環(huán)境工程微生物學(xué)(1)(存儲(chǔ)版)
【正文】 陽(yáng)性菌的繁殖。為了能夠獲得這些營(yíng)養(yǎng)，微生物通過(guò)特殊的生理結(jié)構(gòu)來(lái)幫助上述物質(zhì)進(jìn)入。 主動(dòng)運(yùn)輸是廣泛存在于微生物中的一種主要的物質(zhì)運(yùn)輸方式。 PEPP + HPr HPrp + 丙酮酸鹽 P HPr +糖 糖 P +HPr 酶 I 酶 I I 基團(tuán)轉(zhuǎn)移主要存在于厭氧型和兼性厭氧型細(xì)胞中，主要用于糖的運(yùn)輸，脂肪酸、核苷、堿基等也可以通過(guò)這種方式運(yùn)輸。 這些能量有的被用于生化反應(yīng)，有的以熱量的形式散發(fā)，有的被貯存在 ATP中。 這個(gè)過(guò)程，能量有少量釋放，多數(shù)仍保留在產(chǎn)物中。產(chǎn)能率為 ＝ 26％ 丙酮酸是微生物糖酵解的必然產(chǎn)物，如果進(jìn)一步發(fā)酵，可形成多種產(chǎn)物。 產(chǎn)氣桿菌在混合酸發(fā)酵時(shí)會(huì)產(chǎn)生中性的乙酰甲基醇，但大腸埃希氏桿菌的混合酸發(fā)酵產(chǎn)生多種有機(jī)酸，使培養(yǎng)液呈酸性， p H在 。從丙酮酸開始，先形成乙酰輔酶 A，乙酰輔酶 A進(jìn)入 TCA循環(huán)，最終被徹底氧化成為 CO2和 H2O。 1 mol葡萄糖分子完全氧化產(chǎn)生的總能量大約為 2876 U。 在好氧呼吸中，由前面 EMP和TCA產(chǎn)生的 H（ NADH2和FADH2），通過(guò)電子傳遞體系（呼吸鏈），最終到達(dá)分子氧，形成水。 NO3接受電子，形成 NO N2O、 N2。 。 因光合細(xì)菌種類不同，其光合反 應(yīng)也有所不同。 (CH3)2CHOH+ CO2 → 2CH3COCH3+[CH2O]+H2O 四、異養(yǎng)微生物的合成代謝 異養(yǎng)微生物利用現(xiàn)成的有機(jī)物作碳源和能源，用分解過(guò)程中的中間代謝產(chǎn)物和分解代謝中得到的 ATP合成自身細(xì)胞的組成成分。 三 光合作用 1．藻類的光合作用（同綠色植物） 白天，在有光的條件下，利用體內(nèi)的素 （葉綠素、類胡蘿卜素、藻藍(lán)素、藻紅 素等），從 H2O的光解中獲得 H2，還原 CO2成 [CH2O]。發(fā)光后，蟲熒光素酶由激活態(tài)恢復(fù)到基態(tài)。 (三 )無(wú)氧呼吸 無(wú)氧呼吸的最終電子受體不是未徹底氧化的有機(jī)物，也不是 O2，而是除了 O2以外的含氧無(wú)機(jī)物，如 NOSO4 CO32及 CO CO等。 ATP，把電子傳遞過(guò)程中釋放的能量收集貯存。 由于葡萄糖的好氧呼吸包括兩部分， TCA已知產(chǎn)生30mol。 葡萄糖的好氧呼吸分為兩個(gè)階段： ，形成丙酮酸，即 EMP途徑酵解階段； ，即三羧酸循環(huán)（ TCA循環(huán)）階段。稱為陽(yáng)性反應(yīng)。 ，產(chǎn)生 ATP，產(chǎn)物為丙酮酸，進(jìn)一步發(fā)酵可產(chǎn)生乙醇和 CO2。 二、呼吸類型 根據(jù)最終電子受體可將微生物呼吸分為：發(fā)酵、好氧呼吸、無(wú)氧呼吸三種。 所謂的產(chǎn)能代謝就是通過(guò)三種呼吸來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 3．主動(dòng)運(yùn)輸 基團(tuán)轉(zhuǎn)位又稱為磷酸烯醇丙酮酸－磷酸－糖轉(zhuǎn)移酶運(yùn)輸系統(tǒng)（ PTS）， PTS 包括酶 I、酶 II和一種熱穩(wěn)定蛋白質(zhì)（ HPr）。 運(yùn)輸過(guò)程需要三種滲透酶的作用即：?jiǎn)蜗蜣D(zhuǎn)運(yùn)載體、同向轉(zhuǎn)運(yùn)載體、反向轉(zhuǎn)運(yùn)載體。 單純擴(kuò)散速度慢，不能滿足微生物要求，有些物質(zhì)也無(wú)法靠單純擴(kuò)散進(jìn)入細(xì)胞。 4)理化條件適宜 —— pH (二 ) 培養(yǎng)基的類型及應(yīng)用 培養(yǎng)基種類繁多，根據(jù)其成分、物理狀態(tài)和用途可將培養(yǎng)基分成多種類型。