生物选矿技术第三章新
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选矿药剂第3章 硫化矿捕收剂
120~140℃
2
+ H 2S
生产丁铵黑药时，先合成二丁基二硫代磷酸（丁基黑药）， 再用氨中和则成丁铵黑药，用氢氧化钠中和则成丁钠黑药。 4CH3CH2CH2CH2OH+P2S5 70~80 ℃ 2(CH3CH2CH2CH2O) 2PSSH+H2S (CH3CH2CH2CH2O)2PSSH+NH3 石油醚 (CH3CH2CH2CH2O)2PSSNH4
中南大学资源加工与生物工程学院
黄药类捕收剂工业运用实例1
以丁基黄药为捕收剂-铜绿山浮选工业流程
含铜原矿
药剂用量：g/t 磨矿 -200目 67% 硫化钠 800 丁基黄药 345 铜矿 2#油 39 粗选 硫化钠 100 丁基黄药 30 2#油 13 铜矿 扫选
铜矿 精选
铜精矿
尾矿
中南大学资源加工与生物工程学院
R是芳基时称酚黑药，R是烷基时称醇黑药。酸式黑药用 氨中和成铵黑药，用氢氧化钠中和成钠黑药，因此通式 中的Me可以代表Na+或NH4+。
中南大学资源加工与生物工程学院
黑药的制法
用醇或酚与五硫化二磷作用得黑药， 例如，甲酚黑药的制法如下：
H3C O P H3C O SH S
4 H3C
OH + P2S5
黄药类捕收剂工业运用实例2
以Y89为捕收剂-冬瓜山铜矿浮选工业流程
硫化铜原矿
药剂用量：g/t 磨矿 -200目 65% Y-89 160 2#油 100 铜矿 粗选 Y-89 30 铜矿 精选 2#油 10 铜矿 扫选
尾矿
中南大学资源加工与生物工程学院
3.1 黄药及其衍生物
二、双黄药 双黄药是黄药的氧化产物，文献上亦有称为 复黄药、二黄素、二黄原、二硫化物等。 其通式为：
苏教版高中生物学选择性必修3生物学技术与工程精品课件 第三章第一节 第3课时 基因工程的基本操作程序
Ca2+处理细胞
感受态 细胞―→感受态细胞和重组的 基因表达载
体 混合 转化后的细胞
带有目的基因的微生物。
旁栏边角 想一想 将目的基因导入微生物细胞时,与大肠杆菌细胞相比,酵母菌细胞有哪些 优势? 提示 大肠杆菌和酵母菌在基因工程中都可以作为受体细胞,但又有所不同。 大肠杆菌为原核细胞,而酵母菌为真核细胞(具有多种细胞器),所以在生产 需要加工和分泌的蛋白质时,酵母菌比大肠杆菌有优势。
主题二 基因表达载体的构建
情境探究
下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点,图1、图2中箭头表示相
关限制酶的酶切位点。请回答下列问题。
限制酶
BamHⅠ
Hind Ⅲ
EcoRⅠ
SmaⅠ
识别序列及切割 位点
图1
图2
1.构建基因表达载体时,能否用SmaⅠ酶切割质粒?为什么? 提示 不能;因为SmaⅠ会破坏质粒的抗性基因。质粒上的抗性基因是标记 基因,便于重组DNA分子的筛选,若被破坏,无法进一步筛选。 2.与只使用EcoRⅠ相比较,使用BamHⅠ和Hind Ⅲ两种限制酶同时处理质 粒、外源DNA的优点是什么? 提示 可以防止质粒和目的基因的自身环化以及目的基因与载体的反向连 接。 3.用合适的限制酶切割完质粒和含目的基因的DNA片段后,怎样处理才能 将目的基因和质粒重组在一起? 提示 用DNA连接酶处理酶切产物。
方法突破 1.基因表达载体的构建过程
2.限制酶的选择要求
(1)根据目的基因两端的限制酶切点确定限制酶的种类。
(2)根据质粒的特点确定限制酶的种类。
(3)“单酶切法”和“双酶分别切割法”均能成功构建基因表达载体。 ①与“单酶切法”相比,“双酶分别切割法”不要求载体和目的基因两侧具有 同一种限制酶的识别序列,只要两种限制酶切割后形成的黏性末端是互补 (相同)的即可,具有一定程度的灵活性。 ②“单酶切法”和“双酶分别切割法”都不能避免载体和目的基因的自身环 化,也都不能避免载体与目的基因的反向连接。
