微生物的生态

微生物的生态第1页，课件共75页，创作于2023年2月在一定的空间内生物的成分和非生物的成分通过物质循环和能量流动互相作用、互相依存而构成的一个生态学功能单位。生态系统：生态学：研究生物与其周围生物和非生物环境之间相互关系的一门科学。微生物生态学：研究微生物与其周围生物和非生物环境之间相互关系。各种环境中的微生物的种类、分布；微生物和其它生物的关系；微生物与物质循环；第2页，课件共75页，创作于2023年2月生态学研究范围：生物圈（biosphere）、生态系统（ecosystem）、群落（community）、种群（population）。研究意义：理论：地球进化和生物进化原因实践：开发菌种资源、防治有害微生物、新的微生物农药、菌肥、医药、混菌发酵、生态农业，促进探矿、冶金、环保、提高土壤肥力以及开发生物能等第3页，课件共75页，创作于2023年2月几个概念生物圈：地球上的所有生物。生态系统：生物群落与其无机环境相结合、相作用、相调控而成的动态系统。群落：同一环境中两个以上种群由于生活繁殖上的连锁而构成相依赖、相制约的生物集团。种群：生活在同一环境中的同种个体组成的能繁殖集团。与同种别地的种群有隔离、有界限。第4页，课件共75页，创作于2023年2月第一节 微生物在自然界中的分布与菌种资源一、微生物在自然界的分布二、菌种资源的开发第5页，课件共75页，创作于2023年2月微生物的特点：个体微小、代谢营养类型多样，适应能力强微生物在自然界中分布广泛微生物的分布生境的特征微生物的分布是生境各种物理、化学、生物因素对微生物的限制、选择的结果。在某些生境中，高度专一性的微生物存在并仅限于这种生境中，并成为特定生境的标志。第6页，课件共75页，创作于2023年2月1.土壤中的微生物土壤中的环境条件：营养、水分、空气、酸碱度、渗透压和温度条件都适于微生物的生活，是微生物的大本营、也是人类最丰富的“菌种资源库”。土壤中微生物的数量：按种类递减细菌——放线菌——霉菌——酵母菌——藻类——原生动物~108 ~107 ~106 ~105 ~104 ~103个/g耕作土壤中，细菌湿重约90~225kg；以土壤有机质含量为2%计算，则所含细菌干重约为土壤有机质的1%左右。土壤微生物的代谢活动，可改变土壤的理化性质，进行物质转化，因此，土壤微生物是构成土壤肥力的重要因素。若按生物量计算则各种微生物的生物量基本相当。一、微生物在自然界中的分布第7页，课件共75页，创作于2023年2月土壤中微生物的含量土壤中微生物的含量与土壤有机质含量有直接关系。表层耕作土中含量最高，耕作层厚度20~30cm，地表土受阳光直接照射，其中微生物含量较低。采取土样时一般要刮开表土2~3cm后采样土壤是微生物良好的生活环境1.养分：含有各种无机盐和有机物；土壤水良好的盐溶液，含有所需的氮素养料、各种盐类和一些微量元素，有机物提供碳素和能量；同时也含有生长因子2.水分和渗透压：含有足够的水分，渗透压在303～606kPa，适合微生物生长3.空气：土壤有空隙利于好氧微生物生长；团粒内部氧化还原电位较低，利于微好氧或厌氧菌生长4.pH：一般为中性，缓冲性较强，适合不同微生物生长5.温度：温度变化范围在10～25℃，适合多种微生物生长第8页，课件共75页，创作于2023年2月2.水中的微生物自然界江河湖海等各种淡水与咸水水域中都生存着相应的微生物。水域中微生物的种类和数量与水域的有机物、无机物的种类和含量，光照、酸碱度、渗透压、温度、含氧量和有毒物质的含量有密切关系。各种水系：水淡水海水地下水：无色杆菌、黄杆菌、革兰氏阳性杆菌、微球菌、诺卡氏菌地表水溪水：营养少、主要是革兰氏阴性无芽孢杆菌、生丝微菌河水：出现假单孢菌、芽孢、肠杆菌、弧菌、螺菌、硫细菌、微球菌、八叠球菌、诺卡氏菌、链球菌、螺旋体等污水生活污水：荧光、绿脓、变形、枯草、阴沟、大肠、粪链球菌、病毒和噬菌体生产污水：与所含污物有关第9页，课件共75页，创作于2023年2月海水：平均含盐量：3.5%，密度大、渗透压高、冰点低微生物组成：多数为革兰氏阴性菌、多嗜盐、河口处有耐盐菌，嗜盐菌：低嗜盐菌，适于生活在盐浓度2~5%； 中等嗜盐菌，适于生活在盐浓度5~20%； 高嗜盐菌：适于生活在盐浓度20~30%形态：多有鞭毛，常见多形性、可变为球形、弧形、丝状及螺旋状，个体小；生理：兼性厌氧，生长慢，能在低营养下生活，常产色素，分解蛋白质能力强，解糖能力低，多嗜冷，对热敏感；分布：不均匀，与水深成反比，

