沼澤紅假單胞菌的研究分解教案資料

1、沼澤紅假單胞菌的研究分解PARTONE研究背景研究背景利用微生物處理廢水改善廢水水質(zhì)、降低水中有機(jī)物含量成為一個(gè)新的研究方向。光合細(xì)菌因自身無毒及降解有機(jī)物能力強(qiáng)等特點(diǎn)被認(rèn)為是最有發(fā)展前景的生物菌劑之一PART ONEPART TWOPART THREE最早在19世紀(jì)60年代，就有學(xué)者將光合細(xì)菌應(yīng)用于有機(jī)廢水的處理。研究背景光合細(xì)菌作為一種最原始的具有光能合成體系的原核生物，不僅能在光源作為能源的條件下利用有機(jī)物進(jìn)行光合作用，還能進(jìn)行固氮固碳脫氫等作用光和細(xì)菌的簡介光和細(xì)菌的分類在伯杰式細(xì)菌系統(tǒng)手冊中，光合細(xì)菌劃分為藍(lán)色紅菌門和紅螺菌目兩類，其中后者又可以劃分為不同的菌科，包含有紅假單胞菌屬、

2、紅螺菌屬和紅微菌屬。沼澤紅假單胞細(xì)菌沼澤紅假單胞菌是研究和應(yīng)用較為廣泛的一種光合細(xì)菌,屬于外硫紅螺菌科紅假單胞菌屬,細(xì)胞直徑0. 60. 9m。革蘭氏染色陰性。光合色素為葉綠素a、b和類胡蘿卜素。最佳生長方式是利用各種有機(jī)化合物作碳源和電子供體進(jìn)行光照厭氧培養(yǎng)。厭氧條件下以氫、硫代硫酸鈉、硫化氫等作電子供體可光自養(yǎng)生長。PARTTWO作用機(jī)理作用機(jī)理物理化學(xué)脫氮法成本高，且不利于管理，生物脫氮法是目前水處理中常用的一種比較經(jīng)濟(jì)有效的方法。污水中的磷無論是氧化態(tài)還是還原態(tài)都不能變成氣態(tài)進(jìn)入空氣中，一般只能運(yùn)用生物學(xué)或者化學(xué)的方法將其沉降后分離除去。利用各種有機(jī)物作為電子供體，將硫酸鹽作為最終電子

3、受體把 硫酸鹽還原為硫化物。利用細(xì)菌胞內(nèi)具有能光合作用的載色體來完成能量的代謝。脫氮原理除磷原理含硫化合物代謝能量代謝途徑25%50%75%90%作用機(jī)理脫氮原理n 光合細(xì)菌在厭氧條件下，通過水解胞外蛋白酶，將水中有機(jī)氮轉(zhuǎn)為氨基酸，氨基酸通過脫氨基作用轉(zhuǎn)變成氨氮，隨后與水體中的氨氮一起進(jìn)入菌體中，被光合細(xì)菌同化利用，供菌體生長繁殖。具有反硝化活性的光合細(xì)菌可以利用污水中的NO2-或NO3-作為最終電子受體，利用簡單有機(jī)物作為供氫體，進(jìn)行反硝化作用。脫氮過程有機(jī)氮ECP水解氨基酸脫氨基氨氮被psb同化氨氮（同化作用）氮?dú)猓ó惢饔茫┪鬯械陌钡跛猁}、亞硝酸鹽還原酶體系作用機(jī)理除磷原理n 在好氧

