微生物在环境物质循环中作用课件.ppt

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1、第八章微生物在环境物质循环中作用包括天然物质循环和污染物质的循环，其实从本质上看，并没有太大的区别，但是，污染物质的进入，会影响原有的物质循环的某些环节。各种物质元素：O、C、N、P、S、Fe等。推动物质进行循环的作用包括物理、化学和生物的作用，其中生物起到了主导的作用，而微生物在这当中又占了极重要的地位。第一节碳循环碳在陆地和水生境的循环微生物在碳素循环中的作用微生物在碳素循环中具有非常重要的作用，它们既参与固定CO２光合作用，又参与再生CO２的分解作用。1、光合作用：参与光合作用的微生物主要是藻类，蓝细菌和光合细菌，它们通过光合作用，将大气中和水体中的C

2、O２合成为有机碳化物。特别是在大多数水生环境中，主要的光合生物是微生物，在有氧区域以蓝细菌和藻类占优势；而在无氧区域则以光合细菌占优势。2、分解作用：自然界有机碳化物的分解，主要是微生物的作用。陆地和水域的有氧条件中，通过好氧微生物分解被彻底氧化为CO２；在无氧条件中，通过厌氧微生物发酵被不完全氧化成有酸、甲烷、氢和CO２。一、碳水化合物的转化单糖：葡萄糖二糖：蔗糖、乳糖、麦芽糖多糖：淀粉、纤维素、半纤维素难溶的多糖，且当一些难溶解的多糖数量较大时才会使自净时间大大增加，从而对环境造成污染。这类多糖主要是纤维素、半纤维素、果胶质、木质素、淀粉。提问：哪些糖类会

3、成为污染物？1．纤维素的转化葡萄糖高聚物，每个纤维素分子含1400~10000个葡萄糖基（β-1，4糖苷键）。来源：棉纺印染废水、造纸废水、人造纤维废水及城市垃圾等，其中均含有大量纤维素。β-1,4-糖苷键纤维素的分子结构（1）微生物分解途径（2）分解纤维素的微生物好氧细菌——粘细菌、镰状纤维菌和纤维弧菌厌氧细菌——产纤维二糖芽孢梭菌、无芽孢厌氧分解菌及嗜热纤维芽孢梭菌。放线菌——链霉菌属。真菌——青霉菌、曲霉、镰刀霉、木霉及毛霉。需要时可以向有菌种库的研究机构购买或自行筛选。2．半纤维素的转化存在于植物细胞壁中。造纸废水和人造纤维废水中含半纤维素。分解过程好

4、氧分解EMPTCA聚糖酶CO2+H2O半纤维素单糖+糖醛酸H2O各种发酵产物厌氧分解分解纤维素的微生物大多数能分解半纤维素。许多芽孢杆菌、假单胞菌、节细菌及放线菌能分解半纤维素。霉菌有根霉、曲霉、小克银汉霉、青霉及镰刀霉。二、脂肪的转化脂肪是甘油和高级脂肪酸所形成的脂，存在于动植物体内，是人和动物的能量来源，也是许多微生物的碳源和能源。脂肪脂肪酶甘油脂肪酸简单的酸+CO2+H2OCO2+H2O饱和脂肪酸+甘油→在常温下为固态，称为脂不饱和脂肪酸+甘油→在常温下为液态，称为油来源：毛纺厂、油脂厂、制革厂等作用微生物：脂肪是比较稳定的化合物，但仍有微生物可以降解

5、它。如细菌中的荧光杆菌、绿脓杆菌、灵杆菌等，真菌中的青霉、白地霉、曲霉、镰刀霉及解脂假丝酵母等，某些放线菌和分枝杆菌。磷酸二羟丙酮丙酮酸，进入TCA循环第三节氮循环自然界中的氮元素有：分子氮（空气中的N2）有机氮（氨基酸、蛋白质、核酸等）无机氮（NH4+、NO3-等）氮素循环包括：固氮作用、氨化作用、硝化作用、反硝化作用氮循环工业固氮高能固氮生物固氮有机氮合成氨化作用硝化作用反硝化作用O2不足硝化细菌反硝化细菌亚硝酸盐1、生物固氮--大气中的N2通过某些原核微生物的固氮作用合成为化合态氮。2、硝化作用--土壤或水体中的氨态氮经化能自养菌的氧化而成为硝酸态氮的过

6、程。3、氨化作用--有机氮经微生物的氨化作用释放出氨。4、反硝化作用--硝酸和亚硝酸又可在无氧条件下经微生物的反硝化作用，最终变成N2或N2O，返回至大气中。一、生物固氮作用什么叫做生物固氮？固氮微生物将大气中的N2还原为NH3的过程。共生固氮微生物自生固氮微生物根瘤菌→豆科植物放线菌→非豆科植物蓝藻→水生蕨类等圆褐固氮菌（好氧）梭菌（厌氧）鱼腥藻等为代表的固氮蓝藻固氮微生物有哪些种类？铁蛋白铁钼蛋白e-+H+ATPADP+Pi固氮酶NH3固氮过程：N2蓝细菌细胞的特化形式：（1）静息孢子：壁厚，休眠细胞，富含储藏物，抗不良环境（2）异形孢：固氮静息孢子异形孢

7、营养细胞二、蛋白质的转化R-CH-COOHNH2R代表不同的基团氨基酸1.蛋白质的氨化氨化作用：由有机氮化物转化为氨态氮的过程（NH3、NH4+）肽蛋白酶水解肽酶水解蛋白质氨基酸（1）蛋白质初步水解成氨基酸（2）氨基酸脱氨基产生氨①水解脱氨（产生氨、羟基酸、醇）RCHNH2COOH+H2ORCH(OH)COOH+NH3RCHNH2COOH+H2ORCH2OH+CO2+NH3②氧化脱氨基（产生氨、脂肪酸或酮酸）RCHNH2COOH+O2RCOOH+CO2+NH3③还原脱氨基（产生氨、脂肪酸）RCHNH2COOH+2H+RCH2COOH+NH3RCHNH2COOH

8、+2H+RCH3+CO2+NH3氨化细