微生物分解（精选7篇）
微生物分解 篇1
我们知道, 生物的一切活动 (包括内部的脏器活动和各种合成作用以及个体的生活活动) 皆需要能量。能量的来源为糖、脂质、蛋白质在体内的氧化。在生物体中, 生物大分子的氧化就叫做生物氧化, 也叫细胞呼吸或呼吸作用。生物大分子在体内氧化与在体外燃烧氧化, 在本质上是相同的:都要消耗O2, 产物都是CO2和H2O。但是它们彼此之间又有许多不同之处, 例如葡萄糖在体外燃烧时, 释放出的能量100%以光和热能形式散失掉;而在体内氧化时, 约有40%的能量储存到ATP分子中, 还有一些能量以磷酸肌酸的形式储存起来, 供需要时使用。此外, 在氧化方式上也存在着巨大的差异。葡萄糖在体外燃烧是一步完成的;而在体内氧化却是逐步进行的, 并且几乎每一反应步骤都有相应酶催化, 是在PH接近中性、体温条件下进行, 能量是逐步释放, 不产生高热等。
生物氧化中很多步骤都是氧化还原反应。好气性生物需要氧, 厌氧性生物不需要氧。无氧呼吸一般是指细胞在无氧条件下, 通过酶的催化作用, 把葡萄糖等有机物质分解成为不彻底的氧化产物, 同时释放出少量能量的过程。这个过程对于高等植物、高等动物和人来说, 称为无氧呼吸。如果用于微生物 (如乳酸菌、酵母菌) , 则习惯上称为发酵。它们氧化的能量通过底物水平磷酸化反应转移到ATP分子中;在有氧呼吸中, 是通过氧化磷酸化把氧化的能量存储在ATP分子中。
苹果储藏久了, 为什么会有酒味?高等植物在水淹的情况下, 可以进行短时间的无氧呼吸, 将葡萄糖分解为酒精和二氧化碳, 并且释放出少量的能量, 以适应缺氧的环境条件。高等动物和人体在剧烈运动时, 尽管呼吸运动和血液循环都大大加强了, 但是仍然不能满足骨骼肌对氧的需要, 这时骨骼肌内就会出现无氧呼吸。高等动物和人体的无氧呼吸产生乳酸。缺氧环境下, 葡萄糖分解为乳酸的过程叫糖酵解, 糖酵解在胞液中进行, 代谢反应过程可以分为两个阶段:第一阶段是葡萄糖或糖原分解至丙酮酸的过程, 称之为酵解途径;第二阶段为丙酮酸转变成乳酸或酒精的过程, 糖酵解最主要的生理意义在于迅速提供能量, 这对肌肉收缩尤为重要。哺乳动物成熟的红细胞不含线粒体, 靠糖酵解维持其能量的需要。
糖在有氧的条件下彻底氧化生成二氧化碳和水的反应过程称为有氧氧化。糖的有氧氧化包括胞液内反应阶段和线粒体内反应阶段。胞液内反应阶段为葡萄糖循酵解途径分解至丙酮酸的过程, 线粒体内反应阶段包括: (1) 丙酮酸在丙酮酸脱氢酶复合体催化下氧化脱羧生成乙酰COA、NADH+H+、二氧化碳; (2) 三羧酸循环和氧化磷酸化。糖的有氧氧化不仅是糖氧化的主要途径, 也是脂质、蛋白质最终氧化成二氧化碳和水的重要途径。其经过的代谢途径三羧酸循环可产生较多的NADH+H+释放大量能量, 是三大物质分解代谢的共同途径。
呼吸作用具有很重要的生理意义, 主要表现在下列两个方面:
(1) 呼吸作用提供生物生命活动所需要的大部分能量。呼吸作用释放能量的速度较慢, 而且逐步释放, 适合于细胞利用。释放出来的能量, 一部分转变为热能, 对于恒温动物来说, 可以维持体温的恒定, 是很有意义的。一部分则以ATP等形式贮存着。以后当ATP等分解时, 就把贮存的能量释放出来, 供生物生理活动需要。植株对矿质元素的吸收和运输, 有机物的运输和合成, 细胞的分裂和伸长, 生物的生长和发育等, 无一不需要能量。任何活细胞都在不停地呼吸, 呼吸停止则意味着死亡。
(2) 呼吸过程为其他化合物合成提供原料。呼吸过程产生一系列的中间产物, 这些中间产物很不稳定, 成为进一步合成生物体内各种重要化合物的原料, 也就是在生物体内有机物转变方面起着枢纽作用。
摘要：生物的氧化分解是生物体内重要的代谢反应, 通过生物氧化, 生物获得生命活动所需要的能量。在有氧条件下进行有氧氧化, 无氧也可以提供能量, 只不过没有有氧呼吸提供的能量多。有氧呼吸和无氧呼吸都具有重大意义, 是生物适应环境的表现之一。
关键词：细胞呼吸,有氧氧化,无氧呼吸,能量ATP
参考文献
[1]翟中和, 王喜忠, 丁明孝.细胞生物学[M].北京:高等教育出版社, 2004.
[2]程红, 等.生命科学导论[M].北京:高等教育出版社, 2000.
