环境工程微生物学(1)
《环境工程微生物学》
《环境工程微生物学》摘要：一、引言二、环境工程微生物学的定义及研究内容三、环境工程微生物学的重要性和应用领域四、环境工程微生物学的发展历程五、环境工程微生物学的未来发展趋势与挑战六、结论正文：一、引言随着我国经济的快速发展和城市化进程的加快，环境问题日益突出，环境保护成为了国家和社会关注的焦点。
环境工程微生物学作为一门研究环境污染物降解、环境治理以及微生物在环境中的作用和机制的科学，为解决环境问题提供了有力支持。
二、环境工程微生物学的定义及研究内容环境工程微生物学主要研究微生物在环境中的分布、生理生态特性、污染物降解途径和机制、环境微生物群落结构与功能等方面的内容。
研究方法包括实验室培养、分子生物学技术、生物传感器等。
三、环境工程微生物学的重要性和应用领域环境工程微生物学在环境保护、污染治理、资源回收等方面具有重要意义。
例如，微生物可以用于降解有机污染物、氮磷污染物、重金属等，从而净化水体和土壤；微生物还可以促进生物质降解，生产清洁能源等。
四、环境工程微生物学的发展历程环境工程微生物学的发展经历了从早期的自然环境微生物调查，到后来的污染物降解菌筛选、基因工程菌构建等阶段。
近年来，随着分子生物学技术的发展，环境工程微生物学在微生物群落研究、生物修复技术等方面取得了重要进展。
五、环境工程微生物学的未来发展趋势与挑战未来，环境工程微生物学将继续向微观和宏观两个方向发展，微观方面将深入研究微生物降解机制、微生物群落互作等；宏观方面将关注环境微生物资源的利用和环境微生物安全。
同时，环境工程微生物学也将面临技术瓶颈、微生物安全风险等挑战。
六、结论环境工程微生物学作为一门研究环境污染物降解、环境治理以及微生物在环境中的作用和机制的科学，具有重要的理论和实践意义。
环境工程微生物学：第一章 病毒
三、病毒的增殖 multiplication
病毒的繁殖过程可分为四个连续步骤
1．吸附 具高度专一性地吸附于敏感细胞表面的接 受部位。
2．侵入 以各种方式（取决于宿主细胞的性质）侵 入敏感细胞内。
3．复制（生物合成）和装配 包括核酸的复制和蛋 白质的合成等，形成自己的完整个体。
5. 释放 从寄主体内释放出来
三、病毒的增殖 Leabharlann ultiplication吸附
通过扩散或分子运动附着的过程 专一性、受体部位（蛋白质外壳）
三、病毒的增殖 multiplication
侵入
• 注射 • 植物病毒通过伤口侵入 或者昆虫刺吸传染 • 动物病毒通过胞饮方式
只是遗传物质的入侵
三、病毒的增殖 multiplication
三、病毒的增殖 multiplication
病毒的溶原性
烈性噬菌体：核酸独立复制，寄主细 胞裂解
溶原性噬菌体：核酸整合于寄主细胞 并同步复制，寄主细胞不裂解。 ——遗传性
四、病毒的培养
液体培养基：菌悬液变透明 固体培养基：噬菌斑（空斑）——1对1的病毒
四、病毒的培养
空斑
四、病毒的培养
•菌苔 •噬菌斑
X射线、Y射线等
五、病毒生命活动的影响因素
5.1、物理因素
湿度
干燥使病毒RNA释放引起灭活。
土壤中:水分含量低于10%引起灭活。 污泥中:水分含量低于35%引起灭活。
五、病毒生命活动的影响因素
5.2、化学因素
抗体和干扰素引起病毒的体内灭活。
抗体——由机体对侵入的病毒（抗原）产生的一 种特异蛋白质，以抵抗入侵的外来病毒。 干扰素——宿主抵抗入侵的病毒产生的一种糖蛋 白，能进一步诱导宿主产生抗病毒蛋白将病毒灭 活。
环境工程微生物学
环境工程微生物学环境工程微生物学摘要：环境工程微生物学是微生物学的一个分支学科，它研究微生物在环境工程中的应用和作用。
在环境治理、废水处理、有机废弃物处理、土壤修复、空气污染控制等方面发挥重要作用。
本文将介绍环境工程微生物学的基础知识、微生物对环境的影响、微生物在环境治理中的应用等内容。
关键词：环境工程微生物学、微生物、环境治理、废水处理、有机废弃物处理、土壤修复、空气污染控制第一章环境工程微生物学的基础知识1.1 环境工程微生物学的概念环境工程微生物学是微生物学的一个分支学科，它研究微生物在环境工程中的应用和作用。
