红菌与厌氧氨氧化菌
2023-2024学年山东省潍坊市高密市三中高三9月月考生物试题
2023-2024学年山东省潍坊市高密市三中高三9月月考生物试题1.厌氧氨氧化菌俗称“红菌”，是一种化能自养型细菌，以二氧化碳作为唯一碳源，通过将亚硝酸氧化成硝酸来获得能量，并通过乙酰-CoA途径同化二氧化碳。
“红菌”进行分解代谢的主要场所是一种称为厌氧氨氧化体的具膜结构。
下列相关叙述错误．．的是（）A．“红菌”在生态系统中，扮演着生产者的“角色”B．“红菌”能利用亚硝酸还原为硝酸释放的能量同化CO 2C．“红菌”的拟核内能进行DNA的复制和RNA的合成D．“红菌”的厌氧氨氧化体的膜主要由磷脂和蛋白质组成2.鲤春病毒病是一种由弹状病毒引起，常在鲤科鱼类中流行且春季爆发的疾病。
该弹状病毒有一层囊膜，内含一条单链RNA（由M个核苷酸缩合而成）和依赖于RNA的RNA复制酶等物质。
下列相关叙述或推理，不合理的是（）A．该弹状病毒的组成元素一定含有C、H、O、N、PB．该弹状病毒的RNA聚合酶可催化脱氧核苷酸链的形成C．鲤科鱼类的遗传物质与该弹状病毒的遗传物质不同D．合成第一个子代弹状病毒的RNA 至少需要2M个核苷酸3.下图是由50个氨基酸合成的某蛋白质激素结构简图，其中二硫键（－S－S－）是2个－SH被氧化而形成的。
下列叙述正确的是（）A．该激素中的肽键、二硫键的形成都可来自氨基酸的脱水缩合过程B．该激素的氨基酸之间脱水缩合形成的水分子中氢全部来自氨基C．每条肽链中游离氨基的数目与参与构成该肽链的氨基酸种类无关D．这些氨基酸合成该激素后，分子量减少了8704.脂滴 (LD) 是一种新型细胞器，主要储存脂肪等脂质。
哺乳动物的LD 还具有蛋白质介导的抗菌能力：在响应侵入机体的LPS 时，多种宿主防御蛋白会在LD 上组装成复杂的簇，以应对细菌的侵袭。
LPS 是细菌的脂多糖，能抑制LD 内脂质在线粒体内的降解。
下列说法正确的是（）A．LD可能是由单层磷脂分子包裹而成，磷脂分子的头部朝内B．LD具有储存脂质、容纳蛋白质、产生脂多糖和抗菌等功能C．LD上合成的防御蛋白可作为信号分子，能抑制LD内脂质的代谢D．LD 发挥抗菌功能离不开蛋白质、脂质和糖类等物质5.下列有关生物学上的“骨架”的叙述不正确的是A．生物大分子以碳链为“骨架”,由单体聚合而成B．生物膜的“骨架”是可以运动的C．细胞“骨架”由蛋白质纤维和脂质组成,与细胞的运动、分裂等有关D．在DNA的“骨架”上，每个脱氧核糖可以与一或两个磷酸基团相连6.下图表示细胞中某种生物大分子的合成及运输路线。
红菌
据了解，如果“红菌”技术在全市范围应用，可以 节约建设费用5亿元，节约污水处理运行成本5000万 元。按照北京市每天处理垃圾渗滤液2000立方米， 每立方米处理成本50元左右计算。
“红菌”脱氮技术的应用可使得单位处理成本降低 30%以上，每天节约3万元，仅垃圾渗滤液处理这一 项一年就能够为北京的污水处理节约运行成本上千 万元。
“红菌”在水处理中的应用
组员：王静宇 丁鑫 黄钰 曹俊 罗书培
红菌的发现：
上世纪80年代末，在荷兰代夫尔特一个酵母
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
厂的污水脱氮流化床反应器中，一个奇怪的 现象被发现了，反应器中NH4+ 消失的同时有 N2 生成，科学家经多年观察实验最终推测反 应为厌氧氨氧化反应，厌氧氨氧化菌就是这 神奇途径的承载者，即大家口中的红菌。
进行处理。
红菌目前在我国应用：
进过多年的观察研究，在高碑店污水处
理厂通过分散培养技术成功将红菌运用 在污水处理中。去污过程中不但不产生 污泥，而且不会产生二氧化碳，降低温 室气体排放量90%以上，并节省60%的电 耗
在高碑店污水处理厂，红
菌的主反应器，被关在一 个密封的厂房中，里面摆 放了红菌的填料支架。像 塑料球一样，有小孔，笼 子似的容器，被称作填料， “红菌”就是附着在填料 上，其实相当于给这些菌 类找了一个“家”。
与传统硝化作用相比的优势
与硝化作用相比，厌氧氨氧化以亚硝酸盐取
代氧，改变了末端电子受体；与反硝化作用 相比，以氨取代有机物，改变了电子供体， 化学反应式：
NH4+ + NO2- →N2+ 2H2O
与传统硝化作用相比的优势
较之传统硝化反硝化反应较繁琐的电子传递
污水处理菌种
污水处理菌种引言概述：污水处理是一项重要的环境保护工作，而菌种在污水处理中起着至关重要的作用。
不同的菌种具有不同的功能和特点，能够有效地降解有机物、去除污染物和改善水质。
本文将介绍污水处理中常用的菌种及其作用。
一、厌氧菌种1.1 产甲烷菌产甲烷菌是一种厌氧菌种，主要生活在厌氧环境中，能够将有机物质分解为甲烷气体和二氧化碳。
它们在厌氧消化池中发挥着重要的作用，通过降解有机废物，产生甲烷气体，不仅能够减少有机废物的排放，还能够作为可再生能源利用。
1.2 硫酸盐还原菌硫酸盐还原菌是一类能够利用硫酸盐作为电子受体的菌种，主要生活在缺氧的环境中。
它们能够将硫酸盐还原为硫化物，从而降低污水中的硫酸盐含量。
硫酸盐还原菌在污水处理中起着重要的作用，能够有效地去除硫酸盐污染物，改善水质。
1.3 厌氧氨氧化菌厌氧氨氧化菌是一类能够在缺氧条件下氧化氨氮的菌种。
它们能够将氨氮转化为亚硝酸盐和亚硝酸盐氧化为硝酸盐，从而实现氨氮的去除。
厌氧氨氧化菌在厌氧污水处理系统中起着重要的作用，能够有效地去除氨氮，减少对水体的污染。
二、好氧菌种2.1 好氧颗粒污泥菌好氧颗粒污泥菌是一类能够在有氧条件下生长和繁殖的菌种。