[3]潘瑞炽.植物生理学[M].北京:高等教育出版社, 2004.
微生物分解 篇2
1.教学目标
1、简述纤维素酶的种类及作用，从土壤中分离出分解纤维素的微生物
2、掌握从土壤中分离某种特定微生物的操作技术
3、分析分离分解纤维素的微生物的实验流程，弄懂实验操作的原理
4、领悟科学探究的方法，发展科学思维和创新能力
2.教学重点/难点
教学重点：
从土壤 中分离分解纤维素的微生物 教学难点：
从土壤中分离分解纤维素的微生物
3.教学用具
多媒体、板书
4.标签
教学过程
（一）引入新课
上节课我们探讨学习了土壤中尿素分解菌的分离与计数，这节课我们以纤维素分解菌的分离与纯化为例，巩固加深对这方面技术的理解和掌握。纤维素是一种由葡萄糖首尾相连而成的高分子化合物，是含量最丰富的多糖类物质。纤维素能被土壤中某些微生物分解利用，这是因为它们能够产生纤维素酶。
延伸：草食性动物是怎样消化食物中纤维素的？肠胃中的共生物生物。
草食性动物肠胃中的共生微生物。除自然环境中存在分解纤维素的微生物外，在草食性动物等的消化道内，也共生有分解纤维素的微生物，其原理也是产生纤维素酶而分解纤维素，而人没有分解纤维素的能力。
（二）基础知识
活动1：阅读“纤维素与纤维素酶”，回答下列问题：
棉花是自然界中纤维素含量最高的天然产物。纤维素的分解需要在纤维素酶的催化作用下完成，请完成下列过程：
〖思考1〗实验分析：投影的小实验是如何构成对照的？
在一支试管中添加纤维素酶，另一支试管不添加纤维素酶；尽管醋酸－醋酸钠缓冲液用量不同，但都能维持相同的pH。
〖思考2〗1个酶活力单位是指在温度为 25 ℃，其它反应条件最适宜情况下，在 1 min内转化 1mmol 的底物所需要的酶量。
活动2：阅读“纤维素分解菌的筛选”，回答下列问题：
筛选纤维素分解菌的方法是刚果红染色法。该方法可以通过颜色反应直接筛选。其原理是：刚果红可以与纤维素形成红色复合物，当纤维素被纤维素酶分解后，红色复合物无法形成，出现以纤维素分解菌为中心的透明圈，我们可以通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。
（三）实验设计
活动3：完成实验方案流程图，讨论回答问题
〖思考3〗实验流程中“选择培养”的培养基类型是什么？该培养的目的是什么？ 液体选择培养基。其目的是使纤维素分解菌增殖，含量增多。〖思考4〗本实验流程与尿素分解菌的分离实验流程有哪些异同？
尿素分解菌的分离实验流程是将土样制成的菌悬液直接涂布在选择培养基上；本课题通过选择培养使细菌增殖后，再涂布在鉴别培养基上。其它操作基本基本共同。活动4：阅读投影资料一“土壤取样”，回答下列问题：
1、纤维素分解菌大多分布在富含纤维素的环境中。
2、为什么要在富含纤维素的环境中寻找纤维素分解菌？
生物适应一定环境，环境对生物具有选择作用，只有在纤维素含量丰富的环境中纤维素分解菌的含量才会高于其它普通环境，从而提高获得目的微生物的几率。
3、将滤纸埋在土壤中有什么作用？你认为滤纸应该埋进土壤多深？
人工设置适宜环境，使纤维素分解菌相对聚集。将纸埋于深约250px的腐殖土壤中。活动5：阅读投影资料二“选择培养基”，回答以下三个问题：
4、纤维素分解菌选择培养基属于液体培养基，原因是没有添加琼脂成分。[来源:Z|xx|k.Com]
5、培养基选择作用机制是以纤维素粉为唯一碳源，只有纤维素分解菌才能生存。
6、若设置一个对照实验说明选择培养的作用，应控制的变量是将纤维素粉改为葡萄糖。活动5：阅读投影资料三“刚果红染色法”，填表比较两种染色法的各自的优缺点：
〖思考5〗为什么选择培养能够“浓缩”所需的微生物？
在选择培养条件下，可使能够适应这种营养条件的微生物得到迅速繁殖，而那些不适应这种营养条件的微生物的繁殖被抑制，因此可以起到“浓缩”的作用。
（四）、结果分析与评价 活动6：阅读“课题延伸”，回答：
1、为了确定分离得到的是纤维素分解菌，还需要进行发酵产纤维素酶实验，纤维素酶的发酵方法有液体发酵和固体发酵。
2、纤维素酶测定方法是对纤维素酶分解滤纸等纤维素所产生的 葡萄糖 含量进行定量测定。
课堂小结
板书
专题二 第三节 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数
一、有关纤维素的基础知识
二、土壤中分解尿素的细菌的分离与计数实验设计
微生物分解 篇3
1 循环经济