生物选矿技术概论
最佳生长温度60-85℃，多为古细菌，主要包括硫化叶菌属。为兼性化能自 养菌、嗜酸、极端嗜热，可氧化亚铁和元素硫。
2.3 生物选矿微生物的一般性特征
目前所研究的与选矿有关的微生物都具有几个共同的生理特征: （1）营养类型一般属于化能无机自养型，以CO2为碳源。尽管主要的微生物之 间对二氧化碳的固定效率存在着差异，但它们都能固定CO2 。只不过固定效率 较低的种类往往需要较高浓度的CO2或少量的酵母提取物才能迅速地生长。 （2）能够利用亚铁离子或还原性无机硫(或二者都能利用)作为电子供体，一般 以O2为电子受体；尽管某些采矿微生物能够使用Fe3+(并不是氧气)作为电子受 体，但它们通常在氧气充足的条件下生长得更好。
3.2 微生物堆浸
◆微生物堆浸通常利用斜坡地形，把低品位矿石堆积在矿坑外，从底部开始 以阶梯形式堆积起来，并整平其上部（一般6-10m高）。从上部喷射含菌浸 出液，在低处建集液池收集浸出液。随着浸出的进行，浸出矿物的金属离子 含量逐渐下降，此时在上部重新设置堆积层继续进行浸出。 ◆ 为提高浸出后的浸出液的集水率，堆积场的地表要具有不透水物选矿用微生物
微生物浸矿工艺
目 录
CONTENTS
2 3 4
微生物浸出的实际应用
一、生物选矿的概念
生物选矿是指利用微生物的催化氧化作用，将矿物中有价金属以离
子形式溶解到浸出液中，再通过离子交换、电解沉积、溶剂萃取等方法加
以回收有价金属；或将矿物中某些元素溶解并除去的技术，也称为生物浸 出或生物冶金，是矿冶工程和现代生物科学交叉结合形成的一门新型学科。
生成的Fe2(SO4 )3是强氧化剂和溶剂，可溶解矿石。如溶解铜矿(CuS)， 从中浸出铜元素。 CuS+ Fe2(SO4 )3 → CuSO4 + 2FeSO4 + S 溶出的CuSO4 液再加入铁屑、废铁等便可将铜置换出来。生成的FeSO4 和S还可在这类细菌作用下再次氧化成H2SO4和Fe2SO4，而循环使用。
高中生物选择性必修三 第3章 第3节 基因工程的应用
第3节 基因工程的应用
学习目标
1.举例说明基因工程在农牧业、医药卫生及食品工业 的应用。 2.举例说出日常生活中的转基因产品,理性看待基因工 程给我们的生产和生活带来的影响。
一、基因工程在农牧业方面的应用 1.转基因抗虫植物 (1)方法:从某些生物中分离出具有抗虫功能的基因,将其导入作物 中。 (2)成果:转基因抗虫棉花、玉米、水稻等。 (3)意义:减少化学杀虫剂的使用,降低生产成本,减少环境污染。 2.转基因抗病植物 (1)方法:将来源于某些病毒、真菌等的抗病基因导入植物中。 (2)成果:转基因抗病毒甜椒、番木瓜等。 (3)意义:能获得用常规育种方法很难培育出的抗病的新品种。
答案D 解析萤火虫与烟草的遗传物质都是双链DNA,这是完成基因重组的 基础,①正确;自然界的所有生物几乎都共用一套遗传密码,②正确; 萤火虫的荧光素基因导入烟草细胞使得该转基因植株通体光亮,可 见荧光素基因在该植株中成功表达,即烟草体内合成了荧光素,③ 正确;萤火虫与烟草细胞合成蛋白质的方式基本相同,都是以mRNA 为模板,在核糖体上,经氨基酸脱水缩合形成蛋白质,④正确。
探究点一
探究点二
答案C 解析重组质粒形成后需要通过农杆菌转化法等方法导入棉花的叶 肉细胞;如果抗虫基因导入棉花叶肉细胞的细胞质中,转基因棉花 的花粉中不含该基因,如果导入细胞核基因中,该转基因植株相当 于杂合子,后代会发生性状分离;抗虫棉的选择作用使具有抗性突 变的棉铃虫生存下来,经过长时间积累,棉铃虫的抗性会增强。
2.科学家将萤火虫的荧光素基因转入烟草植物细胞并获得高水平 的表达。长成的烟草植株通体光亮,堪称自然界的奇迹。这一研究 成果表明( ) ①萤火虫与烟草的DNA结构基本相同 ②萤火虫与烟草共用一套遗传密码 ③烟草体内合成了荧光素 ④萤火虫和烟草合成蛋白质的方式基本相同 A.①③ B.②③ C.①④ D.①②③④
学习目标