0~10米——少

10~50米——呈上升变化

50米以下数量减少 海底沉积物上——多常见菌种：假单孢菌、弧菌、螺菌、无色杆菌、黄杆菌第10页，课件共75页，创作于2023年2月水体的自净作用天然水体受到污染后，在没有人为的干预条件下，借助水体自身的能力使之得到净化，这种现象成为水体自净。其中包括生物学和生物化学的作用。

饮用水的微生物指标：总菌数：

<100个/ml大肠杆菌：<3个/L第11页，课件共75页，创作于2023年2月水体大量的有机物或无机物，特别是磷酸盐和无机氮化合物水的富营养化藻类等过量生长，产生大量的有机物异养微生物氧化这些有机物，耗尽水中的氧，使厌氧菌开始大量生长和代谢分解含硫化合物，产生H2S，从而导致水有难闻的气味，鱼和好氧微生物大量死亡，水体出现大量沉淀物和异常颜色☆水体的富营养化作用和“水花”、“赤潮”第12页，课件共75页，创作于2023年2月上述过程又称富营养化作用，它是水体受到污染并使水体自身的正常生态失去平衡的结果。“水花”或“水华”（waterbloom）：藻类（主要是微藻）的大量繁殖使水体出现颜色，并变得浑浊，许多藻类团块漂浮在水面上形成。赤潮或红潮（redtides）：在海洋中，某些甲藻类大量繁殖也可也可以形成水花，从而使海水出现红色或褐色。引起水体富营养化的藻类除通过消耗水中的氧气危害养殖业外，很多藻类还能产生各种毒素，使动物得病或死亡，因此由于富营养化作用致死的鱼等水产品不能食用第13页，课件共75页，创作于2023年2月3.空气中的微生物空气中的环境条件：无营养和水分、紫外线直射存在状态：漂浮，短暂停留，以吸附于尘埃微粒上的形式存在。空气中的尘埃颗粒数与微生物数量有直接关系。分布：越接近地面的空气含菌量越高，目前人类检测到微生物存在的最高处为85km的高空。种类：球菌、芽孢杆菌、产色素细菌、真菌孢子空气中微生物数量的测定：培养皿沉降法、液体阻留法空气中微生物的杀灭与去除：紫外线照射、甲醛熏蒸、药物喷雾、过滤除菌等，常用的过滤介质有棉花、纱布、石棉滤板、活性炭或超细玻璃纤维过滤纸等。第14页，课件共75页，创作于2023年2月四、工农业产品上的微生物1．微生物引起的工业产品的霉腐大量工业制品都是用用动植物产品作原料来制造的纤维制品、木制品、革制品、橡胶制品、油漆、卷烟、化妆品等有些工业产品如塑料、建筑涂料等也有很多微生物可以分解、利用光学仪器上的镜头，建筑泥浆、钢缆、地下管道、金属材料等，各种电讯器材、文物、书画等也可被多种特殊微生物所破坏。第15页，课件共75页，创作于2023年2月微生物在各类工业产品上的生长所造成的产品的霉腐给人类造成了巨大的损失!而另一方面，有时也努力想开发并推广使用可被微生物降解的产品，或利用微生物的降解特性。---------生物可降解塑料---------开发、利用纤维素（能源、饲料）---------苎麻脱胶第16页，课件共75页，创作于2023年2月2．食品、农副产品上的微生物很多微生物在食品、农产品上生长后会产生对人有害的毒素；肉毒毒素、黄曲霉素等不利影响：由于微生物的生长繁殖而腐烂、变质，不能再食用或使用；病原微生物进入人体的重要途径，引起传染性疾病；第17页，课件共75页，创作于2023年2月2．