地杆菌（Geobacter）具备胞外电子传递的独特能力,是驱动地球生物化学反应的重要微生物。目前对Geobacter的研究几乎都在暗环境中进行,然而由于太阳光的普遍存在,以及光催化生物反应器的广泛应用,Geobacter不可避免地会生长在光环境中。光催化半导体纳米颗粒（nanoparticle,简称NPs）在自然界中大量分布,其中硫化镉（CdS）NPs在可见光范围即可产生光电子,因此常被应用于光-生物系统,与Geobacter共存。基于此,本文研究了可见光和CdS NPs对硫还原地杆菌（Geobacter sulfurreducens）生长代谢以及Geobacter共培养体系种间电子传递的影响机制。以此为理论基础,探索了一种经济高效的Geobacter处理染料废水的技术。论文主要结果如下:（1）可见光会抑制Geobacter sulfurreducens的生长代谢,CdS NPs在黑暗环境中对Geobacter sulfurreducens的生长代谢起抑制作用,而在光环境中CdS NPs产生的光电子却可以缓解可见光对Geobacter sulfurreducens生长代谢的胁迫。突变株实验表明,OmcS和PilA蛋白在Geobacter sulfurreducens吸收光电子过程中起重要作用。（2）可见光会抑制Geobacter共培养体系的形成,而CdS NPs却可以缓解可见光对Geobacter共培养的胁迫。突变株实验表明,这种缓解机制是由可见光激发CdS NPs产生的光电子-空穴对引起的。光电子-空穴对可以驱动直接种间电子转移（Direct interspecies electron transfer,简称DIET）。突变株实验和反转录定量PCR数据表明,光电子驱动的DIET仍然需要两种种间电子传递的关键细胞色素——Gmet₂896和OmcS——的参与,但CdS NPs使Geobacter共培养对这两种关键细胞色素的需求量减少,因此合成细胞色素的能量消耗减少,从而缓解了光胁迫效应。（3）构建可见光-CdS-Geobacter sulfurreducens杂化体系,用以提高苋菜红染料废水的降解效果。该杂化体系与可见光-CdS体系相比,降解苋菜红染料的速度提高了21倍,与可见光-Geobacter sulfurreducens体系和暗环境下的G.sulfurreducens相比,降解速率提高了4倍。该杂化体系具有良好的循环稳定性,经过3次循环后,降解效率依然可以保持75%以上。可见光-CdS-Geobacter sulfurreducens杂化体系为染料废水降解提供了一种高效的方法,具有广泛的应用前景。