它们能够利用有机物质进行呼吸作用，将有机物质分解为二氧化碳和水，并且能够吸附和去除污水中的悬浮物和有机物质。
好氧颗粒污泥菌在好氧污水处理系统中起着重要的作用，能够有效地去除有机物质和改善水质。
2.2 硝化菌硝化菌是一类能够将氨氮氧化为亚硝酸盐和硝酸盐的菌种。
它们能够将污水中的氨氮转化为亚硝酸盐和硝酸盐，从而实现氨氮的去除。
硝化菌在好氧污水处理系统中起着重要的作用，能够有效地去除氨氮，减少对水体的污染。
2.3 脱氮菌脱氮菌是一类能够利用硝酸盐作为电子受体，将有机物质中的硝酸盐还原为氮气的菌种。
它们能够将污水中的硝酸盐还原为氮气，从而实现氮的去除。
脱氮菌在好氧污水处理系统中起着重要的作用，能够有效地去除硝酸盐污染物，改善水质。
厌氧氨氧化菌的特性与分类
检 测出厌氧 氨氧化反应 ， 并认 为它在氮 素生 物地 球 化学循环 中起 着举 足 轻重 的作用 ． 据估 计 ， 其
氮 气产量 占海洋 氮气 释 放量 的 ３ ～５ ％ ． Ｏ ｏ
在环境 工程上 ， 氧氨氧化反应 已成功地 应用 于 厌 废水 生物脱 氮处 理 ． 报道 ， 荷 兰鹿 特丹 污 水 据 在
种厌 氧氨 氧 化 菌 ， 立 了厌 氧 氨 氧 化 茵科 （ ａ 建 Ａｎ ｍｍｏ ａｅ ｅ ． 文 系统 介 绍 了厌 氧氨 氧 化 菌 的 特 性 ， 细 ｘ ｃａ ） 本 详
描 述 了 ９种 已被 鉴 定 的 厌 氧 氨 氧 化 茵 ．
关
键
词 ：厌 氧 氨 氧 化 茵 形 态 ；生 理 ；生 化 ；种 类 文 献 标 志 码 ：Ａ
Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｓ：ａ ｍ ｍ ｏ ｂ ｔ ｒａ； ｍ ｏ ｐｈｏ ｏ ｄ ｎａ ｘ ａｃｅ ｉ ｒ ｌ ｇｙ； ｐ ｈｙｓｏｌ ｙ；ｂｉ ｈ ｍ ｉｔ ｙ；ｓ ｅ ｉｓ ｉ ｏｇ ｏｃ ｅ ｓ ｒ ｐ ｃｅ
在厌 氧条件 下 ， 以亚硝酸盐 作为氧化 剂将氨 氧化成 氮气 的生物反 应称 为厌氧 氨氧化 ．９ ５ １９ 年， 由荷 兰 Ｍｕｄｒ ｌｅ 等 首先 在一 个 处 理 酵母 废
浙 江 大 学 学报 （ 农业与生命科学版） ３（） ４３ ８，０９ ５ ： ７～４１ ２０ ５
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆＺｈｊａ ｇＵｎｖ ｒｉ （ ｒｃ ＆ Ｌ ｆ ｃ． ｏ ｒ ａ ｅｉｎ ｉｅｓｔ Ａｇ ｉ． ｏ ｙ ｉｅＳ ｉ）
文 章 编 号 ：０ ８９ ０ （ ０ ９ ０ — ４ ３０ １ ０ — ２ ９ ２ ０ ） ５ ０ ７ ９
厌氧氨氧化菌的研究进展_秦玉洁
厌氧氨氧化菌的研究进展＊秦玉洁 周少奇＊＊(华南理工大学环境科学与工程学院,广州510641)摘 要 厌氧氨氧化技术是一种新型生物脱氮技术,在废水处理中具有广泛的应用前途,对全球海洋的氮循环起着重要作用。
由于反应中不需另加有机物、不消耗氧气、不会产生二次污染等优点,厌氧氨氧化技术受到格外关注。
通常认为,厌氧氨氧化的机理在于厌氧氨氧化菌使氨和亚硝酸反应生成氮气。
通过16S r R N A 分子生物学方法已鉴定出该菌群属于分枝很深的浮霉菌,由于至今未能成功分离到纯的菌株,未正式命名,对其微生态环境以及生理生化特征也未能取得一致的意见。
本文综述了国内外对厌氧氨氧化微生物的作用、分布、种类、生理生化特征等研究进展,认为厌氧氨氧化菌的分离纯化、生物特性、小生境等是今后的主要研究方向。
关键词 厌氧氨氧化菌;生物脱氮;鉴定;生物学特性中图分类号 X 703 文献标识码 A 文章编号 1000-4890(2007)11-1867-06R e s e a r c h p r o g r e s s o n a n a e r o b i c a mm o n i u m -o x i d a t i o n b a c t e r i a .Q I NY u -j i e ,Z H O US h a o -q i (C o l l e g e o f E n v i r o n m e n t a l S c i e n c e a n dE n g i n e e r i n g ,S o u t hC h i n aU n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y ,G u a n g z h o u 510641,C h i n a ).C h i n e s e J o u r n a l o f E c o l o g y ,2007,26(11):1867-1872.A b s t r a c t :A n a e r o b i c a m m o n i u m -o x i d a t i o n (A n a m m o x )i s a p r o m i s i n g p r o c e s s o f b i o l o g i c a l n i t r o -g e n r e m o v a l i n w a s t e w a t e r t r e a t m e n t ,a n d p l a y s a s i g n i f i c a n t r o l e o n b i o l o g i c a l n i t r o g e n c y c l i n g i n t h e g l o b a l o c