水环境中的微生物化学过程学习教案.pptx

《水环境中的微生物化学过程学习教案.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《水环境中的微生物化学过程学习教案.pptx（73页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、会计学1水环境水环境(hunjng)中的微生物化学过程中的微生物化学过程第一页，共73页。6.1 有机(yuj)污染物质的微生物降解（P158)第2页/共73页第二页，共73页。n n微生物是一切肉眼看不见或看不清、个体微小、构造(guzo)简单的低等生物的统称n n微生物分类：n n原核生物（细菌、古细菌、放线菌、立克次氏体、支原体、衣原体）n n真核生物（原生动物、真菌、藻类）n n非细胞生物（噬菌体、病毒）第3页/共73页第三页，共73页。微生物的微观性微生物的微观性研究研究(ynji)手段的限制手段的限制分离培养的局限分离培养的局限n n种类多n n生理代谢类型多n n代谢产物(chn

2、w)种类多n n微生物种数多n n地球上的微生物：估计有100万种以上n n已发现的微生物：约有10万种n n已开发利用的微生物：约1000种 第4页/共73页第四页，共73页。水里的微生物水里的微生物“夜光夜光(y un)藻藻”活性污泥中的丝状菌活性污泥中的丝状菌第5页/共73页第五页，共73页。水蚤水蚤(shu zo)第6页/共73页第六页，共73页。第7页/共73页第七页，共73页。有机有机有机有机(y(y uj)uj)化合物的生物降解化合物的生物降解化合物的生物降解化合物的生物降解n n水环境中有机物的生物降解依赖于微生物通过 催化反应分解(fnji)有机物，其本质是n n 促反应。第

3、8页/共73页第八页，共73页。一、生物转化中的酶一、生物转化中的酶 Enzyme（大多数生物转化是在酶的参与和控（大多数生物转化是在酶的参与和控制制(kngzh)下进行的）下进行的）n n1、几个概念n n酶(enzyme)：一种由细胞制造和分泌的、以蛋白质为主要成分(chngfn)的、具有催化活性的生物催化剂。n n底物（或基质）(substrate)：在酶催化下发生转化的物质。n n酶促反应(enzymaticreaction)：底物在酶催化下发生的转化反应。第9页/共73页第九页，共73页。2、酶酶催化作用的特点催化作用的特点(tdin)n n催化专一性高。一种酶只能对一种底物或一类底

4、物起催化作用，生成一定的代谢产物。n n酶催化效率高。一般酶催化反应的速率比化学催化剂高1071013倍。n n酶催化需要温和的外界条件，如常温(chngwn)、常压、接近中性的酸碱度。第10页/共73页第十页，共73页。3、酶酶的分的分类类(fn li)2,000多多种种a a、根据、根据(gnj)(gnj)作用作用场场所所n n胞内酶n n胞外酶b b、根据、根据(gnj)(gnj)催化反催化反应类应类型型n n氧化还原酶n n转移酶n n水解酶n n裂解酶n n异构酶n n合成酶c、根据成分、根据成分单成分成分酶(只含有蛋白只含有蛋白质)双成分双成分酶(酶蛋白和蛋白和辅酶或或辅基基)第1

5、1页/共73页第十一页，共73页。二、若干重要辅酶二、若干重要辅酶(f mi)的功的功能能n n1、FMN和FADn n一些氧化还原酶的辅酶，在酶促反应(fnyng)中具有传递氢原子的功能。F：黄素：黄素(hun s)flavinM：单：单monoN：核苷酸：核苷酸nucleotideA：腺嘌呤：腺嘌呤adenineD：二核苷酸：二核苷酸di nucleotideFMNFAD第12页/共73页第十二页，共73页。+2H-2H（氧化(ynghu)型FMN/FAD）（还原型FMN/FAD）FMN/FADFMNH2/FADH2RFMN/FAD的其余部分的其余部分第13页/共73页第十三页，共73页。

