最新微生物对污染物的分解与转化PPT课件

微生物对污染物的分解与转化第一节第一节 氧循环氧循环大气中氧含量丰富，占空气大气中氧含量丰富，占空气21%。人和动物呼吸、微生物。人和动物呼吸、微生物分解有机物都需要氧。分解有机物都需要氧。人、动物和人、动物和微生物呼吸微生物呼吸植物及藻类植物及藻类光合作用光合作用三、果胶质的转化三、果胶质的转化 果胶质是构成高等植物细胞质的物质并使相邻近的细胞壁相连。天然的果胶质又称为原果胶。天然果胶质的主要组成是由D-半乳糖醛酸以d-1.4糖苷键相连形成的直链高分子化合物，其中大部分羧基已形成甲基酯，而不含甲基酯的称为果胶酸。四、淀粉的转化四、淀粉的转化 在淀粉厂废水、酒厂废水、印染废水、抗生素发酵废在淀粉厂废水、酒厂废水、印染废水、抗生素发酵废水及生活污水中都含有淀粉。水及生活污水中都含有淀粉。淀粉的分类：淀粉的分类：1、直链淀粉，由葡萄糖分子脱水缩合，以、直链淀粉，由葡萄糖分子脱水缩合，以D1，4葡萄葡萄糖苷键组成不分支的链状结构。糖苷键组成不分支的链状结构。2、支链淀粉，由葡萄糖分子脱水缩合，除、支链淀粉，由葡萄糖分子脱水缩合，除1，4结合以外，结合以外，还有还有1，6结合，构成分支的链状结构。结合，构成分支的链状结构。淀粉的降解途径：淀粉的降解途径：1、在有氧的条件下，淀粉水解成葡萄糖，进而酵解成丙、在有氧的条件下，淀粉水解成葡萄糖，进而酵解成丙酮酸，进入酮酸，进入TCA循环，最终氧化成水和二氧化碳。循环，最终氧化成水和二氧化碳。2、在厌氧条件下，水解生成的葡萄糖，酵母菌进行发酵，、在厌氧条件下，水解生成的葡萄糖，酵母菌进行发酵，最终转化为乙醇和二氧化碳。最终转化为乙醇和二氧化碳。3、在专性厌氧菌作用下，厌氧发酵，最终转化为丙酮、在专性厌氧菌作用下，厌氧发酵，最终转化为丙酮、丁酸和二氧化碳等。丁酸和二氧化碳等。降解淀粉的微生物：降解淀粉的微生物：好氧菌：枯草芽孢杆菌和根霉、曲霉。好氧菌：枯草芽孢杆菌和根霉、曲霉。厌氧菌：丙酮丁醇梭状芽孢杆菌和丁醇梭状芽孢杆菌。厌氧菌：丙酮丁醇梭状芽孢杆菌和丁醇梭状芽孢杆菌。五、脂肪的转化五、脂肪的转化 脂肪是由脂肪是由甘油甘油和和脂肪酸脂肪酸组成的三酰甘油酯，其中甘油的分组成的三酰甘油酯，其中甘油的分子比较简单，而脂肪酸的种类和长短却不相同。因此脂肪的性子比较简单，而脂肪酸的种类和长短却不相同。因此脂肪的性质和特点主要取决于脂肪酸，不同食物中的脂肪所含有的脂肪质和特点主要取决于脂肪酸，不同食物中的脂肪所含有的脂肪酸种类和含量不一样。自然界有酸种类和含量不一样。自然界有40多种脂肪酸，因此可形成多多种脂肪酸，因此可形成多种脂肪酸种脂肪酸甘油三酯甘油三酯。脂肪酸一般由。脂肪酸一般由4个到个到24个碳原子组成。个碳原子组成。脂肪在脂肪酶的作用下分解成甘油和高级脂肪酸脂肪在脂肪酶的作用下分解成甘油和高级脂肪酸甘油的转化：甘油的转化：脂肪酸的脂肪酸的氧化：氧化：奇数碳原子的脂肪酸氧化，产物除了乙酰辅酶A外，还有丙酸。能量的计算：能量的计算：18C硬脂酸完全氧化可产生大量能量。1mol硬脂酰辅酶A每经一次氧化作用，产生1mol乙酰辅酶A，1mol FADH2，以及1mol NADH2。1moL乙酰辅酶A经TCA循环氧化产生 12molATP1moL FADH2经呼吸链氧化产生 2molATP1moL NADH2经呼吸链氧化产生 3molATP开始激活硬脂酸消耗 -1molATP16molATP总的ATP=16+177+12=147molATP六、木质素的转化六、木质素的转化六、木质素的转化六、木质素的转化 木质素是由四种醇单体（对香豆醇、松柏醇、木质素是由四种醇单体（对香豆醇、松柏醇、5-羟基松羟基松柏醇、芥子醇）形成的一种复杂酚类聚合物。柏醇、芥子醇）形成的一种复杂酚类聚合物。木质素是构成植物细胞壁的成分之一，具有使细胞相连木质素是构成植物细胞壁的成分之一，具有使细胞相连的作用。的作用。在自然界中在自然界中，木质素的储量仅次于纤维素，木质素的储量仅次于纤维素，而且每年都，而且每年都以以500 亿吨的速度再生。制浆造纸工业每年要从植物中分离出亿吨的速度再生。制浆造纸工业每年要从植物中分离出大约大约 1.4 亿吨纤维素亿吨纤维素，同时得到，同时得到 5000万吨左右的木质素副产万吨左右的木质素副产品品,但迄今为止但迄今为止，超过，超过95%的木质素仍以的木质素仍以“黑液黑液”直接排入江直接排入江河或浓缩后烧掉河或浓缩后烧掉，很少得到有效利用。，很少得到有效利用。分解木质素的微生物主要是担子菌纲中的干朽菌、多分解木质素的微生物主要是担子菌纲中的干朽菌、多空菌、伞菌等，厚孢毛霉和松栓菌，假单胞菌。空菌、伞菌等，厚孢毛霉和松栓菌，假单胞菌。有氧条件下分解木质素比厌氧条件下快，真菌分解木有氧条件下分解木质素比厌氧条件下快，真菌分解木质素比细菌快。质素比细菌快。七、烃类物质的转化七、烃类物质的转化1、烷烃的转化、烷烃的转化烷烃的通式烷烃的通式 ，可被微生物氧化，可被微生物氧化 氧化氧化1mol甲烷需要甲烷需要2mol氧气，形成氧气，形成1mol二氧化碳，但二氧化碳，但是由于有一部分甲烷要参与组成细胞物质。是由于有一部分甲烷要参与组成细胞物质。氧化烷烃的微生物有甲烷假单胞菌，分枝杆菌；头孢霉、氧化烷烃的微生物有甲烷假单胞菌，分枝杆菌；头孢霉、青霉能氧化甲烷、乙烷和丙烷。青霉能氧化甲烷、乙烷和丙烷。2、芳香烃化合物的转化、芳香烃化合物的转化苯和酚的分解菌有荧光假单胞菌、铜绿色假单胞菌及苯杆菌。苯和酚的分解菌有荧光假单胞菌、铜绿色假单胞菌及苯杆菌。菲杆菌、菲芽孢杆菌巴库变种、菲芽孢杆菌古里变种能分解菲。菲杆菌、菲芽孢杆菌巴库变种、菲芽孢杆菌古里变种能分解菲。荧光假单胞菌、小球菌以大肠埃希氏菌能分解苯并芘荧光假单胞菌、小球菌以大肠埃希氏菌能分解苯并芘