㈠ 污水中有機物通過生物降解產物為什麼
1.耗氧污染物的微生物降解
耗氧污染物包括糖類、蛋白質、脂肪及其他有機物質(或其降解產物)。在細菌的作用下,耗氧有機物可以在細胞外分解成較簡單的化合物。耗氧有機物質通過生物氧化以及其他的生物轉化,變成更小、更簡沖此單的分子的過程稱為耗氧有機物質的生物降解。如果有機物質最終被降解成為二氧化碳、水等無機物質,就稱有機物質被完全降解,否則稱之為不徹底降解。
(1)糖類的微生物降解 糖類包括單糖、二糖、多糖。單糖如己糖(C6H12O6)——葡萄糖、果糖等和戊糖(C5H10O5)——木糖、阿拉伯糖等,二糖如蔗糖(C12H22O1l)、乳糖及麥芽糖,多糖如澱粉、纖維素[(C6H10O5)n]等。糖類是由C、H、O三種元素構成。
糖是生物活動的能量供應物質。細菌可以利用它作為能量的來源。糖類降解過程如下。
①多糖水解成單糖 多糖在生物酶的催化下,水解成二糖或單糖,而後才能被微生物攝取進入細胞內。其中的二糖在細胞內繼續在生物酶的作用下降解成為單糖。降解產物中最重要的單糖是葡萄糖。
②單糖酵解生成丙酮酸 細胞內的單糖無論是有氧氧化還是無氧氧化,都可經過一系列酶促反應生成丙酮酸,這是糖類化合物降解的中心環節,又稱糖降過程。其反應如下:
③丙酮酸的轉化在有氧氧化的條件下了丙酮酸在乙醯輔酶A作用下轉變為乳酸和乙酸等,最終氧化成二氧化碳和水:
在無氧氧化條件下丙酮酸往往不能氧化到底,只氧化成各種酸、醇、酮等,這一過程稱為發酵。糖類發酵生成大量有機酸,使pH下降,從而抑制細菌的生命活動,屬於酸性發酵,發酵具體產物決定於產酸菌種類和外界條件。
在無氧氧化條件下,丙酮酸通過酶促反應往往以其本身作受氫體而被還原為乳酸:
或以其轉化的中間產物作受氫體,發生不完全氧化生成低級的有機酸、醇及二氧化碳等:
從能量角度來看,糖在有氧條件下分解所釋放的能量大大超過無氧爛返條件下發酵分解所產生的能量。由此可見,氧對生物體有效地利用能源是十分重要的。
(2)脂肪和油類的微生物降解 脂肪和油類是由脂肪酸和甘油合成的醋,由C、H、O三種元素組成。脂肪多來自動物,常溫下皇固態;而油多來自植物,常溫下呈液態。脂肪和油類比糖類難降解,其降解途徑如下。
①脂肪和油類水解成脂肪酸和甘油 脂肪和油類首先在細胞外經水解酶催化水解成脂肪酸和甘油:
②甘油和脂肪酸轉化 甘油的降解與單糖降解類似,在有氧或無氧氧化條件下,均能被一系列的酶促反應轉變成丙酮酸。丙酮酸經乙醯輔酶A的酶促反應,在有氧的條件終生成二氧化碳和水,而在無氧的條件下則轉變為簡單的有機酸、醇和二氧化碳等。
脂肪酸在有氧氧化條件下,經R-氧化途徑(淡酸被氧化,使末端第二個碳鍵斷裂)及乙醯輔酶A的酶促作用最後完全氧化成二氧散歷迅化碳和水。在無氧的條件下,脂肪酸通過酶促反應,其中間產物不被完全氧化,形成低級的有機酸、醇和二氧化碳。
(3)蛋白質的微生物降解 蛋白質的主要組成元素是C、H、O和N,有些還含有S、P等元素。微生物降解蛋白質的途徑如下。
①蛋白質水解成氨基酸 蛋白質相對分子質量很大,不能直接進入細胞內。所以,蛋白質由胞外水解酶催化水解成氨基酸,隨後再進入細胞內部:
②氨基酸轉化成脂肪酸 各種氨基酸在細胞內經酶的作用,通過不同的途徑轉化成相、應的脂肪酸,隨後脂肪酸經前面所講述的過程轉化成二氧化碳和水:
總而言之,蛋白質通過微生物的作用,在有氧的條件下可徹底降解成為二氧化碳、水和氨,而在無氧氧化條件下通常是酸性發酵,生成簡單有機酸、醇和二氧化碳等,降解不徹底。
