二、微生物对污染物的降解能力(1)诱导酶的产生微生物可能有降解某种污染物的基因,但当该污染物不存在时,基因处于“关闭”状态,污染物(诱导物)一旦出现,基因便被“打开”,从而合成相应的酶,微生物即可降解这种污染物增塑剂一直被认为是难以生物降解的有机物,但已从环境中分离出了降解此物质的微生物,其中气单胞菌分解增塑剂的酶正是诱导酶;中国科学院水生生物研究所从污水中分离到的对硫磷农药降解菌,就是通过诱导酶降解对硫磷的。12
(1)诱导酶的产生 微生物可能有降解某种污染物的基因,但当该 污染物不存在时,基因处于“关闭”状态,污染物 (诱导物)一旦出现,基因便被“打开”,从而合 成相应的酶,微生物即可降解这种污染物。 增塑剂一直被认为是难以生物降解的有机物,但已从环 境中分离出了降解此物质的微生物,其中气单胞菌分解增塑 剂的酶正是诱导酶;中国科学院水生生物研究所从污水中分 离到的对硫磷农药降解菌,就是通过诱导酶降解对硫磷的。 二、 微生物对污染物的降解能力 12
二、微生物对污染物的降解能力(2)具有降解质粒微生物分解某些难降解污染物的能力受细胞内质粒的控制,质粒上有编码分解某污染物的酶的基因(3)突变体的形成微生物易发生变异,当环境中存在某些污染物时,会诱发形成突变体,微生物分泌相应的酶,以降解这些污染物。在自然状态下这种突变频率很低,可采用人工诱变或分子遗传手段构建降解特殊污染物的工程菌13
(2)具有降解质粒 微生物分解某些难降解污染物的能力受细胞内质粒 的控制,质粒上有编码分解某污染物的酶的基因。 (3)突变体的形成 微生物易发生变异,当环境中存在某些污染物时 ,会诱发形成突变体,微生物分泌相应的酶,以降解 这些污染物。 在自然状态下这种突变频率很低,可采用人工诱 变或分子遗传手段构建降解特殊污染物的工程菌 。 二、 微生物对污染物的降解能力 13
三、有机污染物的生物降解反应矿化作用+共代谢作用(1)矿化作用矿化作用指有机污染物在一种或多种微生物的作用下彻底分解为COz、HO和简单的无机化合物的过程微生物在通过矿化作用可以从污染物中获得能源、碳源、氮源、磷源和硫源等。一矿化作用过程包括氧化、还原、水解、脱水脱羧基等生化反应,都是在各种微生物代谢过程中表现出来的,它的实质都是酶促反应14
(1)矿化作用 矿化作用指有机污染物在一种或多种微生物 的作用下彻底分解为CO2、H2O和简单的无机化合 物的过程。 微生物在通过矿化作用可以从污染物中获得 ——能源、碳源、氮源、磷源和硫源等。 矿化作用过程包括氧化、还原、水解、脱水 、脱羧基等生化反应,都是在各种微生物代谢过 程中表现出来的,它的实质都是酶促反应。 三、有机污染物的生物降解反应 矿化作用 + 共代谢作用 14
三、有机污染物的生物降解反应降解光降解生物降解化学降解酯化氧化脱水还原缩合脱羧氨化脱氨基乙酰化水解15
三、有机污染物的生物降解反应 降解 光降解 化学降解 生物降解 氧化 还原 脱羧 脱氨基 水解 酯化 脱水 缩合 氨化 乙酰化 15
三、有机污染物的生物降解反应1.氧化作用(失电子,自身被氧化,化合价升高)Fe3+Fe2+SSO42-+氧化硫硫杆菌氧化亚铁硫杆菌NH3NO2NO3亚硝化单胞菌属硝化杆菌属醇(糖类C-OH)醛(-CHO)酸(-COOH)16
1. 氧化作用 (失电子,自身被氧化,化合价升高) Fe2+ Fe3+ S SO4 2- NH3 NO2 - NO3 - 醇(糖类 C-OH) 醛(-CHO) 酸(-COOH) 氧化亚铁硫杆菌 氧化硫硫杆菌 亚硝化单胞菌属 硝化杆菌属 三、有机污染物的生物降解反应 16