水处理生物学第二章细菌的生理特性详解.ppt

第二章 细菌的生理特性 生理特性 2-1细菌的营养 2-2酶及其作用 2-3细菌的呼吸 2-4其他环境因素对细菌生长的影响 生理特性 生理——生命活动机理（食、住） 生命活动——营养、呼吸、环境条件 营养物及其获取方式——营养 营养物质的代谢（产能方式） ——呼吸 那些环境因素使细菌病、死？——环境条件 营养物的种类、用途及营养物的吸收方式 水、盐、“粮食” 异养－自养；吸收方式—四种 如何代谢？不同代谢类型的细菌分类 光能—化能；好氧—厌氧；寄生—腐生 ！学会养细菌 住（环境条件—环境因素对细菌的影响） 第一节 细菌的营养 提问：如何知道细菌所需的营养物种类呢？ 单因子或复合因子培养试验、由细胞化学组成进行推断。 一、细菌营养物组成及生理功能  传统上根据功能不同对营养物归类 水、无机盐和碳源、氮源、能源、生长因子等。 （一）水 提问：水对细菌有哪些作用？ 1)溶剂作用（所有物质都必须先溶于水，才能参与生化反应） 2)参与生化反应(如脱水、加水反应) 3)运输物质的载体 4）维持和调节一定的温度 （二）无机盐 阴离子盐：磷酸盐、硫酸盐、氯化物、碳酸盐、碳酸氢盐。 阳离子盐：氨、钾、钠、钙、镁、铁的盐 P和S、Fe、Mg的需求量较大 同时还需要锌、锰、钴、铝、铜、硼、钒、镍等微量元素。 提问：无机盐的功能是什么？ 1)构成细胞的组成成分（DNA-磷） 2)酶的组成成分（辅基）； 3)酶的激活剂（Mg2+，K+）； 4）维持一定的渗透压。 5)特殊细菌的能源； 铁细菌、硫细菌分别以铁和硫为产能物质。 （三）碳源和能源 种类？ 有机物、无机碳化合物 随细菌不同，各有偏好 细菌最喜好的碳源是？ （四）氮源 提问：哪些物质可作为细菌的氮源？ 有机氮（氨基酸和蛋白质）、无机氮（ N2、 NH3、铵盐、硝酸盐）等。 实验室中有机氮源——蛋白胨 （五）磷源和硫源 磷源比较单一，主要是无机磷酸盐或偏磷酸盐。 （六）生长因子 种类：嘌呤、嘧啶类、维生素类 作用：？ 嘌呤和嘧啶参与合成核酸和辅酶； 维生素，重要辅酶 多数细菌不存在生长因子问题。 只有少数细菌需要外界提供现成的生长因子，才能生长，如乳酸菌需要多种维生素，因此只能生活在这些物质供应充足的环境，如牛奶中、肠道。 （七）在实际应用中应注意 1. 营养要求小范围可改变 指细菌对碳源等的种类、数量一定程度上可驯化适应（酶的诱导、易变异） 2. “营养要平衡”，存在一定比例搭配的现象 主要是指碳氮磷的比例关系，通常称碳氮磷比。 碳氮磷比－“营养平衡” 根瘤菌要求碳氮比为11.5：1 土壤中微生物混合群体要求碳氮比为25：1 污(废)水生物处理中好氧微生物群体(活性污泥)要求为BOD5：N：P＝100：5：1 城市生活污水不存在营养不足的问题。但有的工业废水缺某种营养，当营养量不足时，应供给或补足。 如酒精废水缺 ？ ； 留意！ 但如果工业废水不缺营养，就切勿盲目补充！ 提问：为什么？ 过犹不及——“娇惯” 细菌往往先利用这类现成的容易被吸收、利用的有机物质，而不再利用工业废水中难以吸收、利用的有机物，从而导致细菌分解特殊有机物的能力下降 这与细菌驯化正好相反（反驯化）。 二、细菌的营养类型 碳源 ——组成细菌细胞的骨架 能源 细菌在生命活动中也需要能源，细菌的能源种类 化学能、光能 细菌的营养类型 碳源是微生物必须的营养物质，微生物利用无机碳（CO2、CO32-）[或者有机碳（碳氢化合物）]作为合成细胞物质来源的称为自养[异养]。 细菌在合成代谢过程中需要能量，能量来源于光能[氧化有机物或无机物]，能量来源成为光能[化能] 。 （1）光能自养细菌（无氧有光） 只有紫硫细菌和绿硫细菌 较洁净的光照池塘无氧臭（H2S) 区 紫硫、绿硫细菌代谢方式 光照 CO2 + H2S → [CH2O]（糖） + H2O + 2S↓ 菌绿素（与叶绿素大同小异） 湖中4m （2） 化能自养细菌（有氧） 提问：什么是化能自养菌？ 自养——碳源CO3－ 化能——以 ？物质氧化产能 S、H2S、H2、NH3、Fe （3）化能异养菌 （4） 光能异养细菌（无氧有光） 光能+色素 有机物 + CO2 → 菌体 [CH2O] 小分子有机物碳源 主要指红螺菌（有氧无光时可化能异养生存） 提问：人工投加光合细菌（PSB,红螺菌）有利于水产养殖，原因？ 三．培养基 学以致用——养细菌 1.认识 化能自养菌氧化硫杆菌的培养基 粉末状硫 10g KH2PO4 4g