1.举例说明基因工程在农牧业、医药卫生及食品工业 的应用。 2.举例说出日常生活中的转基因产品,理性看待基因工 程给我们的生产和生活带来的影响。
一、基因工程在农牧业方面的应用 1.转基因抗虫植物 (1)方法:从某些生物中分离出具有抗虫功能的基因,将其导入作物 中。 (2)成果:转基因抗虫棉花、玉米、水稻等。 (3)意义:减少化学杀虫剂的使用,降低生产成本,减少环境污染。 2.转基因抗病植物 (1)方法:将来源于某些病毒、真菌等的抗病基因导入植物中。 (2)成果:转基因抗病毒甜椒、番木瓜等。 (3)意义:能获得用常规育种方法很难培育出的抗病的新品种。
答案D 解析萤火虫与烟草的遗传物质都是双链DNA,这是完成基因重组的 基础,①正确;自然界的所有生物几乎都共用一套遗传密码,②正确; 萤火虫的荧光素基因导入烟草细胞使得该转基因植株通体光亮,可 见荧光素基因在该植株中成功表达,即烟草体内合成了荧光素,③ 正确;萤火虫与烟草细胞合成蛋白质的方式基本相同,都是以mRNA 为模板,在核糖体上,经氨基酸脱水缩合形成蛋白质,④正确。
探究点一
探究点二
答案C 解析重组质粒形成后需要通过农杆菌转化法等方法导入棉花的叶 肉细胞;如果抗虫基因导入棉花叶肉细胞的细胞质中,转基因棉花 的花粉中不含该基因,如果导入细胞核基因中,该转基因植株相当 于杂合子,后代会发生性状分离;抗虫棉的选择作用使具有抗性突 变的棉铃虫生存下来,经过长时间积累,棉铃虫的抗性会增强。
2.科学家将萤火虫的荧光素基因转入烟草植物细胞并获得高水平 的表达。长成的烟草植株通体光亮,堪称自然界的奇迹。这一研究 成果表明( ) ①萤火虫与烟草的DNA结构基本相同 ②萤火虫与烟草共用一套遗传密码 ③烟草体内合成了荧光素 ④萤火虫和烟草合成蛋白质的方式基本相同 A.①③ B.②③ C.①④ D.①②③④
北师版高中生物学选择性必修3生物学技术与工程精品课件 第3章 第三节 第2课时 胚胎工程的技术手段
2.将表达载体导入植物细胞的方法 (1)花粉管通道法 ①概念:在授粉后向植物子房中注射含有目的基因的DNA溶液,利用植物 在开花、受精过程中形成的花粉管通道,将外源DNA导入受精卵细胞,并 进一步整合到受体细胞的基因组中,受精卵最终发育成为带有目的基因的 新个体。 ②具体操作方法有微注射法、柱头滴加法、花粉粒携带法、子房注入法 等。
【变式训练】 (不定项选择题)图Z3-3-6是将人生长激素基因导入细菌B制造“工程菌”的 示意图。已知细菌B细胞内不含质粒A,也不含质粒A上的基因。下列说法 正确的是( )。
图Z3-3-6
A.将重组质粒导入细菌B常用的方法是显微注射法 B.将完成导入过程后的细菌涂布在含有氨苄青霉素的培养基上,能生长的 包括导入了重组质粒的细菌和导入了质粒A的细菌 C.将完成导入过程后的细菌涂布在含有四环素的培养基上,能生长的只是 导入了质粒A的细菌 D.该过程选用的受体细胞可以是含质粒A的细菌 答案:BC
(4)第四步检测 如果目的基因的表达产物具有明显的表型性状,还要根据目标性状的有无 来判断目的基因是否表达。 2.受体细胞为原核细胞时的检测 (1)表达载体导入受体细胞后,表达载体独立于DNA分子之外,检测时只需 提取质粒直接进行限制性内切核酸酶酶切,测序即可。 (2)检测目的基因是否转录、翻译出目的蛋白时,只需从受体细胞或培养液 中提取蛋白质,进行电泳分离,然后再利用相应抗体进行检测。
2.当受体细胞是真核生物细胞时,目的基因的表达及产物的检测鉴定,主要 从哪些方面进行? 提示:(1)检测目的基因是否整合到了受体细胞的基因组上,经常采用的方 法是PCR检测或分子杂交检测。 (2)检测目的基因是否转录出mRNA,通常进行PCR或RNA的分子杂交检测。 (3)检测目的基因最终能否翻译出有功能的蛋白质,可利用目的蛋白的抗体 进行检测。 (4)检测目的基因是否表达还可根据目标性状的有无来判断。
2024-2025学年高中生物第一单元生物技术与生物工程第3章第2节良种化胚胎工程教案中图版选修3
