43微生物在自然界物质循环中的作用

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1、4.3微生物在自然界物质循环中作用主要内容:碳循环氮循环硫循环磷循环第一节碳循环・、碳循环•自然界中含碳物质有CO2、碳水化合物、脂肪、蛋白质等。碳的循环是以CC)2为中心的。•在碳循环过程中，CO2大部分来源于微生物分解有机物，另外，由于CO2同时也参与氧循环，因此，实际上C和O循环是相互关联的。•CO”可以成为植物、藻类的碳源。碳循环1、微生物在碳循环中的作用•微生物在碳循环中的作用，主要体现在两个方面,•一是通过光合作用和化能合成作用来固定CC>2，・二是通过分解作用再生CO2。•含碳有机物的种类极其多样

2、，不同有机物能被不同微生物分解，在自然界中参与有机物分解的主要是细菌、真菌和放线菌。第二节氮循环•自然界中的氮元素有：分子氮（空气中的N2）、有机氮（蛋白质等）、无机氮（NHf、NO3•等）。•在生物的协同作用下，三种形式的氮互相转化，构成循环。其中，微生物在转化中起着重要作用。•、氮循环的过程硝化细菌硝化作用no2同化蛋白质厂叽基no2亚硝基单胞菌固氮作用反硝化作用在水生境中蛋白质月的NHq基作N備巴氏梭菌n2o—n21、微生物在氮循环中的作用（一）蛋白质水解与氨基酸转化1・蛋白质的水解•蛋白质是生物细胞的主

3、要成分，由许多氨基酸连接而成（几一几百万的分子量）。•蛋白质的分解，首先也是水解，才能进入微生物细胞内。蛋白质兰%示）瞬蛋白酶B一肽肽酶—A氨基酸能够分解蛋白质的微生物很多，细菌、真菌、放线O2・氨基酸转化(1)脱氨•氨化作用：有机氮化合物在脱氮微生物的作用下脱氨基产生氨。•例如：氨基酸一一不含氮的有机物(酸)+NH3•经脱氨基后形成的有机酸和脂肪酸，在微生物的作用下继续分解。(2)脱竣•氨基酸脱去竣酸基(CO?),产生胺。多由腐败细菌和霉菌引起，二元胺对人有毒。胺是合成细胞成分的重要的起始物，尤其使诸如NAD

4、等辅酶的合成。•例如：CH3CHNH2COOHfch3ch2nh2+co2（丙氨酸）（乙胺）H2N（CH2）4CHNH2COOHfH2N（CH2）5NH2（赖氨酸）（尸胺）(二)尿素的氨化•人、畜尿中含有尿素，印染工业中的印花浆用尿素作膨化剂和溶剂，故印染废水中含有尿素。尿素能被许多微生物(尿素细菌)转化成氨，如尿八联球菌、尿小球菌、尿素芽抱杆菌等。CO(NH2)2+2H2O—f(NH4)2CO3—f2NH3+CO2+H2O碳酸较，很不稳定（三）硝化作用•在有氧的条件下，经亚硝酸细菌和硝酸细菌的作用，氨转化成硝

5、酸。（消耗溶解氧）•硝化分二步进行：2NH3+3O2——2HNO2+2H2O+619KJ（亚硝酸细菌）2HNO2+O2——2HNO3+201KJ（硝酸细菌）•亚硝酸细菌和硝酸细菌是好氧的，世代时间很长（从十几小时到几天）O（四）反硝化作用•发生反硝化的条件是：①硝酸盐存在（提供电子受体）、②有机物存在（提供能量）③缺氧。•反应过程，有三种结果：hno3——^nh3hno3——―比hno3——^hno2♦环境工程最关心的反硝化作用：在缺氧条件下，硝酸盐被还原为氮气的过程。•在环境工程中，涉及反硝化作用的主要是：N

6、O3-^N2•反硝化作用的意义：①土壤中发生反硝化作用，会降低土壤的肥力；②污水生物处理的二沉池中发生反硝化作用，产生的氮气会把池底的沉淀污泥带上浮起，影响出水水质；③利用反硝化作用，可以去除水中的氮（生物脱氮）。（五）固氮作用•在固氮微生物的固氮酶的作用下，把分子氮转化成氨，进而合成有机氮化合物，称为固氮作用。•固氮微生物：细菌（根瘤菌、固氮菌等）和蓝藻固氮酶N2+6e-+6H+nATP———2NH3+nADP+nPi•固氮酶对O2敏感，所以好氧固氮菌在体内形成独特的防护机制，保护固氮酶的活性。生物固氮与固氮

7、作用大气中的八物固氮旳微生物大气中的叫NH高温、高压人气中肌涵祐叽工业固氮高能固氮（电离固贏）闪电n2+h2o—>nh3+hno每年牛物固氮的总量占地球上固氮总量的90%左右,生物固氮在地球的氮循坏中具有十分垂耍的作用。•一、概念：是指将大气中的氮还原成氨的过程•二、固氮微生物的种类概念：是指与一些绿色植物互利共生的固氮微生物2、代表生物：根瘤菌（属于细菌）共生特性：不同的根瘤菌，各自只能侵入一种或多种特定种类的豆科植物共生关系豆科植物为根瘤菌提供有机物，根瘤菌为豆科植物提供氨i■w物共生固氮微右Ei根瘤与根瘤

8、菌•根瘤菌是与豆科等植物互利共生的一类细菌。能够将大气中的氮还原为氨供给豆科植物，同时又从豆科植物体中获取有机物。•根瘤是根瘤菌侵入豆科植物根部后不断繁殖，刺激根内薄壁细胞，导碱这些细胞强烈的分裂和生长，从而使根部局部膨大形成瘤』犬突意，即根瘤自生固氮微生物•1、概念：是指在土壤中能够独立进行固氮的微生物•2、代表生物：（属于细菌）：具有较强的固氮能力,并且能够分泌生长素，促进植物生长