ppt 哈尔滨工业大学 污染控制微生物学6.4
考研哈工大环境工程专业污染控制微生物学考研参考书
12年考研哈工大环境工程专业-污染控制微生物学考研参考书12年考研哈工大市政环境工程学院环境工程参考书及目录《环境化学》内容提要《环境化学（第2版）》为普通高等教育“十一五”国家级规划教材。
全书共八章，包括绪论、大气环境化学、水环境化学、土壤环境化学、生物体内污染物质的运动过程及毒性、典型污染物在环境各圈层中的转归与效应、受污染环境的修复和绿色化学的基本原理与应用。
以阐述污染物在大气、水、岩石、生物各圈层环境介质中迁移转化过程所涉及的污染化学问题及其效应为主线，较全面深入地阐明基本原理、环境化学相关交叉学科的知识。
为进一步贯彻可持续发展的战略思想和方针，增添了反映近年环境科学领域新发展且应用性较强的两个重要研究方向，即“受污染环境的修复”和“绿色化学”内容的介绍和讨论。
《环境化学（第2版）》密切结合我国乃至全球关注的环境问题，在介绍基本和主要内容的基础上，注意适当反映本领域的最新研究成果和进展。
目录第一章绪论第一节环境化学一、环境问题二、环境化学第二节环境污染物一、环境污染物的类别二、环境效应及其影响因素三、环境污染物在环境各圈的迁移转化过程简介第二章大气环境化学第一节大气的组成及其主要污染物一、大气的主要成分二、大气层的结构三、大气中的主要污染物第二节大气中污染物的迁移一、辐射逆温层二、大气稳定度三、大气污染数学模式四、影响大气污染物迁移的因素第三节大气中污染物的转化一、自由基化学基础二、光化学反应基础三、大气中重要自由基的来源四、氮氧化物的转化五、碳氢化合物的转化六、光化学烟雾七、硫氧化物的转化及硫酸烟雾型污染八、酸性降水九、温室气体和温室效应十、臭氧层的形成与耗损第四节大气颗粒物一、大气颗粒物的来源与消除二、大气颗粒物的粒径分布三、大气颗粒物的化学组成四、大气颗粒物来源的识别五、大气颗粒物中的PM2.5第三章水环境化学第一节天然水的基本特征及污染物的存在形态一、天然水的基本特征二、水中污染物的分布和存在形态三、水中营养元素及水体富营养化第二节水中无机污染物的迁移转化一、颗粒物与水之间的迁移二、水中颗粒物的聚集三、溶解和沉淀四、氧化还原五、配合作用第三节水中有机污染物的迁移转化一、分配作用二、挥发作用三、水解作用四、光解作用五、生物降解作用第四节水质模型一、氧平衡模型二、湖泊富营养化预测模型三、有毒有机污染物的归趋模型四、多介质环境数学模型第四章土壤环境化学第一节土壤的组成与性质一、土壤组成二、土壤的粒级分组与质地分组三、土壤吸附性四、土壤酸碱性五、土壤的氧化还原性第二节重金属在土壤一植物体系中的迁移及其机制一、影响重金属在土壤一植物体系中迁移的因素二、重金属在土壤一植物体系中的迁移转化规律三、主要重金属在土壤中的积累和迁移转化四、植物对重金属污染产生耐性的几种机制第三节土壤中农药的迁移转化一、土壤中农药的迁移二、非离子型农药与土壤有机质的作用三、典型农药在土壤中的迁移转化第五章生物体内污染物质的运动过程及毒性第一节物质通过生物膜的方式一、生物膜的结构二、物质通过生物膜的方式第二节污染物质在机体内的转运一、吸收二、分布三、排泄四、蓄积第三节污染物质的生物富集、放大和积累一、生物富集二、生物放大三、生物积累第四节污染物质的生物转化一、生物转化中的酶二、若干重要辅酶的功能三、生物氧化中的氢传递过程四、耗氧有机污染物质的微生物降解五、有毒有机污染物质生物转化类型六、有毒有机污染物质的微生物降解七、氮及