食品、农副产品上的微生物利用特定的微生物制备风味食品，如酱制品、米酒、腌酸菜等；有利影响：第18页，课件共75页，创作于2023年2月五、极端环境下的微生物1、嗜热微生物2、嗜冷微生物3、嗜酸微生物4、嗜碱微生物5、嗜盐微生物6、嗜压微生物第19页，课件共75页，创作于2023年2月嗜热菌俗称高温菌，广泛分布在温泉、堆肥、地热区土壤、火山地区以及海底火山地等。兼性嗜热菌最适宜生长温度在50-65℃之间，专性嗜热菌最适宜生长温度则在65-70℃之间。在冰岛，有一种嗜热菌可在98℃的温泉中生长。有助于一些有机物的降解。在发酵工业中，嗜热菌可用于生产多种酶制剂，例如纤维素酶、蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶、菊糖酶等，由这些微生物中产生的酶制剂具有热稳定性好、催化反应速率高，易于在室温下保存。嗜冷菌：在地球的南北极地区、冰窖、终年积雪的高山、深海和冻土地区，生活着一些嗜冷微生物。专性嗜冷菌适应在低于20℃以下的环境中生活，高于20℃即死亡。有一种专性嗜冷菌，在温度超过22℃时，其蛋白质的合成就会停止。专性嗜冷菌的细胞膜内含有大量的不饱和脂肪酸，而且会随温度的降低而增加，从而保证了膜在低温下的流动性，这样，细胞就能在低温下不断从外界环境中吸收营养物质。兼性嗜冷菌生长的温度范围较宽，最高温度达到30℃时还能生活。嗜冷微生物是导致低温保藏食品腐败的根源。嗜酸菌：只能生活在低pH条件下，嗜酸微生物的细胞内pH接近中性，各种酶的最适pH也在中性，它的嗜酸机制嗜细胞壁和细胞膜具有排阻外来H＋和从细胞中排出H＋的能力，且它们的细胞壁和细胞膜还需要高H＋才能维持正常结构第20页，课件共75页，创作于2023年2月嗜碱菌：能专性生活在pH10～11的碱性条件下而不能生活在中性条件下的微生物。在碱湖及一些碱性环境中，甚至在一些中性环境中，可分离出嗜碱微生物。例如嗜碱芽孢杆菌产生的弹性蛋白酶适宜作用弹性蛋白，而且在高pH条件下裂解该种蛋白质的活性可以大大提高。由嗜碱细菌产生的蛋白酶具有碱性条件下催化活力高、热稳定性强之优点，常作为洗涤剂的添加剂。由嗜碱芽孢杆菌产生的木聚糖酶能够水解木聚糖产生木糖和寡聚糖，因此可用来处理人造纤维废物，而碱性β甘露聚糖酶降解甘露聚糖产生的寡糖可作为保健品的添加剂。嗜盐菌：通常分布在晒盐场、盐湖、腌制品中以及世界上著名的死海中。嗜盐菌能够在盐浓度为15—20%的环境中生长，有的甚至能在32%的盐水中生长。极端嗜盐菌有盐杆菌（Halobacterium）和盐球菌（Halococcus），属于古菌。盐杆菌细胞含有红色素，所以在盐湖和死海中大量生长时，会使这些环境出现红色。一些嗜盐细菌的细胞中存在有紫膜，膜中含有一种蛋白质，叫做细菌视紫红质，能吸收太阳光的能量。嗜盐菌能引起食品腐败和食物中毒，副溶血弧菌（Vibrioparahaemolyticus）是分布极广的海洋细菌，也是引起食物中毒的主要细菌之一，通过污染海产品、咸菜、烤鹅等致病。嗜盐菌可用于生产胞外多糖、聚羟基丁酸（PHB）、食用蛋白、调味剂、保健食品强化剂、酶保护剂、计算机存储器等，还可用于海水淡化、盐碱地改造利用以及能源开发等。第21页，课件共75页，创作于2023年2月研究意义：(1)开发利用新的微生物资源，包括特异性的基因资源；