循环经济即物质闭环流动型经济,是指在人、自然资源和科学技术的大系统内,在资源投入、企业生产、产品消费及其废弃的全过程中,把传统的依赖资源消耗的线形增长经济,转变为依靠生态型资源循环来发展的经济。其以资源的高效利用和循环利用为目标,以“减量化、再利用、资源化”为原则,按照自然生态系统物质循环和能量流动方式运行的经济模式,实现污染的低排放甚至零排放,保护环境,实现社会、经济与环境的可持续发展。循环经济是把清洁生产和废弃物的综合利用融为一体的经济,本质上是一种生态经济,要求把经济活动组成一个“资源一产品一再生资源”的反馈式流程;其特征是低开采、高利用、低排放。循环经济以尽可能小的资源消耗和环境成本,获得尽可能大的经济和社会效益,从而使经济系统与自然生态系统的物质循环过程相互和谐,促进资源永续利用。因此,循环经济是对“大量生产、大量消费、大量废弃”的传统经济模式的根本变革。
2 城市生活垃圾基本处理方法及其弊端
2.1 卫生填埋法
卫生填埋法指把城市垃圾放置卫生填埋场进行的填埋处置,有较完善的防渗、疏排水(气)系统,有渗滤液处理装置和设施,能大批量处理垃圾,投资较小,比较适合处理无机物成分高的垃圾。卫生填埋法相对焚烧处理法,投资和运行费用较低,但具有占地面积大,渗滤液难以控制,易造成二次污染,资源不能充分利用等缺点。而且,对大量有机物和电池等物质进行填埋,会造成卫生填埋场渗滤液防渗透、收集处理系统超负荷。同时,该技术难度大,投资高,填埋操作复杂,管理困难,处理垃圾后污水也难以达标排放。此外,该处理方法要求填埋场的甲烷、硫化氢等废气也必须处理好,以确保达到防爆和环保要求;在操作管理上必须严格限制危险废物入场处置,要对每天填埋的废物进行压实覆盖,并要特别注意封场后填埋场的维护和管理。
2.2 堆肥法
堆肥法适用于有机可腐物成分较高的垃圾处理。该技术比较成熟,投资费用适中,可使垃圾减量60%左右,但产生的肥料品质会受到垃圾成分中有毒有害成分的影响。此外,采用堆肥法会有二次固废产生,还需进行填埋或焚烧等进一步处理。
2.3 焚烧法
焚烧法是固体废物高温分解和深度氧化的综合处理方法。使用该方法的优点是大量有害的废料被分解而变成无害的物质。其是一种较古老的、传统的处理垃圾的方法,也是目前处理城市垃圾的主要方法之一。近年来,将焚烧处理与高温热分解、融熔处理结合,以进一步减小废物体积。采用垃圾焚烧法处理后的垃圾,便于填埋,节省用地,还可消灭各种病原体,将有毒有害物质转化为无害物,还能回收热能。但该方法只适用于热值高的垃圾处理,尾气也要净化处理,灰渣仍需填埋,投资费用高。
3 微生物处理技术3
3.1城市生活垃圾生物处理中主要的微生物
MSW生物处理技术主要包括好氧和厌氧生物处理。好氧生物处理方式有好氧堆肥、生物反应器填埋等,其处理工艺中的微生物主要有细菌、放线菌、真菌等微生物种群。厌氧生物处理方式有厌氧消化、厌氧填埋等,其处理工艺中的微生物又称“瘤胃微生物”,主要有水解细菌、产氢产醋酸菌群和产甲烷菌群等。
细菌是城市生活垃圾好氧生物处理中最主要的微生物。在MSW氧生物降解过程中,细菌凭借强大的比表面积,可以快速将可溶性底物吸收到细胞中,进行胞内代谢。总体来说,其数量要比放线菌和真菌多得多。当然,在不同的环境中分离的细菌在分类学上具有多样性,主要有假单胞菌属(pseudomonas)、克雷伯氏菌属(klebsiella)及芽孢杆菌属(bacillus)。在堆肥过程中,细菌总数的变化趋势是呈高→低→高。堆肥初期,有机废物中携带有的大量细菌分解有机物质释放能量,使堆体温度上升,此时常温细菌受到抑制,嗜温细菌活跃;当堆温升至高温阶段,只有少量的嗜热细菌可以活动;高温期过后,随着有机成分的减少,堆体温度降低,嗜温及常温细菌又开始活跃,使细菌总数上升。整个好氧降解过程中,嗜温细菌是堆肥系统中最主要的微生物。工程实例:在武汉市“新地·东方明珠”小区住户丢弃的生活垃圾中,一部分有机废弃物被专门运送到微生物有机废弃物处理站处理,并通过微生物的发酵,分解为二氧化碳、酒精等化合物,再通过排气泵向外无污染排放。该微生物有机废弃物处理站每天可处理200 kg左右的有机废弃物。
3.2 微生物技术在MSW处理过程中的应用