环境工程微生物学主要包括微生物的分类、数量、分布及其对环境的影响、微生物在环境治理中的应用等内容。
1.2 微生物的分类微生物是一类很小的生物体，包括细菌、真菌、蓝藻等。
按照形态特征和营养方式可将微生物分为原核生物和真核生物两大类。
原核生物可以进一步分为细菌，古细菌和蓝藻等。
1.3 微生物的数量和分布微生物是地球上最多的生物群体之一，它们广泛分布于大气、海洋、土壤、水体等各种环境中。
微生物数量的大小受多种因素影响，例如环境温度、湿度、pH值、营养物质的供应等。
第二章微生物对环境的影响2.1 微生物的生态作用微生物在生态系统中扮演着重要的角色。
微生物可以降解有机物，释放出二氧化碳，水和能量，它们也可以合成和分解无机物，参与氮、硫、碳循环等生态过程。
2.2 微生物与环境的关系微生物与环境之间的关系非常密切。
它们之间的相互作用影响着环境的质量和稳定性。
环境中的温度、湿度、pH值以及营养物质的供应等，都会影响微生物的生长和代谢，进而影响环境质量。
2.3 微生物在环境污染中的作用微生物可以在环境污染控制和治理中发挥重要作用。
它们可以利用废物和有害物质作为其生长代谢的基础，进行生化转化和分解，从而清除污染物。
第三章微生物在环境治理中的应用3.1 废水处理中的微生物微生物在废水处理中发挥着重要的作用。
环境工程微生物学课后习题答案(完整版)-第三版-周群英
环境工程微生物学绪论1、何谓原核微生物？它包括哪些微生物？答：原核微生物的核很原始，发育不全，只有DNA链高度折叠形成的一个核区，没有核膜，核质裸露，与细胞质没有明显界限，叫拟核或似核。
原核微生物没有细胞器，只有由细胞质膜内陷形成的不规则的泡沫体系，如间体核光合作用层片及其他内折。
也不进行有丝分裂。
原核微生物包括古菌〔即古细菌〕、真细菌、放线菌、蓝细菌、粘细菌、立克次氏体、支原体、衣原体和螺旋体。
2、何谓真核微生物？它包括哪些微生物？答：真核微生物由发育完好的细胞核，核内由核仁核染色质。
由核膜将细胞核和细胞质分开，使两者由明显的界限。
有高度分化的细胞器，如线粒体、中心体、高尔基体、内质网、溶酶体和叶绿体等。
进行有丝分裂。
真核微生物包括除蓝藻以外的藻类、酵母菌、霉菌、原生动物、微型后生动物等。
3、微生物是如何分类的？答：各种微生物按其客观存在的生物属性〔如个体形态及大小、染色反应、菌落特征、细胞结构、生理生化反应、与氧的关系、血清学反应等〕及它们的亲缘关系，由次序地分门别类排列成一个系统，从大到小，按界、门、纲、目、科、属、种等分类。
种是分类的最小单位，“株”不是分类单位。
4、生物的分界共有几种分法，他们是如何划分的？答：1969年魏泰克提出生物五界分类系统，后被Margulis修改成为普遍接受的五界分类系统：原核生物界(包括细菌、放线菌、蓝绿细菌)、原生生物界〔包括蓝藻以外的藻类及原生动物〕、真菌界〔包括酵母菌和霉菌〕、动物界和植物界。
我国王大教授提出六界：病毒界、原核生物界、真核生物界、真菌界、动物界和植物界。
5、微生物是如何命名的？举例说明。
答：微生物的命名是采用生物学中的二名法，即用两个拉丁字命名一个微生物的种。
这个种的名称是由一个属名和一个种名组成，属名和种名都用斜体字表示，属名在前，用拉丁文名词表示，第一个字母大写。
种名在后，用拉丁文的形容词表示，第一个字母小写。
如大肠埃希氏杆菌的名称是Escherichia coli。
《环境工程微生物学》
《环境工程微生物学》【最新版】目录1.环境工程微生物学的概念与意义2.环境工程微生物学的研究领域3.环境工程微生物学的应用案例4.我国环境工程微生物学的发展现状与前景正文【环境工程微生物学的概念与意义】环境工程微生物学是一门研究微生物在环境工程中应用的学科，它主要研究微生物在环境监测、污染治理和资源再生等方面的应用。
环境工程微生物学在环境保护和可持续发展中发挥着重要作用，通过利用微生物的生物降解、吸附和转化等功能，可以有效地解决环境污染问题，提高环境的自净能力。
【环境工程微生物学的研究领域】环境工程微生物学主要包括以下几个研究领域：1.微生物在环境监测中的应用：利用微生物的生物传感器、生物标志物等特性，对环境污染物进行快速、灵敏、在线监测。