e a n s .I t g e t s p a r t i c u l a r a t t e n t i o n d u e t o i t s u n i q u e f e a t u r e s ,e .g .,w i t h n o a d d i t i o n a l o r g a n i c c o m p o u n d ,w i t h o u t c o n s u m i n g o x y g e n ,a n d w i t h o u t p r o d u c i n g s e c o n d a r y p o l l u t i o n ,i n t h e p r o c e s s o f r e a c t i o n .T h e r e i s a c o m m o n v i e wo n t h e m e c h a n i s mo f A n a m m o x ,i .e .,t h e c o n v e r -s i o n o f a m m o n i a a n d n i t r i t e i n t o n i t r o g e n g a s w a s d u e t o t h e f u n c t i o n o f A n a m m o x b a c t e r i a .B y t h e m e t h o d o f p h y l o g e n e t i c a n a l y s i s o f 16S r R N Ag e n e ,i t w a s d e m o n s t r a t e d t h a t t h e A n a m m o x b a c t e r i a b e l o n g t o t h e d e e p b r a n c h e s o f p l a n c t o m y c e t e .H o w e v e r ,t h e A n a m m o x b a c t e r i a c a n n o t b e f o r m a l l y n a m e d ,b e c a u s e t h e y c a n n o t b e i s o l a t e d a n d p u r i f i e d f r o mt h e a c t i v e s l u d g e b y n o w .I t i s h a r d t o a c h i e v e a c o m m o n v i e wo n t h e m i c r o -e c o s y s t e ma n d t h e p h y s i o l o g y a n d b i o c h e m i s t r y o f t h e b a c t e r i a .I n t h i s p a p e r ,t h e r e s e a r c hp r o g r e s s o n t h e f u n c t i o n ,d i s t r i b u t i o n ,s p e c i e s ,a n d p h y s i o l o g i c a l a n d b i o c h e m i c a l c h a r a c t e r i s t i c s o f A n a m m o x b a c t e r i a w e r e s u m m a r i z e d ,a n di t w a s p o i n t e d o u t t h a t i s o l a t i o n a n d p u r i f i c a t i o n ,b i o l o g i c c h a r a c t e r i s t i c s ,a n d m i c r o -h a b i t a t s a r e t h e f u -t u r e r e s e a r c h d i r e c t i o n s o f t h e A n a m m o x b a c t e r i a .K e y w o r d s :a n a e r o b i ca m m o n i u m -o x i d a t i o nb a c t e r i a ;b i o l o g i c a l n i t r o g e nr e m o v a l ;i d e n t i f i c a -t i o n ,b i o l o g i c a l c h a r a c t e r i s t i c s .＊国家自然科学基金项目(20377013)、教育部新世纪优秀人才支持计划、广东省科技攻关项目(2006B 36703002)和华南理工大学自然科学基金项目(5050760)资助。
厌氧氨氧化菌PPT
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发现与历史
发现
厌氧氨氧化菌的发现可以追溯到20世纪90年代，荷兰科学家在污水处理厂的厌氧沉淀池中发现了这 种微生物。
历史
自发现以来，厌氧氨氧化菌成为了研究热点，其研究涉及生物反应机制、生态学和污水处理等方面。
生态与环境分布
生态
厌氧氨氧化菌在自然界的生态系统中 广泛存在，特别是在缺氧或低氧的生 态系统如河流、湖泊和海洋等中占据 重要地位。