硫的微生物转化八、重金属元素的微生物转化九、污染物质的生物转化速率第五节污染物质的毒性一、毒物二、毒物的毒性三、毒物的联合作用四、毒作用的过程五、毒作用的生物化学机制第六节有机物的定量结构与活性关系一、概述二、Hansch分析法三、分子连接性指数法四、量化参数在QSAR研究中的应用五、比较分子力场分析方法第六章典型污染物在环境各圈层中的转归与效应第一节污染物在多介质多界面环境中的传输第二节重金属元素一、汞二、镉三、铬四、砷第三节有机污染物一、持久性有机污染物二、有机卤代物三、多环芳烃四、表面活性剂第七章受污染环境的修复第一节微生物修复技术一、概述二、影响微生物修复效率的因素三、强化生物修复的主要类型四、生物修复的优缺点第二节植物修复技术一、概述二、植物修复重金属污染的过程和机理三、植物修复有机污染物的过程和机理第三节化学氧化技术一、概述二、高锰酸钾氧化法三、臭氧氧化技术四、过氧化氢及Fenton氧化技术第四节电动力学修复一、基本原理二、影响因素三、联用技术第五节地下水修复的可渗透反应格栅技术一、概述二、Fe—PRB第六节表面活性剂及共溶剂淋洗技术一、基本原理二、影响因素第八章绿色化学的基本原理与应用第一节绿色化学的诞生和发展简史一、绿色化学的诞生二、绿色化学的定义和发展简史第二节绿色化学的基本原理一、绿色化学的12条原理及特点二、绿色化学与绿色工程三、工业生态学原理第三节绿色化学的应用一、绿色化学的主要研究方向二、绿色化学的应用《污染控制微生物学》内容简介本书除介绍了微生物的形态结构、生理特征、新陈代谢、生长繁殖和遗传变异等知识外，还叙述了难降解物质的降解与转化规律、废水生物处理基本原理和新工艺、新技术及生物修复等方面内容，反映了国内外最新研究成果。
ppt 哈尔滨工业大学 污染控制微生物学11.1
（4）水体富营养化的防治
（4-1）水体富营养化的防治措施 限制N、P营养进入天然水体，
对废水进行脱氮除磷深度处理。 （4-2）水体富营养化的治理措施
请参考教材P379-381
（二）生物脱氮的基本原理与工艺技术
（1）原理
根据自然界物质循环过程中，氮素各种形 态的转化和相关微生物群体的功能作用， 将脱氨作用、硝化作用和反硝化作用有机 地组合在一起，使废水中的氮素以气态形 式从中分离进入大气，从而降低排放废水 中总氮的含量。
水体富营养化的人为因素
随着工农业生产大规模地迅速发展，人 口集中的城市排放出大量含有氮、磷营 养物质的生活污水和工业污废水排入湖 泊、河流和水库，增加了这些水体的营 养物质的负荷量。
同时，在农村，为了提高农作物产量， 施用的化学肥料和牲畜粪便逐年增加， 经过雨水冲刷和渗透，以面源的形式使 一定数量的植物营养物质最终输送到水 体中。
给水处理传统工艺及生物预处理
源水 药剂
给水管网
沉砂池
混凝沉 淀池 砂虑 消毒
生 物 预 处 理
投药
（二）预处理的概念及其作用
（1）预处理的概念 P392 （2）预处理的目的 P392-394
（三）生物预处理技术
（1）生物预处理的概念P394 （2）给水生物预处理的特点P394 （3）可用于饮用水处理的生物预
污染控制微生物学
1. 绪论
2. 原核微生物
3. 真核微生物
4. 非细胞生物——病毒
5. 微生物的营养
6. 微生物的代谢
7. 微生物的生长繁殖
8. 微生物的生态
9. 微生物的遗传和变异
10. 废水生物处理基本原理和主要微生物类群 11. 厌氧生物学原理及厌氧生物处理技术
哈工大污染控制微生物课件
2. 原核微生物
