废水生物处理第三章微生物生物化学

1、1 12021-11-14第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学3.1 细菌的成分细菌的成分3.2 细菌的营养与生长环境细菌的营养与生长环境3.3 细菌的生物催化剂细菌的生物催化剂酶酶3.4 分批培养物的生长规律分批培养物的生长规律3.6 微生物的需氧代谢微生物的需氧代谢3.7 微生物的厌氧代谢微生物的厌氧代谢3.8 微生物的生物合成微生物的生物合成3.5 细菌的呼吸与生物氧化细菌的呼吸与生物氧化2021-11-142 2第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学3.1 细菌的成分细菌的成分 1 细菌的元素组成细菌的元素组成2021-11-143 3第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化

2、学大分子含量所占百分数蛋白质52.4%多糖16.6%类脂9.4%rna15.7%dna3.2%总计97.3%2021-11-144 4第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学 2 细菌的大分子组成细菌的大分子组成组成元素chons含量/% 537231612021-11-145 5第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学2021-11-146 6第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学2021-11-147 7第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学2021-11-148 8第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学3.2 细菌的营养与生长环境细菌的营养与生长环境 1 细菌营养类型细菌

3、营养类型类型电子供体电子受体代表细菌光能自养型h2oco2蓝细菌（含叶绿素）h2s，s，h2co2着色细菌绿细菌光能异养型各种有机物有机物红螺菌科（rhodospirillum） 2021-11-149 9第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学2021-11-141010第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学2021-11-141111第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学2021-11-141212第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学类型电子供体电子受体碳源代表细菌化能有机营养有机物o2有机物各种细菌有机物no3-有机物地衣芽孢杆菌有机物so42-有机物硫酸盐还原菌有机物有

4、机物有机物梭菌、乳酸菌化能无机营养h2o2co2氢-氧化细菌h2so2co2硫杆菌h2sno3-co2脱氮硫杆菌fe2+o2co2氧化亚铁硫杆菌nh3o2co2亚硝酸单胞菌no2-o2co2硝化杆菌h2co2co2产甲烷细菌h2co2co2醋杆菌 2021-11-141313第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学 2 营养物质的传递营养物质的传递2021-11-141414第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学2021-11-141515第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学2021-11-141616第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学2021-11-141717第三章第三

5、章 微生物生物化学微生物生物化学 3 细菌的生长环境细菌的生长环境2021-11-141818第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学类别生长温度（）备注最低最适最高低温性微生物-5010202530水生微生物中温性微生物51020404550大多数腐生性微生物以及所有寄生性微生物高温性微生物254550607080土壤、堆肥、温泉中的微生物2021-11-141919第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学2021-11-142020第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学2021-11-142121第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学2021-11-142222第三章第三章 微

6、生物生物化学微生物生物化学2021-11-142323第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学3.3 细菌的生物催化剂细菌的生物催化剂酶酶2021-11-142424第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学 1 酶的分类酶的分类2021-11-142525第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学2021-11-142626第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学 2 酶的组成酶的组成双成分酶酶蛋白 辅酶（或辅基）（全酶） （主酶）2021-11-142727第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学双成分酶酶蛋白 辅酶（或辅基）（全酶） （主酶）2021-11-142828第三章第三章

7、 微生物生物化学微生物生物化学 3 酶的酶的结构结构 2021-11-142929第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学2021-11-143030第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学 4 酶的性质酶的性质 2021-11-143131第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学 5 酶的催化机理酶的催化机理e + s es p + e 1112e + s e s e ssep 2021-11-143232第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学 6 影响酶催化活性的因素影响酶催化活性的因素2021-11-143333第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学10t c 10 ct

8、c q在（）的反应速率时的反应速率2021-11-143434第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学2021-11-143535第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学2021-11-143636第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学312eeeabcd 2021-11-143737第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学3.4 分批培养物的生长规律分批培养物的生长规律2021-11-143838第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学 1 分批培养物的生长分批培养物的生长2021-11-143939第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学图图3-23-2：营养物浓度对比增殖率