水、食品加工废水等高氨氮废水，降低废水对环境的污染。
研究成果转化案例
总结词
将厌氧氨氧化菌的研究成果转化为实际应用技术和产品 ，推动相关产业的发展。
详细描述
基于厌氧氨氧化菌的研究成果，开发高效、环保的生物 脱氮技术和设备。例如，利用厌氧氨氧化菌的特性，开 发出新型生物反应器，提高脱氮效率和稳定性。此外， 将厌氧氨氧化菌应用于环保产业、农业等领域，推动相 关产业的可持续发展。同时，通过技术转让、合作开发 等方式，将研究成果转化为实际生产力，促进经济发展 和社会进步。
厌氧氨氧化菌
目录
• 厌氧氨氧化菌简介 • 厌氧氨氧化菌的生物特性 • 厌氧氨氧化菌在污水处理中的应用 • 厌氧氨氧化菌的研究进展与挑战 • 厌氧氨氧化菌的实际案例
01 厌氧氨氧化菌简介
定义与特性
定义
厌氧氨氧化菌是一种自养型微生物， 能够利用亚硝酸盐作为电子受体，将 氨氧化为氮气。
特性
厌氧氨氧化菌具有专性厌氧的特性， 对氧气敏感，只有在低氧或无氧环境 中才能正常生长。
03
在高氨废水处理中，需根据废 水的具体情况选择合适的预处 理和后处理工艺，以确保处理 效果和达标排放。
在其他方面的应用
红菌-一种最可持续的污水脱氮途径
占细胞总体积的30%以上的厌氧氨氧化体是厌氧氨氧化菌中最为重要的也是最独特的细胞器，目前被假定为内共生起源的细胞能量产生体，这也是第一个从原核细胞中发现的独立产能细胞器，类似于真核细胞中线粒体的功能。厌氧氨氧化菌在缺氧条件下，无需有机物参与，可以直接将氨氮和亚硝态氮氧化成氮气，较之传统硝化反硝化反应较繁琐的电子传递过程, 大大降低了能耗，是最经济的生物脱氮途径，脱氮成本仅为传统的十分之一，无疑成为污水脱氮处理的一个极富吸引力的方向。
目前，在全球也仅10余座大型厌氧氨氧化废水处理厂。2002年，历经三年半的调试，荷兰鹿特丹建成的世界上第一座生产性质的，完全厌氧氨氧化污水处理反应器才最终达到稳定运行状态。厌氧氨氧化反应器启动过程实质是其内微生物活化和增殖的过程，由于厌氧氨氧化菌11天才能完成一个倍增，污泥产率系数较低，活性又易受到氧的抑制，启动时间通常要半年。之前世界上已建立大型厌氧氨氧化废水处理工程10余座，荷兰、德国、日本、澳大利亚、瑞士、英国都有，国内也有几家，历经7年化蛹成蝶的北京高碑店厌氧氨氧化污水处理厂算是国内目前比较大规模的。
尽管厌氧氨氧化污水脱氮处理技术有卓越的优势，但作为生物处理，必然具有一般生物的局限性，比如抗冲击能力差，受环境影响大，对废水的有机物含量配比要求比较苛刻等。复合工程菌的开发与利用以及组合工艺的研究将成为厌氧氨氧化污水处理工艺未来的发展方向，细菌和微藻的协同作用也是一个热点。
20世纪，全球人口增两倍，人类用水则激增五倍，约12亿人用水短缺，水资源短缺尤其是水质性缺水成了世界共同面对的资源危机，生活、工业、农业污水是污水主要来源，污水处理顺理成章成为新兴朝阳产业。污水生物处理的实质就是通过微生物的新陈代谢活动，将污水中的有机物分解，从而达到净化污水的目的。污水处理在水质改善的同时，还要求所采用技术低能耗、少资源损耗，厌氧氨氧化与亚硝化工艺相结合的氮的完全自养转换方式是一种最可持续的污水脱氮途径。厌氧氨氧化菌就是这神奇途径的这是为什么呢？ 厌氧氨氧化菌呈球形、卵形，直径约0.8-1.1μm，在自然界以及废水生物处理系统中, 厌氧氨氧化菌丰度很低，几乎检测不到其活性，当其在生物膜上有低活性的时候，污泥就不是通常的黑色了，呈现为灰色，驯化一段时间后，随着菌数增加，污泥颜色转变为红棕色，由于厌氧氨氧化菌含有丰富的细胞色素, 当其成为优势菌群时，成熟的厌氧氨氧化污泥呈现美丽的深红色, 污泥颜色的变化也可用作厌氧氨氧化反应器启动进程的指示。由于这与众不同的红色，污水处理厂的工人们就俗称其为红菌。
厌氧氨氧化菌富集注意事项
厌氧氨氧化菌富集注意事项
厌氧氨氧化菌富集是一项重要的微生物实验技术，用于富集和研究在缺氧条件下进行氨氧化代谢的微生物群。
在进行厌氧氨氧化菌富集时，需要注意以下几个方面：
1. 实验条件控制，在进行厌氧氨氧化菌富集实验时，需要严格控制实验条件，确保实验过程中的缺氧环境得以维持。
这包括使用密封的实验容器、采用适当的气体替换技术等手段，以确保实验过程中氧气浓度的降低。
2. 选择合适的培养基，针对厌氧氨氧化菌的富集，需要选择适合其生长和代谢的培养基。
常用的培养基包括KCl-缓冲液、含有氨氮和微量元素的培养基等，这些培养基能够提供厌氧氨氧化菌所需的营养物质。
3. 适当的温度和pH条件，在进行厌氧氨氧化菌富集实验时，需要根据目标菌株的生长特性，选择适宜的温度和pH条件。
通常情况下，厌氧氨氧化菌的生长温度较低，一般在20-30摄氏度之间，而pH值在7左右较为适宜。
4. 防止氧气污染，在进行厌氧氨氧化菌富集实验时，需要严格防止氧气的污染。
这包括在实验过程中避免空气的进入，使用预先处理好的实验器皿和培养基等手段，以确保实验过程中的缺氧条件得以维持。
5. 实验操作注意，在进行厌氧氨氧化菌富集实验时，需要严格遵守操作规程，避免实验中的交叉污染和误操作。
这包括操作过程中的无菌操作、实验器皿的严格清洁消毒等。
综上所述，进行厌氧氨氧化菌富集实验需要在实验条件控制、培养基选择、温度和pH条件、氧气污染防控以及实验操作等方面进行综合考虑和严格控制，以确保实验能够顺利进行并获得可靠的结果。
厌氧氨氧化菌生长条件
厌氧氨氧化菌生长条件
厌氧氨氧化菌是一种特殊的微生物，其生长需要特定的环境条件。
以下是厌氧氨氧化菌的一般生长条件：