微生物除病毒外都具有细胞结构， 而具有细胞结构的微生物， 又可分为真核微生物和原核微 生物。细菌、放线菌、立克次氏体、支原体、衣原体、蓝细菌属原核生物（procaryote） ， 真菌、单细胞藻类和原生动物以及后生动物属真核生物（eucaryote） 。这两类微生物在细胞 结构上，特别在细胞核上有显著区别。 原核微生物与真核微生物的主要区别
（5）易变异 微生物繁殖后，其子代与亲代在形态、生理等性状上常有差异，这些差异又能稳定地遗传下 去，这一特性被称为变异。
1.2 污染控制微生物学
1.2.1 在微生物学中的地位 微生物学是研究微生物在一定条件下的形态结构、生理生化、遗传变异以及微生物的进化、 分类、生态等生命活动规律及其用用的一门科学。随着微生物学的不断发展，已经形成了基 础微生物学和应用微生物学， 又可分为许多不同的分支学科， 并还在不断地形成新的学科和 研究领域。 1.2.2 污染控制微生物学的内涵 污染控制微生物学是环境污染治理与微生物学相结合而产生发展起来的一门边缘性学科， 属 于环境微生物学的研究范畴， 重点是研究污染控制工程中涉及到的微生物学问题， 是在普通 微生物学的基础上， 着重研究栖息在自然环境、 受污染环境和人工处理系统中的微生物生态、 环境的自净作用、环境污染及其生物处理工程中的微生物学原理。 1.2.3 主要研究内容和任务 自然环境以及污染环境中的微生物生态学； 污染控制中的微生物学原理以及微生物资源的开发与利用； 特种废水的处理技术以及高效、经济、节能废水处理技术的开发与应用； 生物工程和一些微生物新技术在污染控制中的应用； 环境中有害微生物的去除以及病原微生物的快速检测技术； 废水及固体废弃物生物处理过程中的减量化和资源化技术。 作业： ① 微生物的概念； ② 微生物的特点； ③ 概述微生物在环境污染控制中的作用。
哈工大考研 污染控制微生物本科课堂讲义
真 菌
酵母菌的菌落与细菌相似，但比细菌菌
落大而且厚，菌落表面湿润、粘稠，易被挑
起。有些种因培养时间较长，使菌落表面皱
缩，较干燥。菌落通常是乳白色，少数呈红
色。 酵母菌在液体培养基中生长时，有的在 培养基表面生长并形成菌膜；有的在培养基 中均匀生长；有的则生长在培养基底部并产
生沉淀。
真 菌
利用酵母菌处理废水及单细胞蛋白的生 产
2.多细胞霉菌 (1)曲霉(Aspergillus) (2)青霉(Penicillum) 此外，常见霉菌还有镰刀霉属(Fusar ium)、木霉属(Trichoderme)、交链孢霉属 (Alternaria)和地霉属(Geotrichum)等。
真 菌
霉菌的代谢物与环境污染
主要是指霉菌产生的有毒污染物——真菌 毒素。真菌毒素(mycotoxin)是指以霉菌为主 的一切真菌代谢活动所产的毒素。 1.真菌毒素致病特点 ①中毒的发生常与某种食物有联系，在 可疑食物或饲料中常可检出真菌或其毒素的 污染；②发病可有季节性或地区性；③药物 或抗菌素对中毒症疗效甚微；④无传染性。
真 菌
酶制剂（淀粉酶、纤维素酶等）；农业上
用于饲料发酵、杀虫农药（白僵菌剂）等。
腐生型霉菌在自然界物质转化中也有十分
重要的作用。在污水处理生物膜中常见， 如镰刀霉对含无机氰化物（CN－）的废水 降解能力很强。
真 菌
霉菌的形态、大小和结构
霉菌的营养体由分支或不分支的菌丝 （hypha）构成，菌丝可以无限制的伸长和 产生分支，分支的菌丝相互交错在一起，形 成菌丝体（mycelium）。菌丝直径一般为3 －10μm，比放线菌的菌丝粗几倍到几十倍， 所以在显微镜下很容易观察到。