2.微生物在废水处理中的应用：利用微生物的生物降解作用，对废水中的有机污染物进行降解，实现废水的净化和资源化。
3.微生物在废气处理中的应用：通过微生物的氧化还原作用、吸附作用等，对废气中的有害物质进行去除，以减少大气污染。
4.微生物在固体废物处理中的应用：利用微生物的分解作用，对固体废物进行降解和转化，以减少废物的体积和毒性。
5.微生物在土壤修复中的应用：通过微生物的降解、转化等作用，对土壤中的污染物进行去除，以提高土壤的质量和肥力。
【环境工程微生物学的应用案例】环境工程微生物学在实际应用中取得了很多成功案例，例如：1.利用微生物降解技术处理工业废水，实现了废水的达标排放和资源化利用。
2.采用微生物吸附剂去除大气中的有害物质，降低了大气污染的程度。
3.通过微生物发酵技术，将厨余垃圾转化为有机肥料，实现了废物的资源化利用。
4.利用微生物修复技术，对污染土壤进行治理，提高了土壤的质量和肥力。
【我国环境工程微生物学的发展现状与前景】我国环境工程微生物学在近年来取得了显著的发展，不仅在理论研究上取得了很多重要成果，而且在实际应用中也取得了显著的效果。
然而，与国际先进水平相比，我国环境工程微生物学在技术研发、产业化应用等方面还存在一定差距。
《环境工程微生物学》
《环境工程微生物学》环境工程微生物学是一门研究微生物在环境中的生存、繁殖、代谢及其对环境质量影响的学科。
近年来，随着环境保护意识的不断提高，环境工程微生物学在我国得到了广泛关注和重视。
本文将从环境工程微生物学的概念、分支、研究方法、现状与未来发展等方面进行阐述，并介绍一些实践应用案例。
一、环境工程微生物学的概念与作用环境工程微生物学是环境科学的一个重要分支，它主要研究微生物在环境中的生存状态、群落结构、生理代谢特性以及与环境污染相关的微生物学过程。
环境工程微生物学的作用在于揭示微生物在环境污染形成、转化和修复过程中的作用机制，为环境保护和污染治理提供科学依据。
二、环境微生物学的分支与应用领域环境微生物学可分为多个分支，如环境微生物生态学、环境微生物生理学、环境微生物分子生物学等。
这些分支相互交叉，共同推动环境微生物学的发展。
环境微生物学在环境保护、污染治理、资源利用等领域具有广泛的应用，如水体污染治理、土壤污染修复、固体废物处理等。
三、环境微生物学的研究方法与技术环境微生物学的研究方法主要包括传统微生物学方法、分子生物学方法和生物信息学方法。
传统微生物学方法包括微生物分离、培养、鉴定等；分子生物学方法主要包括聚合酶链反应（PCR）、基因测序等技术；生物信息学方法则包括基因组学、蛋白质组学等。
这些方法和技术为环境微生物学的研究提供了强大的技术支持。
四、环境微生物学的现状与未来发展当前，环境微生物学在我国已取得了一定的研究成果，但仍面临诸多挑战。
未来环境微生物学的发展方向包括：微生物群落功能基因组学、微生物生态网络、微生物资源利用等。
此外，环境微生物学还需加强基础研究与应用研究的结合，为我国环境保护事业提供更有力的支持。
五、环境微生物学的实践应用案例环境微生物学在实践中的应用案例众多，以下列举几个典型案例：1.废水处理：利用微生物降解有机污染物，实现废水处理；2.土壤修复：利用特定微生物修复受污染的土壤，如石油污染、重金属污染等；3.固体废物处理：利用微生物分解固体废物中的有害物质，减少环境污染；4.生物传感器：利用微生物构建生物传感器，实时监测环境质量。
环境工程微生物学
环境工程微生物学第一节环境工程微生物学的研究对象和任务一、环境微生物学的研究对象定义：环境微生物学是研究与环境领域（包括环境工程、给水排水工程）有关的微生物及其生命活动规律。
•其内容包括：微生物个体形态、群体形态；细胞结构功能、生理特性、生长繁殖、遗传变异等；微生物与环境的关系（尤其是微生物与污染环境之间的关系）；微生物对物质的转化分解作用（特别是应用微生物来处理各种污染物质，如废水、废气和固体废弃物）。
