微生物在环境物质循环中的作用培训课件1

微生物在环境物质循环中的作用8.1氧循环

O2在大气中分布均匀，而在水体中有垂直方向上的变化。此循环的平衡，具有十分重要的意义，如维持大气中CO2的浓度。2微生物在环境物质循环中的作用8.2碳循环碳循环以CO2为中心实际上C和O循环是相互关联的。大气中CO2的含量为0.032%，这个值由于人类活动大量产生CO2进入大气中而在增加，造成所谓的气候变暖。3微生物在环境物质循环中的作用哪些糖类会成为污染物？▲难溶的多糖

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、淀粉等4微生物在环境物质循环中的作用8.2.1纤维素的转化2、分解纤维素的微生物：细菌：好氧（黏细菌、镰状纤维菌、纤维弧菌等）

厌氧（产纤维二糖梭菌、无芽孢厌氧分解菌、热解纤维梭菌）

放线菌：链霉菌属真菌：青霉、曲霉、镰刀霉、木霉及毛霉1、纤维素的性质：纤维素是葡萄糖高分子聚合物，(C6H10O5)1400～10000。植物体内约有50％的C以纤维素的形式存在。5微生物在环境物质循环中的作用8.2.1纤维素的转化3、分解过程：葡萄糖被微生物吸收进入体内，进行好氧或厌氧的分解细菌：细胞质膜上，表面酶真菌、放线菌：胞外酶4、纤维素酶所在位置6微生物在环境物质循环中的作用8.2.2半纤维素的转化1、半纤维素性质：存在于植物细胞壁内，是由多种戊糖或己糖组成的大分子缩聚物，组成中有聚戊糖（木糖和阿拉伯糖）、聚己糖（半乳糖、甘露糖）及聚糖醛酸（葡萄糖醛酸和半乳糖醛酸）。能够分解纤维素的微生物大部分能分解半纤维素

2、分解半纤维素的微生物：7微生物在环境物质循环中的作用8.2.2半纤维素的转化3、分解过程：单糖或糖醛酸再进行好氧或厌氧分解。8微生物在环境物质循环中的作用2、分解果胶质的微生物：细菌：好氧（枯草芽孢杆菌、多黏芽孢杆菌等）

厌氧（蚀果胶梭菌、费新尼亚浸麻梭菌）放线菌真菌：青霉、曲霉、木霉、毛霉、根霉、芽孢枝霉、小克银汉霉8.2.3果胶质的转化1、果胶质的性质：

由D-半乳糖醛酸以α-1,4糖苷键构成的直链高分子化合物。存在于植物细胞壁和细胞间质中。天然的果胶不溶于水，称为原果胶。9微生物在环境物质循环中的作用8.2.3果胶质的转化3、分解过程：10微生物在环境物质循环中的作用8.2.4淀粉的转化1、淀粉的性质：淀粉分直链和支链两类。是由葡萄糖分子脱水缩合，以α-D-1,4葡萄糖苷键（不分支）或α-1,6键结合（分支）而成。广泛存在于植物种子和果实中，也是人类获取的主要食物来源之一。2、分解淀粉的微生物：细菌（如枯草芽孢杆菌）和霉菌（根霉、曲霉等）。11微生物在环境物质循环中的作用8.2.4淀粉的转化2、分解过程：

12微生物在环境物质循环中的作用8.2.5脂肪的转化1、脂肪的性质：

脂肪是甘油和高级脂肪酸所形成的酯，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。

饱和脂肪酸＋甘油常温为固态，称为脂。

不饱和脂肪酸＋甘油常温为液态，称为油。2、分解脂肪的微生物：

脂肪是比较稳定的化合物，但仍有微生物可以降解它。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13微生物在环境物质循环中的作用8.2.5脂肪的转化3、分解过程：甘油的转化TCA循环CO2、H2O1-磷酸葡萄糖14微生物在环境物质循环中的作用8.2.5脂肪的转化脂肪酸的β-氧化通过β-氧化途径得到氧化。从脂肪酸上断下一个个的乙酰辅酶A，进入TCA循环，每次2个碳原子，直到全部转化。如果是奇数的脂肪酸，最后还有丙酸。