在無氧氧化條件下,糖類、脂肪和蛋白質都可藉助產酸菌的作用降解成簡單的有機酸、醇等化合物。如果條件允許,這些有機化合物在產氫菌和產乙酸菌的作用下,可被轉化成乙酸、甲酸、氫氣和二氧化碳,進而經產甲烷菌的作用產生甲烷。復雜的有機物質這一降解過程,稱為甲烷發酵或沼氣發醉。一在甲烷發酵中一般以糖類的降解率和降解速率最高,其次是脂肪,最低的是蛋白質。
2.有毒有機物的生物轉化與微生物降解
(1)石油的微生物降解 石油的微生物降解在消除烴環境污染方面,尤其是從水體和土壤中消除石油污染物方面具有重要的作用。
石油的微生物降解較難,且速率較慢,但比化學氧化作用快10倍左右。其基本規律—直鏈烴易於降解,支鏈烴稍難一些,芳烴更難,環烷烴的生物降解最困難。微生物降解石油污染物的化學過程以甲烷為例,反應如下:
碳原子數大於1的正烷烴,其最常見降解途徑是:通過烷烴的末端氧化,或次末端氧化,或
㈡ 微生物是怎樣降解有機物的
您問的其實是微生物的代謝過程,如下:
分解代謝
兩大類型:包括兩大類型,即分解代謝與合成代謝。
分解代謝(Catabolism)
又稱「異化作用」:大分子物質可以降解成小分子物質,並在這個過程中產生能量。
分解代謝的三個階段
第一階段:將蛋白質、多凳賣糖及脂類等大分子營養物質降解成為氨基酸、單糖及脂肪酸等小分子物質;
第二階段:將第一階段產物進一步降解成更為簡單的乙醯輔酶A、丙酮酸以及能進入三羧酸循環的某些中間產物,在這個階段會產生一些ATP、NADH及FADH2;
第三階段:通過三羧酸循環將第二階段產物完全降解生成CO2,並產生ATP、NADH及FADH2。
第二和第三階段產生的ATP、NADH及FADH2通過電子傳遞鏈被氧化,可產生大量的ATP
合成代謝
合成代謝(Anabolism)
又稱「同化作用」,是指細胞利用簡單的小分子物質合成簡粗叢復雜大分子的過程,在這個過程中要消耗能量。
吸收:生物體從外界不斷攝取各種營養物及能量等。
合成:合成代謝利用吸收各種營養物、中間代謝物與能量轉化成自身的組成物等。
分解與合成代謝的關系
分解代謝與攔櫻合成代謝兩者密不可分。其各自的方向與速度受生命體內、外各種因素的調節以適應不斷變化著的內、外環境。
復雜分子(有機物)經過分解代謝酶系和合成代謝酶系生成簡單分子+ATP+[H] (有機或無機物)
ヽ(•̀ω•́ )ゝ
㈢ 微生物對於大分子營養物質如纖維素、蛋白質是怎樣吸收的
微生物會分泌纖維素酶和蛋白酶將纖維素和蛋白質分解為小分子的葡萄糖和氨基酸後再吸收。
㈣ 蛋白質在單胃動物體內如何消化吸收
反芻動物真胃和小腸中蛋白質的消化和
吸收與單胃動物無差坦枝察異。但由於反芻動物瘤胃中微生物的作用,使反芻動物對蛋白質和含氮化合物的消化利用與單胃動物有很大的不同。
1.飼料蛋白質在瘤胃中的降解
飼料蛋白質進入瘤胃後,讓茄一部分被微生物降解生成氨,生成的氨除用於微生物合成菌體蛋白外,其餘的氨經瘤胃吸收,入門靜脈,隨血液進入肝臟合成尿素。合成的尿素一部分經唾液和血液返回瘤胃再利用,另一部分從腎排出,這種氨和尿素的合成和不斷循環,稱為瘤胃中的氮素循環。它在反芻動物蛋白質代謝過程中具有重要意義。它可減少食入飼料蛋白質的浪費,並可使食入蛋白質被細菌充分利用合成菌體蛋白,以供畜體利用
。
飼料蛋白質經瘤胃微生物分解的那一部分稱瘤胃降解蛋白質
(RDP),不被分解的部分叫做非降解蛋白質(UDP)或過瘤胃蛋白。
飼料蛋白質被瘤胃降解的那部分的百分含量稱降解率。各種飼料蛋白質在瘤胃中的降解率和降解速度不一樣,蛋白質溶解性愈高,降解愈快,降解程度也愈高。例如,尿素的降解率為
100
%,降解速度也最快;酪蛋白降解率