1. 温度：厌氧氨氧化菌的适宜生长温度在25-30摄氏度之间。
较高或较低的温度可能抑制其生长。
2. pH值：厌氧氨氧化菌对酸碱度非常敏感。
其适宜的pH范围通常在7-8之间，过高或过低的pH可能会影响菌的生长和代谢。
3. 溶解氧：厌氧氨氧化菌是厌氧微生物，无法在氧气存在的条件下生长。
因此，在培养过程中需要完全消除氧气的存在，通常通过使用无氧培养技术来实现。
4. 氨氮浓度：厌氧氨氧化菌对氨氮是主要的能量来源，其适宜的氨氮浓度通常在1-3毫克/升之间。
过高的氨氮浓度可能会对菌的生长产生抑制作用。
5. 其他营养物质：厌氧氨氧化菌还需要适当的有机碳和微量元素供给，以维持其生长和代谢活动。
需要注意的是，厌氧氨氧化菌的培养和研究相对较为困难，目前对其生长条件和要求的研究还不完全清楚。
因此，在具体的实验研究中可能需要根据不同的菌株和实验目的来调整培养条件。
厌氧氨氧化菌PPT课件
通过建立动力学模型，可以更好地理解厌氧氨氧化反应的机制和影响因 素，为实际应用提供理论支持。
动力学模型通常包括反应速率方程、细胞生长方程、底物消耗和产物生 成方程等，用于描述反应过程和微生物生长之间的关系。
04 厌氧氨氧化菌的应用
在污水处理中的应用
厌氧氨氧化菌在处理高浓度氨氮废水方面具有明显优 势，能够降低处理成本并提高处理效率。01 Nhomakorabea02
03
污水处理
将厌氧氨氧化菌应用于污 水处理过程中，实现高效 脱氮，降低能耗和减少温 室气体排放。
农业废弃物处理
利用厌氧氨氧化菌处理农 业废弃物，实现废弃物的 资源化利用和氮素的有效 去除。
生态修复
将厌氧氨氧化菌应用于水 体生态修复，改善水环境 质量，促进水生态系统的 平衡。
THANKS FOR WATCHING
过氧化反应生成氮气和水。
在这个过程中，厌氧氨氧化菌将 氨和亚硝酸盐氧化为氮气和水， 同时释放能量，供细胞生长和维
持生命活动。
厌氧氨氧化反应是自然界氮循环 中的一个重要过程，对于维持生 态平衡和全球氮循环具有重要意
义。
厌氧氨氧化反应的微生物学过程
厌氧氨氧化菌在生长过程中，首先利用亚硝酸盐作为电子受体，将氨氧化为羟胺，然后进一 步氧化羟胺为氮气。
厌氧氨氧化途径
研究厌氧氨氧化菌的厌氧氨氧化途径 ，包括氮气还原为亚硝酸盐和硝酸盐 的过程，以及能量代谢和物质转化的 机制。
代谢调控机制
探讨厌氧氨氧化菌的代谢调控机制， 包括酶活性调节、基因表达调控和环 境因素对代谢的影响，为优化厌氧氨 氧化菌的生长和代谢提供理论依据。
厌氧氨氧化菌在生物脱氮技术中的应用前景
在厌氧氨氧化反应过程中，厌氧氨氧化菌通过细胞膜上的酶系进行电子传递和能量转换，将 化学能转化为生物能。
厌氧氨氧化菌PPT
在污水处理厂、农业排水、工业废水等特定环境中，厌 氧氨氧化菌的分布更为集中。
厌氧氨氧化菌在环境中的作用
氮素转化
厌氧氨氧化菌是唯一能在厌氧条件下将氨氮直接转化为氮气的微生物，对于全球氮素循环具有 重要意义。
污染物去除
厌氧氨氧化菌在污水处理过程中能有效地去除氨氮和总氮，降低水体污染。
厌氧氨氧化菌与其他微生物的相互作用
01
共生关系
厌氧氨氧化菌与产甲烷菌等其他微生物存在共生 关系，共同参与厌氧消化过程。
02
竞争关系
在某些环境下，厌氧氨氧化菌与其他异养硝化细 菌存在营养物质和生存空间的竞争关系。
03
厌氧氨氧化菌的应用
在污水处理中的应用
01 厌氧氨氧化是一种新型的生物脱氮技术，通过厌 氧氨氧化菌的作用，将氨氮和亚硝酸盐同时转化 为氮气，从而达到脱氮的目的。
厌氧氨氧化菌
目录
• 厌氧氨氧化菌的简介 • 厌氧氨氧化菌的生态学 • 厌氧氨氧化菌的应用 • 厌氧氨氧化菌的研究进展 • 厌氧氨氧化菌的未来展望
01
厌氧氨氧化菌的简介
厌氧氨氧化菌的定义
厌氧氨氧化菌是一种在无氧条件下，能够将氨氮转化为 氮气的微生物。
厌氧氨氧化菌属于自养型微生物，它们可以利用二氧化 碳作为碳源，同时将氨氮作为能源进行氧化反应。
厌氧氨氧化菌的发现
厌氧氨氧化菌的发现始于20世纪90年代，荷兰科 学家在污水处理厂的厌氧沉淀池中发现了这种微 生物。
这一发现揭示了厌氧氨氧化菌在自然界中的广泛 存在和重要作用，为解决水体富营养化问题提供 了新的思路。
厌氧氨氧化菌的特性
厌氧氨氧化菌是一种化能自养型微生物，它们可 01 以在无氧条件下利用二氧化碳和氨氮进行氧化反
神奇细菌：边净水边发电
小小细菌种类多，你们不行 ， 看我的 ！
这 次 ，科学 家从细 菌家族 中挑 出一 种 喝脏 水 也 能多发 电的新 菌种—— 希瓦 氏菌 。只要 把 希 瓦 氏菌投放在 实验用 污水 池里 ，这 个实验 污 水池就 成了一 个希瓦 氏菌 电池 。接 下来 ，
边净化 、边发电的模式就开启了 。 希瓦 氏菌在污水 池里急忙 地分解着 有机 废 物 ，然 后不遗余 力地 向外输 出电力 。用希 瓦 氏菌做 成 的新 一代细 菌电池 ，一天能 净化 ２ ２ ５ ０升 污水 ，还能 输 出不少 电力 。这 些电 力在满足处理沉淀物需要的基础上 ，还会 有剩余 ，剩余电量给手机充电完全够用 。 实验室成果能经受得住实 用考验吗？科学家在一家养 猪场展开了实用检验 ，结果令 人满
现 在 ，被污染 的水源越 来越多 ，缺 水现象 日益
严重 。净化污水 ， 还水源 “ 清 白”的任务迫在眉睫 。
而 目前 用工业方 法处理污 水的成 本高 、效率低 。有 没有一种办法可 以快速 、 高效 、 低成本Ｉ 净化污水呢？ 当然有 ！科学 家在 细菌家族 中发现 ，红 菌 （ 学