藻 类
概述
13哈工大考研 污染控制微生物本科课堂讲义
水体富营养化
富营养化水体中的常见藻类
水华鱼星藻（Anabaena flos-aqua）铜色微囊藻 水华鱼星藻（ ） （Microcystis aeruginosa）、水华束丝藻 ）、水华束丝藻 ）、 （Aphanizomenon flos-aqua）、居氏腔球藻 ）、居氏腔球藻 ）、 （Coelosphaerium kuetzingianum）、细针胶刺藻 ）、细针胶刺藻 ）、 （Glowotrichia echinulata） 、泡沫节球藻（Nodularia ） 泡沫节球藻（ spmigena） ） 在海岸或海湾中，引起“赤潮”的藻类主要是甲藻， 在海岸或海湾中，引起“赤潮”的藻类主要是甲藻， 如角藻属 ）、环沟藻属 环沟藻属（ 如角藻属（Ceratium ）、环沟藻属（Gymnodinium）、 ）、 膝沟藻属（ ）。 膝沟藻属（Gonyaulax）。 ）。
污染控制微生物学
第十三章 水体的富 营养化和氮磷的去除
水体富营养化
水体富营养化现象（ 水体富营养化现象（ eutrophication）是水 ） 体中含有丰富的溶解性营养盐类（主要是NH3-N、 体中含有丰富的溶解性营养盐类（主要是 NO3-N、NO2-N、PO4-P ），使水中藻类等浮游生 ），使水中藻类等浮游生 物大量生长繁殖， 物大量生长繁殖，而后引起异养微生物旺盛代 谢活动，耗尽了水体中的溶解氧（ 谢活动，耗尽了水体中的溶解氧（dissolved oxygen ），使水体变质，从而破坏了水体中的 ），使水体变质 使水体变质， 生态平衡现象。 生态平衡现象。
水体富营养化
富营养化产生的原因
有机的和无机的氮、磷物质， 有机的和无机的氮、磷物质，经常不 断地流入水体， 断地流入水体，给水体中带来了藻类生长 所需要的营养物质。此外， 所需要的营养物质。此外，水体内部的有 机体， 机体，如水生动植物的遗体及它们的代谢 产物， 产物，经水中好氧性微生物分解亦可作为 藻类的营养。 藻类的营养。
ppt 哈尔滨工业大学 污染控制微生物学3.1
请思考：与污染控制有关的真核 微生物有哪些？
酵母菌
真菌
霉菌
真
核
原生动物
微 生
低等动物
微型后生动物
物
藻类
部分植物
低等植物
主要内容
3.1 真菌
3.2 藻类
3.3 原生动物
3.4 微型后生动物
3.5 作业
3.1 真菌
3.1.1 概述
3.1.2 酵母菌
3.1.3 霉菌
3.1.1 概述
（1）什么是真菌？
10. 废水生物处理基本原理和主要微生物类群
11. 厌氧生物学原理及厌氧生物处理技术
12. 水体的富营养化和氮磷的去除
13. 污染控制微生物学的应用
14. 生物修复技
3. 真核微生物
请思考：具有怎样特征的微生 物被称为真核微生物？
真核微生物是指具有完整的细 胞核结构，进行有丝分裂，细 胞质中含有线粒体、叶绿体等 细胞器的一类微生物的统称。 （P39）
真菌(fungus)是指具有细胞壁、不含叶 绿素，靠寄生或腐生方式生活的一类 真核微生物，大多数菌体为多细胞丝 状体，少数种类为单细胞(包括无隔多 核细胞)结构。
（2）营养特性
❖生活在富含有机物质的环境中，特别是
多糖类有机化合物是真菌的良好营养基 质。
❖真菌能分解诸如纤维素、果胶质等很复
杂的有机化合物，甚至还能破坏某些杀 菌剂；它们代谢强度高，可用于有机污 染物的生物处理。