MSW的生物处理主要是利用微生物在一定控制条件下,使有机物发生生物化学降解,形成一种稳定的化合物的过程。因此,微生物对垃圾中有机物降解的快慢、对有机成分降解的程度直接决定着处理周期的长短和处理效果的好坏,在MSW处理过程中起着决定性的作用。故采用MSW生物处理效果的优劣取决于微生物自身的结构、所处环境下的代谢状况。目前,有很多学者在此方面进行了很多研究,通过分析某种处理环境下微生物的特性,采用多种方式改变工艺中微生物的数量、质量等,开发出了多种MSW生物处理技术,如强化微生物(纯种分离、强化接种、添加微生物菌剂、微生物固定化)及基因诱变等技术。工程实例:2006年,天津市开始在社区内利用生物降解技术处理居民日常生活垃圾,效果明显。此项技术是通过微生物分解生活垃圾,将生活垃圾转变为水、气体等排出,残留部分可作为有机肥料使用,有效利用了资源且改善了社区环境。在正常情况下,生物垃圾处理机日平均处理垃圾可达90 kg以上。在天津市社区投资安装使用的生物垃圾处理机,经过9个月的运行,总共处理了近25 t生活垃圾,生物垃圾处理机消除了小区生活垃圾二次污染的困扰,节约了垃圾清运的费用,而机器内的残留物,可作为肥料改善土壤环境,产生多重效益。
目前,较为先进的技术是添加微生物菌剂技术。研究表明,单一的细菌、真菌、放线菌群体,无论其活性多高,在加快垃圾生物降解进程中的作用都比不上复合微生物菌群的共同作用。微生物菌剂是采用分离、筛选的有效微生物,配合一定的处理工艺和设备,通过合理地调配各种有效微生物的含量,进行筛选、培育MSW生物处理的高效复合微生物菌剂,进而来调节菌群结构和提高微生物降解活性,提高微生物降解有机成分的效率。复合微生物菌群中既有分解性细菌,又有合成性细菌;既有纤维素分解菌、真菌,又有放线菌。在处理工艺中添加复合微生物菌剂,不仅增加了工艺中微生物初始浓度,而且改善了工艺中微生物的种群结构。其为多种细菌共存的一种生物群落,依靠相互间共生增殖及协同作用,代谢出抗氧化物质,生成稳定而复杂的生态系统,使得整个生物降解过程中微生物数量保持相对稳定,故处理效果较佳。工程实例:上海吴淞军港是我国海军对外开放的港口之一。长期以来,由于港口没有高技术处理设施,有机生活垃圾难以集中处理。为彻底解决好这一环保难题,驻沪海军军港管理部门投资数十万元,建成了一座应用微生物技术处理舰艇生活垃圾的生化处理站。这座生化处理站将舰艇生活垃圾集中处理后,经微生物分解处理机脱水,然后加入适量菌种,经过10～12 h的微生物分解处理,垃圾差减量达到90%,而乘除的10%的垃圾可用作栽培花草树木的肥料,从而使有机垃圾的处理达到减量化、无害化和资源化。
4 结语
(1)无论是厌氧生物处理垃圾工艺还是好氧生物处理垃圾工艺,都存在着各种各样的微生物种群,正是这些微生物种群相互协调、互生互克,组成了一个复杂的生态系统,从而去除了使得MSW不稳定的有机成分,使MSW稳定化,甚至成为可再生利用的资源。该生态系统中的微生物还有待进一步研究,进而分离出降解某种特定污染物的特定微生物种群。
(2)用于处理城市生活垃圾的各种生物处理技术正方兴未艾,无论是从强化微生物种群的角度,还是从基因工程的角度,它们都具有较大的发展潜力,要努力根据MSW中存在的微生物种群的特性,开发出高效的MSW生物处理技术。
(3)循环经济以尽可能小的资源消耗和环境成本,获得尽可能大的经济效益和社会效益,从而使经济系统与自然生态系统的物质循环过程相互和谐,促进资源永续利用。事实证明,我国城市可以以循环经济理论为指导,通过微生物技术实现有机垃圾微生物分解处理。
摘要：文章以循环经济理论为指导,综述了目前采用填埋、堆肥、焚烧方法处理城市生活垃圾存在的局限与不足,认为综合处理将是一种合理、科学处理城市生活垃圾的方法。论述了以微生物分解为主的城市生活垃圾综合处理方法的原理、关键技术及一般工艺,从理论层面、技术层面等角度探索了我国城市实现有机垃圾微生物分解处理的途径。
关键词：有机生活垃圾,微生物处理剂,循环经济,微生物分解,综合处理
参考文献
[1]王春杰,何延青,化利军,刘红叶.微生物分解为主的城市生活垃圾综合处理方法[R].张家口:河北建筑工程学院学报,2005 (4).
[2]黄得扬,陆文静,王洪涛.有机固体废物堆肥化处理的微生物学机理研究[J].环境污染治理技术与设备,2004(1).
[3]高忠爱,祁梦兰,等.固体废物的处理与处置[M].北京:高等教育出版社,1992.
[4]杨双全,等.居民小区生活垃圾处理设备研究[R].贵阳:贵州科学,2003(4).
[5]陈世和.城市生活垃圾堆肥处理微生物特性研究[J].废物治理, 1990(8).
[6]罗连光,李先,贺爱国,李向荣,龙世平.不同微生物菌剂对甘蔗滤泥腐解效果的影响[R].长沙:农业科学,2008(6).
[7]贾月慧,刘克锋,王红利,刘洋.不同菌剂对猪粪堆腐中有机质含量的影响[R].北京:北京农学院学报,2008(3).