5.及时将作业反馈给学生，以促进学生的学习进步。
d.小组讨论：将学生分成小组，让他们针对具体的生物技术应用实例进行讨论，培养学生的合作精神和批判性思维。
3.确定教学媒体和资源的使用：为了提高教学效果，本节课将利用多种教学媒体和资源。首先，使用PPT展示生物技术的基本概念和原理，以直观的方式呈现知识。其次，播放与生物技术相关的视频，如基因编辑技术的原理和应用等，以帮助学生更好地理解知识。此外，还将利用在线工具，如基因编辑软件等，让学生亲身体验生物技术的操作过程。同时，提供相关的阅读材料和学术文章，以便学生进行深入的阅读和思考。最后，利用网络资源，如生物技术相关的网站、论坛等，让学生了解生物技术领域的最新动态，拓宽视野。
-《生物技术实验指导》：该书提供了丰富的生物技术实验操作指导，包括实验原理、步骤和结果分析等，有助于学生动手能力的培养。
期刊论文：
- "The impact of assisted reproductive technologies on human health and society"：这篇论文讨论了辅助生殖技术对人类健康和社会的影响，包括伦理和法律问题，适合讨论课堂上的伦理问题。
生物技术应用案例分析：
-学生可以选取一个生物技术应用实例，如基因编辑技术治疗遗传病，进行深入分析。
-学生可以从网络资源中找到相关的论文和研究，了解该技术的原理、应用和伦理问题。
生物技术伦理讨论：
-学生可以组织一次生物技术伦理讨论会，就某个生物技术应用的伦理问题进行深入讨论。
-学生可以参考《The impact of assisted reproductive technologies on human health and society》和《Gene editing in human embryos: a review of current research and ethical considerations》等论文，了解生物技术应用的伦理问题。
d.小组讨论：将学生分成小组，让他们针对具体的生物技术应用实例进行讨论，培养学生的合作精神和批判性思维。
3.确定教学媒体和资源的使用：为了提高教学效果，本节课将利用多种教学媒体和资源。首先，使用PPT展示生物技术的基本概念和原理，以直观的方式呈现知识。其次，播放与生物技术相关的视频，如基因编辑技术的原理和应用等，以帮助学生更好地理解知识。此外，还将利用在线工具，如基因编辑软件等，让学生亲身体验生物技术的操作过程。同时，提供相关的阅读材料和学术文章，以便学生进行深入的阅读和思考。最后，利用网络资源，如生物技术相关的网站、论坛等，让学生了解生物技术领域的最新动态，拓宽视野。
-《生物技术实验指导》：该书提供了丰富的生物技术实验操作指导，包括实验原理、步骤和结果分析等，有助于学生动手能力的培养。
期刊论文：
- "The impact of assisted reproductive technologies on human health and society"：这篇论文讨论了辅助生殖技术对人类健康和社会的影响，包括伦理和法律问题，适合讨论课堂上的伦理问题。
生物技术应用案例分析：
-学生可以选取一个生物技术应用实例，如基因编辑技术治疗遗传病，进行深入分析。
-学生可以从网络资源中找到相关的论文和研究，了解该技术的原理、应用和伦理问题。
生物技术伦理讨论：
-学生可以组织一次生物技术伦理讨论会，就某个生物技术应用的伦理问题进行深入讨论。
-学生可以参考《The impact of assisted reproductive technologies on human health and society》和《Gene editing in human embryos: a review of current research and ethical considerations》等论文，了解生物技术应用的伦理问题。
高中生物选择性必修三 第3章 第1节 重组DNA技术的基本工具