(2)为微生物生理、遗传和分类乃至生命科学及相关学科许多领域，如：功能基因组学、生物电子器材等的研究提供新的课题和材料；(3)为生物进化、生命起源的研究提供新的材料。第22页，课件共75页，创作于2023年2月六、生物体内外的正常菌群生活在健康动物各部位、数量大、种类较稳定、一般能发挥有益作用的微生物种群为正常菌群。厌氧菌嗜肠道正常菌群的主体，对宿主具有很多有益作用。排阻、抑制外来致病菌，提供维生素等营养、产生淀粉酶、蛋白酶等有助消化的酶类，分解有毒或致癌物质，产生有机酸，降低肠道pH和促进它的蠕动，刺激机体的免疫系统提高其免疫力等作用。1.人体内正常菌群第23页，课件共75页，创作于2023年2月凡在其体内外不存在正常菌群的动物，为无菌动物。凡认为地接种上某种或某些已知纯种微生物的无菌动物或植物称为悉生生物。2.无菌动物和悉生生物3.根际微生物和附生微生物生活在根系邻近土壤，依赖根系的分泌、外渗物和脱落细胞而生长，一般对植物发挥有益作用的正常菌群为根际微生物。生活在植物地上部分表面，主要借植物外渗物质或分泌物质为营养的微生物，为附生微生物第24页，课件共75页，创作于2023年2月二、菌种资源的开发工业发酵产物的性质：菌体物质生产分解酶类生产主流代谢产物、次生代谢产物或生物合成产物菌种筛选的一般原则和基本步骤：采集菌样：了解目标菌分布情况、首选样品是土壤富集培养：利用选择性培养基的原理，向所采土样中加入某些特殊营养物，并创造一些有利于待分离对象生长的条件，使样品中少量的能分解利用该营养物的微生物大量繁殖，以提高其在群体中的比例，使之便于分离。纯种分离性能测定第25页，课件共75页，创作于2023年2月第二节 微生物与生物环境

