含碳有机污染物被完全降解为,最后经过的途径为( )。
含碳有机污染物被完全降解为,最后经过的途径为( )。
A、水解
B、糖酵解
C、三羧酸循环
D、氧化
参考答案:
【正确答案:C】
三羧酸循环普遍存在好氧微生物中。含碳有机物分解为丙酮酸后,通过三羧酸循环最终被彻底分解为二氧化碳和水。
有氧条件下碳水化合物微生物降解的基本途径有哪些?
( l ) Embden-Meyerhof 途径(恩伯顿-迈耶霍夫途径):简称E-M 途径。即葡萄糖进行厌氧性分解,生成丙酮酸的过程。此途径大致分为4 个阶段:
①1,6-二磷酸果糖的生成
②1,6-二磷酸果糖分解为丙糖。
③3-磷酸甘油醛的氧化。
④丙酮酸的生成。
由葡萄糖变为丙酮酸时将释放能量,以供细菌生长之用。这些能量是通过磷酸键的分解而产生的。各种磷酸键所含的能量也各有不同。由此可知在醣代谢过程中需要无机磷酸,如果培养基中完全没有磷酸盐时,则发酵作用便不能进行,细苗也不能生长。多数细菌的醣代谢是通过E-M 途径进行的。有些细菌则还有其他途径,或者兼而有之。
( 2 ) Warburg-Dickens途径(瓦勒-狄更斯途径)——也称磷酸已糖途径。是在葡萄糖经E-M 途径第一步变成6-磷酸葡萄糖后,不按E-M 途径进行而是向另一分路进行分解,故又称单磷酸己糖分路,即在6-磷酸葡萄糖第一个碳原子处被氧化,生成6-磷酸葡萄糖酸,再被氧化变为磷酸3-酮葡萄糖酸,这个酸经脱羧作用生成5-磷酸核酮糖。这个途径即称磷酸已糖途径。5-磷酸核酮施在合成核酸、辅酶上具有重要性。它可同木糖和阿拉伯糖互变,使这些糖也可以被细菌所利用。
( 3 ) Entner-Doudoroff 途径(恩特纳-道德洛夫途径)——有些假单胞菌种或其他菌种在利用葡萄糖时,先使葡萄糖磷酸化和氧化,成为6-磷酸葡萄糖酸,再由磷酸葡萄糖酸脱水酶催化,变为6-磷酸-2-酮-3-脱氧葡萄糖酸,然后分解为丙酮酸和3-磷酸甘油醛,最后生成CO2、乙醇和乳酸即为这个途径。
(4)Campbell途径( 坎贝尔途径):绿脓杆菌等对葡萄糖的分解缺乏E-M 途径,不经过磷酸化作用,而是先氧化为葡萄糖酸,再变为2-酮葡萄糖酸,此酸先磷酸化为6-磷酸-2-酮葡萄搪酸,然后分解为两分子的丙酮酸。此即为本途径。
甘度复合菌种降解有机污染物(COD)的原理
一、细菌分解原理
有机污染物在厌氧或好氧的作用下被复合菌种内的各种细菌彻底分解成水和二氧化碳或甲烷,以满足细菌日常活动和增殖所需(详细过程看第三点)。一般来说生物膜法形成的菌种体系较为完整,可形成污染物先厌氧菌分解成小分子物质再好氧菌彻底分解;活性污泥法则和污水处理系统工艺有关,甘度复合菌种根据不同的处理单元的环境条件分化出不同的细菌。例如反硝化生物滤池则反硝化菌种大量驯化产生,BBR工艺产出大量的芽孢杆菌。
二、原生动物分解原理
甘度复合菌种在污水处理系统中投加后可形成以某些原生动物例如钟虫等固着型微生物和放线菌为骨架,其他细菌及分泌物为主要结构形成稳定的生物群落。这些原生动物可以吃掉老死脱落的细菌(死泥)和部分易生化污染物(糖类或小分子蛋白质),且其分泌产物可以有效地加快生物膜的形成。从某种程度上来讲,糖类、有机氮和有机磷都可被这些原生动物所利用。
三、 一般有机污染物微生物代谢全过程
第一类是分解代谢
复杂有机物先是在厌氧菌的作用下,分解成葡萄糖等易分解的有机物,再进一步降解,此部分过程一般分为四个阶段:首先是水解阶段,其次是产乙酸阶段、再是产氢阶段(一般和产乙酸阶段同时)、最后是产甲烷阶段。
糖类: 糖酵解,这是大部分自养或异养生物、所有好氧和厌氧生物开始分解葡萄糖的代谢途径。糖酵解不需要氧气的参与,一般分为四个步骤进行:
①底物水平磷酸化②将六碳分子分解成俩个三碳分子③将两个电子转移给辅酶NAD④捕获能量储存到ATP中。其中 甘度复合菌种 中的枯草杆菌还具有戊糖磷酸途径,可以分解五碳糖。
糖酵解是不完全分解,其最终产物是丙酮酸,其可通过甘度复合菌种中不同的菌种产生的酶进一步代谢。具体见图
在深度厌氧完成后,有机物(COD)的浓度复杂程度均大幅度降低,这部分剩余产物和未经历他发酵手段的丙酮酸会在氧气和需氧菌的参与下先脱二氧化碳形成乙酰辅酶A。
乙酰辅酶A再历经三羧酸循环(TCA)最终分解成二氧化碳和水。三羧酸循环的图解如下
脂肪: 脂肪在厌氧生物作用下能发生水解生成甘油和三个脂肪酸。甘油通过糖酵解代谢。脂肪酸通常含偶数个碳,他们通过一个称为β-氧化的代谢途径分解成二碳单位。在该过程中脂肪酸首选与辅酶A连接,脂肪酸β位碳被氧化从而释放出乙酰辅酶A,同时原脂肪酸链减少两个碳原子。这个过程重复进行,每次都释放出一分子乙酰辅酶A,形成的乙酰辅酶A通过TCA途径被氧化。
蛋白质: 蛋白质在甘度复合菌种分泌的蛋白水解酶的作用下水解成单个氨基酸,接着氨基酸发生脱氨基反应,即去除氨基。脱去氨基的分子进入糖酵解、发酵或TCA彻底代谢。
第二类是生物合成 ,生物合成比较简单,即各种微生物将这些污染物当作合成物质的底物通过各种生物酶的催化下合成自身所需的物质,例如纤维素、肽聚糖、脂多糖等,甚至某些聚合物(荚膜)。当这些生物死亡时其尸体碎片则通过上述生物分解代谢途径彻底分解。
上述内容总结整理示意图如下。
甘度|做好菌种 做好服务
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