桑格等发明DNA序列分析的方法。DNA合成仪的问世为体 1977 外合成DNA提供了方便 1982 第一个基因工程药物——重组人胰岛素被批准上市
科学家采用农杆菌转化法培养出第一例转基因烟草,此后,基 1983 因工程进入迅速发展阶段 1985 穆里斯等人发明PCR,为获取目的基因提供了有效手段
预习反馈 1.判断正误。 (1)通过基因工程产生的变异是不定向的。( × ) 分析该变异类型按人们的意愿进行,是定向的。 (2)通过基因工程改造成的生物为新物种。( × ) 分析通过基因工程改造成的生物,产生了新的性状,该生物与原来 的生物之间不存在生殖隔离,不属于新物种。 (3)基因工程育种与杂交育种相比的优点是打破了生殖隔离。( √ )
探究点一
探究点二
请讨论回答下列问题。
1.转基因抗虫棉是通过基因工程技术培育的,请完善下表,以准确把
握基因工程的概念。
别 名 重组DNA技术 操作环境 生物体外
操作对象
操作水平 DNA分子水平 原理
结果
创造出人类需要的新的生物类型和生物产品, 生物性状
答案基因 基因重组 定向改变
探究点一
探究点二
2.不同生物的DNA分子能拼接起来的原因是什么? 提示(1)不同生物的DNA分子的基本组成单位都是4种脱氧核苷 酸;(2)不同生物的双链DNA分子的空间结构都是规则的双螺旋结 构;(3)不同生物的DNA碱基对均遵循严格的“碱基互补配对原则”。 3.外源基因能够在受体内表达,并使受体表现出相应的性状,为什么? 提示(1)基因是控制生物体性状的结构和功能的基本单位,具有相对 独立性;(2)遗传信息的传递都遵循中心法则;(3)生物界共用一套遗 传密码。
4.重组DNA分子的模拟操作
(1)材料用具:剪刀代表EcoRⅠ(限制酶),透明胶条代表DNA连接酶。
科学家采用农杆菌转化法培养出第一例转基因烟草,此后,基 1983 因工程进入迅速发展阶段 1985 穆里斯等人发明PCR,为获取目的基因提供了有效手段
预习反馈 1.判断正误。 (1)通过基因工程产生的变异是不定向的。( × ) 分析该变异类型按人们的意愿进行,是定向的。 (2)通过基因工程改造成的生物为新物种。( × ) 分析通过基因工程改造成的生物,产生了新的性状,该生物与原来 的生物之间不存在生殖隔离,不属于新物种。 (3)基因工程育种与杂交育种相比的优点是打破了生殖隔离。( √ )
探究点一
探究点二
请讨论回答下列问题。
1.转基因抗虫棉是通过基因工程技术培育的,请完善下表,以准确把
握基因工程的概念。
别 名 重组DNA技术 操作环境 生物体外
操作对象
操作水平 DNA分子水平 原理
结果
创造出人类需要的新的生物类型和生物产品, 生物性状
答案基因 基因重组 定向改变
探究点一
探究点二
2.不同生物的DNA分子能拼接起来的原因是什么? 提示(1)不同生物的DNA分子的基本组成单位都是4种脱氧核苷 酸;(2)不同生物的双链DNA分子的空间结构都是规则的双螺旋结 构;(3)不同生物的DNA碱基对均遵循严格的“碱基互补配对原则”。 3.外源基因能够在受体内表达,并使受体表现出相应的性状,为什么? 提示(1)基因是控制生物体性状的结构和功能的基本单位,具有相对 独立性;(2)遗传信息的传递都遵循中心法则;(3)生物界共用一套遗 传密码。
4.重组DNA分子的模拟操作
(1)材料用具:剪刀代表EcoRⅠ(限制酶),透明胶条代表DNA连接酶。
2024-2025学年高中生物第一单元生物技术与生物工程第3章第2节良种化胚胎工程教案中图版选修3
3. 良种化胚胎工程案例分析（20分钟）
目标：通过具体案例，让学生深入了解良种化胚胎工程的特性和重要性。
过程：
选择几个典型的良种化胚胎工程案例进行分析。
详细介绍每个案例的背景、操作过程和成果，让学生全面了解良种化胚胎工程的多样性。
引导学生思考这些案例对实际生活或学习的影响，以及如何应用良种化胚胎工程解决实际问题。
教学过程设计
1. 导入新课（5分钟）