之间的相互关系微生物与任何一种生物之间的关系：双方获益：共生、互利共栖、协同共栖、互养共栖（++）单方获益，对方受害：寄生、捕食、拮抗（+–

），（–+）单方获益，对方无害：偏利共栖、卫星状共栖、互生（代谢共栖）（+0）互不相扰：无关共栖（00）一方受害，对方无益无损：偏害共栖（0–

）双方受损：竞争共栖（–

–）共栖：两种生物同时栖生于一个环境中，双方的生命活动互相作用而形成各种利害关系。共栖伙伴彼此离开，各自都有独立生活能力。第26页，课件共75页，创作于2023年2月二、共生定义：两种生物共居在一起，相互协作分工，相依为命，以至达到难分难解、合二为一的一种关系。微生物间的共生关系：地衣产氢产乙酸菌株（S菌株）与产甲烷细菌（MOH菌株）微生物与植物间的共生关系：根瘤菌与豆科植物放线菌、藻状菌、蓝细菌、分枝杆菌和克雷伯氏菌与一些非豆科植物之间的根瘤微生物与动物之间的共生关系：白蚁、蟑螂与其消化道中的原生动物及其它微生物（外共生生物）反刍动物与其瘤胃微生物第27页，课件共75页，创作于2023年2月微生物间的互生关系金黄色葡萄球菌的生长为本来在平板上不能生长的嗜血流感菌提供生长因子，后者在其菌苔周围形成卫星菌落。第28页，课件共75页，创作于2023年2月微生物间的互生关系本来不能在含青霉素的平板上生长的受体菌在转化子（含有Ampr质粒）周围形成卫星菌落（b-内酰胺酶分泌到胞外所致）第29页，课件共75页，创作于2023年2月地衣-----藻类和真菌的共生体形成有固定形态的叶状结构：真菌无规则地缠绕藻类细胞，或二者组成一定的层次排列。地衣繁殖时，在表面上生出球状粉芽，粉芽中含有少量的藻类细胞和真菌菌丝，粉芽脱离母体散布到适宜的环境中，发育成新的地衣结构上的共生：生理上的共生：共生菌从基质中吸收水分和无机养料；共生藻进行光合作用，合成有机物；使地衣能在十分贫瘠的环境中生存。第30页，课件共75页，创作于2023年2月第31页，课件共75页，创作于2023年2月微生物和植物间的共生关系根瘤菌与豆科植物间的共生------形成根瘤共生体根瘤菌固定大气中的气态氮为植物提供氮素养料；豆科植物的根的分泌物能刺激根瘤菌的生长，同时，还为根瘤菌提供保护和稳定的生长条件。第32页，课件共75页，创作于2023年2月与动物的共生关系反刍动物，如牛、羊、骆驼、长颈鹿等以植物的纤维素为主要食物，它们在瘤胃中经微生物发酵变成有机酸和菌体蛋白再供动物吸收利用。瘤胃也为里面居住的微生物提供了必要的营养和生长条件----食物和严格的厌氧环境第33页，课件共75页，创作于2023年2月三、寄生定义：一般指一种小型生物生活在另一种较大型生物的体内或体表，从中取得营养和进行生长繁殖，同时使后者蒙受损害甚至被杀死的现象。微生物间的寄生：噬菌体与其宿主之间的关系真菌对真菌的寄生细菌或真菌寄生于原生动物细菌寄生于细菌：蛭弧菌寄生于Pseudomonasphaseolicola（栖菜豆假单胞菌）微生物与植物之间的寄生关系：植物病原体专性寄生物和兼性寄生物微生物与动物之间的寄生关系：各种病原微生物昆虫病原菌——生物农药冬虫夏草第34页，课件共75页，创作于2023年2月四、拮抗某种生物产生的代谢产物可抑制它种生物的生长发育甚至将后者杀死。微生物间的“化学战术”抗生菌产生能抑制其它生物生长发育的抗生素；微生物间的生长抑制因某种微生物的生长而引起的其它条件的改变，从而抑制它种生物的生长第35页，课件共75页，创作于2023年2月五、竞争两个种群因需要相同的生长基质或其它环境因子，致使增长率和种群密度受到限制时发生的相互作用，其结果对两种种群都是不利的。六、捕食一种种群被另一种种群完全吞食，捕食者种群从被食者种群得到营养，而对被食者种群产生不利影响。第36页，课件共75页，创作于2023年2月微生物间的捕食现象：原生动物吞食细菌和藻类；粘细菌吞食细菌和其它微生物；真菌捕食线虫和其它原生动物；第37页，课件共75页，创作于2023年2月第三节微生物在生态系统中的作用微生物在生态系统中的地位生态系统：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有机物分解者：分解有机物成无机物第38页，课件共75页，创作于2023年2月微生物可以在多个方面但主要作为分解者而在生态系统中起重要作用第39页，课件共75页，创作于2023年2月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；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。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，改变大气圈中的化学组成，为后来动、植物出现打下基础。第40页，课件共75页，创作于2023年2月第三节碳循环碳循环以二氧化碳为中心，二氧化碳被植物、藻类利用进行光合作用，合成植物性碳；动物以以植物性碳为食，将其转变为动物性碳；动物和人呼吸放出二氧化碳，有机碳化合物别厌氧和好氧微生物分解所产生的二氧化碳均回到大气。而后，二氧化碳再一次被植物利用进入循环。第41页，课件共75页，创作于2023年2月第42页，课件共75页，创作于2023年2月一．纤维素的转化什么是纤维素？纤维素是葡萄糖的高分子聚合物，每个纤维素分子含1400~10000个葡萄糖基（β1-4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。．1.纤维素的分解途径纤维素在微生物酶的催化下沿下列途径分解：含碳化合物的转化第43页，课件共75页，创作于2023年2月第44页，课件共75页，创作于2023年2月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。第45页，课件共75页，创作于2023年2月二．半纤维素的转化存在于植物细胞壁的杂多糖。造纸废水和人造纤维废水中含半纤维素。1．半纤维素的分解过程好氧分解聚糖酶CO2+H2O