名叫厌氧氨氧化菌 ） 在污水里生活得挺欢实，不仅不会被污水 “ 呛死”， 反倒以污水中的有机废
物为食 ，可 以高效地分解污水中的有机物 ，把原本发臭的污水净化成清水 。
利用细菌净化污水的方法叫污水生物处 理 法 ，就是用数之不尽的细菌 为 “ 治污 兵将 ” ， 让它们 “ 吃掉 ”水 中的有机物 。红菌被 引进污 水处理厂之后 ，立马在污水处理行业里立 下了
＿ 二 文 史 峰
食 物酸 了、面 包发起 来、感 冒流鼻涕等这 些事 ，都与小小的细 菌有关 。别看细菌微小 ， 可是它－ １ ｆ ３ － ￣ Ｆ 常常凭借 “ 菌多力量大”的优 势 ，整出一些 大动静来 这不 ，就有种细 菌聚在
厌氧氨氧化菌PPT课件
厌氧氨氧化菌需要在低氧分压、低有机碳源和高氨氮浓 度的条件下生长，同时需要保持适宜的pH值和温度。
厌氧氨氧化菌的基因研究
01
基因组研究
通过对厌氧氨氧化菌的基因组进行测序和分析， 可以了解其代谢机制和进化关系。
02
分子生物学技术
利用分子生物学技术，如PCR、基因克隆和表达 等，可以研究厌氧氨氧化菌的基因结构和功能。
厌氧氨氧化菌的应用研究
随着对厌氧氨氧化菌的深入了解，研究者们开始探索其在污水处理、生物脱氮等方面的应 用。通过优化反应条件、驯化菌群等方式，成功实现了厌氧氨氧化技术在废水处理中的应 用，为解决全球性的水体富营养化问题提供了新的思路。
厌氧氨氧化菌的研究挑战与展望
厌氧氨氧化菌的分子 生态学研究
尽管我们已经对厌氧氨氧化菌的生态 学和生理特性有了初步了解，但是其 分子生态学机制仍不清晰。未来研究 需要关注厌氧氨氧化菌的基因组学、 转录组学和蛋白质组学等方面的研究 ，深入揭示其生态适应机制和代谢机 制。
厌氧氨氧化反应的化学方程式为： NH4+ + NO2- → N2 + 2H2O。
该反应过程中，厌氧氨氧化菌将氨氮 和亚硝酸盐分别氧化为氮气和硝酸盐， 同时释放能量，用于合成细胞物质和 维持生命活动。
厌氧氨氧化菌的能量代谢
厌氧氨氧化菌的能量代谢是通过厌氧氨氧化反应实现的，该反应释放的 能量一部分用于合成细胞物质，另一部分以高能物质的形式储存于细胞 内。
生物脱氮。
厌氧氨氧化菌的生物脱氮过程相 较于传统的物化法脱氮具有更高 的效率和较低的成本， 要进一步研究和优化，以提高其
处理效果和实用性。
在环境保护方面的应用
厌氧氨氧化菌在环境保护方面具有广泛 的应用前景，不仅在污水处理和生物脱 氮方面有重要作用，还能够应用于土壤
厌氧氨氧化的简介——李权概要
2019年1月19日
高等微生物
2019年1月19日
高等微生物
一．生理生化特征：
作为唯一 对氧敏感。
厌氧氨氧化菌为化能自养型细菌 , 以二氧化碳 碳源，通过将亚硝酸氧化成硝酸来获得能量，
2019年1月19日
高等微生物
三、特殊的细胞膜
其生物膜的脂 质由五个碳环融合在 一起形成一个密集的 阶梯。这种“梯形烷” 脂质是独特的，这种 结构使得该膜非常致 密，所以能够阻止联 氨泄漏到细胞其余地 方。目前Elias Corey已经在实验室构 造出该脂质的结构。
NH4+ + 1. 5 O2 →NO2- + H2O + 2H+ NH4+ + 1. 3NO2- →1. 02N2 + 0. 26NO3-+ 2H2O NH4+ + 0. 85O2 → 0. 43N2 + 0. 13NO3-+ 1. 3H2O + 1. 4H+ 二、优点
限氧条件下进行节约供氧量理论上节约供氧62.5% 硝化50%的氨氮控制在亚硝化阶段节约碱度50%
基质浓度
亚硝酸盐是一种的毒性基质，一 旦浓度过高，会对厌氧氨氧化菌 产生明显的抑制作用；氨浓度和 硝酸盐浓度低于1000 mg/L
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Anammox的工程应用 Sharon-Anammox 工艺是一种将短程硝化和厌 氧氨氧化联合的脱氮工艺（荷兰Delft大学2001年 开发的）。 CANON 工艺是一种在同一个反应器内实现亚硝 化和厌氧氨氧化的脱氮工艺（荷兰Delft大学2001 年开发的）。
厌氧氨氧化（Anammox ）
厌氧氨氧化的发现与发展
厌氧氨氧化菌的特性与分类
收稿日期 : 2008 -08-12 基金项目 : 国家自然科学基金资助项目( 30770039) ; 国家高技术研究发展计划 863" 资助项目( 2006A A 06Z332) . 作者简介 : 郑 平( 1962 —) , 男 , 浙 江 金 华 人 , 教 授 , 从 事 废 物生 物 处 理 研 究 .Tel :0571 -86971709 ;E-mai l :pzheng @ zju . edu . cn .
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农业与生命科学版) 浙 江 大 学 学 报(
第 3 5 卷
处理厂 , 利用厌氧氨氧化工艺对污泥压滤液进行 脱氮处理 , 反应器总氮去除率高达 9 . 5 kg m 1 [ 5] d , 显示了诱人的应用前景 . 厌氧氨氧化的推 动者 — — — 厌氧氨氧化菌是一群分支很深的浮霉 状菌 , 其特殊的细胞结构 、代谢方式和进化地位 引起了生物学家的高度关注 . 本文拟就厌氧氨氧 化菌的研究进展作一综述 .
[ 15]ຫໍສະໝຸດ 图 1 厌氧氨氧化菌细胞的超微结构图
Fig . 1 U lt rast ruct ure of anammox bact erial cell
.
