水处理生物学第六章微生物代谢.pptVIP

反硝化细菌都具有完整的呼吸系统。只有在厌氧(缺氧)条件下才能诱导出反硝化作用需要的硝酸盐还原酶和亚硝酸盐还原酶。反硝化需要供氢体，一般由有机物提供。也可以利用H2或CH4在废水处理中有重要的意义。如生物脱氮。例如：Bacilluslichenifomis地衣芽孢杆菌Pseudomonasaeruginosa铜绿假胞单菌Thiobacillusdenitrificans脱氮硫杆菌能进行反硝化作用的微生物，即反硝化细菌，都是一些兼性厌氧微生物，专性厌氧微生物无法进行反硝化作用。第三节微生物的代谢第31页，共55页，星期日，2025年，2月5日（2）硫酸盐呼吸（sulfaterespiration）SO42－SO32－,S3O62－,S2O32－,H2S最终产物是H2S，自然界中的大多数H2S是由此反应所产生的。是硫酸还原菌（反硫化细菌）的一种呼吸方式。严格的专性厌氧菌注意与硫磺细菌的区别：H2SSSO42－定义：以硫酸根为最终电子受体的厌氧呼吸。硫酸根根最终被还原为硫化氢。第三节微生物的代谢第32页，共55页，星期日，2025年，2月5日（3）硫呼吸（sulphurrespiration）S0H2S近几年才发现的一种无氧呼吸类型。Desulfuromonasacetoxidaus氧化乙酸脱硫单胞菌（4）碳酸盐呼吸（carbonaterespiration）CO2、HCO3CH3COOH（乙酸细菌）CH4（甲烷菌）第三节微生物的代谢第33页，共55页，星期日，2025年，2月5日（5）延胡索酸呼吸（fumaraterespiration）延胡索酸琥珀酸COOHCHCHCOOHCOOHCH2CH2COOH许多兼性厌氧菌都能进行延胡索酸呼吸。第三节微生物的代谢第34页，共55页，星期日，2025年，2月5日3、发酵（fermentation）(又称分子内无氧呼吸)在无氧（厌氧）条件下，底物脱氢后产生的[H]不经过呼吸链而直接交给某一内源氧化性中间代谢产物的一类反应。注意：在发酵工业上，[发酵]是指任何利用好氧和厌氧微生物来生产有用代谢物的一类生产方式。R1—H2R2R2—H2R1＋能量第三节微生物的代谢第35页，共55页，星期日，2025年，2月5日大多数情况下基质失去氢被氧化，其某中间代谢产物又接受此氢被还原，故也被称为分子内呼吸（分子内氧化还原反应）。厌氧微生物为了满足生命活动的需要，消耗的基质要比好氧微生物多，故在发酵过程中能积累大量中间产物。工业上：可以获得有用物质水处理：处理水质不好，难适用于低浓度废水。基质氧化不彻底，还含有相当能量，故放出能量少。发酵的特点：第三节微生物的代谢第36页，共55页，星期日，2025年，2月5日乙醇发酵（生产酒精）葡萄糖3－磷酸甘油醛1，3－二磷酸甘油酸2NAD2NADH2丙酮酸脱羧酶乙醛乙醇ATPCO2底物：葡萄糖最终电子受体：乙醛（代谢的中间产物）产能量少（2个ATP)，大部分储存在乙醇中。第37页，共55页，星期日，2025年，2月5日C6H12O6ABCCO2A、B或C[H]发酵AH2,BH2或CH4(发酵产物：乙醇、乳酸等)经呼吸链好氧呼吸O2H2O厌氧呼吸脱氢递氢受氢好氧呼吸、厌氧呼吸和发酵示意图(小结)—[H]—[H]—[H]—[H][H]第38页，共55页，星期日，2025年，2月5日???呼吸方式受氢体化学反应式好氧呼吸分子氧C6H12O6+6O2-——6CO2+6H2O+2817.3kJ无氧呼吸无机物C6H12O6+4NO3-——6CO2+6H2O+2N2+1755.6kJ发酵有机物C6H12O6——2CH3CH2OH+2CO2+92.0kJ三种呼吸方式获得的能量水平比较第39页，共55页，星期日，2025年，2月5日有机污染物降解的营养物需求量计算参与生物降解反应的组分及反应类型电子（氢）供体（electrondonors）有机污染物电子（氢）受体（electronacceptor）无机营养物质（nutrient）O2、N、P细胞分解、代谢产物有机物的生物分解实质上是一系列的生物氧化还原反应。反应类型：电子（氢）供体的氧化反应、电子（氢）受体的还原反应、