[8]周艺颖,张玲.复合微生物菌剂在剩余污泥堆肥中的作用研究[R].北京:环境保护与循环经济,2008(7).
[9]魏自民,李英军,等.三阶段温度控制接种法对堆肥有机物质变化影响[R].北京:环境科学,2008(2).
微生物分解 篇4
1 注意区分两个不同的脂酰CoA
脂肪酸分解代谢中脂酰CoA的β氧化过程在教材中介绍篇幅不多[1], 但由于其实际反应过程漫长, 再加上其反应起始物为脂酰CoA, 反应产物中又有脂酰CoA, 这使得很多学生看来看去, 犹如雾里看花, 很不容易看明白。针对这一点, 笔者设定反应起始物名称为“含n个碳的脂酰CoA”, 经过“脱氢、加水、再脱氢、硫解”等4步反应后, 其产物则为一分子“乙酰CoA”和一分子 “含 (n-2) 个碳的脂酰CoA”。这样就不会混淆起始物和产物中的两个“脂酰CoA”, 并且n个碳 (反应起始物中的脂酰基) =2个碳 (乙酰CoA中的乙酰基) + (n-2) 个碳 (产物中的脂酰基) , 反应前后碳原子数目平衡, 很容易理解。
2 脂酰
CoA β氧化前三步反应过程与三羧酸循环最后三步反应过程极为相似
脂酰CoA进入线粒体基质后, 从脂酰基的β碳原子开始, 进行脱氢、加水、再脱氢和硫解等4步连续反应[1], 脂酰CoA β氧化是脂肪酸分解代谢的主要内容, 也是一个重点和难点内容, 要求学生必须掌握。由于参加反应的物质和生成的物质化学结构式很长, 并且又不是完全确定的物质, 只是一个泛指, 这给学生理解造成了一定的困难。笔者在教学实践中发现, 脂酰CoA β氧化前三步反应过程与三羧酸循环最后三步反应过程[2]极为相似, 二者比较见下图。
这两个反应阶段简直一模一样, 都是由脱氢、加水、再脱氢三步反应组成;原子或原子团的转移、化学键的断裂与重组也是一样;连两次脱氢的受体都一模一样, 分别是FAD和NAD+;并且都是在线粒体内进行的化学反应。这也体现了生命现象中的一些基本规律。
由于三羧酸循环历来作为一个极其重要的反应途径, 一直以来都要求所有学生必须掌握, 并且教师讲解得也很详细, 再加上其在脂类代谢前就已经学过, 这样一对比, 对于学生掌握脂肪酸β氧化过程无疑有极大的帮助。
3 脂肪酸氧化能量生成计算
关于脂肪酸氧化能量生成的计算, 大多数教材一般只举一个例子来说明。但由于实际上的脂肪酸种类较多, 其能量生成数量又多, 对于大多数学生来说, 很难在有限时间内完全理解掌握。鉴于此, 笔者在教学实践中给学生总结出几个公式, 有利于其计算。假定某个脂肪酸中共含有n个碳, 则其经过数次β氧化后, 最终生成的产物——乙酰CoA的个数=n÷2个 (因为每个乙酰基中含有2个碳) 。β氧化的次数= (n÷2) -1, 也就是乙酰CoA的个数减去1。因为最后一次β氧化的起始物为含4个碳的丁酰基, 经过β氧化后的产物为2分子乙酰CoA, 不再需要β氧化。由于脂肪酸氧化的能量生成仅与乙酰CoA的个数及β氧化的次数有关, 并且前面已经学过一分子乙酰CoA可产生12分子ATP;一次β氧化有两次脱氢, 产物分别为FADH2和NADH+H+, 分别可生成2分子和3分子ATP, 即一次β氧化共可以产生5分子ATP。那么据此可得出:含n个碳的脂肪酸氧化后可产生ATP数量 = (n÷2) ×12 + [ (n÷2) -1] ×5。净生成ATP数量= 可产生ATP数量-2 (脂肪酸活化成脂酰CoA时消耗的2分子ATP) 。四个公式总结如下:
公式①:含n个碳的脂肪酸β氧化后生成的产物——乙酰CoA的个数= n÷2
公式②:β氧化的次数= (n÷2) -1
公式③:含n个碳的脂肪酸彻底氧化后可 产生ATP数量= (n÷2) ×12 + [ (n÷2) -1] ×5
公式④:净生成ATP数量= (n÷2) ×12+[ (n÷2) -1]×5-2有了这四个公式, 学生很好记忆, 亦有助于其理解, 对实际解题有很大帮助。如:问人体内含量较多的18碳硬脂酸经过彻底氧化分解后共可生成多少分子ATP?即可将n =18套入公式3, 得出总共生成148分子ATP, 以此类推。
摘要：脂肪酸分解代谢反应过程长, 产生能量多, 较难掌握。若在教学中注意以下3点:区分两个脂酰CoA;β氧化与三羧酸循环部分反应相似;能量计算的几个公式, 可获得良好的教学效果。
关键词：脂肪酸,脂酰CoA,β氧化,教学
参考文献
[1]程牛亮, 潘文干.生物化学—脂类代谢 (第5版) [M].北京:人民卫生出版社, 2006:111-113.