第 5 期
郑 平, 张 蕾, 等: 厌氧氨氧化菌的特性与分类
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表 1 富集厌氧氨氧化菌的营养元素组成
Tab le 1 N ut rient s u sed f or anam mox bacteria enrichmen t 营养物 K H 2 PO4 CaC l2 M gSO 4 7 H 2 O K HCO 3 微量元素溶液 Ⅰ EDT A FeSO 4 微量元素溶液 Ⅱ EDT A H 3 BO 4 M nCl2 4H 2 O CuSO 4 5 H 2 O ZnS O4 7H 2 O N iCl2 6H 2 O N aM oO 4 2H 2 O N aS eO 4 10H 2 O 质量浓度/ ( g L -1 ) 0 . 027 0 . 18 0 . 3 0 . 5 5 5 15 0 . 014 0 . 99 0 . 25 0 . 43 0 . 19 0 . 22 0 . 21
红菌生长的适宜ph
红菌生长的适宜ph一、红菌生长的适宜ph在6.7～8.3 之间。
厌氧氨氧化菌（以下简称红菌）是一种几乎与地球同龄的古老菌群，但直到20世纪90年代，人类科学家才在黑海深水层中发现了它（随后该菌群在其他厌氧或缺氧环境中相继被发现）。
红菌细胞呈不规则的球状、卵状，大小为（0.7～1.1）μm×（1.1～1.3）μm，细胞外有丰富的胞外多聚物，一般都不含菌毛。
其特有的细胞器为厌氧氨氧化体，占细胞体积的50%～80%，是进行厌氧氨氧化反应的场所，具有特殊的化学成分。
由于红菌细胞内部含有大量的细胞色素C，鲜红色成了他最为最显著的特征，故水处理人常俗称其为红菌。
值得一提的是，红菌的色度与生物活性显著相关，一般活性较高的红菌呈现标志性的红棕色（可用细胞色素C的含量表征红菌的活性）。
此外，红菌对环境极为敏感。
严格厌氧的红菌可生存温度范围在-2.5~100℃，但多嗜中温，最适生长温度为30~40℃，最佳生长pH为6.7~8.3，倍增时间在10~30d。
根据生长动力学，可将红菌类群分为“快生型”与“慢生型”。
“快生型”具有较高的比生长速率，基质亲和力相对较弱，“慢生型”具有较强的基质亲和力，比生长速率较低。
二、红菌的影响因素，如何快速富集“红菌”，提高脱氮效率？众所周知，红菌的种类、分布、数量和活性对厌氧氨氧化效能起到重要作用。
因此在实际应用中，我们可以通过污泥龄（SRT）、DO 和水力停留时间（HRT）等参数来改变红菌富集过程中菌群的群落结构，从而影响红菌的数量、种类和活性。
1、污泥龄（SRT）和水力停留时间（HRT）污泥龄（SRT）和水力停留时间（HRT）作为废水处理工艺运行的重要参数，也会影响厌氧氨氧化的进程。
其中，污泥龄SRT可决定污泥中微生物的种类，应控制SRT大于红菌的倍增时间，在菌种富集培养过程中尽可能少排泥或不排泥。
缩短HRT是快速富集红菌并提高脱氮效率的另一有效途径。
有研究表明，缩短HRT时菌株EPS中的蛋白质/多糖由1.35升至1.86，稳定达到2.08，有效促进污泥颗粒化，总氮去除负荷平均达到0.58 kg/（m3·d），总氮去除率均值维持在94.2%，脱氮性能保持稳定。
厌氧氨氧化名词解释
厌氧氨氧化名词解释厌氧氨氧化是指有机物经过氨氧化剂的作用下而被彻底分解为氨和水的过程。
在厌氧条件下，蛋白质分子中的羧基（-COOH)与氨基(-NH2)结合生成尿素。
不饱和脂肪酸的醛基可被氨基取代生成对氨基苯甲酸，在碱性条件下也可被转化成相应的酸或酯。
此外，氨氧化还可使糖类、蛋白质等有机物进行彻底的氧化分解，同时使生成的二氧化碳、水等排出体外。
1、不能被碱破坏。
2、能被重金属离子所催化，而且反应速度比氨氧化快得多。
3、不能用传统的处理方法(如加碱液、加催化剂)处理。
4、反应液可以达到无菌。
厌氧氨氧化是由于在厌氧环境中,氮元素从溶液中析出并放出能量的过程.一个简单的原电池:在氨水溶液中,氯离子(Cl- )被氨氧化,生成了氨和少量的一氧化氮.因为一氧化氮不稳定,它将缓慢分解为氨和水,然后氨又会被氧化成氨水.氨水在重力作用下自动下沉,在澄清的溶液中一般会呈现出棕褐色的溶液.H2O和H2O2的区别就是其中一个是NH3，一个是H2O.NH3=H2O2，而H+和H2O2的差别就是，其中一个是NH3，一个是H+.下面是专业术语： 1、不能被碱破坏，但会被某些盐和醇类催化水解。
2、能被重金属离子所催化，但不能被氯离子催化。
3、不能用传统的处理方法(如加碱液、加催化剂)处理。
4、反应液可以达到无菌。
硫脲、氨氧化、有机氨、有机胺、杂环胺、杂环硫醚。
(1)NH3（亚硝酸）+亚硝酸钠NH4NO3（亚硝酸钠）=亚硝酸NH3+H2O（水），是中学常见的一个反应，我们常把NO3写成NO2，可以认为是把NH3写成NH2了。
注意，这里的亚硝酸（ NO3）实际上是一个非常好的中间产物，在许多情况下都不需要加催化剂，但很难用其他试剂（如加热、加强碱）制取纯净的，而且会污染环境。
2、反应速度慢。
3、只能在缺氧的条件下进行。
4、容易引入新杂质。
5、过程中会消耗大量的能量，还会造成污染。
注意事项：1、氨水溶液宜浓缩，以免漏出来浪费。
2、在氨氧化前需要去除二氧化碳。
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红菌与厌氧氨氧化菌
摘要：
红菌为野生珍贵的食用真菌。
食用能增强人体免疫力，有补血养元、抗肿瘤之神功。
但红菌的菌丝不能分离，故至今无法进行人工栽培,日见珍贵。
而平日人们俗称的“红菌”，其实是厌氧氨氧化菌，成熟的厌氧氨氧化污泥呈现美丽的深红色，所以俗称红菌。
厌氧氨氧化菌是一类细菌。
它们对全球氮循环具有重要意义，也是污水处理中重要的细菌。
