環(huán)境工程微生物2-3

1、考試31.根據(jù)碳源和能源的不同可將細菌分為哪四類?2.紫硫細菌和綠硫細菌屬于哪一類?有何用途? 3.無機自養(yǎng)型細菌在環(huán)保中有哪些用途?4.有機污水處理中最重要的細菌營養(yǎng)型是哪一種?5.紅螺菌屬于哪一類細菌?有何用途?6.在液體培養(yǎng)基中添加 %的 可制得固體培養(yǎng)基?7.廢水好氧、厭氧活性污泥生物處理時BOD5:N:P分別為多少?3）半合成半不純優(yōu)缺點介于前兩者之間，因而使用最廣。(三)根據(jù)培養(yǎng)基用途普通型、選擇型、鑒別型普通普適有兩種制備思路：比誰長得快比誰死得慢？肉湯培養(yǎng)基牛肉膏 3g 蛋白胨 5g水 1000mL pH 7.27.41）選擇性培養(yǎng)基選擇性？待選的細菌能優(yōu)勢生長投其所好法 好營

2、養(yǎng)、環(huán)境因子（1）待選細菌專一性營養(yǎng)源培養(yǎng)法例如篩選纖維素分解菌選用纖維素作為培養(yǎng)基中的唯一碳源；比誰長得快理化因素特殊的溫度、氧氣、pH、鹽度等環(huán)境條件主要用于篩選極端環(huán)境微生物。如嗜鹽、嗜熱、嗜冷、嗜酸、嗜堿等的細菌，同時也被用于選擇性培養(yǎng)好氧或厭氧細菌。嗜冷菌嗜熱菌（2）理化因素控制法 投毒法 常用物質為染料、膽汁酸鹽、金屬鹽類、酸、堿和抗生素。例：膽汁酸鹽抑制G+菌含它的培養(yǎng)基能選擇性生長那種細菌？G-*對化工廢水（難降解廢水或有毒廢水）,如何設計篩選能對其高效降解的細菌培養(yǎng)基?毒選擇性的抑制劑待選細菌有抗性比誰死得慢2）鑒別培養(yǎng)基鑒別明查分別（細菌種類）提供培養(yǎng)環(huán)境外還同時具有類似于

3、“驗鈔機”的作用 方法？ 加入指示劑鑒別不同菌落制造不同的代謝物，顯色不一飲用水細菌學化驗中常用的遠藤氏培養(yǎng)基就是典型大腸菌群細菌的鑒別培養(yǎng)基（參考第五章P86 ）。三、營養(yǎng)物質的吸收和運輸細胞膜的選擇吸收 分四種情況水、無機鹽、氣體、甘油等小分子1被動擴散?推動力?推動力濃度梯度無載體蛋白不 內部能量消耗YorN?乞討 2促進擴散促進載體蛋白協(xié)助 載體蛋白 細胞外 | 細胞膜 | 細胞內糖、氨基酸、金屬離子等?推動力濃度梯度有載體蛋白不 內部能量消耗YorN?推動力?白領3主動運輸運輸載體蛋白主動逆濃度梯度方向糖、氨基酸、有機酸 Na+、K+、硫酸根、磷酸根等?推動力ATP放能有載體蛋白消耗

4、 內部能量消耗YorN?推動力?藍領細胞膜細胞外細胞內酶1磷酸烯醇式丙酮酸酶2熱穩(wěn)定蛋白丙酮酸葡萄糖高能磷酸促進擴散 高能磷酸基團轉移磷酸化自由能升高，能量級別、位置的升高。轉位磷酸葡萄糖4.基團轉位基團被轉運的營養(yǎng)物轉位？商業(yè)包裝提問：磷酸化的益處？（一）活化參與代謝;（二）防止營養(yǎng)物從細胞內流失；（三）保持營養(yǎng)物在細胞內的低濃度(不用主動運輸耗能)糖(葡萄糖、甘露糖、果糖及糖的衍生物N乙酰葡萄糖胺)、嘌呤、嘧啶、脂肪酸 磷酸烯醇式丙酮酸放能有載體蛋白消耗能量內部能量消耗YorN?推動力?為什么細菌吸收某些營養(yǎng)物（如糖）要采取不同方式呢？與哪些因素有關？生物化學有關內容簡要回顧 各種生物包括

5、細菌細胞內幾乎所有生化反應都需要酶的催化。作為生物催化劑酶具有高效性、專一性、溫和的催化條件等優(yōu)點，同時由于酶的化學本質是蛋白質，因而也有容易失活的缺點。第二節(jié) 酶及其作用酶是生物催化劑，酶制劑已經開始應用于三廢治理（直接以純酶進行環(huán)境保護的應用現(xiàn)狀如何呢？）絕大多數(shù)酶是蛋白質，根據(jù)化學組成可以把酶分為簡單酶、結合酶；根據(jù)結構的不同酶可以分為單體酶、聚合酶；根據(jù)存在位置的不同酶又有胞內酶和胞外酶之分，根據(jù)催化反應性質的不同，酶分為水解酶、氧化還原酶、轉移酶、異構化酶、裂解酶、合成酶、激酶等。酶的催化機理有 機制和 機制，高效性是底物與酶之間的極性引力、電子云張力、酸堿催化、共價催化等的共同合力