（1）酵母菌的概念 （2）形态及大小 （3）细胞结构 （4）繁殖 （5）在生产和环境工程中的应用
（1）酵母菌的概念
酵母菌是对一类以芽殖为主要繁殖方式 的单细胞真菌的总称，并不具有分类学 上的意义。 已正式命名的酵母菌370多种，分属于 子囊菌纲、担子菌纲和半知菌类。 通常分布于含糖量高且偏酸性的环境中。
(完整word版)哈尔滨工业大学污染控制微生物课后习题总结,推荐文档
作业习题绪论1.何谓微生物?本学科的研究对象包括哪些?2.何谓原核微生物和真核微生物?二者有何区别?3.微生物有何特点?4.简述本学科的发展简史。
第一章1.什么是细菌细胞的基本结构和特殊结构?2.细菌细胞各部分结构的化学组成和生理功能?3.革兰氏染色的主要过程和机理。
4.什么是菌胶团?菌胶团的功能有哪些?5.为什么细菌表面带负电荷?6.放线菌由哪几种菌丝构成?各种菌丝的功能?7.放线菌的繁殖方式。
8.鞘细菌、滑动细菌、蓝细菌的形态及营养方式。
9.水华(赤潮)是怎样形成的?10.什么是菌落?细菌、放线菌的菌落有什么区别?第二章1.酵母菌的形态和结构?2.霉菌的形态和结构?3.比较霉菌和放线菌有哪些异同?4.影响藻类生长的因素有哪些?5.原生动物的营养方式?水处理中有哪些常见的种类?6.酵母菌、霉菌、落类、原生动物和后生动物在污染物治理中的作用?第三章1.什么是病毒?病毒有哪些特点?2.病毒的化学组成和结构特点。
3.噬菌体的增殖过程?4.什么是烈性噬菌体?什么是温和性噬菌体?5.裂解量的含义，怎样通过一步生长曲线计算裂解量?6.影响病毒存活的因素有哪些?第四章1.微生物需要哪些营养物质?这些类营养物质在微生物细胞内的作用是什么?2.微生物运输营养物质的方式有哪几种?3.微生物有哪几种营养类型，它们的划分依据是什么?4.什么是培养基?配制培养基应遵循哪些原则?5.按照培养基的用途可分为哪几种培养基?第五章1.简述合成代谢和分解代谢的关系。
2.什么是酶?酶有哪些特点?3.酶分为哪几类?什么是全酶、辅酶和酶基?4.转移氢的辅酶有哪几类?5.影响酶促反应速度的因素有哪些?6.底物浓度与酶促反应速度的关系曲线对废水的生化处理有什么指导意义?7.化能异养型微生物产能代谢的方式有哪些?它们之间的根本区别是什么?8.分析葡萄糖在有氧呼吸过程中能量的产生。
9.三羧酸循环的生理意义?10.硝酸盐呼吸、硫酸盐呼吸、碳酸盐呼吸的底物和产物分别是什么?11.硝化细菌和硫细菌获得能量的方式?12.糖类、脂类、蛋白质有氧代谢的途径。
《污染控制微生物学》PPT课件
第二十六页，共38页。
微生物的生长曲线
连续培养装置的类型
连续培养装置有两种类型： 恒化器连续培养装置 恒浊器连续培养装置
常用的一种连续培养方法为恒化连续长曲线
第二十八页，共38页。
微生物的生长曲线
恒化器连续培养装置 通过控制培养基中某种限制性营养物
第三十页，共38页。
微生物的生长曲线
活性污泥增长曲线
在废水生物处理中，为了描述活性污泥中微生物的 生长，常采用间歇培养法获得图所示的曲线。活性污泥 中的微生物种类繁多，不仅包括细菌，而且还含有原生 动物和后生动物等微生物，因此，不是纯培养的生长曲 线，但曲线形式与纯培养的类似。活性污泥增长曲线可 以分为三个时期：对数生长期、减速生长期和内源呼吸 期。
当细胞增长到一定程度时就开始分裂，这种菌体数量增多 的现象称为繁殖。生长是繁殖的基础，繁殖是生长的结果。 生长和繁殖虽有区别，但关系十分密切。微生物群体在生 长过程中，个体的细胞体积和重量变化不易被察觉，所以， 常以细胞数量的增加或以细胞群体重量的增加作为生长繁