二、环境工程微生物学的研究任务总的归纳起来有两大方面的任务：（1）防止或消除有害微生物（2）充分利用有益的微生物资源三、微生物在环境污染治理（水处理）中的应用１）在环境监测方面（水污染的监测）利用在环境中生存的生物的种类、数量、活性等特征，来判断环境状况的好坏。
这些生物称为指示生物。
生物监测的优缺点：生物监测的主要优越性：(a)长期性——汇集了生物在整个生活时期中环境因素改变的情况，可以反映当地的环境变化；(b)综合性——能反映环境诸因子、多成分对生物有机体综合作用的结果；(c)直观性——直接把污染物与其毒性联系起来；(d)灵敏性——有时甚至具有比精密仪器更高的灵敏性，有助于提早发现环境污染。
生物监测的主要缺点：(a)定量化程度不够；(b)需要一定的专业知识和经验。
２）在环境治理方面包括水、大气、固体废弃物处理方面其中特别在水处理方面，有着大量成功应用的例子。
第二节微生物概述一、微生物的定义微生物是指所有形体微小，用肉眼无法看到，须借助于显微镜才能看见的，单细胞或个体结构简单的多细胞，或无细胞结构的低等生物的统称。
Too small to be seen with naked eyes二、微生物的特点（1）个体小；（2）分布广、种类繁多；（3）繁殖快；（4）易变异。
三、原核微生物和真核微生物具有原核细胞的生物称为原核微生物。
原核细胞：其细胞核发育不完善，仅有核质，没有定形的细胞核，无明显的核膜，没有特异的细胞器，不进行有丝分裂。
《环境工程微生物学》PPT演示课件
目录
• 微生物学基础 • 环境工程中的微生物应用 • 微生物检测与评价方法 • 环境工程微生物实验技术 • 环境工程微生物学前沿研究动态 • 总结与展望
01
微生物学基础
微生物概述
微生物的定义与特点 01
微生物的多样性 02
微生物在环境工程中的意义 03
微生物分类与形态
常见环境工程微生物实验操作
微生物的分离与纯化
介绍从环境样品中分离和纯化微生物的方法和步骤，如平板划线 法、稀释涂布法等。
微生物的培养与计数
详细讲解微生物的培养条件、培养基的配制以及微生物的计数方法， 如平板计数法、比浊法等。
微生物的生理生化实验
介绍常见的微生物生理生化实验，如糖发酵实验、蛋白质分解实验 等，用于鉴定不同种类的微生物。
免疫学方法
通过抗原-抗体反应，检测微生物特定抗原或抗体的存在，具有高 度的特异性和敏感性。
生物传感器法
利用生物活性物质（如酶、抗体等）作为识别元件，结合换能器将生 物信号转换为电信号进行检测，具有快速、准确、自动化等优点。
环境工程微生物评价指标体系
微生物多样性指数
通过测定环境中微生物的种类、数量 及其分布情况，评价环境的微生物多
废气处理中的微生物技术
01 生物滤池法
利用附着在滤料上的微生物降解废气中的有机物， 如挥发性有机化合物（VOCs）。
02 生物洗涤法
将废气通入含有微生物的营养液中，通过微生物 的代谢活动去除废气中的污染物。
03 生物滴滤法
在生物滤池的基础上，通过向滤料上喷洒营养液， 提高微生物的活性，增强废气处理效果。
环境工程领域的微生物技术应用需要稳定的微生物群落支持，如何维持
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1.按照催化反应的类型： 水解酶、氧化还原酶、转移酶、异构酶、裂解酶、合 成酶。
a.水解酶：催化大分子有机物水解成小分子。
AB+H2O
AOH+BH
b.氧化还原酶：催化物质的氧化还原反应。
AH2+B
A+BH2
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乳酸
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1.按照催化反应的类型：
c.转移酶：催化底物基团转移到另一个有机物上。 AR+B A+BR
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2.酶作为生物催化剂的特性
(1)催化效率高：反应速度是无酶催化或普通人造催 化剂催化反应速度的103次方至1010次方倍。 如：在同样条件下，只是催化剂不同，催化H2O2分解,用 H2O2酶1秒可催化105mol，用FeCl3，1秒只催化10-5 mol。
