微生物在物质循环中的作用课件.ppt

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1、微生物在物质循环中的作用报告人：王静1生物是生物地球化学循环的主要推动者化学元素的有机质化，或称生物合成作用。有机物质的无机质化，或称分解作用、矿化作用。由绿色植物和自养型微生物来完成，其中绿色植物作用最强。由动物、植物及微生物参与，微生物是自然界有机质无机质化的主要推动者。碳素生物循环一、微生物分解有机物的一般途径好氧微生物CO2胞内酶H2O复杂微生物简单有机物胞外酶有机物厌氧微生物CO2、H2O、H2、CH4、H2S及有机酸、胞内酶醇、酮、醛等未完全氧化产物二、微生物分解纤维素1、纤维素：葡萄糖的高分子聚合物2、纤维素酶：是一种诱导酶1）C1酶：水解未降解

2、的天然纤维素，对部分降解的多糖或寡糖很少作用或没作用。2）β-1，4-葡聚糖酶：不能水解天然纤维素，只能切割部分降解的多糖。3）β-葡萄糖苷酶：水解纤维二糖、纤维三糖及低相对分子质量的寡糖成为葡萄糖。三、微生物分解半纤维素1、半纤维素：由各种五碳糖、六碳糖及糖醛酸组成的大分子物质，分为同聚糖和异聚糖。2、微生物先分泌胞外酶将半纤维素水解为单糖后，才能用于细胞呼吸代谢作用。四、微生物分解果胶类物质1、果胶类物质：以半乳糖醛酸为主组成的高分子聚合物，存在于植物细胞壁及细胞间层中。2、分解果胶类物质的微生物:好氧性细菌、厌氧性细菌、真菌。五、微生物分解淀粉1、淀粉：

3、葡萄糖聚合而成的大分子聚合物，分为直链淀粉和支链淀粉。2、淀粉酶1）α-淀粉酶：内切酶，可切割直链及支链中的α-1，4糖苷键，主要生成含多个葡萄糖分子的糊精和麦芽糖等，也叫液化酶。2）β-淀粉酶：外切酶，从直链或支链的一端进行切割，每次切下两个葡萄糖单位。3）糖化淀粉酶：即糖化酶，每次切割一个葡萄糖分子。4）异淀粉酶：主要作用于直链与支链交接处的α-1，6糖苷键，生成糊精。六、微生物分解脂质物质1、脂质：包括脂肪、类脂及蜡质等。2、分解机理脂肪+H2O脂肪酶甘油+高级脂肪酸类脂质+H2O磷脂酶类甘油或其他醇类+高级脂肪酸+磷酸+有机碱类蜡质+H2O脂酶类高级醇

4、+高级脂肪酸3、微生物：好氧性种类七、微生物分解木素及芳香族物质（一）木素1、木素：也称木质素，由苯丙烷单元通过醚键和碳碳键连接并难以被酸水解的复杂的无定形高聚物。2、微生物：木材的完全降解是真菌、细菌等微生物共同作用的结果，其中真菌起着主要作用。（二）芳香族化合物1、有氧氧化分解的生化过程在加氧酶作用下生成双酚化合物在单加氧酶或双加氧酶作用下芳香环开裂所得相应有机酸，转化为乙酸、琥珀酸、延胡索酸等进入三羧酸循环，最后氧化成CO2与H20八、微生物分解烃类（一）烷烃1、分解过程逐步氧化相应的醇、醛、酸β-氧化三羧酸循环CO2+H2O2、甲烷的生物特性1）是仅有

5、的靠微生物活动所大量产生的气体；2）这种气体的分解是由一类对较大分子碳氢化合物没有活性的微生物推动的。（二）烯烃微生物对烯烃的代谢主要是产生具有双键的加氧氧化物或环氧化物，最终形成饱和或不饱和的脂肪酸，然后再经β-氧化进入三羧酸循环而被完全分解。（三）脂环烃类在全部烃类中脂环类对微生物作用的抵抗力最强。氮素生物循环一、微生物转化氮素物质的一般途径1、自然界氮素的存在形态分子态氮（N2），无机态氮（NH4+-N，NO3--N），有机态氮（核酸、蛋白质等）。2、氮素转化途径大气中的N2生物固氮工业固氮高能固氮(闪电固氮)豆科植物非豆科植物动物动植物遗体、残体、排

6、泄物中的有机氮NH3NO3¯NH3NO3¯氮肥氨化细菌硝化细菌反硝化细菌反硝化作用食物链氨化作用硝化作用二、氨化作用有机氮化物在微生物的分解作用中释放出氨的过程，称为氨化作用。（一）蛋白质的分解氨、酰胺、硫化氢、硫醇脂肪族二氧化碳氨基酸氧蛋多二氨脂肪酸甲烷及其他碳氢化合物白基甲酸、乙酸、乳酸、丙酸、丁酸、琥珀酸质肽肽酸乙醇、丁醇氨、酰胺、硫化氢、硫醇芳香族二氧化碳氨基酸芳香族吲哚有机酸酚苯酸、苯基乙酸等（二）核酸的分解嘌呤或嘧啶核苷核酸核酸酶核苷酸核苷酸酶核糖或脱氧核糖磷酸（三）其他含氮有机物的分解1、尿素是分子结构简单的含氮有机物微生物产生尿酶直接水解尿素，

7、生成碳酸铵；碳酸铵在碱性环境中不稳定，进而分解为氨和CO2。2、几丁质是氨基葡萄糖的缩聚物几丁质在几丁质酶的作用下分解为氨基葡萄糖和乙酸，氨基葡萄糖再经脱氨基酶作用，生成葡萄糖和氨。3、卵磷脂是含胆碱的磷酸脂，存在于细胞原生质中卵磷脂酶三、硝化作用氨经过微生物作用氧化成亚硝酸，再进一步氧化成硝酸的过程。1、过程2NH3+3O22HNO2+2H2O+能量（亚硝化细菌作用）2HNO2+O22HNO3+能量（硝化细菌作用）2、无氧的氨氧化5NH4++3NO3-4N2+9H2O+2H+广义的硝化作用：微生物引起的将含氮有机物或含氮无机物中的还原态氮进行氧化的过程。四、

8、反硝化作用硝酸盐在通气不良情况下经微生