第三页，共38页。
微生物纯培养的生长
第二十页，共38页。
微生物的生长曲线
细菌群体的这种指数增长可用以下方程式表示：
Ｘ2=Ｘ1 ·2ｎ
式中：Ｘ1、Ｘ2——分别为时间ｔ1和ｔ2
ｎ—— 世代时间是由遗传性决定的，不同菌种对数期的世代时
间不同，同一菌种的世代时间受培养基组成及物理环境的影 响也不同。
对数期细菌的生长速度达到高潮，世代时间最短， 细胞的代谢活性比较稳定，酶的活力也高。这个时期的 细胞是作为研究工作的理想材料。
污染控制微生物学
第一页，共38页。
第七章 微生物的 生长繁殖
微生物污染的危害与控制PPT讲稿
称为发酵或酵解（fermentation ）。
• 食品中的碳水化合物包括：纤维素、半纤维
素、淀粉、糖元以及双糖和单糖等。含这些 成份较多的食品主要是粮食、蔬菜、水果和 糖类及其制品。
• 在微生物及动植物组织中的各种酶及其它因
素作用下，这些食品组成成分被分解成单糖、 醇、醛、酮、羧酸、二氧化碳和水等低级产 物。
• 适用于：玻璃、陶瓷和金属物品的灭菌，不
适合液体样品，及棉花、纸张、纤维和橡胶 类物质的灭菌。
• 特点：由于空气传热穿透力差，菌体在脱水
状态下不易杀死，所以温度高、时间长。
• 注意事项：1、温度不要超过180 ℃，否则
包装纸等易烤焦。2、结束后，等冷却到70 ℃时再开箱取物，以防温度骤降玻璃器皿炸 裂。
二、食品微生物污染的控制
控制有害菌的措施
杀灭
抑制
除菌
消毒 （部分杀灭）
灭菌 （彻底杀灭）
防腐
化疗
（抑制霉腐微生物） （抑制宿主体内病原菌）
杀菌 溶菌
几个基本概念
➢灭菌（sterilization） 采用强烈的理化因素使任何物体内外部的一切微生物永 远丧失其生长繁殖能力的措施，称为灭菌。
➢消毒（disinfection） 采用较温和的理化因素，仅杀死物体表面或内部的一部 分对人体有害的病原菌，而对被处理物体基本无害的措 施，称为消毒。
（二）腐败变质食品对人体健康的影响 及其危害
• 1、产生厌恶感 • 2、降低食品营养 • 3、引起中毒或潜在性危害
【补充】 食品腐败变质的鉴定
• 1、感官鉴定
感官鉴定是以人的视觉、嗅觉、触觉、味 觉来查验食品初期腐败变质的一种简单而 灵敏的方法。
ppt 哈尔滨工业大学 污染控制微生物学9.1
9.1.4 遗传信息的传递与表达—中
心法则
9.1.1 证明核酸是遗传物质的经 典实验 P240
（1）肺炎双球菌的转化实验 （2）噬菌体感染实验 （3）病毒的拆开和重建实验
（1）肺炎双球菌的转化实验
1928年，英国医生F.Griffith最早利用肺 炎链球菌（Streptococcus pneumoniae）[又称肺炎双球菌 （Diplococcus pneumoniae）]进行了 转化实验。
13. 污染控制微生物学的应用
14. 生物修复技
9. 微生物的遗传和变异
遗传性和变异性是生物界最本质的属性之 一。
遗传性是指亲代生物传递给子代的与自身 相同性状的遗传信息，这种遗传性是相对 稳定的。
凡在遗传物质水平上发生了改变而引起某 些相应性状发生改变的特性，称为变异性， 这种变异性是可以遗传的。
生物产生变异的根本原因，是在外 部的和内在的因素作用下，遗传物 质发生了改变，如果这一改变是可 以稳定遗传的，则称为突变；
突变包括基因突变、基因重组和染 色体变异；