微生物分解 篇5
在全球资源和环境压力日益突显的今天, 节能环保已成为当今世界经济发展的主题。无论是产品包装、购物袋或者垃圾袋, 使用符合生态要求的可生物降解塑料制作已是大势所趋。可降解产品测试通常根据产品的材料、介质、可降解的添加剂或者最终产品的特性和成分, 需进行化学测试、生物降解能力测试、分解和生态无毒等测试。
DIN CERTCO的可降解产品认证是基于 (包装物有机回收标准) EN13432 / ASTM D6400 (塑料堆肥降解性的测试标准) 对产品进行的测试。此外, 该认证也会参照其它国际标准, 如:ISO 14855/ASTM D 5338, ISO 16929, Annex E of 13432/OECD 208以及化学分析报告。德国莱茵TUV现已成为DIN CERTCO承认的第三方检测机构, 可根据欧洲标准 EN13432 (包装物有机回收标准) 进行测试。
微生物分解 篇6
关键词：微课,脂肪酸的氧化分解,教学设计,生物化学
生物化学是西安培华学院医学院药学、临床和护理专业必修的一门重要的专业基础课程。学校旨在培养应用型人才,故多数课程理论课时较短而实践课时较长,这就要求理论课老师不断优化教学方式,教学手段,调动学生的学习积极性,使学生积极参与到教学活动中,立求在有限的课时内让学生充分掌握生物化学课程的相关知识。
“微课”是以视频为载体记录教师围绕某个知识点展开的简短完整教学活动[1],具有精短、易懂、表现形式多样等特点,可通过网络传播,适合学生自主学习[2~3]。将生物化学课程中的相关知识点制作成“微课”,可以让学生在课外随时随地学习,课堂上可为老师留出充足时间答疑解惑。本课题组对《生物化学课程》中“脂肪酸的氧化分解”这一知识点进行了基于“微课”的教学设计,包括学情分析、知识背景、教学目标与重难点、过程设计几个方面,为“微课”的制作提供脚本,使学习者能更好地解读微课所传递的知识,将微课应用于教学,旨在提高学生学习效率,提高教学质量。
一、学情分析
本次微课设计针对的教学对象为学校药学本科和护理本科学生,学生学习态度端正,大部分学生能够根据教师的要求完成自主学习,保证了微课这种教学形式的顺利实施;本节内容是学生已经学习了糖类代谢,而且已经掌握了脂类的结构与功能,这些为本节内容的学习奠定了良好的基础。
二、知识背景
脂类代谢是生物化学三大营养物质代谢之一,是生物化学课程的重点知识之一,其中脂肪酸的氧化分解代谢(β-氧化)是脂类代谢重点,学生学习好脂肪酸的氧化分解知识,可以更好地理解三代物质代谢之间的联系性,同时经过相关内容学习,分析,讨论,有利于培养学生正确健康的减肥观。
三、教学目标和重难点
(一)知识目标。熟悉脂肪酸氧化分解的步骤;掌握脂酰辅酶A转运过程(难点)和脂肪酸β-氧化过程(重点)。
(二)能力目标。通过学习长链脂肪酸的转运,培养学生理解能力;通过图解,建立知识间联系,发展学生的分析、综合等思维能力,使学生进一步明确建立知识结构的方法。能够运用所学的相关知识解释日常生活中的某些问题和社会现象。
(三)情感目标。通过分析、讨论,培养学生良好的饮食卫生习惯,树立正确健康的减肥观。
四、教学方法
本次授课主要采用讲授法进行演示讲解,讲解过程注意各部分内容的逻辑衔接。开始时联系日常生活来激发学生学习兴趣。重难点部分利用图片、flash动画帮助学生理解,并提问引导学生思考。最后联系层出不穷的减肥方法,通过引导学生分析,使学生关注自己的健康、关注社会问题。
五、过程设计
整个教学过程包括:主题引导;脂肪酸氧化分解完整步骤展示;氧化分解步骤分解;联系实际,解读社会上出现的减肥方法的科学性;内容小结;作业布置教学时长总计15分钟,各环节具体设计和时间分配如下。
(一)引入(1min)。展示古代两大美女杨玉环和赵飞燕的图片,迅速抓住学生的注意力,同时提问学生更喜欢哪个美女,抛出当今社会人们以瘦为美的观念,引出本节内容及学习要求及重难点。
设计思路和意图:通过图片展示,吸引学生注意力,联系社会问题引入本次主题,激起学生学习兴趣。
(二)脂肪酸氧化分解完整步骤展示(0.5min)。整个步骤包括:脂肪酸的活化、酯酰辅酶A进入线粒体(强调难点)、酯酰辅酶A的β-氧化(强调重点)、乙酰辅酶A的氧化分解(略讲)。
设计思路和意图:整个步骤的展示及重难点的强调,使学生对整个内容有个认识。
(三)脂肪酸氧化分解步骤分解(11min)。脂肪酸的活化(1min):通过反应方程展示,重点强调反应的产物和消耗能量———2分子ATP。酯酰辅酶A进入线粒体(4min):通过flsah动画的展示,重点讲述为什么长链酯酰辅酶A要进入线粒体,肉碱作为载体的作用过程。酯酰辅酶A的β-氧化(9min):β-氧化过程包括:脱氢、加水、再脱氢、硫解,通过动画演示反应过程。乙酰辅酶A彻底氧化(略):此部分内容在糖代谢这章重点讲述过。思考:16碳软脂酸彻底氧化分解产生多少分子ATP?