目标：引起学生对良种化胚胎工程的兴趣，激发其探索欲望。
过程：
开场提问：“你们知道良种化胚胎工程是什么吗？它与我们的生活有什么关系？”
展示一些关于良种化胚胎工程的图片或视频片段，让学生初步感受其魅力和特点。
简短介绍良种化胚胎工程的基本概念和重要性，为接下来的学习打下基础。
3. 增强学生团队合作意识，通过讨论与分析，提高交流与合作能力；
4. 激发学生对生物技术发展的关注，培养创新意识和科学精神。
学情分析
本节课面向的是高中学生，他们已经具备了一定的生物基础知识，对生物学的基本概念和原理有初步了解。然而，在知识层面，学生对胚胎工程这一领域的了解可能较为有限，对于胚胎移植、胚胎分割等具体技术操作及其在实际应用中的原理和过程可能较为陌生。因此，教学过程中需要从基础知识入手，逐步引导学生深入理解良种化胚胎工程的技术要点。
在能力方面，高中生具备一定的观察、分析和解决问题的能力，但将理论知识应用于实际问题的能力尚需加强。此外，学生在团队合作、沟通交流等方面的能力参差不齐，这将对课程学习产生影响。因此，在教学过程中，教师应注重培养学生的实践操作能力和团队协作能力。
在素质方面，学生对生物伦理观念的认识有待提高。随着生物技术的快速发展，学生需要学会理性看待技术进步带来的利与弊，培养正确的价值观。此外，学生的行为习惯方面，部分学生可能存在学习积极性不高、课堂参与度不足等问题，这对课程学习产生负面影响。
目标：通过具体案例，让学生深入了解良种化胚胎工程的特性和重要性。
过程：
选择几个典型的良种化胚胎工程案例进行分析。
详细介绍每个案例的背景、操作过程和成果，让学生全面了解良种化胚胎工程的多样性。
引导学生思考这些案例对实际生活或学习的影响，以及如何应用良种化胚胎工程解决实际问题。
教学过程设计
1. 导入新课（5分钟）
目标：引起学生对良种化胚胎工程的兴趣，激发其探索欲望。
过程：
开场提问：“你们知道良种化胚胎工程是什么吗？它与我们的生活有什么关系？”
展示一些关于良种化胚胎工程的图片或视频片段，让学生初步感受其魅力和特点。
简短介绍良种化胚胎工程的基本概念和重要性，为接下来的学习打下基础。
3. 增强学生团队合作意识，通过讨论与分析，提高交流与合作能力；
4. 激发学生对生物技术发展的关注，培养创新意识和科学精神。
学情分析
本节课面向的是高中学生，他们已经具备了一定的生物基础知识，对生物学的基本概念和原理有初步了解。然而，在知识层面，学生对胚胎工程这一领域的了解可能较为有限，对于胚胎移植、胚胎分割等具体技术操作及其在实际应用中的原理和过程可能较为陌生。因此，教学过程中需要从基础知识入手，逐步引导学生深入理解良种化胚胎工程的技术要点。
在能力方面，高中生具备一定的观察、分析和解决问题的能力，但将理论知识应用于实际问题的能力尚需加强。此外，学生在团队合作、沟通交流等方面的能力参差不齐，这将对课程学习产生影响。因此，在教学过程中，教师应注重培养学生的实践操作能力和团队协作能力。
在素质方面，学生对生物伦理观念的认识有待提高。随着生物技术的快速发展，学生需要学会理性看待技术进步带来的利与弊，培养正确的价值观。此外，学生的行为习惯方面，部分学生可能存在学习积极性不高、课堂参与度不足等问题，这对课程学习产生负面影响。
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二、氧化硫硫杆菌(Acidithiobacillus thiooxidans)
特征：
¶ 为圆头短杆状，通常以单个或成双、成短链状
存在，在菌体两端各有一油滴，可将培养基中的
硫溶入油滴之中再吸入体内进行氧化
¶ 其氧化元素硫的能力比氧化硫化合物的能力强， 可以产生较多的酸，并有较强的耐酸性能，可耐 5%的硫酸。生长温度：5-40℃；最适pH值：0.56.0. 能氧化元素硫，不能氧化Fe2+；
浓度的金属离子, 因此该菌属在从硫化矿提取金
属特别是从难选冶金矿回收金属方面展现了潜在
的应用前景.