6、的結果。酶的活力大小用酶所催化反應的反應速度來表示，影響酶促反應速度的因素有 、 、 、 、 、 等。酶濃度、底物濃度、溫度、pH、抑制劑、激活劑等。 底物影響酶反應速度的方程表達式米氏方程 v反應速度； V最大反應速度； S底物濃度； Km米氏常數(shù) Km大小反映了酶與底物親合力的大小。若v總污染物微生物降解速度；V（KX)最大速度；X微生物濃度KsKs微生物與底物親和的大小微生物比增長速度最大比增長速度三個方程？相似莫氏方程微生物生長速度的方程勞倫斯方程污染物生物降解速度方程第三節(jié) 細菌的呼吸一、呼吸的本質分解能源物質，產ATP能植物吸收光、二氧化碳呼氧的本質？光合作用能量轉移，產ATP能呼

7、吸本質化能細菌分解產能光能細菌光合產能人吸氧呼二氧化碳的本質？二、呼吸類型1按與氧氣關系分分為好氧呼吸和厭氧呼吸提問：高等動物有無厭氧呼吸呢？酵解發(fā)酵，但能量太低不足以維持其生存重點介紹化能細菌的呼吸有兩種分類原則 專性厭氧細菌呼吸完全與氧無關。沒有進化的，到現(xiàn)在也不能生存在氧環(huán)境中提問：？氧自由基的毒害生化反應中，O2得到脫氫酶傳遞的氫反應不僅生成水，還部分生成強氧化性的氧自由基，而厭氧菌沒有進化出抗氧化防御酶體系更進化的細菌乃至高等生物具有該酶體系地球上最原始的細菌為專性厭氧菌。好氧呼吸（好氧菌）厭氧呼吸（厭氧菌）好氧有機物呼吸好氧無機鹽呼吸厭氧有機物呼吸厭氧無機鹽呼吸三羧酸循環(huán) 乙醛酸循

8、環(huán) 磷酸戊糖途徑(亞)硝化 氫氧化 硫氧化 鐵氧化+電子呼吸鏈+電子呼吸鏈乙醇發(fā)酵 乳酸發(fā)酵 丁二酸發(fā)酵 丙酸、丁酸發(fā)酵混合酸發(fā)酵反硝化 反硫化 硫還原 碳酸鹽還原鐵還原+電子呼吸鏈+底物水平磷酸化氧得電子無機離子得電子ATP有機物得電子1）好氧呼吸好氧有機物呼吸（屬于？營養(yǎng)型細菌） AH 有機物這一過程的能量轉化效率達到可40%以上，遠高于厭氧呼吸，有機物被徹底氧化為水和二氧化碳。三羧酸循環(huán)、乙醛酸循環(huán)、磷酸戊糖途徑輔酶（氧化態(tài)） FAD、NAD（P）H+ CO2輔酶（還原態(tài)） FADH2、NAD（P）H+H+O2H2O呼吸鏈好氧無機鹽呼吸（屬于？營養(yǎng)型細菌）氫氧化H2產物？H2O（亞）硝化

9、產物？NH3NO2- NO3-硫氧化S或S2-產物？SO42- 鐵氧化產物？Fe2+Fe3+ATPCO2同化經呼吸鏈 像一部機器氫汽車提問：等量電子釋放ATP產生速度比異養(yǎng)菌慢，為什么？ 輔酶Q 細胞色素C 細胞色素CNADH 還原酶 輔酶Q 還原酶 氧化酶 O2ATP ATP ATP同樣以呼吸鏈產能！氫細菌、(亞)硝化細菌、硫細菌、鐵細菌2+ H2 NH3 S2- NO2Fe跨越產能酶2）厭氧呼吸 厭氧有機物呼吸 （分子內無氧呼吸） 屬？菌 又稱（酵解）發(fā)酵，生物化學中曾接觸過葡萄糖的乙醇發(fā)酵和乳酸發(fā)酵，細菌的各種發(fā)酵具有類似的機理。提問：該無氧呼吸為什么稱分子內 ？同一物質（如葡萄糖）分解

10、產物再結合提問：為什么這類細菌普遍生長緩慢？分解不徹底（能量轉化率只有2%）產能效率很低同樣以葡萄糖為原料，乳酸發(fā)酵、丙酸發(fā)酵、丁酸發(fā)酵、丁二酸發(fā)酵與乙醇發(fā)酵產物不同，原因何在？乳酸發(fā)酵厭氧無機鹽呼吸（分子外無氧呼吸）分子外？有機物脫氫硫還原鐵還原硝酸鹽還原反硝化硫酸鹽還原碳酸鹽還原什么營養(yǎng)型的細菌？化能異養(yǎng)？無機離子代替氧與有機物（1）硝酸鹽呼吸（反硝化）反硝化菌：地衣芽孢菌屬、銅綠假單胞菌、脫氮球菌、脫氮硫桿菌等。若硝酸鹽是作為氮源，產物為自身的蛋白質等含氮化合物，這是否屬于反硝化？ 否，反硝化產物為N2釋放，稱為異化硝酸鹽還原，上述為同化硝酸鹽還原。自然界氮循環(huán)的關鍵環(huán)節(jié)！有何環(huán)保用途？現(xiàn)狀如何？氮循環(huán)（2）硫酸鹽呼吸（硫酸鹽還原）嚴格地說是異化硫酸鹽還原，產物H2S（光能自養(yǎng)菌的食物）。只有一種，稱硫酸鹽還原菌（SRBsulfur-reducing bacteria)有弧形、球形、桿狀、葉狀、線條狀等不同的外形，其中以脫硫弧菌最為