半纤维素单糖+糖醛酸

H2O各种发酵产物厌氧分解2．分解半纤维素的微生物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。第46页，课件共75页，创作于2023年2月三．淀粉的转化什么是淀粉？葡糖糖高聚物（α1-4糖苷键直链；α1-6糖苷键支链；）水中来源：以粮食作原料的工厂废水例如淀粉厂废水、酒厂废水，印染废水、抗生素发酵废水及生活污水等均含有淀粉。淀粉如何被微生物降解？首先在微生物分泌的淀粉酶作用下水解为葡萄糖，然后被吸收作为微生物的能源物质氧化产能。具有淀粉酶的微生物主要有：枯草芽孢杆菌和根霉、曲霉。其他微生物则主要进行淀粉水解产物葡萄糖的进一步分解。第47页，课件共75页，创作于2023年2月四．木质素的转化什么是木质素？木质素是植物木质化组织中的带有氧基丙烷支链的一种或多种芳香族聚合物。极难降解，有毒污染水环境。水中来源：造纸和人造纤维废水降解微生物：

真菌（主要）——干朽菌、蘑菇细菌（少）——假单胞菌的个别种相比而言真菌分解木质素比细菌快，但与糖类分解的速度相比则慢得多。第48页，课件共75页，创作于2023年2月五.脂肪的转化脂肪是甘油与脂肪酸所形成的酯，存在于动、植物体中，是人和动物的能量来源，可作为微生物的碳源和能源。水中来源：毛纺、毛条厂废水、油脂厂废水、肉联厂废水、制革厂废水含有大量油脂降解油脂较快的微生物：细菌

——荧光杆菌、绿脓杆菌、灵杆菌

丝状菌

——放线菌、分支杆菌

真菌

——青霉、乳霉、曲霉途径：水解+β氧化第49页，课件共75页，创作于2023年2月六.烃类化合物的转化什么是石油？石油是含有烷烃（30%）、环烷烃（46%）、芳香烃（28%）及少量非烃化合物的复杂混合物。石油污染主要出现在采油区和石油运输事故现场以及石化行业的工业废水中。1．石油成分的生物降解性石油中的各种成分由于分子结构不同，降解速度也不一样，降解速度大小上有以下规律。第50页，课件共75页，创作于2023年2月A．链长度