4、條件下，利用O2為電子受體進(jìn)行有氧呼吸，并氧化胞內(nèi)儲存的聚羥基烷酸（PHAs）獲得能量，同時(shí)氧化外界的乙酸和氨氮等有機(jī)底物獲取能量。除磷原理n 在厭氧條件下，吸收并利用脂肪酸等易降解的有機(jī)物，在還原型輔酶參與下，經(jīng)由三羧酸循環(huán)（TCA）或由糖原經(jīng)糖酵解途徑合成PHAs，光合細(xì)菌不斷釋放聚磷酸鹽，使污水中的溶解性磷酸鹽會不斷增加光合細(xì)菌能量氧化PHAs乙酸、氨氮超量吸磷聚磷酸鹽光合細(xì)菌易降解有機(jī)物還原型輔酶IATP+聚磷酸鹽溶解性磷酸鹽PHAs作用機(jī)理在好氧黑暗或厭氧光照條件下 沼澤紅假單胞菌可直接降解有機(jī)質(zhì)，還原CO2和硫化氫，使自身得以增值，同時(shí)達(dá)到凈化水體和降低水中硫化物的作用。 反應(yīng)式為

5、：2H2S+CO2=（CH2O）菌體+H2O+2S含硫化合物代謝含硫化合物代謝在好氧黑暗或厭氧光照條件下 沼澤紅假單胞菌以光作為能源，利用各種有機(jī)物作為電子供體，將硫酸鹽作為最終電子受體，把硫酸鹽還原為硫化物。 然后再以硫化物和CO2分別作為氫源和碳源，進(jìn)行光合作用，通過光合磷酸化獲得能量。作用機(jī)理能量代謝途徑 沼澤紅假單胞菌等光合細(xì)菌胞內(nèi)具有能光合作用的載色體，這些載色體為球狀或胞狀，由細(xì)胞膜分化而成，直徑約在60-100nm之間，包含著大量類胡蘿卜素和葉綠素，能進(jìn)行光合磷酸化反應(yīng)和光氧化還原反應(yīng)。u 在好氧光照條件下 起初菌體細(xì)胞內(nèi)缺少這種載色體，但是它們能快速形成，為菌體提供物質(zhì)、能量代

6、謝條件。u 在好氧黑暗條件下 通過三羧酸循環(huán)進(jìn)行有機(jī)酸代謝，在厭氧光照條件下，它能把有機(jī)酸異化反應(yīng)、氧化還原同化反應(yīng)和光氧化還原反應(yīng)這三者進(jìn)行結(jié)合，改變代謝途徑，使菌體能夠更加靈活的對不同種類的有機(jī)物進(jìn)行代謝吸收和講解PARTTHREE實(shí)際應(yīng)用實(shí)際應(yīng)用010203在生活污水處理中的應(yīng)用在水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)水處理中的應(yīng)用在工業(yè)水處理中的應(yīng)用實(shí)際應(yīng)用01在生活污水處理中的應(yīng)用 針對光合細(xì)菌的優(yōu)勢菌種，對假單胞菌屬的氮磷代謝生理特性進(jìn)行了一定的研究。實(shí)際應(yīng)用01在生活污水處理中的應(yīng)用 沼澤紅假單胞菌在處理廢水的優(yōu)勢 改變目前常用的好氧生物法工藝中占地大、處理負(fù)荷低、能耗高和運(yùn)行管理復(fù)雜等問題。 克服厭氧法在

7、處理高濃度廢水中啟動慢和溫度要求較高的缺點(diǎn) 處理制藥廢水以及養(yǎng)殖業(yè)廢水和生活污水，可以顯著降低TP、TN、CODcr、BOD、DO、氨氮的含量。實(shí)際應(yīng)用01在生活污水處理中的應(yīng)用 國內(nèi)學(xué)者的相關(guān)研究成果 劉影等的研究表明，固定化的沼澤紅假單胞菌在適宜條件（25，pH=7.0）下對城市廢水中氮、磷去除率分別達(dá)到61.9%、73%。 毛雪慧等通過實(shí)驗(yàn)觀察到，固定化的光合細(xì)菌（包括假單胞菌）對含油廢水中的脂肪酸以及油脂去除率可高達(dá)74.95%實(shí)際應(yīng)用02在水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)水處理中的應(yīng)用 通過施加光合細(xì)菌（含假單胞菌）于水體后，能凈化水質(zhì)，提高溶氧，分解水中的殘存餌料及有機(jī)物。 沼澤紅假單胞菌在養(yǎng)殖業(yè)中應(yīng)用