设计思路和意图:长链酯酰辅酶A进入线粒体为本节内容的难点,过程微观,难懂,通过动画演示,可以让学生直观掌握;酯酰辅酶A的β-氧化是本节的重点内容,动画演示反应过程,便于学生理解掌握。
(四)减肥方法列举(1.5min)。列举社会上出现的减肥方法,让学生思考其科学性。
设计思路和意图:培养学生分析、综合等思维能力,能够运用所学的相关知识解释日常生活中的某些问题和社会现象,并树立正确的减肥观。
(五)教学小结。设计思路和意图:通过课堂小结,使学生再次明确本节内容的重难点,并再次强化和构建出清晰的知识结构。
(六)效果检验。根据教学设计,我们制作了微课视频,并在本校医学院2014级药学本科班生物化学理论课教学中进行了应用。在讲授本部分内容之前,将其传到各班QQ群中,要求学生自主学习后,完成相关调查问卷,本次参与学生共有66人,问卷100%回收,调查结果显示90.9%认为微课视频设计合理,能够激发学生学习兴趣,提高自主学习能力和学习效率。
(七)讨论。生物化学是一门抽象的学科,它的研究对象包括糖、蛋白质、脂质、核酸等生物大分子,以及这些大分子体系间的相互作用[4]。这些概念和现象存在于微观世界,无法对其进行直接观察,因而使学生觉得抽象、枯燥无味。将体内的所有反应都呈动态形式,制作动画视频将这些复杂反应过程直观清晰、形象生动地呈现在学生眼前,能够促进学生对晦涩难懂的知识的理解,获得良好的学习效果。同时高校大学生学业任务繁重,要求我们教师不断探索新的教学方法,勇于创新,并注重教学理论和实际应用的结合。将晦涩难懂的知识点制作成简短的动画,结合老师的讲解,以微课的形式传递给学生,学生可以利用“碎片时段”随时随地学习,反复揣摩,延长有效学习时间,提高学习效率。
参考文献
[1]刘桂花.微课在高校课堂教学中的应用[J].中国成人教育,2014,6:122~124
微生物分解 篇7
淀粉是一种天然高分子材料,具有来源广泛、价格便宜、亲水、可生物降解且可再生等诸多优点。将PLA和淀粉进行共混改性不失为一种简单易行的好方法。但原淀粉颗粒不具备热塑性,淀粉与PLA共混体系为热力学不相容体系,亲水性树脂和憎水性PLA基体之间的界面结合力很差,且二者的简单共混膜力学性能很差。所以有必要添加第三组分来有效的提高它们之间的界面结合力[3]。二氧化碳共聚物脂肪族聚碳酸酯(PPC)是聚酯高聚物的重要分支,在自然环境中可完全分解成水和二氧化碳,显示出不同于其他传统塑料的性能。将PPC加入到PLA-淀粉的共混体系,不仅可以改变其共混体系的相容性还可以提高PLA的生物降解速度[4]。
本研究主要介绍了一种采用溶液共混的方法,通过用PPC、改性淀粉对PLA改性,制备出具有良好韧性的PPC/PLA/淀粉共混薄膜,并对其拉伸性能进行了测试研究。
1 实验部分
1.1 实验药品
PPC粉末:蒙西集团公司;PLA粒料:深圳光华伟业公司;丙三醇、聚乙二醇200、聚乙二醇400、聚乙二醇600、三氯甲烷:化学纯试剂,北京化工集团公司;玉米淀粉:北京兴沧工贸有限公司。
1.2 测试仪器
电子拉力测试机,DXLL-300,上海化工机械四厂
1.3 淀粉的改性
淀粉与增塑剂(丙三醇、聚乙二醇等)按照一定比例加水充分糊化后,在95℃下干燥24h后粉碎,待用。
1.4 共混膜的制备
按配方分别称取PPC、PLA与改性淀粉,加入三氯甲烷,回流温度下搅拌1h,使之完全溶解。
1.5 成膜
将成膜液在聚氯乙烯基板上流涎成膜,静置空气中,待其干燥后揭膜。
1.6 拉伸性能测试
采用拉伸力学试验研究共混物薄膜的拉伸性能,包括拉伸强度与断裂伸长率。拉伸速度20mm/min。
2 结果与讨论
2.1 PPC含量对PLA-PPC共混膜拉伸性能的影响
