（3-3）碳酸盐还原
（异型甲烷生成作用） （P106）
有些产甲烷细菌能以H2 作为电子供体，以CO32-作为最终电子受体合成甲烷，这一生物过程称为碳酸盐的还原作用，也称为异型产甲烷作用。这是产甲烷菌产生甲烷的机制之一。 产甲烷菌的产甲烷作用（P107） 4H2 + HCO3 -+ H+ → CH4 + 3H2O 4HCOO-+ 4H+ → CH4 + CO2 + 2H2O 4CH3OH →3CH4 + CO2 + 2H2O CH3COO- + H+ → CH4 + CO2
7.3.5 兼性微生物的生物氧化 （1）兼性微生物的概念P108
兼性厌氧微生物 兼性好氧微生物 以有氧呼吸为主（在以无氧呼吸或发酵好氧环境中代谢活为主（在厌氧环境中跃），在厌氧环境中代谢活跃），在有氧也能生存 环境中也能生存
（2）兼性微生物的特点
在有氧条件下进行好氧呼吸，在厌氧条件下进行无氧呼吸或发酵。 （3）有机废水好氧生物处理系统中，兼性微生物占主导地位
有人统计，在活性污泥中有70%左右，甚至90％以上微生物为兼性微生物。因而，对于好 氧活性污泥法，即使处理构筑物短时甚至长时间呈现缺氧状态，亦不致造成大量微生物死亡。 （P108）
（4）巴斯德效应 现在请参见教材P108
7.4 化能自养型微生物的产能代谢
本节内容请同学们自学（教材P108-110）
7.5 微生物对有机物的分解作用
7.5.1 多糖类物质的分解
7.5.2 脂类物质的分解
β-氧化简介
脂酰辅酶A的降解，每一轮是放出一个乙酰辅酶A 并产生比原来少两个碳原子的脂肪酰辅酶A 7.5.3 含氮有机物的分解与氮素转化
（1）水解作用
在水解酶的作用下： 蛋白质→胨→肽→氨基酸 （2）氨化作用
有机物中的氮转化为氨态氮的过程称为氨化作用。一般是含氮有机物中的氨基－NH2 脱离， 转化为NH3，所以又称脱氨作用。（P115） （3）硝化作用（P116）
氨态氮在微生物作用下氧化为硝态氮的过程称为硝化作用； 参与硝化作用的微生物称为硝化细菌；
硝化细菌具有高度专一性，分为亚硝酸菌和硝酸菌，均为专性好氧微生物，硝化作用有它们共同完成；
（4）反硝化作用（P116）
厌氧条件下， NO3-在硝酸盐还原菌作用下转化为NO2-，并进一步被还原为N2 或N2O 的过程，称为反硝化作用。
（5）对废水生物处理的指导意义
A: 在废水好氧生物处理中，只有当废水中有机底物减少到一定浓度时才进行硝化作用，因 为废水中的硝化细菌大多为兼性化能异养型，当废水中有机营养较多时，这类细菌为获得较 多的能量，常采取有机营养型(化能异养型)，只有在有机营养不足时，才行化能自养功能。 （ P110 ）
B: 反硝化作用对二次沉淀池的影响（ P117 ） C: 有机废水的生物脱氮（参考教材P117）
7.5.4 有机硫化物的分解与硫素转化 基本内容
（1）脱硫作用：有机硫（-SH、-S-S-、-S-等）转化为无机硫（H2S）的过程； （2）硫化作用： H2S 被氧化为S，并进一步氧化为SO4 2-的过程；
（3）反硫化作用：厌氧条件下， SO4
2-被还原为S、H2S 的过程；参与反硫化作用的细菌称 为硫酸盐还原菌。
7.6 代谢调节
微生物在生长代谢过程中，会受到许多因素的影响，为了维持代谢的正常进行，微生物有其完善的调节机制。可以说，微生物的代谢过程始终处在严格的调控之下，而这种调控基本是通过酶的调节实现的。
酶的调节
7.6.1 酶合成调节
（1）酶合成的诱导（P118）
（1-2）诱导酶：微生物体内原本不具有的，在一定刺激条件下产生的酶称为诱导酶（适应 酶）。