8、主要體現(xiàn)在凈化水質(zhì)和自身營養(yǎng)價(jià)值兩個(gè)方面。實(shí)際應(yīng)用02在水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)水處理中的應(yīng)用 凈化水質(zhì)方面 穩(wěn)定水體pH、提高溶氧量。 降低化學(xué)耗氧量和氨氮的量。 提高水域生態(tài)生產(chǎn)力水平。 鄧曉皋等人研究發(fā)現(xiàn)添加有沼澤紅假單胞菌的混合菌對溫室養(yǎng)鱉場水中氨氮（20%）、BOD（20%）、COD（15%）等有機(jī)物質(zhì)有很好的去除作用。 張信娣在三角帆蚌養(yǎng)殖水體中施用紅假單胞菌，發(fā)現(xiàn)其可穩(wěn)定養(yǎng)殖水體pH值，降低水體中營養(yǎng)物質(zhì)量，降低COD，并且可以有效控制水體中有害細(xì)菌數(shù)量，防止水質(zhì)惡化。實(shí)際應(yīng)用02在水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)水處理中的應(yīng)用 實(shí)際應(yīng)用02在水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)水處理中的應(yīng)用 自身營養(yǎng)價(jià)值方面 張新英和莫天硯分離測定蝦苗養(yǎng)

9、殖地的紅假單胞菌粗蛋白含量為54.3，蝦苗生長所必需的8種必需氨基酸齊全含量為42.35，B族維生素含量也十分豐富，說明它具有極高的營養(yǎng)價(jià)值。 在研究的最佳條件下，沼澤紅假單胞菌菌體的生物產(chǎn)量為112mg/ml , 粗蛋白含量約為72-74%，硬脂酸和油酸的含量較酵母和綠藻中的含量高實(shí)際應(yīng)用03在工業(yè)水處理中的應(yīng)用 根據(jù)周茂洪對幾種重金屬離子的研究，沼澤紅假單胞菌對金屬離子的抗性大小為Pb2+Cr（）Cd2+Cu2+Hg2+實(shí)際應(yīng)用03在工業(yè)水處理中的應(yīng)用u 利用沼澤紅假單胞菌降解焦油中的苯酚，通過好氧、厭氧兩步最終使苯酚產(chǎn)出氫氣。 實(shí)際應(yīng)用03在工業(yè)水處理中的應(yīng)用u 利用假單胞菌降解TNT廢

10、水，有研究發(fā)現(xiàn)在最佳外加氮源（KNO3）濃度為0.1g/L時(shí)，沼澤紅假單胞菌降解TNT廢水的最佳組合為：TNT濃=50mg/L，溫度=30，pH=7，接種量為108個(gè)/mL。u 在不同條件下對活性大紅的脫色效果研究表明在最佳條件下，光照厭氧條件下的脫色效率遠(yuǎn)高于光照好氧條件下的脫色效率，脫色率濃度。PARTFOUR前景展望前景展望01如高濃度有機(jī)廢水、重金屬廢水、養(yǎng)殖廢水等，其存在于廢水中時(shí)，能大量同化氮磷并降解廢水中的有機(jī)物，降低高濃度有機(jī)廢水毒性，調(diào)節(jié)水體pH，使廢水得以凈化，同時(shí)不帶來二次污染，且能改善水質(zhì)質(zhì)量。廣泛應(yīng)用于廢水的凈化02菌體富含類胡蘿卜素、維生素、礦物質(zhì)、蛋白質(zhì)等多種營養(yǎng)物質(zhì)，氨基酸種類相當(dāng)齊全，大大提高了生長效率，是一種優(yōu)質(zhì)的飼料營養(yǎng)源，并且具有無有毒有害物質(zhì)、營養(yǎng)價(jià)值高等優(yōu)點(diǎn)。廣泛應(yīng)用于飼料添加劑和水產(chǎn)養(yǎng)殖中的餌料03通過合理