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1、(二)五大营养物及其功能 1.水 2.无机盐 3.碳源 4.氮源 5.生长因子 1.光能自养型：以光为能源，以CO2或碳酸盐 为主要碳源合成有机物。 CO2 + H2O CH2O+O2 (藻类、蓝藻) 二、细菌的营养类型(以碳源和能源划分) 光能 叶绿素 2.化能自养型：利用化学能源，CO2为碳源合成 有机物。 如硝化细菌中的亚硝化细菌、硝化细菌 3.光能异养型:以光为能源，以有机物为碳源进 行有机大分子合成。 很少见， 如红螺菌 4.化能异养型绝大多数细菌的营养方式。 以化学能(有机物氧化)为能源，依赖现成的 有机物合成大分子有机物。 第二节 酶及其作用 一、酶的概念 由活细胞产生，均有催化
2、作用的生物催化剂 ，其基本成分是蛋白质。 二、酶的分类 (1)根据促反应性质分类 a.水解酶 如 淀粉 +H2O 淀粉酶 糖 蛋白质 +H2O蛋白酶 氨基酸 b.氧化还原酶 如：葡萄糖的好氧分解中的某些酶 c.转移酶 催化分子间的基团转移，如谷丙转氨酶 f.同分异构酶 g.裂解酶 h.合成酶 (2)根据酶的存在位置分类 a. 胞外酶 b.胞内酶 (3)根据酶的组分分类 a. 单成分酶=蛋白质 水解酶类 b.全酶=蛋白质+辅助因子(绝大多数酶) 蛋白质作用：识别底物，加速反应。 辅助因子作用：传递电子、化学基团等。 图示为一种全酶 蛋白质 辅助因子：有机物或金属离 子 三、酶的作用特性 1.作用
3、特点 (1)只加速反应速度，而不改变反应平衡点；反 应前后质量不变。 (2)高度专一性 (3)条件温和 (4)对环境极为敏感 (5)高效性 (6)活力的可调节性 2.酶的活性和活性中心 (1)酶活力(性)：酶催化一定化学反应的能力。 (2)活性中心：酶蛋白质分子中与底物结合,并起催化作用 的小部分氨基酸区域。 结合部位：识别并结合底物分子 活性中心 催化部位：打开/形成化学键 3.酶的作用机理 诱导契合假说： 当酶与底物接近时，酶蛋白受底物分子的诱导，其 构象发生有利于底物结合的变化，并形成了酶-底物中 间复合物(中间产物)，酶与底物在此基础上互补契合 、进行反应。最终形成反应产物。 E +
4、S ES E + P 底物 酶 中间产物 产物 四、影响酶活力(反应速度)的因素 1.温度的影响 酶的最适温度：发挥酶的最大催化效率时的温度。 最适温度处 2.pH值的影响 最适pH值：发挥酶的最大催化效率时的pH值。 最适pH处 3.抑制剂的影响 4、激活剂的影响 可以激活酶活性的物质，称为激活剂。如 某些金属离子。 5.底物浓度的影响 底物浓度（S ） 反应速度(V) 一级反 应 混合级反应 零级反应 6.酶的初始浓度 V= k3 E0S/ (Km+ S ) E0越大，则V越大，因此要设法提高E0。 水处理中则要加大微生物的浓度。 第三节 细菌的呼吸 一、呼吸的本质 呼吸是氧化和还原的统一
5、过程，其中产生 能量。 一方失去电子和氢供氢体 一方得到电子和氢受氢体 根据受氢体的不同将呼吸作用分 好氧呼吸： O2作受氢体 厌氧呼吸： O2以外的物质 作受氢体 1.好氧呼吸 A-H2 A 辅酶 辅酶-H2 脱氢酶 H2O O2 氧化酶 2.厌氧细菌 A-H2 A 辅酶 辅酶-H2 脱氢酶 受氢体 受氢体(除O2 外) 二、细菌的呼吸类型 1.好氧细菌的呼吸作用 （生活必须有O2 存在，进行好氧呼吸） a.典型例子：葡萄糖的分解 C6H12O6+ O2 6CO2+6H2O+能量 分两步进行 第一步：糖酵解 葡萄糖 丙酮酸 第二步：三羧酸循环 丙酮酸 CO2+H2O 糖酵解过程 ATP AD
