产甲烷菌

低脂肪酸,如丁酸和丙酸,只有在产甲烷细菌消耗了产乙酰细菌的两种分解代谢产物,即氢和乙酸,才能矿化。

AGo = -31 kJ mol-1 (8.4)

AGo = -135.6 kJ mol-1 (8.5)

产甲烷菌是非常古老的微生物,在富氧大气形成之前就生活在地球上。Methanosarcina和Methanothrix能够利用醋酸盐进行分解代谢;消化过程和自然界其他地方形成的70%的甲烷是通过式(8.4)产生的(Jeris和McCarty 1965)。Methanosarcina spp是最通用的产甲烷菌,从乙酸(式8.4)和氢(式8.5)中产生ATP。甲醇和甲基胺(Weimer和Zeikus 1978年)是进一步的中间产物,可生物降解为CH4和CO2。

四种球形细胞的Methanosarcina barkeri通常生长在一个紧密的群落中(图8.3a)。与Methanosarcina相比,Methanotrix不使用H2。它首先由Zehnder等人(1980)分离,呈杆状,类似于甲烷细菌bryantii(图8.3 3d)。反刍动物(图8.3b)和bryantii动物(图8.3 3d)

Methanospirillum巴氏细菌
图8.3产甲烷细菌的电子显微镜照片。(a)巴氏甲烷沙棘菌;(b)反刍甲烷杆菌;(c)匈牙利甲烷螺旋菌;(d) bryantii甲烷杆菌(Zehnder and Wuhrmann 1977)。

能够利用H2/CO2和甲酸HCOOH产生ATP,但两者都不能在醋酸盐上生长(Balch et al. 1979)。使用H2/ co2的甲烷细菌比使用乙酸的细菌产生更多的ATP。它们有相应较高的最大生长速率。

虽然只有大约30%的CH4是由H2/CO2产生的,但甲烷菌对调节CH4非常重要厌氧废水处理流程。这将在下一节中解释。

关于厌氧细菌的详细信息已由Zehnder和Wuhrmann(1977)和Zehnder(1988)发表。

继续阅读:厌氧固定床反应器

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读者的问题

  • Aliisa
    什么是产甲烷细菌?
    3个月前
  • 产甲烷细菌是生活在厌氧环境中的产甲烷古生菌。它们负责甲烷的生产,甲烷是天然气的主要成分,也是许多自然和商业过程的关键部分。产甲烷菌存在于各种栖息地,包括沼泽、湿地、垃圾填埋场,甚至动物的消化道。它们对全球碳循环非常重要,将有机化合物转化为甲烷并释放到大气中。