90%,降解速度稍慢。搭拿植物飼料蛋白質的降解率變化較大,玉米為
40%,大多可達80%。
㈤ 微生物對有機污染物有哪些降解作用
微生物對有機污染物降解的作用如下:
耗氧污染物包括糖類、蛋白質、脂肪及其他有機物質(或其降解產物)。在細菌的作用下,耗氧有機物可以在細胞外分解成較簡單的化合物。耗氧有機物質通過生物氧化以及其他的生物轉化,變成更小、更簡單的分子的過程稱為耗氧有機物質的生物降解。如果有機物質最終被降解成為二氧化碳、水等無機物質,就稱有機物質被完全降解,否則稱之為不徹底降解。
原核微生物和真核微生物對多環芳烴的微生物降解都需要氧氣的參與,產生氧化酶,加氧酶把氧原子加到C-C鍵上形成C-O鍵,再經過加氫、脫水等作用而使C-C鍵斷裂,苯環數減少。多環芳烴苯環的降解取決於微生物產生加氧酶的能力,且由於酶對於多環芳烴的專一性,環境中的多環芳烴的多樣性,多環芳烴的降解需要多種微生物的參與。
降解農葯的微生物有細菌、真菌、放線菌、藻類等。細菌由於其生化上的多種適用能力以及容易誘發突變菌株從而佔了主要的位置。
脂肪和油類是由脂肪酸和甘油合成的醋,由C、H、O三種元素組成。脂肪多來自動物,常溫下皇固態;而油多來自植物,常溫下呈液態。脂肪和油類比糖類難降解,其降解途徑如下。
①脂肪和油類水解成脂肪酸和甘油 脂肪和油類首先在細胞外經水解酶催化水解成脂肪酸和甘油:
②甘油和脂肪酸轉化 甘油的降解與單糖降解類似,在有氧或無氧氧化條件下,均能被一系列的酶促反應轉變成丙酮酸。丙酮酸經乙醯輔酶A的酶促反應,在有氧的條件終生成二氧化碳和水,而在無氧的條件下則轉變為簡單的有機酸、醇和二氧化碳等。
蛋白質的微生物降解 蛋白質的主要組成元素是C、H、O和N,有些還含有S、P等元素。
石油的微生物降解 石油的微生物降解在消除烴環境污染方面,尤其是從水體和土壤中消除石油污染物方面具有重要的作用。
㈥ 在自然界中,蛋白質(如動物屍體等)是如何降解的,最終產物是什麼
動物屍體等最終產物是二氧化碳和水,此外還有不少無機鹽(修飾蛋白質用的金屬離子)。【這期間還會還原性的氨,硫化氫,磷化氫等揮發,於是譬如墓地常見的鬼火,那就是磷化氫的傑作。】
這一步最先是由繼續存活的細胞等完成的(請注意動物死亡,不等於全身上下所有細胞均告死亡)。此時由於血液(或者體液慶祥)供應停止,這些還存活著的細胞會開始進行無氧呼吸,在糖類,脂肪消耗殆盡後會開始蛋白質應答,蛋白質開始通過糖異生途徑,作為供能物質!
隨著副產品乳酸堆積,內環境PH顯著改變,最後存活的細胞開始發生細胞膜破裂【一些脊椎屍體及部分無脊椎動物最初腐敗,最開始會因為鈣離子泵出停止,肌肉收縮,先出現屍僵,但當細胞膜破裂開始後,屍僵結束。】
接下來,那就主要是藉助各種入侵的分解者(細菌,真菌及較低級的食腐生物)譽仿搏的酶來幫忙進行的。
【在這期間,屍體的埋藏條件又有所區別了,譬如鹼性環境,會有脂肪等出來搗亂,他們發生皂化反應,形成屍蠟,覆蓋於分解組織上,會改變屍體腐敗降解速度。】
最終,容易分解的組織基本分解光了,剩下較難分解的骨骼,骨骼上還有少量蛋白質(膠原蛋白)這些蛋白質也被分解完全,則剩下的骨骼很快就會因侵蝕作用變為無機鹽塵土。
當然,也有不少動物屍體不會完全分解成二氧化碳水無機鹽,而會在復雜的地質作用下以烷烴,芳香烴,環烷烴等形式存在,也就是說最終保持著其有機物的形式……講更明白點,就是石油。
也有不少動物屍體,分解到大鄭膠原蛋白和骨骼這一步(也可以是其他類似骨質的東西,譬如軟體動物的殼),這時一些礦物質會來填充骨質縫隙,並與羥磷灰石結合……這時這個動物的分解也會停止,最終形成的就是俗稱的---化石!