当代给水与废水处理原理（第二版）第6章a.pptVIP

⑶核酸的生物学功能　 核酸参与遗传信息的传递。DNA是生物遗传的主要物质基础，是基因的基础化学物质。 DNA在遗传过程中的具体作用有两方面： 一是在细胞分裂时按照自己的结构精确复制传给子代，生物合成的ＤＮＡ分子中的核苷酸种类和顺序与原有的ＤＮＡ完全一样。 二是ＤＮＡ作为合成mＲＮＡ的模板，在遗传信息传递中，ＤＮＡ首先把它以密码方式储存，然后在传递信息中转录给mＲＮＡ，由转移核糖核酸将遗传密码转译成相应的氨基酸带到核糖体上，照mＲＮＡ从ＤＮＡ得到的密码顺序连接成多肽，见图６－１０。 核酸结构改变与生物变异基因上任何一对碱基的改变或增减，称为基因突变。 凡是由外界环境的自然作用而发生的基因突变称为自发突变。 基因重组是将两个不同性状个体细胞内的遗传基因转移至一个个体细胞内，使之发生遗传性变异的过程。基因重组又称为基因工程或遗传工程。 遗传工程是通过对遗传物质的直接操纵、改组、重建来实现对遗传性状定向的改造。 6.5 细菌的营养和生长环境 细菌的新陈代谢活动是细菌不断地从外界摄取生长与繁殖所必需的营养物质，同时又不断的将自身产生的代谢产物排泄到环境中去的过程。其包括两个作用：同化和异化作用。 同化作用为吸收能量，进行合成反应，将吸收的营养物质转变为细胞物质的过程。异化作用分为分解反应，放出能量，将自身细胞物质和细胞内的营养物质分解的过程。 异化作用为同化作用提供物质基础及能量来源，同化作用又为异化作用提供物质基础。 1.细菌的营养类型 细菌可以分为光能和化能两种营养类型。 （1）光能营养 光能营养菌能将光能转化为ATP的高能磷酸键。 光能自养菌常用的电子供体是各种无机化合物，有些是分子氢或还原性硫化物。有些光能营养菌能利用有机物在光照下生长，这时还原反应的电子供体是有机物，这类细菌称为光能有机营养菌。 光能细菌能利用各种有机碳化合物和氧化物，因而近几年利用光合细菌净化废水取得较好的效果。 （2）化能营养 大多数细菌依靠各种氧化还原反应以获得ATP。 能利用有机物作为电子供体的称化能有机营养菌，即化能自养菌，它包括各种需氧菌和厌氧菌。其中在这类菌中，硝酸盐还原菌与硫酸盐还原菌具有特别的水处理意义。硝酸盐还原菌在厌氧时能以硝酸盐为氧源，把硝酸盐还原为亚硝酸盐、氨和氮气，也就是通常说的反硝化。 化能无机营养菌也称化能自养菌，能利用无机物、氢、硫化物、亚硝酸盐或氮等作为电子供体。其按能源又可分为一下几类： 硝化细菌 硫黄细菌 铁细菌 2.营养物质的传递 营养物质进入细胞的方式有一下三种： （1）渗透作用（被动扩散）：主要是相对分子量小的物质进入细胞内以这种方式为多，由高浓度区域向低浓度区域扩散。 （2）促进扩散；其是通过专一性的膜蛋白质传送物质。被传送物质先在细胞外于载体结合，然后在细胞内释放。这种方式不需要能量，但对被运输的物质具有专一性，并按浓度梯度方向运输。 * * 第六章 生物化学工程基础  ——应用微生物生物化学 生物化学工程是应用化学工程的原理和方法， 将生物工程的研究成果进行工业应用的学科。废 水的生物处理包含在生物化学工程的研究领域内， 而微生物及相关的生物化学知识，是以微观水平 理解生物化学反应过程的基础，是废水生化处理 的基础理论。 水处理中的微生物 　　 　　给水与废水处理涉及的微生物种类很多，根据其结构、功能和组分的差异，主要分三类： 原核细胞微生物、真核细胞微生物和病毒（噬菌体）。 6—1原核细胞微生物 原核细胞微生物的细胞仅有原来的核物质，无核膜与核仁的分化，也无细胞器等。它包括细菌、放线菌、蓝细菌等，其细胞结构如图6—1所示。 1．细菌（真细菌） 细菌是给水与废水处理中最重要的一类微生物。它是一种单细胞的类似植物的生物。根据细菌外型的不同，可分为球菌、杆菌和螺旋菌。通常球菌直径为0.5~1.0um；杆菌宽0.5~1.0um，长1.5~1.0um，螺旋菌宽0.5~5.0um，长6~15um。细菌以单个或群体存在，通常以二分裂法繁殖，也有些可以进行有性繁殖。 　　细菌细胞的最外层为细胞壁，厚约２０nm，是具有较强坚韧性的一层薄膜，起固定细菌形态和保护细胞的作用。细胞壁由脂类、蛋白质和多糖的聚合物组成，能控制通过细胞壁的分子大小，使大分子物质不能进入细胞内。 　　细胞膜是一层紧贴着细胞壁而包围着细胞质的薄膜，厚约１０nm，其化学成分主要是脂类和蛋白质。这种膜具有选择性吸收的半渗透性，膜上具有