1944年，O.T.Avery等人对转化实验进 行了进一步的研究。在实验中，他们从 活的SⅢ型菌株中提纯了蛋白质、DNA 和荚膜多糖等各种细胞成分，并在离体 条件下分别利用这几种物质进行了转化 实验，结果只有SⅢ型菌株的DNA才能 将RⅡ型菌株转化为SⅢ型菌株，从而证 明了DNA是引起转化作用的物质。
微生物的遗传变异特性在环境科学与工程 中有重要应用价值。
主要内容
9.1 微生物的遗传
9.2 微生物的变异与突变
9.3 细菌的基因重组
9.4 基因工程在环境科学中的应用
9.5 作业
9.1 微生物的遗传
9.1.1 证明核酸是遗传物质的经典
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大肠杆菌的二次生长曲线
B. 大肠杆菌二次生长的原因
利用G的酶为固有酶，而利用乳糖的 酶为诱导酶，在G存在时，利用乳糖 的酶不能产生。
为什么？
C. 葡萄糖效应的机制——分解物阻遏作用
大肠杆菌在分解利用葡萄糖过程中所产 生的代谢产物，阻遏了利用乳糖的酶的 合成中的转录过程，因而细菌不能产生 利用乳糖的酶。把一种底物分解的产物， 抑制另一种底物酶合成的现象，称为分 解物的阻遏作用。
在生物代谢过程中，一种产物的生成可 能要经历若干中间反应步骤，每一反应 步骤都有特定酶的催化，酶的反馈抑制 作用是指末端产物与引起这一系列反应 的第一个酶结合，使其构象发生改变而 暂时失去了催化活性，当末端产物消除 或减少到一定程度时，其活性重新恢复 的现象。
脂肪酸
β-氧化
乙酰辅酶A
丙酮酸
进入TAC
β-氧化简介
脂酰辅酶A的降解，每一轮是放出一个乙酰辅酶 A并产生比原来少两个碳原子的脂肪酰辅酶A
6.5.3含氮有机物的分解与氮素转化
氨基酸
脱氨作用Biblioteka 水解 含氮有机物 （蛋白质）
氨态氮
硝
化 亚硝酸盐
作 用
脂肪酸
反硝化作用
脂酰辅酶A
硝酸盐
亚硝酸盐
N2、N2O
主要内容
（1）水解作用
（2）氨化作用
（3）硝化作用
（4）反硝化作用
（5）对废水生物处理的指导意义
（1）水解作用 在水解酶的作用下：
蛋白质→胨→肽→氨基酸
（2）氨化作用
有机物中的氮转化为氨态氮的过程称为 氨化作用。一般是含氮有机物中的氨 基－NH2脱离，转化为NH3，所以又 称脱氨作用。（P115）
（3）硝化作用（P116）
脂肪酸
脂酰辅酶A
H2S
硫化作用
硫细菌
硫酸盐 反硫化作用
硫酸盐废水的 生物处理
S
硫细菌
H2S
资源回收
基本内容
（1）脱硫作用：有机硫（-SH、-S-S-、-S等）转化为无机硫（H2S）的过程；
（2）硫化作用： H2S被氧化为S，并进一 步氧化为SO42-的过程；
（3）反硫化作用：厌氧条件下， SO42-被 还原为S、 H2S的过程；参与反硫化作用 的细菌称为硫酸盐还原菌。
合
成
分解物阻遏
酶 的
调 节
酶合成的阻遏
末端产物阻遏
调
节
酶
活
反馈抑制作用
性
调
节
6.6.1 酶合成调节
（1）酶合成的诱导（P118）
（1-1）固有酶：由遗传性决定，微生 物体内自然合成，而不受其作用底物存 在与否的限制；大部分酶类都属于固有 酶的范畴。
（1-2）诱导酶：微生物体内原本不具 有的，在一定刺激条件下产生的酶 称为诱导酶（适应酶）。
氨态氮在微生物作用下氧化为硝态氮的 过程称为硝化作用；
参与硝化作用的微生物称为硝化细菌； 硝化细菌具有高度专一性，分为亚硝酸
菌和硝酸菌，均为专性好氧微生物，硝 化作用有它们共同完成；
