微生物在自然界物质循环中的作用

作物生产技术专业/教学资源库微生物在自然界物质循环中的作用生态系统：生物群落所生活的非生物环境物质循环能量流动生产者：从无机物合成有机物；消费者：利用有机物进行生活，一般不能将有机物直接分解成无机物；分解者：分解有机物成无机物；生物按其在生态系统中的作用，可划分为3大类群：生态系统的进化：地球起源化学进化原始物质

生物进化原始生命（只有分解者，单级生态系统）双级生态系统（分解者，生产者）三级生态系统（分解者，生产者，消费者）微生物在生态系统中的地位：1、微生物是有机物的主要分解者；微生物最大的价值也在于其分解功能。它们分解生物圈内存在的动物和植物残体等复杂有机物质，并最后将其转化成最简单的无机物，再供初级生产者使用。2、微生物是物质循环中的重要成员；微生物参与所有的物质循环，大部分元素及其化合物都受到微生物的作用。在一些物质的循环中，微生物是主要的成员，起主要作用；而一些过程只有微生物才能进行，起独特作用；而有的是循环中的关键过程，起关键作用。3、微生物是生态系统中的初级生产者；光能营养和化能营养微生物是生态系统的初级生产者，它们具有初级生产者所具有的二个明显特征，即可直接利用太阳能、无机物的化学能作为能量来源，另一方面其积累下来的能量又可以在食物链、食物网中流动。4、微生物是物质和能量的贮存者；5、微生物在地球生物演化中的作用；微生物是最早出现的生物体，并进化成后来的动、植物。藻类的产氧作用及其它细菌的固氮作用，改变大气圈中的化学组成，提供可利用的氮为后来动、植物出现打下基础。微生物和动物、植物一样也是由物质组成和由能量维持的生命有机体。在土壤、水体中有大量的微生物生物量，贮存着大量的物质和能量。一、碳素循环微生物的作用：

CO2的固定（光合作用）CO2的再生（分解作用）微生物是自然界有机物最重要的分解者地球上90%以上有机物的矿化都是由细菌和真菌完成的二、氮素循环N存在形式：①胺盐（NH4

+）②NO2-③NO3-④有机含氮⑤N2微生物的作用:

自然界氮素循环的核心生物只有微生物能参与N循环的所有过程，并在每个过程中都起主要作用。1.氨化作用2.硝化作用3.反硝化作用4.固氮作用5.铵盐、硝酸盐的同化作用三、硫素循环1.硫化物和元素硫的氧化作用2.硫酸盐还原3.H2S的释放（有机硫化物的矿化）四、铁循环1.细菌的铁氧化作用和还原作用嗜酸化能无机营养菌氧化亚铁硫杆菌以亚铁作为能源物质而生长，由于亚铁氧化为高铁产生的能量很少，所以这些细菌为了生长必须氧化大量的亚铁，结果少量的细胞就可以形成大量的铁沉淀。细菌还原Fe3+为Fe2+是把Fe3+作为电子受体进行无氧呼吸。2.黄铁矿的氧化作用FeS2+3.5O2+H2OFe2++2SO42-+2H+FeS2+14Fe3++8H2O15Fe2++2SO42-+16H+五、微生物与重金属元素微生物细胞表面的一些大分子物质的非特异性吸附作用重金属，甚至被微生物细胞吸收，从而使重金属元素大量富集，富集之后的微生物细胞进入食物链，可造成高级生物重金属浓度的积累效应，从而形成很大的危害。另外,可以利用微生物富集特点，用于贫矿的富集,用于贵重金属的回收利用等等。Hg0通过光化学氧化形成汞离子（Hg2+），进入水体的主要是Hg2+，然后被某些微生物代谢形成水溶性的甲基汞（CH3Hg+）或挥发性的二甲基汞(CH3-Hg-CH3)。二者