6、2、NAD和和NADPn n(分别称为辅酶辅酶)某些氧化还原酶的辅酶，在酶促反应(fnyng)中具有传递氢的作用。NAD+（烟酰胺腺嘌呤二核苷酸）NADP+（烟酰胺膘嘌呤(piolng)二核苷酸）磷酸腺嘌呤第14页/共73页第十四页，共73页。NAD+/NADP（氧化(ynghu)型NAD+/NADP）+2H+H+NADH/NADPH（还原型NAD+/NADP）RNAD+/NADP+的其余部分的其余部分第15页/共73页第十五页，共73页。3、辅酶、辅酶(f mi)Q（又称泛醌）（又称泛醌）n n是某些氧化还原酶的辅酶(f mi)，在酶促反应中具有传递氢的作用。CoQ（氧化(ynghu)型Co

7、Q）+2H-2HCoQH2（还原型CoQ）（n=610）第16页/共73页第十六页，共73页。4、细胞、细胞(xbo)色素酶系的辅酶色素酶系的辅酶n n细胞色素酶系是催化(cu hu)底物氧化的一类酶系，主要有细胞色素b1、c1、c、a、a3等几种。它们的酶蛋白部分不同，但辅酶都是铁卟啉。cytnFe3+cytnFe2+e-ecyt细胞(xbo)色素酶系n b1、c1、c、a、a3第17页/共73页第十七页，共73页。5、辅酶、辅酶(f mi)A（简写为（简写为CoASH）n n转移酶的辅酶，所含的巯基与酰基形成硫酯，而在酶促反应中起着传递(chund)酰基的功能。反应式如下：CoASH+CH

8、3CO+CH3CO-SCoA+H+第18页/共73页第十八页，共73页。三、生物氧化三、生物氧化(ynghu)中的氢传递中的氢传递过程（过程（hydrogen transfer）n n生物氧化指有机质在机体细胞内的氧化，并伴生物氧化指有机质在机体细胞内的氧化，并伴随能量的释放。一般多为去氢氧化。所脱落的随能量的释放。一般多为去氢氧化。所脱落的氢（氢（H+eH+e）以原子或电子的形式，由相应的）以原子或电子的形式，由相应的氧化还原酶按一定顺序传递至受氢体。这一氢氧化还原酶按一定顺序传递至受氢体。这一氢原子或电子的传递过程称为氢传递或电子传递原子或电子的传递过程称为氢传递或电子传递过程，其受体称为

9、受氢体或电子受体。受氢体过程，其受体称为受氢体或电子受体。受氢体如果为细胞内的分子氧就是如果为细胞内的分子氧就是(jish)(jish)有氧氧化；有氧氧化；若为非分子氧的化合物则是无氧氧化。若为非分子氧的化合物则是无氧氧化。第19页/共73页第十九页，共73页。1 1、有氧氧化中以分子氧为直接、有氧氧化中以分子氧为直接、有氧氧化中以分子氧为直接、有氧氧化中以分子氧为直接(zhji)(zhji)受氢体的递氢过程受氢体的递氢过程受氢体的递氢过程受氢体的递氢过程分子氧作为直接(zhji)受氢体的氢传递过程第20页/共73页第二十页，共73页。2 2、有氧氧化、有氧氧化、有氧氧化、有氧氧化(y(y n

10、ghu)nghu)中分子氧为间接受体的递氢过程中分子氧为间接受体的递氢过程中分子氧为间接受体的递氢过程中分子氧为间接受体的递氢过程分子氧作为间接受氢体的氢传递(chund)过程第21页/共73页第二十一页，共73页。生物去氢氧化中各反应的电极生物去氢氧化中各反应的电极(dinj)电位电位电对电对E/V电对电对E/VNAD+/(NADH+H+)-0.322cytc1(2Fe3+/2Fe2+)+0.22FMN/FMNH2-0.122cytc(2Fe3+/2Fe2+)+0.26CoQ/CoQH2+0.102cytaa3(2Fe3+/2Fe2+)+0.282cytb(2Fe3+/2Fe2+)+0.05

11、O2/H2O+0.82第22页/共73页第二十二页，共73页。3 3、无氧氧化、无氧氧化、无氧氧化、无氧氧化(y(y nghu)nghu)中有机底物转化中间产物受氢体中有机底物转化中间产物受氢体中有机底物转化中间产物受氢体中有机底物转化中间产物受氢体的递氢过程的递氢过程的递氢过程的递氢过程一系列酶促反应(fnyng)中间代谢中间代谢(dixi)产物作为产物作为受氢体受氢体葡萄糖CH3CHO（乙醛）CH3CH2OH（乙醇）NADH+H+NAD+乙醇脱氢酶2H葡萄糖CH3COCOOH（丙酮酸）CH3CH(OH)COOH（乳酸）NADH+H+NAD+乳酸脱氢酶2H第23页/共73页第二十三页，共73