亚硝酸菌
NH3
NO2-
硝酸菌
NO3-
（4）反硝化作用（P116）
厌氧条件下， NO3-在硝酸盐还原菌作用 下转化为NO2-，并进一步被还原为N2或 N2O的过程，称为反硝化作用。
利用硫酸盐还原菌对SO42-的还原作 用，可以去除废水中过多的SO42-
6.6 代谢调节
微生物在生长代谢过程中，会受到许多 因素的影响，为了维持代谢的正常进行， 微生物有其完善的调节机制。可以说， 微生物的代谢过程始终处在严格的调控 之下，而这种调控基本是通过酶的调节 实现的。
酶的调节
酶 酶合成的诱导
（1-3）对实践的指导意义
微生物在一定条件刺激下可产生适应酶 （诱导酶）的特性，为特种工业有机废 水处理中的污泥驯化奠定了基础。
（2）酶合成的阻遏
（2-1）分解物阻遏 （2-2）末端产物阻遏
（2-1）分解物阻遏
A. 大肠杆菌的葡萄糖效应P120
当大肠杆菌在含有葡萄糖和乳糖的液体培 养基中生长时，大肠杆菌首先利用葡萄糖 而不利用乳糖，只有当葡萄糖被利用完后 才开始利用乳糖，这就是所谓的葡萄糖效 应。大肠杆菌因此表现出生长的阶段性称 为二次生长曲线。
NO3-
NO2-
NO [NOH]
N2O N2
（5）对废水生物处理的指导意义
A. ：在废水好氧生物处理中，只有当废水 中有机底物减少到一定浓度时才进行硝 化作用，因为废水中的硝化细菌大多为 兼性化能异养型，当废水中有机营养较 多时，这类细菌为获得较多的能量，常 采取有机营养型(化能异养型)，只有在 有机营养不足时，才行化能自养功能。 （ P110 ）
如，大肠杆菌的乳糖酶。在营养物较丰富的环境 中，大肠杆菌不能利用乳糖，因其无转化乳糖相 关的酶；当生存环境中只有乳糖一种有机物时， 大肠杆菌经过一定时间的适应，就具备了利用乳 糖的能力，这说明在乳糖的诱导下，其体内产生 了转化乳糖相关的酶类。
生物化学中有一操纵子学说，用以解释 酶的诱导合成，可参考教材P118。
6. 微生物的代谢
6.1 新陈代谢综述
6.2 酶与酶促反应
6.3 化能异养型微生物的产能代谢——发酵
与呼吸
6.4 化能自养型微生物的产能代谢 6.5 微生物对有机物的分解作用
6.6 代谢调节
6.7 总结与思考
6.8 作业
6.4 化能自养型微生物的产能代谢
本节内容请同学们自学 （教材P108-110）
6.5 微生物对有机物的分解作用
6.5.1多糖类物质的分解
6.5.2脂类物质的分解
6.5.3蛋白质的分解
6.5.4含硫有机物的分解
6.5.1多糖类物质的分解
淀粉
纤维素
淀粉酶
糊精
纤维素酶
淀粉酶 麦芽糖
麦芽糖酶
葡萄糖
EMP途径
丙酮酸
6.5.2脂类物质的分解
脂肪
甘油
脂肪酶
磷酸激酶等
磷酸二羟丙酮
EMP途径
（2-2）末端产物阻遏
A. 底物在酶作用下转化分解，其末端产物 与合成该酶的基因结合，使相关酶的合 成受到抑制，这种阻遏作用称为末端产 物阻遏。（注意与分解物阻遏的区别）
B. 当末端产物浓度下降到一定程度，末端 产物的阻遏作用得以消除或缓解，相关 酶的合成会重新启动。
6.6.2 酶活性调节——反馈抑制作用
B. ：反硝化作用对二次沉淀池的影响 （ P117 ）
C. 有机废水的生物脱氮（参考教材P117）
有机氮
脱氨作用
氨氮
亚硝酸菌
亚硝酸盐氮
硝酸菌
硝酸盐氮
好氧条件
传统生物脱氮： 短程反硝化理论：
N2或N2O
反硝化细菌
亚硝酸盐氮 厌氧条件
6.5.4 有机硫化物的分解与硫素转化
含硫有机物 （－SH）
脱硫作用