9、的影响：营养物浓度对比增殖率的影响2021-11-144040第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学dnndtdxxdtdzzdt2021-11-144141第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学d0.693t2021-11-144242第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学maxsk2021-11-144343第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学 2 细菌的增长曲线细菌的增长曲线图图3-33-3：细菌的生长曲线：细菌的生长曲线。1）停滞期：细胞物质有所增加，但细胞总数没有增加。2）对数增长期：细胞数按一定的比生长速度 增加。3）静止期：由于缺乏底物（养料的消耗）或抑制物质的

10、积累等原因，微生物的生长繁殖处于停止状态。4）衰亡期：由于细胞不能维持生命，细胞数目下降。这时的细菌称为老龄菌，以别于指数生长期的幼龄菌。2021-11-144444第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学ddtdxydt g/gy细菌产量/限制营养物消耗量时间时间2021-11-144545第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学图图3-43-4：分批培养物中细菌的大小及成分：分批培养物中细菌的大小及成分a a：滞后期结束；：滞后期结束；b b：指数生长期结束；：指数生长期结束；c c：指数生长期细胞分裂结束；：指数生长期细胞分裂结束；d d：静止期：静止期2021-11-144646第

11、三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学图图3-43-4：分批培养物中细菌的大小及成分：分批培养物中细菌的大小及成分a a：滞后期结束；：滞后期结束；b b：指数生长期结束；：指数生长期结束；c c：指数生长期细胞分裂结束；：指数生长期细胞分裂结束；d d：静止期：静止期2021-11-144747第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学3.5 细菌的呼吸与生物氧化细菌的呼吸与生物氧化2021-11-144848第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学 1 细菌的呼吸类型细菌的呼吸类型2021-11-144949第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学图图3-53-5：需氧呼吸过程图示：

12、需氧呼吸过程图示2021-11-145050第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学图图3-63-6：需氧呼吸过程图示：需氧呼吸过程图示2021-11-145151第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学2021-11-145252第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学2021-11-145353第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学2021-11-145454第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学 2 生物氧化的类型生物氧化的类型2021-11-145555第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学2021-11-145656第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学2021

13、-11-145757第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学3.6 微生物的需氧代谢微生物的需氧代谢2021-11-145858第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学需需氧氧代代谢谢三三阶阶段段图图3-73-7：2021-11-145959第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学 1 大分子有机物的水解大分子有机物的水解 蛋白酶肽酶二肽酶蛋白质多肽二肽氨基酸2021-11-146060第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学2021-11-146161第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学2021-11-146262第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学 2、单糖、氨基酸和脂

14、肪酸代谢、单糖、氨基酸和脂肪酸代谢2021-11-146363第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学图图3-8：emp途径途径2021-11-146464第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学2021-11-146565第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学2021-11-146666第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学三三羧羧酸酸循循环环与与乙乙醛醛酸酸循循环环图图3-93-9：2021-11-146767第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学2021-11-146868第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学2021-11-146969第三章第三章 微生物生物化学微

15、生物生物化学2021-11-147070第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学2021-11-147171第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学2021-11-147272第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学2021-11-147373第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学3.7 微生物的厌氧代谢微生物的厌氧代谢2021-11-147474第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学 i 甲酸 类 甲醇 产 甲胺 通过不同 废水或污泥 蛋白质 氨基酸 物 乙酸等 途径转化 中不溶态大 多 糖 c6h12o6 为 ch4、 分子有机物 脂 类 甘油 ii 丙酸 co2等 脂肪酸

16、类 丁酸 co2 、 h 产 乳酸 和乙酸 物 乙醇等 水解阶段 酸化阶段 气化阶段 酸化 i 酸化 ii 不完全厌氧消化(酸发酵) 发 酵 菌 发 酵 菌 甲 烷 菌 产氢 产乙 酸菌 图图3-8: 3-8: 厌氧生物处理三阶段厌氧生物处理三阶段2021-11-147575第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学 1、丙酮酸的厌氧氧化、丙酮酸的厌氧氧化2021-11-147676第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学 2、甲烷的生成、甲烷的生成2021-11-147777第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学2021-11-147878第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学2021-11-147979第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学2021-11-148080第三章第三章 微生物生物化学微生物生物化学2