12、页。4.无氧氧化中某些无氧氧化中某些(mu xi)无机含氧无机含氧化合物做受氢体的递氢过程化合物做受氢体的递氢过程最常见的受氢体：最常见的受氢体：硝酸硝酸(xio sun)根、硫酸根和二氧化根、硫酸根和二氧化碳碳10H+2NO3-+2H+N2+6H2O兼性厌氧反硝化菌24H+3H2SO43H2S+12H2O兼性厌氧硫酸还原菌8H+CO2CH4+2H2O厌氧甲烷菌第24页/共73页第二十四页，共73页。四、耗氧有机四、耗氧有机(yuj)污染物质的微污染物质的微生物降解生物降解n n是生物残体、排放废水和废弃物中的糖类、脂肪和蛋白质等较易生物降解的有机物质n n有机物质通过生物氧化以及其他的生物转

13、化，可以(ky)变成更小、更简单的分子。如果有机物质降解成二氧化碳、水等简单无机化合物，则为彻底降解，矿化（mineralization）；否则为不彻底降解。第25页/共73页第二十五页，共73页。1、糖类、糖类(tn li)的微生物降解的微生物降解 糖类糖类(tn li)Cx(H2O)yn nA、多糖水解(shuji)成单糖B、单糖酵解成丙酮酸、单糖酵解成丙酮酸C、丙酮酸的转化、丙酮酸的转化(zhunhu)有氧条件有氧条件无氧条件无氧条件多糖多糖细胞外水解酶二糖二糖单糖单糖细胞内水解酶C6H12O6+2NAD2CH3COCOOH+2NADH+2H+第26页/共73页第二十六页，共73页。C、

14、丙酮酸的转化、丙酮酸的转化(zhunhu)：有氧条件：有氧条件TAC三羧酸循环第27页/共73页第二十七页，共73页。C、丙酮酸的转化、丙酮酸的转化(zhunhu)：无氧条件无氧条件CH3COCOOH+2HCH3COCOOH+2HCH3CH(OH)COOH(乳酸(rsun)乳酸菌厌氧CH3COCOOHCO2+CH3CHOCH3CHO+2HCH3CH2OHCO2+CH3CH2OH酵母菌兼性厌氧第28页/共73页第二十八页，共73页。2、脂肪、脂肪(zhfng)的生物降解的生物降解n nA、脂肪(zhfng)水解成脂肪(zhfng)酸和甘油B、甘油、甘油(n yu)的转化的转化第29页/共73页第

15、二十九页，共73页。C、脂肪酸的转化、脂肪酸的转化(zhunhu)n n有氧时，饱和脂肪酸经过有氧时，饱和脂肪酸经过(jnggu)(jnggu)酶促酶促-氧化途径变成氧化途径变成酯酰辅酶酯酰辅酶A A和乙酰辅酶和乙酰辅酶A A。乙酰辅酶。乙酰辅酶A A进入进入TCATCA循环，而循环，而酯酰辅酶酯酰辅酶A A又经又经 氧化途径进行转化。氧化途径进行转化。RCH3CH2COOHRCH2CH2COSCoARCH=CHCOSCoARCH(OH)CH2COSCoARC(O)CH2COSCoARCOSCoA+CH2COSCoACOASHH2OFADFADH2H2ONAD+NADH+H+CoASH饱和(b

16、oh)脂肪酸-氧化途径简要图示脂酰辅酶A,-烯脂酰辅酶A-羟脂酰辅酶A-酮脂酰辅酶A乙酰辅酶A少2C的脂酰辅酶A第30页/共73页第三十页，共73页。3、蛋白质的微生物降解、蛋白质的微生物降解(jin ji)n nA、蛋白质水解(shuji)成氨基酸n nB、氨基酸脱氨脱羧成脂肪酸第31页/共73页第三十一页，共73页。4、甲烷、甲烷(ji wn)发酵发酵n n在无氧氧化条件下，糖类、脂肪和蛋白质降解成简单的有机酸、醇等。这些有机化合物在产氢菌和产乙酸菌作用下，可转化为乙酸、甲酸、氢气(qn q)和二氧化碳，进而经产甲烷菌作用产生甲烷。这一总过程称为甲烷发酵。在甲烷发酵中糖类的降解率和降解速率

