第19—22次课第16—17周
课题：第八章微生物对化学物质的降解与转化
§8-1 微生物降解与转化化学物质的能力
教学目的要求：1、了解可生物降解性的概念及据此划分的污染物类型；2、掌握可生物降解性的研究意义与测定方法；3、了解污染物的化学结构对其降解与转化的影响规律；4、掌握共代谢的定义及其方式，认识微生物降解与环境中污染物的巨大潜力；5、掌握微生物在碳素循环和氮素循环中的各种作用；6、掌握微生物降解石油的规律及影响因素；7、了解常见的几种人工合成物质在环境中的降解状况；8、掌握汞的甲基化作用。
主要教学内容：1、微生物降解与转化化学物质的能力；
2、微生物在自然界物质循环中的作用；
3、各类合成化合物的生物降解与转化；
4、重金属污染物的转化。
教学重点、难点：1、微生物降解与转化化学物质的能力；
2、微生物在自然界物质循环中的作用；
3、各类合成化合物的生物降解与转化；
4、重金属污染物的转化。
教具：幻灯片
学时数：8
教学内容：
降解作用：微生物将复杂的污染物质分解为简单的小分子物质的过程。
特点：①碳链断裂，碳原子数目减少；
②产生大量的能量；
终极降解：有机物被彻底分解为O2和H2O。
转化作用：微生物将污染物质从一种形式转变为另一种形式的过程。
特点：①不强调碳链的断裂；
②产生少量的能量；
一、污染物的可生物降解性：
㈠可生物降解性：
1、定义：是复杂大分子物质通过微生物的生命活动降解为简单小分子无的可能性。
2、类型：
①易生物降解性物质；
②难生物降解性物质；
③不可生物降解性物质；
㈡可生物降解性的测定：
1、瓦氏呼吸仪测量法：
①基质生物氧化率：
基质：
理论需氧量；
耗氧量
基质的生物氧化率=
理论需氧量
②呼吸曲线；
内源呼吸曲线；
生化呼吸曲线；
A B C A：该基质可被生物降解；
B：该基质不可被生物降解，但无抑制作用；
C：该基质难于被生物降解，且产生抑制作用；
2、BOD5与CODcr长值法：
BOD5 / CODcr的大小，可推测废水的可生化性。
3、微生物降解实验法
①土壤消毒试验；
②培养法；
4、其它方法和指标：
库仑仪法，脱氢酶活性测定、APT量测定、总有机碳测定等……㈢可生物降解性研究的意义：
1、进一步认识污染物在环境中迁移转化规律；
2、了解污染物对自然界正常物质循环的影响；
3、保护人类健康；
4、弄清污染物的可生物降解性，有的放失采取控制及治理措施；
①对不可生物降解或难生物降解的—控制排放。
②对可生物降解的---迅速处理；
③对毒性强且又难以降解的----停产停用；
二、影响微生物降解与转化的因素：
1、物质的化学特征：
①分子大小；
②官能团性质与数量；
③主链上取代基因；
2、共代谢作用：
①基质有机物提供能源；
②其他微生物协同作用；
③相似物诱导产生酶；
3、微生物的生长条件：
C、N、P等养分。通过PH、温度、水分、光照等，没有毒素。
4、污染物降解或转化的产物。
三、微生物降解与转化污染物的巨大潜力：
1、产生诱导酶；
2、形成突变株；
3、降解性质粒；
4、组建超级菌；
5、共代谢方式；
§8-2 微生物在自然界物质循环中的作用
一、碳素循环：
㈠微生物分解有机物的一般途径：
1、复杂有机物分解简单有机物质；
2、简单有机物质的有氧分解；
①彻底氧化 CO2+H2O ；
②不完全氧化小分子有机物；
3、简单有机物质的无氧分解简单的小分子有机物；
㈡多糖类物质的无氧分解；
1、淀粉的降解：
①淀粉的种类：
直链淀粉；
支链淀粉；
②淀粉的降解途径：
TCA循环 CO2+H2O；
淀粉淀粉酶葡萄糖—丙酮酸—乙醇、CO2；
丁醇、乙酸、CO2、H2；
、CO2、H2；
③催化淀粉降解的酶：
L—淀粉酶：
淀粉酶 B—淀粉酶：
糖化淀粉酶：
异淀粉酶；
④降解淀粉的微生物：细菌，放线菌，真菌；
2、纤维素的降解：
①纤维素的分解途径：
循环 CO
2+H2
O+ATP
纤维素纤维素酶+CO2；
丁醇、乙酸CO2、H2；
、CO2、H2；
②催化纤维素降解的酶：
C1；
C X
B-葡萄糖苷酶；
③分解纤维素的微生物：主要是细菌；
3、半纤维素的降解：
半纤维素聚糖酶
单糖+糖醛酸
好氧分解 TCA CO2+H2O
㈢脂类物质的生物降解：
脂肪脂肪酶
甘油、高级脂肪酸；
类脂质磷脂酶类
甘油或其他醇类、高级脂肪酸、磷酸、有机碱类；
脂类脂酶类
高级醇、高级脂肪酸；
1、甘油的转化：
甘油甘油激酶 L-磷酸甘油磷酸甘油脱氢酶磷酸二羚丙酮；
2、脂肪酸的B-氧化
㈣石油的生物降解：
1、降解石油的微生物；
2、各种烃类的降解：
①烷烃的降解
CH4 CH3OH HCHO HCOOH CO2 + H2O
甲基营养型细菌；
②稀烃的降解；
③脂环烃类的分解乙酰CoA
环己醇环己酮 6-羚基己酸
CoA ④芳香烃类化合物的分解；