(2)酶的作用具有高度的专一性 一种酶只能催化一种或一类反应。
v
理论：当底物分子浓度足够时
，酶促反应速度与[E]成正比，
即当[S]足够大时，[E]越大，
酶促反应速度越快。
[E]
实际：当[E]达到一定浓度时， 酶促反应速度就趋于平缓。
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酶浓度与v的关系
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2.[S]对酶促反应的影响 当[E]为定值，且[S]从零逐渐 增大时，酶促反应与[S]成正 比。但当所有的E变成了ES后 ，即使再增加[S]，酶促反应
速度也不会增加。 当[S]为定值时，酶促反应速 度与初始[E0]成正比。
v
酶0.004
酶0.003
酶0.002 酶0.001
[S] 底物浓度与v的关系
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23
3.温度对酶促反应的影响 酶在最佳适应范围内，它的活性 最高，酶促反应速度最大。 温度每升高10℃，酶促反应速度 提高1～2倍。用Q10表示，通常在 1.4～2.0之间。 过高过低的温度都会影响酶促反 应。但也有很大不同： 高温时，酶会受到破坏，发生不 可逆变性，甚至完全失去活性。 低温时，可降低酶的活性，但不 会失去活性，当温度恢复时，活 性即恢复。
第四章 微生物的生理
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1
本章主要内容
1、微生物的酶 2、微生物的营养 3、微生物的产能代谢 4、微生物的合成代谢
代谢：是生命细胞内发生的各种化学反应的总称；
产能代谢：也称异化作用，物质分解反应，放出能量；
合成代谢：也称同化作用，物质合成反应，消耗能量。
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2
第一节 微生物的酶
酶的概念
R:氨基、醛基、酮基、磷酸基
d.异构酶：催化同分异构体的基团重新排列。
A A`
如：葡萄糖形成为果糖。
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1.按照催化反应的类型：
e.裂解酶：催化底物裂解为小分子有机物。 A C+B
f.合成酶：催化底物的合成反应。 A+B+ATP AB+ADP+Pi
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2.按照酶在细胞的位置：
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v
T 温度与v的关系
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4.pH对酶促反应的影响 酶在最适pH值范围内才表现出正常活性，过高过 低的pH值都会降低酶的活性。 pH对酶活性的影响： a.改变底物与酶的带电状态，影响二者结合； b.过高、过低pH值都会影响酶的稳定性，使酶受
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1.一级结构：多肽链本身结构； 2.二级结构：多肽链形成的初级结构，由氢键连接； 3.三级结构：在二级结构基础上进一步扭曲形成的更 复杂的结构，有氢键、盐键、脂键等； 4.四级结构：由多个亚基形成。 亚基：由一个或多个多肽链在三级结构的基础上形成 的小单位。
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8
酶蛋白的结构
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产地
功用
酶是动植物、微生物等生物合成的，催化生物化学反应
的、并传递电子、原子和化学集团的生物催化剂。
