酸或强碱等异常条件下才能起催化作用。故利用生物处理方式，不会造成污染问题。 4)???? 敏感性——高温、高压、强酸、强碱都能使酶失活。某些重金属离子可抑制酶活性或钝化酶，如Cu2+、Hg2+、Ag2+。生物处理时应注意调节水的pH、温度及有害物质浓度。 5)???? 可逆性——酶参与反应时，只能加速反应速度，缩短反应反应达到平衡的时间而不改变平衡点。在反应前后，酶的性质和数量不变。可反复利用，是酶工程的基础，如制成固相酶柱，降解费用便可大大降低。 4.酶的命名与分类： ※※按酶所催化的化学反应类型分为：水解酶类、氧化还原酶类、转移酶类、裂解酶类、合成酶类、异构酶类。 按酶作用位置分为：胞外酶、胞内酶、表面酶。 按固有成份分为：结构酶、适应酶。 按作用底物分为：淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶等。 5. ※※影响酶活力的因素 1）????????? 30～60℃活力较强。在适宜温度范围内，每升高10℃，反应速度可提高1～2倍，但水处理中，温度升高会导致DO的下降。 2）????????? pHNH2和－COOH两性基团的物质，只在等电点附近，酶的催化活性最大，此即为最适pH。一般土壤中微生物的混合群落pH为6～9。但注意不同种类的微生物对pH的要求不同。 3）????????? ?（二）微生物的呼吸作用与产能代谢 按最终受氢体的不同微生物的呼吸类型分为：发酵、好氧呼吸、无氧呼吸。 区别 发酵 好氧呼吸 无氧呼吸 底物氧化程度 不彻底 彻底 彻底 氧化速度 慢 快 快 产能 少 多 多 终产物 有臭味 无异味 无异味 （脱氢） （递氢） （受氢） 1.???? 发酵 以有机质分解过程中的中间产物为受氢体，故又称分子内无氧呼吸。 工业上指任何可利用好氧或厌氧微生物来生产有用代谢物的一类生产方式。 根据产物的不同而命名： 葡萄糖――﹥丙酮酸――﹥乳酸、乙醇、丁二酸、各种有机酸 酵母菌发酵的三种类型：酸性条件下产物为乙醇、CO2和少量甘油： 酸性条件下加入适量亚硫酸盐后产物为甘油、CO2和少量乙醇； 碱性条件下产物为甘油、乙醇、乙酸和CO2。优势度低，产品质量差。 ※※发酵的特点： 1）分解速度慢、氧化不彻底、有臭气产生； 2）只有脱氢酶、没有氧化酶系统； 3）释放的能量少。 2.好氧呼吸 ? 好氧呼吸的四大要素：脱氢酶、氧化酶、细胞色素、氧气。 好氧呼吸的特点： 1）基质被氧化的较彻底，生成CO2、H2O、无臭气； 2）获得的能量较多；1mol的葡萄糖分解可38产生mol能量； 3）被氧化的最终产物积累很少； 4）基质被分解的速度快。 按好氧呼吸的底物来源不同可分为：内源呼吸和外源呼吸 （2）外源呼吸 （mg/g） （1）内源呼吸 培养时间（h） 好氧呼吸曲线图 好氧呼吸曲线的作用：判断污染物能否被微生物利用和分解。 耗 氧 （1）可生物降解物量 （2）不可或难生物降解物但对微生物无害（mg/L） （3）不可或难生物降解物且对微生物有害培养时间（h） 3. 无氧呼吸 以氧以外的无机物作为最终受氢体的呼吸。 基质在无氧条件下彻底分解。 根据受氢体的不同可分为：硝酸盐呼吸、硫酸盐呼吸、碳酸盐呼吸等。如反硝化作用、反硫化作用。 （三）微生物的类群——好氧微生物、厌氧微生物、兼性厌氧微生物。 对不同呼吸类型的微生物在培养时要注意培养条件：棉塞或胶塞、摇床或静置、浅层或深层培养。 兼性厌氧微生物的呼吸方式取决于DO：＞0.