• (3)极端嗜热细菌 (Extreme thermophile)：
• 最佳生长温度60-85℃，多为古细菌，主要包括硫化 叶菌属。为兼性化能自养菌、嗜酸、极端嗜热, 可氧 化亚铁和元素硫。
• 其中，嗜中温菌和中等嗜热菌已成功应用于硫化矿的 生物氧化中，在低于45℃时以嗜中温菌为主;在45一 60℃范围内，以中等嗜热细菌为主;在40一45℃的范 围内可能有些重叠。 • 高温嗜热细菌在实验室已进行了扩大试验，但还未进 行大规模的工业应用。
2）培养分离
步骤 1、配臵培养基 液体培养基 由水和溶在水中的各种无机盐组成的，液体培
养基用于粗略地分离培养某种微生物。
•
浸矿自养菌的液体培养基是由水和溶在水中 的各种无机盐组成的，不能存在有机物。每种细 菌都有自己特有的培养基配方，这些配方是经过 研究者的试验研究之后得出的。例如氧化铁硫杆 菌培养基配方为 10克 0.4克 4克 1000ml MgSO4.7H2O FeSO4 CuCl2 0.5克 0.01克 0.25克
35℃恒温下，静臵培养（或振动培养）7～10天。
细菌生长繁殖使三角瓶中培养基的颜色由浅绿 变为红棕色，最后在瓶底出现高铁沉淀。 选择变化最快，颜色最深的三角瓶，在瓶中取 1mL培养液，接种到装有新培养基的三角瓶中， 同样培养。培养液将比头一次更快的变红棕色。
按同样办法反复转移培养10次以上。每转移一
• 浸矿细菌按其适宜的生长温度范围分为三个类型: 嗜中温细菌、中等嗜热细菌和极端嗜热细菌。
• (1)嗜中温细菌(Mesophile)：
• 最佳生长温度28一45℃，主要包括氧化硫硫杆菌、
氧化亚铁硫杆菌和氧化亚铁钩端螺菌。它们嗜酸、
严格好氧、无机化能自养，广泛存在于金属硫化 矿和煤矿等矿山的酸性矿坑水中。
三、喜温硫杆菌(Acidithiobacillus caldus，简称A.caldus)
1994年首次报导,属微生物中原核生物界、化能营养原 核生物门、细菌纲、硫化细菌科、硫杆菌属。 主要以S为能源物质，也可以利用硫代硫酸钠以及连四 硫酸盐为能源，以空气中的CO2为碳源自养生长;不能利用有 机物为唯一营养物质异养生长;酵母膏，蛋白膝等有机物对 它的生长有一定的抑制作用;少量的葡萄糖可以刺激它的生
于金属硫化矿和煤矿等矿山的酸性矿坑水中。
除利用的能源有差异外，其他性质都十分相近。
如氧化亚铁硫杆菌可将S或硫代硫酸盐氧化成硫酸和将 氧化亚铁氧化成高铁，氧化率达95－100％并放出能量。 2FeS2+7O2 +2H2 O→ 2FeSO4 + 2H2SO4 2FeSO4 + 2H2SO4 + 1/2O2 →Fe2（SO4 )3 +HO2 生成的Fe2（SO4 ）3是强氧化剂和溶剂，可溶解矿 石。如溶解铜矿（CuS），从中浸出铜元素。 CuS+ Fe2（SO4 ）3 → Cu SO4 + 2FeSO4 + S 溶出的CuSO4 液再加入铁屑、废铁等便可将铜臵换 出来。生成的FeSO4和S还可在这类细菌作用下再次氧化 成H2SO4和Fe2SO4，而循环使用。
第三章 选矿用微生物与浸矿工艺 第一节选矿用微生物
1、选矿微生物种类及生理生态特性
生物选矿工业用的微生物绝大多数为细菌， 迄今已报道的浸矿细菌至少遍布13个属，营养类 型从专性自养型到兼性自养型和异养型。
其中大部分属于自养菌，某些异养菌也可以 溶浸金属矿物，在生产中得到实际应用的主要是 自养类微生物。
氧化铁硫杆菌的检查和鉴定方法
肉眼观察 如有该菌生长，则培养基中的亚铁将 被氧化变成高铁，培养基的颜色由浅绿变成红棕 色，最后产生高铁沉淀。 重铬酸钾容量法测定 测定培养液中亚铁变成 高铁的数量。变化快的，说明细菌生长旺盛。 显微镜观察 观察细菌的形成，是否具有氧化 铁硫杆菌的形状特征。
说明：
长.
中度嗜酸嗜热,革兰氏阴性菌，最适生长温度为40一 50℃。最适生长pH为2.在pH为1.5的时候仍能很好的生长.