最后調(diào)節(jié) pH。 有機(jī)物通常既是碳源也是能源； 大多數(shù)細(xì)菌、真菌、原生動(dòng)物都是化能有機(jī)異養(yǎng)型微生物； 所有致病微生物均為化能有機(jī)異養(yǎng)型微生物； 營(yíng)養(yǎng)類型 電子供體 碳源 能源 舉例 光能無(wú)機(jī)自養(yǎng)型 （光能自養(yǎng)型） H 2 、 H 2 S 、 S 或 H 2 O CO 2 光能 著色細(xì)菌、藍(lán)細(xì)菌、藻類 光能有機(jī)異養(yǎng)型 （光能異養(yǎng)型） 有機(jī)物 有機(jī)物 光能 紅螺細(xì)菌 化能無(wú)機(jī)自養(yǎng)型 （化能自養(yǎng)型） H 2 、 H 2 S 、 Fe2+、NH 3 或 NO 2 CO 2 化學(xué)能 ( 無(wú)機(jī)物氧化 ) 氫細(xì)菌、硫桿菌、亞硝化單胞菌屬 ( N i t r o s o m o n a s ) 、甲烷桿菌屬 ( M e t h a n o b a c t e r i u m ) 、醋桿菌屬 ( A c e t o b a c t e r ) 化能有機(jī)異養(yǎng)型 （化能異養(yǎng)型） 有機(jī)物 有機(jī)物 化學(xué)能 （有機(jī)物氧化 ) 假單胞菌屬、芽孢桿菌屬、乳酸菌屬、真菌、原生動(dòng)物 上述四大類型微生物的劃分不是絕對(duì)的，在它們之間也存在過(guò)渡類型。 生長(zhǎng)因子：那些微生物生長(zhǎng)所必需而且需要量很小，但 微生物自身不能合成的或合成量不足以滿足機(jī)體生長(zhǎng)需要的有機(jī)化合物 。 、核蛋白、磷脂及其他含磷物質(zhì)的重要元素。 對(duì)于為數(shù)眾多的化能異養(yǎng)微生物來(lái)說(shuō)，碳源是兼有能源功能營(yíng)養(yǎng)物 。干物質(zhì)，則主要為有機(jī)物和無(wú)機(jī)物組成。當(dāng)加入了催化劑后才會(huì)表現(xiàn)為催化作用。但也有很大不同： 高溫時(shí)，酶會(huì)受到破壞，發(fā)生不可逆變性，甚至完全失去活性。 實(shí)際：當(dāng) [E]達(dá)到一定濃度時(shí)，酶促反應(yīng)速度就趨于平緩。 如：在同樣條件下，只是催化劑不同，催化 H2O2分解 ,用H2O2酶 1秒可催化 105mol，用 FeCl3， 1秒只催化 105 mol。 AH2+B A+BH2 乳酸 ： ：催化底物基團(tuán)轉(zhuǎn)移到另一個(gè)有機(jī)物上。 這樣，便使酶蛋白呈現(xiàn)以下四種結(jié)構(gòu)。 全酶的所有組分必須齊全，缺一不可，否則就會(huì)失去本有活性。 產(chǎn)地 功用 1. 酶的組成有兩類： ①單成分酶，只含蛋白質(zhì)； ②全酶，除了蛋白質(zhì)，還含有輔助因子，如：小分子有機(jī)物（不含氮）、金屬離子等。 氨基酸由肽鍵（ CONH）連接形成多肽鏈，兩條連或單鏈在卷曲時(shí)相鄰的基團(tuán)可以由氫鍵、鹽鍵、脂鍵、范德華力及金屬鍵相連接。 AB+H2O AOH+BH ：催化物質(zhì)的氧化還原反應(yīng)。 (3).可降低反應(yīng)的活化能 (1)催化效率高：反應(yīng)速度是無(wú)酶催化或普通人造催化劑催化反應(yīng)速度的 103次方至 1010次方倍。 1.[E]對(duì)酶促反應(yīng)的影響 理論：當(dāng)?shù)孜锓肿訚舛茸銐驎r(shí)，酶促反應(yīng)速度與 [E]成正比，即當(dāng) [S]足夠大時(shí)， [E]越大，酶促反應(yīng)速度越快。 過(guò)高過(guò)低的溫度都會(huì)影響酶促反應(yīng)。 微生物體內(nèi)有的酶雖然形成了，但并不起催化作用，稱為酶原。 一、微生物的化學(xué)組成 主要元素 ： 碳、氫、氧、氮、磷、硫、鉀、鎂、鈣、鐵、氯等 微量元素 ： 銅、鋅、錳、鉬、硒、鈷等 微生物體內(nèi)的 70～ 90％為水，剩下的為干物質(zhì)。 微生物最好的碳源是糖尤其是葡萄糖、蔗糖。 1） P P對(duì)于微生
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