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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糊精麦芽糖葡萄糖丙酮酸淀粉酶淀粉酶纤维素酶麦芽糖酶EMP途径6.5.2脂类物质的分解脂肪甘油脂肪酸丙酮酸磷酸二羟丙酮进入TAC乙酰辅酶A脂肪酶磷酸激酶等β-氧化EMP途径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A6.5.3含氮有机物的分解与氮素转化含氮有机物（蛋白质）氨基酸氨态氮亚硝酸盐硝酸盐亚硝酸盐N2、N2O脂肪酸脂酰辅酶A水解脱氨作用硝化作用反硝化作用主要内容（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）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；NH3NO2-NO3-亚硝酸菌硝酸菌（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。NO3-NO2-NO[NOH]N2N2O（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）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）有机氮氨氮亚硝酸盐氮亚硝酸盐氮硝酸盐氮N2或N2O好氧条件厌氧条件反硝化细菌脱氨作用亚硝酸菌硝酸菌传统生物脱氮：短程反硝化理论：6.5.4有机硫化物的分解与硫素转化含硫有机物（－SH）H2S硫酸盐脂肪酸脂酰辅酶A硫化作用H2S反硫化作用S脱硫作用硫细菌硫细菌硫酸盐废水的生物处理资源回收基本内容（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。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。酶的调节酶的调节酶合成调节酶活性调节酶合成的诱导酶合成的阻遏分解物阻遏末端产物阻遏反馈抑制作用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）。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。（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。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。（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。酶的反馈抑制作用模式SS1S2PE1E2E….E1P6.7总结与思考（1）什么是酶？与一般催化剂相比他又什么特性？（2）对微生物的发酵与呼吸进行总结与比较（3）有机废水的厌氧生物处理中，常见的产酸发酵类型有几种？各有什么特征？（4）什么是三羧酸循环？其重要生物学意义体现在哪几方面？（5）什么是底物水平磷酸化和电子传递体系磷酸化？（6）什么是呼吸链？它有几种类型？（7）什么是内源呼吸？什么是外源呼吸？（8）结合氨化作用、硝化作用和反硝化作用的概念，说明有机废水脱氮原理。（9）酶合成的阻遏有哪两种形式？其机制分别是什么？（10）什么是大肠杆菌的葡萄糖效应？什么是酶的反馈抑制作用？6.8作业以上思考题中挑选5道题