链中等长度（C10~C24）＞链很长的（C24以上）＞短链

（因有生物毒性）B．链结构直链＞支链（支链多的＞支链少的）

不饱和＞饱和烷烃＞芳烃

链末端有季碳原子的烃以及多环芳烃极难降解或不降解第51页，课件共75页，创作于2023年2月2．降解石油的微生物降解石油的微生物很多，据报道有200多种细菌

——假单胞菌、棒杆菌属、微球菌属、产碱杆菌属放线菌

——诺卡氏菌酵母菌

——假丝酵母霉菌

——青霉属、曲霉属藻类

——蓝藻和绿藻第52页，课件共75页，创作于2023年2月3．石油烃的降解机理A．链烷烃的降解

+O2R-CH2-CH2-CH3R-CH2-CH2-COOHβ-氧化CO2+H2OCH2-COOH+R-COOH第53页，课件共75页，创作于2023年2月B．无支链环烷烃的降解

以环己烷为例通常一些微生物只能将环烷变为环己酮，另一些微生物只能将环己酮氧化开链而不能氧化环己烷，两种微生物的协同作用下将环己烷才能被彻底降解。第54页，课件共75页，创作于2023年2月C．芳香烃种类：酚、间甲酚、邻苯二酚、苯、二甲苯、异丙苯、异丙甲苯、萘、菲、蒽等水中来源：炼油厂、煤气厂、焦化厂、化肥厂等的废水芳香烃普遍具有生物毒性，但在一定浓度范围内它们可以不同程度的被微生物分解。以下是目前已知降解不同芳香烃的细菌类别第55页，课件共75页，创作于2023年2月a.苯和酚的代谢苯、萘、菲、蒽的降解为如下图所示

苯的代谢第56页，课件共75页，创作于2023年2月萘的代谢第57页，课件共75页，创作于2023年2月菲的代谢第58页，课件共75页，创作于2023年2月蒽的代谢第59页，课件共75页，创作于2023年2月酚也是先被氧化为邻苯二酚，这样各类芳香烃在降解的后半段是相同的，可表示如下第60页，课件共75页，创作于2023年2月第三节氮循环自然界中氮素蕴藏量丰富，以三种形态存在：分子氮N2，占大气的78%；有机氮化合物；无机氮化合物（氨氮和硝氮）。尽管分子氮和有机氮含量多，但植物不能直接利用，只能利用无机氮。微生物、植物和动物三者的协同作用下将三种形态的氮相互转化，构成氮循环，其中微生物起着重要作用。第61页，课件共75页，创作于2023年2月自然界的氮素循环是各种元素循环的中心，这是由于氮元素在整个生物界中所处的重要地位所决定的。微生物又是整个氮素循环的中心，尤其是一些固氮微生物更可称作开辟整个生物圈氮素营养源的“先锋队”。第62页，课件共75页，创作于2023年2月氮元素在自然界中的存在形式主要有以下五种：铵盐、亚硝酸盐、硝酸盐、有机含氮物和氮气。在以上五种形式的氮素进行循环转化过程中，微生物起着关键的作用。第63页，课件共75页，创作于2023年2月Nitrogencycle第64页，课件共75页，创作于2023年2月1.蛋白质水解与氨基酸转化1.1降解蛋白质的微生物种类很多好氧细菌——链球菌和葡萄球菌好氧芽孢细菌——枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌及马铃薯芽孢杆菌兼性厌氧菌——变形杆菌、假单胞菌厌氧菌——腐败梭状芽孢杆菌、生孢梭状芽孢杆菌此外，还有曲霉、毛霉和木霉等真菌以及链霉菌(放线菌)。第65页，课件共75页，创作于2023年2月1.2降解机理在这一系列作用下蛋白质大部分被无机化，还有一部分组成了微生物的躯体。第66页，课件共75页，创作于2023年2月1.3尿素的氨化A．降解尿素的微生物细菌——尿八叠球菌、尿小球菌、尿素芽孢杆菌等。B．降解机理

尿素降解机理很简单，只有一种酶参与反应的催化。NH2

尿素酶O=C+2H2O（NH4）2CO32NH3+CO2+H2ONH2第67页，课件共75页，创作于2023年2月2．硝化作用氨基酸