17、最高，脂肪次之，蛋白质最低。产生产生(chnshng)甲烷的主要途径：甲烷的主要途径：CH3COOH CH4+CO2CO2+4H2CH4+2H2O第32页/共73页第三十二页，共73页。n n甲烷发酵需要(xyo)满足产酸菌、产氢菌、产乙酸菌和产甲烷菌等各种菌种所需的生活条件，它只能在适宜环境条件下进行。n n产甲烷菌是专一厌氧菌，因此甲烷发酵必须处于无氧条件下。n n甲烷菌生长要求：n n弱碱性环境；一般pH为78；n n适宜碳氮比为30左右。第33页/共73页第三十三页，共73页。6.2 有毒有机污染物质有毒有机污染物质(wzh)生物转化生物转化第34页/共73页第三十四页，共73页。有毒

18、有机污染物质生物转化有毒有机污染物质生物转化(shn w zhun hu)类型类型n n生物转化的结果，一方面往往使有机毒物水溶性和极性增加易于排出体外；另一方面也会改变有机毒物的毒性，多数是毒性减小，少数毒性反而(fn r)增大氧化、还原、水解氧化、还原、水解(shuji)第一阶段反应第一阶段反应 结合结合第二阶段反应第二阶段反应 第35页/共73页第三十五页，共73页。1.氧化氧化(ynghu)反应类型反应类型n n混合混合(hnh)(hnh)功能氧化酶加氧氧化功能氧化酶加氧氧化n nC=CC=C环氧化环氧化 C C羟基化羟基化 氧脱烃氧脱烃n n硫脱烃、硫硫脱烃、硫-氧化及脱硫氧化及脱硫

19、n nNN脱烃、氮脱烃、氮-氧化及脱氮氧化及脱氮n n脱氢酶脱氢氧化脱氢酶脱氢氧化n n醇氧化成醛醇氧化成醛 醇氧化成酮醇氧化成酮 醛氧化成羧酸醛氧化成羧酸n n氧化酶氧化氧化酶氧化第36页/共73页第三十六页，共73页。A.混合混合(hnh)功能氧化酶加氧氧功能氧化酶加氧氧化化n n混合功能氧化酶又称单加氧酶，功能是利用(lyng)细胞内的分子氧，将其中的一个氧原子与有机底物结合，使之氧化，而使另一个氧原子与氢原子结合成水。n n两个电子是由NADPHH传递来的第37页/共73页第三十七页，共73页。NADPH+H+第38页/共73页第三十八页，共73页。混合混合混合混合(hnh)(hnh)

20、功能氧化酶的专一性较差，能催化很多底功能氧化酶的专一性较差，能催化很多底功能氧化酶的专一性较差，能催化很多底功能氧化酶的专一性较差，能催化很多底物物物物n n碳双键碳双键(shun(shun jin)jin)环氧化环氧化第39页/共73页第三十九页，共73页。n n碳羟基(qingj)化第40页/共73页第四十页，共73页。n n硫脱烃、硫氧化(ynghu)及脱硫硫脱烃脱硫硫氧化(ynghu)亚砜砜第41页/共73页第四十一页，共73页。n n氮脱烃、氮氧化(ynghu)及脱氮氧脱烃氧脱烃第42页/共73页第四十二页，共73页。脱氮氮氧化(ynghu)羟胺第43页/共73页第四十三页，共73页

21、。B.脱氢脱氢(tu qn)酶脱氢酶脱氢(tu qn)氧化氧化n n脱氢酶是伴随有氢原子或电子转移，以非分子氧化合物脱氢酶是伴随有氢原子或电子转移，以非分子氧化合物为受体的酶类。脱氢酶能使相应的底物为受体的酶类。脱氢酶能使相应的底物(d(d w)w)脱氢氧脱氢氧化。化。n n醇氧化成醛醇氧化成醛n nRCH2OH RCHO+2HRCH2OH RCHO+2Hn n醇氧化成酮醇氧化成酮n nR1CH(OH)R2 R1COR2+2HR1CH(OH)R2 R1COR2+2Hn n醛氧化成羧酸醛氧化成羧酸n nRCHO RCHO H2O RCOOH H2O RCOOH 2H2H第44页/共73页第四十四