PLA和PPC都是脂肪族聚酯,链结构有相似之处,因此存在一定相容性。实验表明,两者在共溶剂三氯甲烷中易于共混,共混膜显微观察下无相分离。但室温附近PLA呈玻璃态,硬而脆,拉伸强度为7.43MPa,断裂伸长率为57.7%,而PPC软而弱,拉伸强度仅为1.72MPa,断裂伸长率却为135.6%。PPC的混入对共混膜的力学性能有明显影响。图1和图2分别为PLA-PPC共混物的拉伸强度和断裂伸长率与PPC含量的关系。如图1、图2所示,随PLA-PPC共混膜中PPC质量百分含量的增加,膜的拉伸强度降低,断裂伸长率增加。当PPC含量增加到共混膜总质量的10%以上,共混膜的拉伸强度即明显降低;当PPC含量达到30%时,共混膜的拉伸强度为4.38MPa,比纯PLA膜降低约22.6%,断裂伸长率为73.11%,比纯PLA膜增加约26.8%。这说明加入PPC是改善PLA塑性的有效方法,且两者易于相容,可利用PPC对PLA进行增塑;但PPC用量须控制在一定范围内,否则会使PLA的的强度损失过多。
2.2 糊化淀粉中甘油用量对PLA-PPC共混膜拉伸性能的影响
亲水性的原淀粉与聚酯不相容。原淀粉中的结晶结构不利于淀粉颗粒在聚酯中的分散。淀粉糊化时加入甘油能够降低淀粉的结晶度,有利于增强淀粉相与树脂相界面间的粘结性。因此本实验先将淀粉用水和甘油进行预糊化处理后,再与PLA、PPC进行三元共混。三元共混组分配比表示为W,即PLA∶PPC∶淀粉的质量比。实验表明,预糊化过程中甘油的用量对三元共混膜的力学性能有一定影响。图3和图4分别为糊化中甘油/淀粉质量比与三元共混物拉伸强度和断裂伸长率的关系。如图3、图4所示,随着糊化过程中甘油与淀粉质量比由1/10增加到5/10,三元共混膜的断裂伸长率呈现先增大后减小的趋势;而拉伸强度在甘油含量较低时变化不大,当甘油含量较高时下降明显;当甘油与淀粉质量比为3/10时,共混膜的拉伸强度及断裂伸长率均相对较高。但是,分别将图1、图2中PPC含量为30%的数据依次与图3、图4中系列1(三元组分质量比为60∶20∶20)的数据进行比较(此时,PLA与PPC的质量比与系列1中相近),发现对于PLA与PPC质量比相近的两种共混膜,改性淀粉的加入使其拉伸强度和断裂伸长率都有所降低。同时,对共混膜的显微观察表明,预糊化淀粉与聚酯的共混体系中糊化后的淀粉呈细小颗粒状均匀分散在聚酯连续相中,共混体系的分散状态虽比原淀粉与聚酯共混体系有所改善,但体系仍存在相分离。
这是由于亲水性的淀粉与疏水性的聚酯热力学不相容,淀粉的加入破坏了聚酯相的连续性,使共混体系强度和断裂伸长率均下降。甘油作为一种小分子多羟基醇,在淀粉预糊化时扩散到淀粉分子链间,破坏淀粉链内/间氢键,从而降低了淀粉大分子间作用力,有利于打破淀粉颗粒结构。因此甘油的存在能使淀粉分子更易于分散,但并不能从本质上改变淀粉与聚酯不相容的状态。同时,甘油分子在共混体系中的存在还能提高淀粉相及聚酯相部分链段乃至整个大分子链的活动性,对于淀粉和最终的共混体系都起到增塑作用,从而改善共混膜的塑性。当体系中甘油含量较低时,这种塑化作用可能不充分;随着甘油量的增加,塑化趋于充分,表现为共混膜的断裂伸长率提高。但甘油量过多可能导致大分子间作用力减弱,材料的强度降低,并且甘油作为小分子增塑剂在共混膜表面明显渗出。
(系列1和2依次代表W=60∶20∶20和60∶10∶30的共混物)
(系列1和2依次代表W=60∶20∶20和60∶10∶30的共混物)
3 结论
通过溶液共混的方法,用PPC、改性淀粉对PLA改性,制备出具有韧性改善的PLA/PPC/改性淀粉共混薄膜,并对其拉伸性能进行了测试研究。分析测试结果显示,三组份质量比对于断裂伸长率这一性能具有显著的影响。随着PPC组分的增加,提高了共混膜的断裂伸长率,增强了其韧性,但是加入量较大时会降低共混膜的拉伸强度,因此应控制其加入比例,一般PPC/PLA应小于3/7。加入用甘油改性后的淀粉,主要作用是降低了成本,但对于拉伸性能有些负面贡献,这种副作用比未改性的原淀粉加入时的副作用小得多,试验结果表明,加入30%甘油对淀粉进行糊化,对淀粉改性效果较好PLA/PPC/改性淀粉(甘油/淀粉=3∶7)三组份质量比为60∶20∶20的三元共混膜具有良好的断裂伸长率,达到增韧效果,同时拉伸强度并未下降太多。
参考文献
[1]邹君,凌秀琴.可生物降解性高分子材料—聚乳酸[J].广西化纤通讯,2000,(2):35-38.
[2]张志永,冯钠等.生物降解材料—聚乳酸改性研究进展[J].橡胶技术与装备,2007.33(7):38-41.
[3]杨斌.绿色塑料聚乳酸[M](第一版).北京:化学工业出版社,2007:10.