微生物的所有营养和代谢活动必须在酶的参与 下才能正常进行。
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3
一、酶的组成
1. 酶的组成有两类： ①单成分酶，只含蛋白质； ②全酶，除了蛋白质，还含有辅助因子，如：小分子 有机物（不含氮）、金属离子等。 全酶的所有组分必须齐全，缺一不可，否则就会失去 本有活性。
胞内酶（大部分）、胞外酶、表面酶
3.按照催化的底物：
淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、纤维素酶
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五、酶的催化特性
1.酶和一般催化剂的比较 共性： (1).用量少而催化效率高。 (2).仅能改变化学反应的速度，并不能改变化学 反应的平衡点。 (3).可降低反应的活化能
2.酶作为生物催化剂的特性
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v k3[E][S] Km [S]
其中
Km
k2 k3 k1
Km——米氏常数，表示反应速度为最大速度一半时
的底物浓度。
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v k3[E][S] Km [S]
从米－门公式可知，酶促反应速度与[E]和[S]有关。实 际上，也要受到温度、pH、激活剂、抑制剂的影响。
1.[E]对酶促反应的影响
一
二 氢键
种 肽键 级 氢键 级 盐键
氨
结
结
三 级
氢键 盐键
四 级
基
构
酸
构 疏水键
结 构
疏水键 范德华力
结 构
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9
二级结构
三级结构
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四级结构
10
三、酶的活性中心
酶的活性中心指的是酶蛋白分子能与底 物结合，并发挥催化作用的小部分氨基酸微 区。分有结合部位和催化部位。
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11
四、酶的分类和命名
牢固程度不同，并无严格的界限。前者与蛋白质结 合的较松弛，后者则结合较紧。
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6
二、酶蛋白的结构
酶蛋白也是蛋白质，由20种氨基酸组成。 排列顺序不同，蛋白质不同。
氨基酸由肽键（-CO-NH-）连接形成多肽链， 两条连或单链在卷曲时相邻的基团可以由氢键、 盐键、脂键、范德华力及金属键相连接。
这样，便使酶蛋白呈现以对专一性
立体异构专一性
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2.酶作为生物催化剂的特性
(3)反应条件温和：常温、常压、中性。 (4)敏感性：对环境条件极为敏感，酶容易失活 。
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六.影响酶活力的因素
通过下列反应：
k1
k3
E+ S
ES
E+ P
k2
酶
底物
中间产物
酶
最终产物
得出米－门公式（酶促反应方程式）
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4
单成分酶 水解酶
微生物的酶
酶蛋白+有机物 脱氢酶
全酶
酶蛋白+有机物+金属离子 氢酶
丙酮酸脱
酶蛋白+金属离子 细胞色素氧化酶
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2.酶的各组分的功能： ①酶蛋白起加速反应作用； ②其他辅酶、辅基传递电子、原子和化学集团； ③金属离子除传递电子，还起激活剂作用。
辅酶辅基：Fe2+、NAD、NADP、FAD、FMN等。 辅酶与辅基的区别只在于它们与酶蛋白结合的