22、页，共73页。C.氧化氧化(ynghu)酶氧化酶氧化(ynghu)n n氧化酶是伴随有氢原子或电子转移，以分子氧为直接受氢体的酶类。氧化酶能使相应(xingyng)的底物氧化。n n RCH2NH2H2O RCHO NH32H第45页/共73页第四十五页，共73页。2.还原还原(hun yun)反应反应类型类型n nA.可逆脱氢酶加氢还原(hun yun)：可逆脱氢酶是指起逆相作用的脱氢酶类，能使相应的底物加氢还原(hun yun)。B.硝基还原酶还原：硝基还原酶能使硝基化硝基还原酶还原：硝基还原酶能使硝基化合物还原，生成合物还原，生成(shn chn)相应的胺。相应的胺。C=O+2HCHOH

23、R1R2R1R2NO22H-H2ONO2HNHOH2H-H2ONH2第46页/共73页第四十六页，共73页。n nC.C.偶氮还原酶还原：偶氮还原酶能使偶氮化合物还原，偶氮还原酶还原：偶氮还原酶能使偶氮化合物还原，生成相应生成相应(xingyng)(xingyng)的胺。（增毒反应）的胺。（增毒反应）D.还原还原(hun yun)脱氯酶还原脱氯酶还原(hun yun)：还：还原原(hun yun)脱氯酶能使含氯化合物脱氯（用脱氯酶能使含氯化合物脱氯（用氢置换氯）或脱氯化氢而被还原氢置换氯）或脱氯化氢而被还原(hun yun)。N=N2HNH2NH-NH2H2第47页/共73页第四十七页，共73

24、页。3.水解反应类型水解反应类型(lixng)n nA.羧酸(su sun)酯酶使酯水解n nRCOOR+H2O RCOOH+ROHB.磷脂磷脂(ln zh)酯酶使磷脂酯酶使磷脂(ln zh)水解水解C.酰胺酶使酰胺水解酰胺酶使酰胺水解第48页/共73页第四十八页，共73页。4.结合结合(jih)反应反应n nA.葡萄糖醛酸结合：在葡萄糖醛酸基转移酶的作用下，在生物体内尿嘧啶核苷二磷酸葡萄糖醛酸中，葡萄糖醛酸基可转移至含羟基的化合物上，形成(xngchng)O-葡萄糖苷酸结合物。n n所涉及的羟基化合物有醇、酚、烯醇、羟酰胺、胺等。芳香及脂肪酸中羧基上的羟基，也可与葡萄糖醛酸结合成O葡萄糖苷酸

25、。n n此外，伯胺、酰胺、磺胺等中的氮原子和大部分含巯基化合物中硫原子，也都能与葡萄糖醛酸分别形成(xngchng)N和S葡萄糖苷酸结合物第49页/共73页第四十九页，共73页。对氯苯酚(bn fn)葡萄糖苷酸UDP尿嘧啶核苷二磷酸UDPGA尿嘧啶核苷二磷酸葡萄糖醛酸第50页/共73页第五十页，共73页。苯胺苯胺(bn n)葡萄糖苷酸葡萄糖苷酸葡萄糖醛酸具有(jyu)1个羧基及3个羟基，（pKa=3.2）第51页/共73页第五十一页，共73页。B.硫酸硫酸(li sun)结合结合n n在硫酸基转移酶的催化下，可将3磷酸(ln sun)5磷硫酸腺苷中硫酸基转移到酚或醇的羟基上，形成硫酸酯结合物。