关键词：
红菌厌氧氨氧化菌微生物污水处理
引言：
近年来，有关厌氧氨氧化过程这一特殊的生化机制以及微生物类群的研究引起了人们的极大关注，尤其是这类微生物的生态环境可能比人们预想的范围更加广泛。
对于这类菌的深入认识将大大促进它们在污水处理工程中的应用。
而厌氧氨氧化菌的俗称“红菌”也是一种极其珍贵的食用真菌，其独特疗效使其日渐珍贵。
一、红菌
1、红菌简介
红菌（属名Rhodobium），又名正红菇、真红菇，长于原始森林中的一种珍稀野生食用菌，其生长条件十分讲究，只有在气温高，雨水多的夏秋季节原始森林中才有生长红菌的可能，除此以外的其它山地便无法长出。
主要产在广西省容县浪水乡、藤县一带，尤其在浪水乡、象棋等红菌特别出名。
2、野生红菌成分
红菌含高蛋白及丰富的维生素B、D、E，碳水化合物，氨基酸，人体必须的微量元素（铁、锌、硒、锰等）等，红菌的菌丝不能分离，故至今无法进行人工栽培,日见珍贵。
红菌身含有5种多糖、16种氨基酸和28种脂肪酸。
多糖含量约为2.47%，其中单糖和寡糖占总糖的33.9%，氨基酸含量14.7%，其中人体必需、半必需氨基酸占氨基酸含量的54.4%。
3、红菌个体形态特征
红菌菌盖呈扁半球形，中部下凹，深菜红色、紫红色，菌肉白色，汤色粉红。
生长环境无污染，夏秋人工采摘、晒干，数量稀少。
4、野生红菌功能
红菌为野生珍贵的食用真菌，它具有安神补血，特别适合产妇及贫血者食用，其味较之
任何菇类无法伦比的鲜甜可口，食用能增强人体免疫力，有补血养元、抗肿瘤之神功。
味甘、性微湿，补血活血通经。
有补血健体，祛湿防癌、抗血脂、防心脏病和软化脑脉、降低血压、减少胆固醇，治疗腰腿酸痛、手足麻木、筋骨不适、四肢抽搐、清凉解毒及治疗贫血、水肿、营养不良和产妇出血过多等疾病，还具有增加机体免疫力和抗癌等作用，经常食用，可使人皮肤细润，对防治产妇贫血有独到的效果，是具有特殊食疗价值的纯天然绿色食品。
二、红菌与厌氧氨氧化菌
在有些新闻报道中称厌氧氨氧化菌叫红菌，这是为什么呢？
由于厌氧氨氧化菌含有丰富的细胞色素, 当其成为优势菌群时，成熟的厌氧氨氧化污泥呈现美丽的深红色,由于这与众不同的红色，污水处理厂的工人们就俗称其为红菌。
三、厌氧氨氧化菌
1、厌氧氨氧化菌分类与简介
厌氧氨氧化菌(anaerobic ammonium oxidation, Anammox)是一类细菌，属于浮霉菌门，包括(Candidatus Brocadia)、(Candidatus Kuenenia)和(Candidatus
Scalindua)(“Anammoxoglobus)属。
至今未能成功分离得到纯菌株，因此尚未获得正式命名和分类。
厌氧氨氧化菌是革兰氏阴性菌。
“红菌”是业内对厌氧氨氧化菌的俗称。
它们对全球氮循环具有重要意义，也是污水处理中重要的细菌。
2、厌氧氨氧化菌特性
在厌氧氨氧化过程中，羟胺和肼作为代谢过程的中间体。
和其它浮霉菌门细菌一样，厌氧氨氧化菌也具有细胞内膜结构，其中进行氨厌氧氧化的囊称作厌氧氨氧化体(anammoxoxome)，小分子且有毒的肼在此内生成。
厌氧氨氧化体的膜脂具有特殊的梯烷(ladderane)结构，可阻止肼外泄，从而充分利用化学能，且避免毒害。
3、个体形态特征
厌氧氨氧化菌形态多样,呈球形、卵形等，直径0.8-1.1μm。
细胞外无荚膜。
细胞壁表面有火山口状结构，少数有菌毛。
.细胞内分隔成3部分：厌氧氨氧化体(anammoxosome)、核糖细胞质(riboplasm )及外室细胞质(paryphoplasm ) 。
核糖细胞质中含有核糖体和拟核，大部分DNA存在于此。
厌氧氨氧化体是厌氧氨氧化菌所特有的结构，占细胞体积的50%-80%，厌氧氨氧化反应在其内进行。
厌氧氨氧化体由双层膜包围，该膜深深陷入厌氧氨氧化体内部。
4、细胞壁和细胞膜化学组分特征
厌氧氨氧化菌的细胞壁主要由蛋白质组成，不含肽聚糖。
细胞膜中含有特殊的阶梯烷膜脂，由多个环丁烷组合而成，形状类似阶梯。
在各种厌氧氨氧化菌中，阶梯烷膜脂的含量基本相似。
疏水的阶梯烷膜脂与亲水的胆碱磷酸、乙醇胺磷酸或甘油磷酸结合形成磷脂，构成细胞膜的骨架。
细胞膜中的非阶梯烷膜脂由直链脂肪酸、支链脂肪酸、单饱和脂肪酸和三萜
系化合物组成。
5、生理生化特征
厌氧氨氧化菌为化能自养型细菌,以二氧化碳作为唯一碳源，通过将亚硝酸氧化成硝酸来获得能量，并通过乙酰-CoA途径同化二氧化碳。
虽然有的厌氧氨氧化菌能够转化丙酸、乙酸等有机物质,但它们不能将其用作碳源。
厌氧氨氧化菌对氧敏感。
6、厌氧氨氧化菌的应用——污水生物处理
6.1微生物污水处理
20世纪，全球人口增两倍，约12亿人用水短缺，水资源短缺尤其是水质性缺水成了世界共同面对的资源危机，污水处理顺理成章成为新兴朝阳产业。
污水处理在水质改善的同时，还要求所采用技术低能耗、少资源损耗，厌氧氨氧化与亚硝化工艺相结合的氮的完全自养转换方式是一种最可持续的污水脱氮途径。
厌氧氨氧化菌就是这神奇途径的承载者。
6.2厌氧氨氧化废水处理现状
目前，在全球也仅10余座大型厌氧氨氧化废水处理厂。
厌氧氨氧化反应器启动过程实质是其内微生物活化和增殖的过程，由于厌氧氨氧化菌11天才能完成一个倍增，污泥产率系数较低，活性又易受到氧的抑制，启动时间通常要半年。
之前世界上已建立大型厌氧氨氧化废水处理工程10余座，国内也有几家，历经7年化蛹成蝶的北京高碑店厌氧氨氧化污水处理厂算是国内目前比较大规模的。
6.3厌氧氨氧化污水处理的限制与发展
尽管厌氧氨氧化污水脱氮处理技术有卓越的优势，但作为生物处理，必然具有一般生物的局限性，比如抗冲击能力差，受环境影响大，对废水的有机物含量配比要求比较苛刻等。
复合工程菌的开发与利用以及组合工艺的研究将成为厌氧氨氧化污水处理工艺未来的发展方向，细菌和微藻的协同作用也是一个热点。