環(huán)境微生物第八章微生物對化學(xué)物質(zhì)的降解與轉(zhuǎn)化(編輯修改稿)
2025-02-14 02:11 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 利用各種生物處理法進(jìn)行處理；對毒性強(qiáng)而且又難以降解的物質(zhì)就應(yīng)該停產(chǎn)、停用，以避免其對人類的危害。 二、 影響微生物降解與轉(zhuǎn)化的因素 物質(zhì)的化學(xué)特性 共代謝作用 微生物的生長條件 污染物降解或轉(zhuǎn)化的產(chǎn)物 1 物質(zhì)的化學(xué)特性 （ 1）分子大小 一般 小分子物質(zhì)比大分子物質(zhì)易被降解 ，因?yàn)榇蠓肿游镔|(zhì)須在胞外先被降解為小分子物質(zhì)才有可能進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)被徹底分解。 分子大小 官能團(tuán)性質(zhì)與數(shù)量 主鏈上取代基團(tuán) （ 2） 官能團(tuán)性質(zhì)與數(shù)量 羥基或胺基取代苯環(huán)上的氫原子后 ， 苯系物的降解性有所提高；而鹵代的結(jié)果是生物降解性下降 。 （ 3） 主鏈上取代基團(tuán) 取代原子可以決定污染物抗生物降解能力的大小 。 氧原子取代物的抗生物降解能力最強(qiáng) ， 其次為硫原子取代物和氮原子取代物 。 此外，結(jié)構(gòu)簡單的化合物比結(jié)構(gòu)復(fù)雜的化合物易被降解； 鏈烴比環(huán)烴易被降解； 不飽和烴類比飽和烴類易被降解； 直鏈化合物比支鏈化合物易被降解； 支鏈越多生物降解性越低； 苯環(huán)越多越難降解。 2 共代謝作用 所謂 共代謝 是指在某些特殊的基質(zhì)中或在其他微生物參與的特定條件下，微生物降解轉(zhuǎn)化原來不能利用的化合物的現(xiàn)象 。 共代謝中微生物細(xì)胞不增殖。 微生物的共代謝作用有 3種情況： （ 1）基質(zhì)有機(jī)物提供能源 （ 2）其他微生物協(xié)同作用 （ 3）相似物誘導(dǎo)產(chǎn)生酶 在實(shí)踐中，已有某些難降解的有機(jī)物，經(jīng)合適的微生物的一系列共代謝作用而徹底降解。 3 微生物的生長條件 除了有機(jī)污染物提供的碳源外，微生物還需要按適當(dāng)比例供給的氮素、磷素等養(yǎng)分，并在合適的通氣、 pH值、溫度、水分、光照等條件下，在沒有有毒物質(zhì)抑制的情況下，才能很好地發(fā)揮降解轉(zhuǎn)化作用。 4 污染物降解或轉(zhuǎn)化的產(chǎn)物 某些污染物的降解或轉(zhuǎn)化的產(chǎn)物，可能是更難降解的物質(zhì)。 三、微生物降解與轉(zhuǎn)化污染物的巨大潛力 微生物具有易變異的特點(diǎn)，這意味著微生物可以很快地適應(yīng)環(huán)境并降解和轉(zhuǎn)化環(huán)境中的污染物質(zhì)，或者說，微生物具有降解與轉(zhuǎn)化污染物的巨大潛力。 產(chǎn)生誘導(dǎo)酶 形成突變株 降解性質(zhì)粒 組建超級菌 共代謝方式 1 產(chǎn)生誘導(dǎo)酶 誘導(dǎo)酶是微生物在外界誘導(dǎo)物作用下而產(chǎn)生的酶，這是微生物對外界營養(yǎng)條件變化的普遍適應(yīng)方式。 2 形成突變株 微生物易受環(huán)境因素的影響而產(chǎn)生突變體，這種突變對微生物本身是有益的，它可以促使微生物合成一些新的酶類，賦予微生物新的性狀功能，包括降解轉(zhuǎn)化污染物質(zhì)的功能。 在自然狀態(tài)下，突變頻率相當(dāng)?shù)?，一個(gè)突變體的產(chǎn)生需要較長的時(shí)間過程。 因此， 采用人工誘變育種的方法或通過基因工程組建新的可降解特定污染物的“工程菌”，已成為環(huán)境微生物學(xué)研究的新內(nèi)容之一 。 3 降解性質(zhì)粒 微生物的降解轉(zhuǎn)化污染物的功能是受細(xì)胞內(nèi)的質(zhì)粒所控制的。 現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)許多這類質(zhì)粒，例如降解直鏈烷烴質(zhì)粒（ OCT）、降解甲苯質(zhì)粒（ TOL）、降解 2， 4－ D質(zhì)粒（ PJP）、降解六六六質(zhì)粒（ BHC）和耐汞質(zhì)粒（ MER）等。 篩選具有降解性質(zhì)粒的高效菌株是環(huán)境微生物的重要工作。 4 組建超級菌 由于并非所有的微生物都具有所有的質(zhì)粒，故人們開始通過遺傳工程手段將多個(gè)菌中功能不同的質(zhì)粒轉(zhuǎn)移到同一菌體內(nèi)，創(chuàng)建含多質(zhì)粒，具多功能的新菌株，即所謂“超級菌”， 這已成為環(huán)境微生物學(xué)研究的重要方向。 5 共代謝方式
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