26、n n可结合到氮、硫上。第52页/共73页第五十二页，共73页。+PAPS3磷酸(ln sun)5磷硫酸腺苷对硝基苯基硫酸(li sun)脂PAP3磷酸(ln sun)5磷酸(ln sun)腺苷第53页/共73页第五十三页，共73页。C.谷胱甘肽结合谷胱甘肽结合(jih)n n在相应转移酶催化下谷胱甘肽中的半胱氨在相应转移酶催化下谷胱甘肽中的半胱氨酸及乙酰辅酶酸及乙酰辅酶A A的乙酰基，将以的乙酰基，将以N-N-乙酰半乙酰半胱氨酸基形式加到有机卤化物（氟除外）、胱氨酸基形式加到有机卤化物（氟除外）、环氧化合物、强酸酯、芳香烃、烯等亲电环氧化合物、强酸酯、芳香烃、烯等亲电化合物的碳原子上，形成巯

27、基尿酸结合物。化合物的碳原子上，形成巯基尿酸结合物。n n亲电子化合物如果与细胞蛋白或核酸上亲亲电子化合物如果与细胞蛋白或核酸上亲核基团结合，常可引起细胞坏死、肿瘤、核基团结合，常可引起细胞坏死、肿瘤、血液血液(xuy)(xuy)功能紊乱和过敏现象。谷胱功能紊乱和过敏现象。谷胱甘肽的结合，有力地解除了对机体有害亲甘肽的结合，有力地解除了对机体有害亲电化合物的毒性。电化合物的毒性。第54页/共73页第五十四页，共73页。C4H9Br+HOOC-CH-CH2-CH2-C-NH-CH-C-NH-CH2-COOH NH2=O HS-CH2=OHOOC-CH-CH2-CH2-C-NH-CH-C-NH-C

28、H2-COOH NH2=O CH2 S-C4H9=O谷胱甘肽谷胱甘肽S-转移酶转移酶HBr酶酶H2OHOOC-(CH2)2-CHCOOH NH2GSH-谷胱甘肽谷胱甘肽NH-CH-C-NH-CH2-COOHC4H9-S CH2 =OH2ONH2-CH2-COOH谷氨酸谷氨酸甘氨酸甘氨酸C4H9-S-CH2-CH-COOH NH2CH3COSCoA CoASHC4H9-S-CH2-CH-COOH NHCOCH3S(丁基丁基)巯基脲酸巯基脲酸谷胱甘肽结合谷胱甘肽结合(jih)反应反应第55页/共73页第五十五页，共73页。有毒有机污染物质有毒有机污染物质(wzh)的微生物降解的微生物降解碳原子数1

29、的正烷烃烷烃末端(m dun)氧化次末端(m dun)氧化双端氧化生成醇、醛及脂肪酸，最终降解成二氧化碳和水不饱和末端双键环氧化环氧化合物二醇饱和脂肪烃饱和末端氧化最常见的开环n n烃类第56页/共73页第五十六页，共73页。上节课内容上节课内容(nirng)n n有机污染物质的微生物降解n n糖类、脂肪、蛋白质n n6.2 有毒有机污染物质生物转化类型n n氧化、还原、水解、结合n n6.3 水体中金属(jnsh)的微生物转化n n6.4 污染物质的生物转化速率第57页/共73页第五十七页，共73页。6.3 水体(shu t)中金属的微生物转化（汞的氧化、还原和甲基化P182）第58页/共7

30、3页第五十八页，共73页。汞汞n n汞存在(cnzi)形态汞在环境中的存在(cnzi)形态有三种金属(jnsh)汞无机汞化合物有机汞化合物汞的毒性大小汞的毒性大小有机汞金属汞无机汞化合物第59页/共73页第五十九页，共73页。汞汞n n汞的环境(hunjng)化学行为n n汞及其化合物有较大挥发性n n有机汞无机汞n n汞的氧化还原电位较高n n胶体对汞有强烈的吸附作用n n汞的甲基化第60页/共73页第六十页，共73页。环境(hunjng)中的汞与甲基汞和二甲基汞的生化循环 P185图第61页/共73页第六十一页，共73页。汞甲基化汞甲基化n n甲基化过程：在好氧或厌氧条件下，水体底质中某些

31、微生物能使二价无机汞转变为甲基汞和二甲基汞的过程，称为汞的甲基化。n n甲基钴氨蛋氨酸转移酶，辅酶(f mi)为甲基钴氨素：含钴的一种咕啉衍生物。第62页/共73页第六十二页，共73页。甲基汞和二甲基汞之间可以相互转化。它主要决定于反应的条件。好氧条件下，产物主要是甲基汞厌氧条件下，尤其是H2S存在(cnzi)时，则更多地转化为二甲基汞，是重金属完全甲基化的一个重要途径第63页/共73页第六十三页，共73页。汞的甲基化产物汞的甲基化产物(chnw)与与pH的关系的关系n npH较低时，甲基化产物以CH3Hg+为主；n npH升高到8以上时，则以(CH3)2Hg占优势；n n水中甲基汞和二甲基汞