• 四、钩端螺旋菌（Leptospirillum）
• 细菌形状为弧状或螺旋状，细菌长为0.9一3.5um，宽 为0.2一0.6um，革兰氏阴性。借助于单极鞭毛运动。 • 好氧;专性化能无机自养;通过将二价铁氧化成三价铁 获得能量,有机质的存在对其生长有抑制作用。不能 氧化硫和硫的其它还原性化合物。生长在极端酸性 (pHI.5一1.8)的环境中。嗜铁钩端螺旋菌（L. ferriphilum）能够生长在45℃，而氧化亚铁钩端螺 旋菌（L. ferrooxidans）生长在40℃以下。 • 在三价铁离子浓度高的条件下, Leptospirillum 属 菌株占浸矿微生物种群的优势, 是主要的铁元素氧化 者。
次只需1～2滴，接种量逐渐减少而所培养的细菌
却越来越活跃，只需培养3～5天就可把培养基中
的Fe2+氧化为Fe3+。
培养的机制 在转移培养中，借助培养基的高酸度，可杀死
淘汰掉一些不嗜酸的杂菌，同时由于培养基中的高
浓度亚铁离子，只有氧化亚铁的细菌才能生长繁殖， 其他菌则被杀死淘汰掉，而氧化铁硫杆菌则得到充 分繁殖，活性越来越大。
加水 装待灭 菌物品 加盖 加热 灭菌时间到后 断电源 压力降为零 开箱取物
2)培养分离
步骤
2、富集所需菌种
配好的液体培养基用蒸汽灭菌15min后，在无菌
操作下分装于数个已洗净并灭菌的100mL三角瓶中。
每瓶装培养基20mL，用洗净干燥吸液管分别取
1～5mL矿水样加到三角瓶中，塞好棉塞臵于20～
浸矿细菌种类及其主要生理特征
1.0-3.0 2.0-3.0 1.5-1.81.5Fra bibliotek2.5阳性
常见的浸矿自养菌 一、嗜酸氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans） 特征： ¶ 属原核生物界、化能营养原核生物门、细菌纲、 硫化细菌科、硫杆菌属。 是专性化能自养菌，主要利用CO2为碳源，氮源为 NH4+,并吸收磷等无机营养来合成自身细胞。营好氧呼 吸，属革兰氏阴性菌。 广泛存在于土壤、海水、淡水、垃圾、硫磺温泉 和沉积硫内 ，尤以金属硫化矿和煤矿等酸性矿坑 水 (PH<4)中最为常见。 菌体呈杆状，它可以氧化亚铁为高价铁，也可将 硫代硫酸盐氧化为硫酸。
上述方法得到的菌种是不纯的，如要分离纯 种，要作平板分离。
平板分离
方法
把配制好的固体培养基倒入培养皿制成平板。
在无菌操作下，用接种环取上述培养菌液在平 板上划线分离，使所取菌液中的菌体细胞尽量沿划 线分散开。 将划好的线培养皿在25～30℃条件下恒温培养。
经10天左右，借解剖镜挑选适当菌落并用取样
• 2、冶金微生物的一般性特征 • 目前所研究的与采矿有关的微生物都具有几个共同的生理特征: • ①营养类型一般属于化能无机自养型，以CO2为碳源。尽管主要 的采矿微生物之间对二氧化碳的固定效率存在着差异，但它们都 能固定二氧化碳。只不过固定效率较低的种类往往需要较高浓度 的二氧化碳或少量的酵母提取物才能迅速地生长. • ②能够利用亚铁离子或还原性无机硫(或二者都能利用)作为电子 供体，一般以O2为电子受体;尽管某些采矿微生物能够使用Fe3+ （并不是氧气)作为电子受体，但它们通常在氧气充足的条件下 生长得更好。 • ③大多数种能够生长在极端酸性的环境中(pHI.4一2.0)，由于对 硫的氧化所形成的副产物为硫酸，因而如此，甚至对于那些仅仅 能够使用亚铁作为能源的采矿微生物来说，也能够生长在这种极 端酸性环境中。 • ④尽管不同种或同种内不同株系之间对金属的抗性存在着某些差 异，但它们通常都能耐受一定范围浓度的金属离子。At. ferrooxidans appears to be particularly resistant to metals and the bacterium has been reported to grow in medium containing Co2+ (30 g/l), Cu2+ (55 g/l), Ni2+ (72g/l), Zn2+ (120 g/l), U3O8 (12 g/l) and Fe2+ (160 g/l).
培养基的制备步骤
原料（药品）称量
混合溶解（加热）
定容
调整PH
过滤
分装容器
消毒或灭菌
保温实验
备用
高压蒸汽灭菌 1、原理 利用加热一个密闭的加压灭菌锅，使灭菌 锅隔套间的水沸腾而产生蒸气。由于蒸气不能 溢出，而增加了灭菌锅内的压力，从而使沸点 增高，得到高于100℃的温度。导致菌体蛋白 质凝固变性而达到灭菌的目的。 一般培养基用0.1Mpa，121.5℃,15～30min 2、步骤
• ¶ 含亚铁的液体培养基中，亚铁被氧化使培养基 由浅绿色变成红棕色，Fe3+水解成氢氧化物或铁
矾沉淀。在固体培养基上长成红棕色菌落。
• ¶ 用不含铁的液体培养基，则由于硫代硫酸盐氧 化生成硫酸，使培养基酸度提高。 • ¶ 可以氧化Fe2+、元素硫(So)和还原态硫化物。 • 生长温度：5-40℃；最适pH值：1.2-6.0
• (2)中等嗜热细菌(Moderate thermophile)：
• 最佳生长温度45-55℃ ，主要有硫化芽孢杆菌属,