6、P ATP 1,3-二磷酸甘油酸 ADP NAD+Pi NADH+H + ATP ADP ADP ATP 三羧酸循环 草酰乙酸 柠檬酸 异柠檬酸 琥珀酰辅 酶A 琥珀酸 延胡索酸 苹果酸 乙酰辅酶A 丙酮酸 -酮戊二酸 如：H2S+2O2 H2SO4+能量（硫细菌） 4NH3+9O2 4NO3-+6H2O+能量（硝化细菌 ） 2.厌氧细菌的呼吸作用 （生活必须无O2 存在，进行厌氧呼吸） 3.兼性细菌的呼吸作用(有无O2均能生活) 既能进行好氧呼吸又能进行厌氧呼吸 如：酵母菌 有O2条件下:C6H12O6+ O2 6CO2+6H2O+能量 无O2条件下:C6H12O6 2 C2H5OH+2CO
7、2 +能量 4.呼吸过程中的能量问题 (1)ATP(三磷酸腺苷)生物体能量的通用货币 a.组成：A-PPP 高能磷酸键(30.5KJ/mol) ATP 的分子 结 构 磷酸 腺苷 2.形成机制 ADP+Pi +能量 ATP I 底物水平磷酸化：直接利用底物反应释放 的能量合成ATP的方式 II 氧化磷酸化:ATP的合成和电子呼吸链相偶 联的方式，即电子在传递过程中产生能量用于 ATP的合成。 NADH+H+_3ATP FADH22ATP ATP合成酶 电子传递链 氧化还原电势变化 自由能变化 电子传递与氧化磷酸化 ATP合成酶 膜内 膜外 电子传递链 (2)能量的利用 a.合成细胞物质 b.运
8、动、营养物质的吸收等 c.散热 三、细菌的呼吸类型在废水处理中的应用 1.好氧生物处理法：有氧条件下，利用 好氧和兼性微生物的好氧呼吸作用，将废水 中的有机物分解。 2.厌氧生物处理法：无氧条件下，利用 厌氧和兼性微生物的厌氧呼吸作用，将废水 中的有机物分解。 第四节 环境因素对细菌生长的影响 一、营养物（已讲） 二、氧(已讲) 三、温度 1)最适温度：其他条件一定，细菌生长代谢旺 盛，生长繁殖最快的温度条件。 故要在最适温度下培养细菌 2) 根据最适生长温度分类 低温菌:1020 0C 中温菌:20-40 0C，绝大多数细菌属于此类， 包括废水处理中的细菌。 高温菌:50-60 0C 3）高
9、温灭菌 原理：主要是高温使蛋白质变性，酶及细胞 的组成均遭到破坏，造成细菌死亡。 4）低温保藏菌种 1）原理：低温下，细菌体内的酶活力受阻 ，代谢停止。 温度越低，对菌种的保藏越有利。常采 用 4 0C左右。 四、 pH 最适pH下，细菌代谢旺盛，生长繁殖最快。 五、氧化还原电位 各种细菌的氧化还原电位（E） 好氧细菌：E0.1V 厌氧细菌：E+0.1V（好氧），E+0.1V（厌氧） 好氧处理法：E=+0.2+0.6V 厌氧处理法： E=-0.1-0.2V 六、干燥 七、渗透压 等渗：细菌的正常生活条件 八、光线 1、正面效应：光能营养性细菌，以光作为能 量。 2、反面效应：紫外线杀菌 （波长260nm左右) 原因：主要造成DNA损伤 九、化学药剂 1、强氧化剂类 过氧乙酸、高锰酸钾、漂白粉等 能强烈氧化细胞物质 2、重金属类 Mn2+、Cu2+、Hg2+等 3、 染料 4、 醇类 5、表面活性剂