（1-3）对实践的指导意义 （2）酶合成的阻遏 （2-1）分解物阻遏 （2-2）末端产物阻遏 （2-1）分解物阻遏
大肠杆菌的葡萄糖效应P120 大肠杆菌的二次生长曲线
? 大肠杆菌二次生长的原因
利用G 的酶为固有酶，而利用乳糖的酶为诱导酶，在G 存在时，利用乳糖的酶不能产生。 葡萄糖效应的机制——分解物阻遏作用
大肠杆菌在分解利用葡萄糖过程中所产生的代谢产物，阻遏了利用乳糖的酶的合成中的转录过程，因而细菌不能产生利用乳糖的酶。把一种底物分解的产物，抑制另一种底物酶合成的现象，称为分解物的阻遏作用。 （2-2）末端产物阻遏
底物在酶作用下转化分解，其末端产物与合成该酶的基因结合，使相关酶的合成受到抑制，这种阻遏作用称为末端产物阻遏。（注意与分解物阻遏的区别）
当末端产物浓度下降到一定程度，末端产物的阻遏作用得以消除或缓解，相关酶的合成会重新启动。
7.6.2 酶活性调节——反馈抑制作用 在生物代谢过程中，一种产物的生成可能要经历若干中间反应步骤，每一反应步骤都有特定酶的催化，酶的反馈抑制作用是指末端产物与引起这一系列反应的第一个酶结合，使其构象发生改变而暂时失去了催化活性，当末端产物消除或减少到一定程度时，其活性重新恢复的现象。 酶的反馈抑制作用模式
7.7 总结与思考
（1）什么是酶？与一般催化剂相比他又什么特性？ （2）对微生物的发酵与呼吸进行总结与比较
（3）有机废水的厌氧生物处理中，常见的产酸发酵类型有几种？各有什么特征？ （4）什么是三羧酸循环？其重要生物学意义体现在哪几方面？ （5）什么是底物水平磷酸化和电子传递体系磷酸化？ （6）什么是呼吸链？它有几种类型？ （7）什么是内源呼吸？什么是外源呼吸？
（8）结合氨化作用、硝化作用和反硝化作用的概念，说明有机废水脱氮原理。 （9）酶合成的阻遏有哪两种形式？其机制分别是什么？
（10）什么是大肠杆菌的葡萄糖效应？什么是酶的反馈抑制作用？
7.8 作业
以上思考题中挑选5 道题
8 微生物生态学基础
8.1 生态系统与生态平衡
一、生态系统的概念与功能 （一）生态系统的概念
生态系统（ecosystem）就是指一定空间内生存的所有生物和环境相互作用的，具有能量转换、物质循环代谢和信息传递功能的统一体。（参考教材P184）
生态系统主要是个功能单位而不是生物学的分类单位，因为它所强调的是系统中各成分之间，包括生物与生物、生物与环境以及环境各因素之间在功能上的统一性。
生态系统是有边界、有范围、有层次的。一个生态系统可以是含有微生物的一滴水，也可以是整个生物圈(biosphere)。不同大小的生态系统只是研究的空间范围及其复杂程度不同，小的生态系统联合成大的生态系统，简单的生态系统组合成复杂的生态系统，而生物圈是地球上最大、最复杂的生态系统，从地球表面向上23 公里的高空，向下11 公里的海洋深处（太平洋最深的海槽），都属于生物圈的范围。 （二）生态系统的组成结构 （1）生态系统的组成成分 （2）生态系统的结构 （参考教材P184-185）
生态系统的结构包括物种结构、营养结构和空间结构。
主要是从营养功能上划分。简单地讲，食物网及其相互关系就是生态系统的营养结构。 生态系统的组成成分及其相互关系 （三）生态系统的基本特征
任何“系统”都是具有一定结构，各组分之间发生一定联系并执行一定功能的有序 整体，所以生态系统与物理学上的系统具有基本的相似性。但生物成分的存在决定 了生态系统具有不同于机械系统的许多特征。 (1) 动态特征
生态系统具有有机体的一系列生物学特性，如发育、代谢、繁殖、生长与衰老等。这就意味着生态系统具有内在的动态变化能力，任何一个生态系统总是处于不断发展、进化和演