32、是两种主要(zhyo)形态(CH3)2Hg+H+=CH3Hg+CH4第64页/共73页第六十四页，共73页。n n甲基汞在水中的实际存在形态取决于Cl-难度和pH，一般有CH3HgCl、CH3HgOH、CH3Hg+三种形式。正常水体中，主要以CH3HgCl、CH3HgOH形态存在。n n二甲基汞是挥发性的，可由水体挥发至大气中。在大气中由于紫外线的照射(zhosh)，二甲基汞可光解为Hg0及CH3，并可进一步放出氢和偶合成甲烷和乙烷。第65页/共73页第六十五页，共73页。甲基钴氨素简式六个配体六个配体四个咕啉环上四个氮四个咕啉环上四个氮咕啉咕啉D环支链上二甲基苯环支链上二甲基苯并咪唑的一个并

33、咪唑的一个(y)氮原氮原子子一个一个(y)甲基负离子甲基负离子第66页/共73页第六十六页，共73页。汞的生物汞的生物(shngw)甲基化途径甲基化途径第67页/共73页第六十七页，共73页。汞的生物汞的生物(shngw)去甲基化去甲基化n n汞的生物去甲基化（还原作用）：在水体底质中还存汞的生物去甲基化（还原作用）：在水体底质中还存在在(cnzi)(cnzi)一类抗汞微生物，能使甲基汞或无机汞化一类抗汞微生物，能使甲基汞或无机汞化合物变成金属汞，这是微生物以还原作用转化汞的途合物变成金属汞，这是微生物以还原作用转化汞的途径。径。n nCH3HgCl+2H Hg+2CH4+HClCH3HgCl

34、+2H Hg+2CH4+HCln n(CH3)2Hg+2H Hg+2CH4(CH3)2Hg+2H Hg+2CH4n nHgCl2+2H Hg+2HClHgCl2+2H Hg+2HCl第68页/共73页第六十八页，共73页。6.4 污染物质的生物转化污染物质的生物转化(shn w zhun hu)速率速率第69页/共73页第六十九页，共73页。酶促反应酶促反应(fnyng)的速率的速率n n米氏方程(fngchng)式中：式中：S底物；底物；E 酶；酶；ES 复合物；复合物；P 产物产物(chnw)；k1、k2、k3相应单元反应速率常数。相应单元反应速率常数。k2则则ES形成与分解的速率微分方程

35、为：形成与分解的速率微分方程为：如果酶促反应体系处于动态平衡，则：如果酶促反应体系处于动态平衡，则：令令Km=(k2+k3)/k1，得，得ES=E0S/Km+S第70页/共73页第七十页，共73页。如果如果(rgu)酶促反应的速率酶促反应的速率(v)为：为：v=k3ES=k3E0S/Km+S当当ES=E0时，酶促反应时，酶促反应(fnyng)达到最大速率达到最大速率(vmax)，vmax=k3ES=k3E0,米氏方程米氏方程(fngchng)：v=vmaxS/Km+S Km为米为米氏系数氏系数SKm时，v=vmax，呈现零级动力学反应特征，这是米氏方程的第三阶段情况S与Km差不多时，酶促反应处于零级和一级反应之间，这是米氏方程的第二阶段情况。vmaxvS0第71页/共73页第七十一页，共73页。将米氏方程转化将米氏方程转化(zhunhu)为线性方程：为线性方程：时，时，KmSKm值是在酶促反应速率达到最大反应速率一半时的底物值是在酶促反应速率达到最大反应速率一半时的底物(d w)浓度，其单位与底物浓度，其单位与底物(d w)浓度的单位相同；浓度的单位相同；米氏方程米氏方程(fngchng)：v=vmaxS/Km+S Km为米为米氏系数氏系数第72页/共73页第七十二页，共73页。感谢您的观看感谢您的观看(gunkn)！第73页/共73页第七十三页，共73页。