上海交通大学：《生物技术与人类》通识课程教学资源（课堂讨论PPT）化解能源危机的微生物

化解能源危机的微生物 化学化工学院彭培培 COMPANY LOGOTYPE INSERT

化解能源危机的微生物 化学化工学院 彭培培

引言 随着社会的飞速发展和人口的不 断增长，人类面临的资源危机日益加 剧，能源的巨大消耗即将引发空前的 能源危机。然而，世界经济的现代化 得益于不可再生的化石能源。人类要 解决能源危机这一严重问题，必然要 从有限的非生物资源时代过渡到无限 的生物资源时代。在生物资源中，微 生物以其独特的生理代谢优势，在解 决能源危机中发挥了重大作用。 COMPANY LOGOTYPE INSERT

随着社会的飞速发展和人口的不 断增长，人类面临的资源危机日益加 剧，能源的巨大消耗即将引发空前的 能源危机。然而，世界经济的现代化 得益于不可再生的化石能源。人类要 解决能源危机这一严重问题，必然要 从有限的非生物资源时代过渡到无限 的生物资源时代。在生物资源中，微 生物以其独特的生理代谢优势，在解 决能源危机中发挥了重大作用

Main content 能源危机 微生物 微生物与能源开发 化解能源危机的微生物 COMPANY LOGOTYPE INSERT

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Energy crisis 1996年美国能源部的测算资源，世界己探明的 矿物燃料的可使用年限约为： 煤221年，天然气80年，石油39年 ·而中国已探明的矿物燃料使用年限却分别为： 煤85年，天然气69年，石油19年 ·能源危机已成为制约中国经济发展的重要因素！ 能源危机！ COMPANY LOGOTYPE INSERT

• 1996年美国能源部的测算资源，世界已探明的 矿物燃料的可使用年限约为： 煤221年，天然气80年，石油39年 • 而中国已探明的矿物燃料使用年限却分别为： 煤85年，天然气69年，石油19年 • 能源危机已成为制约中国经济发展的重要因素! Energy crisis

microorganism 微生物(microbe)是一群形态结构多样的 生物体，包括病毒和单细胞类群和一小部 分多细胞结构的生物体。在不借功显微镜 的情况下，多数微生物不为肉眼所见。 我是微生物/ "L0G0 COMPANY LOGOTYPE INSERT

• 微生物(microbe)是一群形态结构多样的 生物体，包括病毒和单细胞类群和一小部 分多细胞结构的生物体。在不借助显微镜 的情况下，多数微生物不为肉眼所见。 microorganism 我是微生物！

The characteristics of microorganisms 微生物个体微小，大多数在微米级，需要用光学显 微镜放大数百倍或数千倍才能看到。 各种微生物细胞具有其特定的形态结构，常见的有球 形、杆形、螺旋形等； 微生物体积小且表面积大，有巨大的比表面积，所以 微生物具有新陈代谢旺盛和生长繁殖速度快的特点 在短时间内科产生大量变异后代。 微生物在自然界中分布广泛，土壤、湖泊、矿层、人 体、动植物体中都存在。 微生物的种类多，有细菌、放线菌、立克次体、衣原 体、支原体、螺旋体等，且每种微生物又有许多种

• 微生物个体微小，大多数在微米级，需要用光学显 微镜放大数百倍或数千倍才能看到。 • 各种微生物细胞具有其特定的形态结构，常见的有球 形、杆形、螺旋形等； • 微生物体积小且表面积大，有巨大的比表面积，所以 微生物具有新陈代谢旺盛和生长繁殖速度快的特点 • 在短时间内科产生大量变异后代。 • 微生物在自然界中分布广泛，土壤、湖泊、矿层、人 体、动植物体中都存在。 • 微生物的种类多，有细菌、放线菌、立克次体、衣原 体、支原体、螺旋体等，且每种微生物又有许多种。 The characteristics of microorganisms

new times 微生物与能源开发 治全 乙醇 采油 诏气 "L0G0 COMPANY LOGOTYPE INSERT

new times

微生物治全： 原理 通过微生物作用产生硫酸、硫酸铁，然后通过硫酸或硫酸铁 作为溶剂浸出矿石中的有用的金属。收集含酸溶液，通过置换 萃取、点解或离子交换等，方法将各种金属加以浓缩和沉淀 化学过程 2S+302+2H20→2H2S04 4FeS04+2H20+02→2Fe2(S04)3+2H2S04 FeS2(黄铁矿)+7Fe2(S04)3+8H20→15FeS04+8H2S04 Cu2S+2Fe2(S04)3-4FeS04+2CuS04+S

微生物冶金： 原理 通过微生物作用产生硫酸、硫酸铁，然后通过硫酸或硫酸铁 作为溶剂浸出矿石中的有用的金属。收集含酸溶液，通过置换 、萃取、点解或离子交换等，方法将各种金属加以浓缩和沉淀

钩瑞螺菌属 统化杆菌属 统杆菌属 用于治金的微生物 硫球菌属 65首映

硫杆菌属(Thiobacillus) 钩端螺菌属 硫化杆菌属硫球菌属 (Leptopiri (Sulfoba (Sulfuroc llum) cillus) occub) 氧化亚铁硫 氧化硫硫杆 氧化亚铁钩 杆菌属（T.f 菌属(T.hi 端螺菌(L.f errooxidans) ooxidans) errooxidans) 最适温度 28-35℃ 28-20℃ 30℃ 50-55℃ 70℃ 最适PH 2.5-2.8 2.0-3.5 2.5-3.0 1.7-2.4 2.0-3.0 形状 杆状 杆状 螺旋状 杆状 球状 大小 (0.3-0.5) 0.5um×（1. (0.2-0.4) 00.8-1.0μm um×(1.0- 0-2.0)um um×(0.9- 1.7)m 1.1)μm 属性 典型革兰阴 典型革兰阴 典型革兰阴 典型革兰阳 典型革兰阴 性菌 性菌 性菌 性菌 性菌 可动、严格 可动，严格 可动，严格 严格好氧 不可动，严 好氧 好氧 好氧 格好氧 严格无机化 严格无机化 严格无机化 能自养 能自养 能自养 co铁o还原态 还原态硫， 铁和黄铁矿 二价铁、S及亚铁、S和硫

硫杆菌属（Thiobacillus）钩端螺菌属 （Leptopiri llum） 硫化杆菌属 （Sulfoba cillus） 硫球菌属 （Sulfuroc occus） 氧化亚铁硫 杆菌属（T.f errooxidans） 氧化硫硫杆 菌属（T. thi ooxidans） 氧化亚铁钩 端螺菌（L.f errooxidans） 最适温度 28-35℃ 28-20℃ 30℃ 50-55℃ 70℃ 最适PH 2.5-2.8 2.0-3.5 2.5-3.0 1.7-2.4 2.0-3.0 形状 杆状 杆状 螺旋状 杆状 球状 大小 0.5μm×（1. 0-2.0）μm （0.2-0.4） μm×（0.9- 1.1）μm 属性 典型革兰阴 性菌 典型革兰阴 性菌 典型革兰阴 性菌 典型革兰阳 性菌 典型革兰阴 性菌 可动、严格 好氧 可动，严格 好氧 可动，严格 好氧 严格好氧 不可动，严 格好氧 严格无机化 能自养 严格无机化 能自养 严格无机化 能自养 铁、还原态 硫及硫化矿 还原态硫， （不能氧化 铁和金属硫 化矿） 铁和黄铁矿 （不能氧化 硫） 二价铁、S及 硫化矿 亚铁、S和硫 化矿