在脂肪的降解过程中，能产生大量的能量。如以18个碳原子的硬脂酸为例，经8次β-氧化可得到9mol的乙酰辅酶A和8molFADH2的和8molNADH的，每mol乙酰辅酶A经TCA得到12molATP,1molFADH2可得到2molATP,1molNADH可得到3molATP，除去开始时消耗的1molATP，最终可得到9×12+8×2+8×3-1=147molATP。15微生物在环境物质循环中的作用9.2.5脂肪的转化16微生物在环境物质循环中的作用8.2.6木质素的转化木质素的性质：植物木质化组织的重要成分。一般认为，以苯环为核心，带有丙烷支链的一种或多种芳香族化合物经氧化缩合而成。分解木质素的微生物主要有干朽菌、多孔菌、伞菌等的一些种及厚孢毛霉、松栓菌、假单胞菌等。分解速度缓慢：好氧条件下比厌氧条件下分解快；真菌分解比细菌快白腐17微生物在环境物质循环中的作用8.2.7烃类物质的转化烷烃的转化：

石油烃能在地下长期贮存而不被破坏？

烷烃还原性强有氧条件下多数可被微生物降解甲烷假单胞菌、分支杆菌属、头孢霉、青霉等18微生物在环境物质循环中的作用8.3.1蛋白质水解与氨基酸转化一、蛋白质水解：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)。

蛋白酶蛋白酶肽酶

蛋白质→胨→肽→氨基酸20微生物在环境物质循环中的作用8.3.1蛋白质水解与氨基酸转化二、氨基酸转化1.脱氨作用：有机氮化合物在氨化微生物的脱氨基作用下产生氨四种方式：①氧化脱氨②还原脱氨③水解脱氨④减饱和脱氨

21微生物在环境物质循环中的作用②

还原脱氨：由专性厌氧菌和兼性厌氧菌在厌氧条件下进行①

氧化脱氨：在好氧微生物作用下进行22微生物在环境物质循环中的作用③水解脱氨：氨基酸水解脱氨后生成羟酸④

减饱和脱氨：氨基酸脱氨基时减饱和成不饱和酸23微生物在环境物质循环中的作用8.3.1蛋白质水解与氨基酸转化2.脱羧作用氨基酸脱去羧酸基，生成胺。多由腐败细菌和霉菌引起。CH3CHNH2COOH(丙氨酸)→CH3CH2NH2（乙胺）＋CO2

H2N(CH2)4CHNH2COOH(赖氨酸)→H2N(CH2)4CH2NH2(尸胺)＋

CO2

24微生物在环境物质循环中的作用8.3.2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、尿素芽孢杆菌等。尿素细菌的生理特点：①喜好碱性条件。②以尿素、铵盐为N源，以有机C为C源、能源。25微生物在环境物质循环中的作用8.3.3硝化作用

有氧的条件下，经亚硝酸细菌和硝酸细菌的作用，将氨基酸脱下的氨转化成硝酸，称为硝化作用。26微生物在环境物质循环中的作用8.3.4反硝化作用反硝化作用：缺氧条件下，硝酸盐被还原为氮气的过程。发生反硝化的条件是：硝酸盐存在（提供电子受体）、有机物存在（提供能量）、缺氧反应过程有三种结果：27微生物在环境物质循环中的作用8.3.4反硝化作用反硝化作用的影响：

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、二次污染，影响人体健康；

4、利用反硝化作用，可以去除水中的氮（生物脱氮）。28微生物在环境物质循环中的作用8.3.5固氮作用一、固氮作用的概念：空气中的氮气在固氮微生物的固氮酶作用下，把分子氮转化成氨，进而合成有机氮化合物。二、反应式

三、固氮微生物

细菌（根瘤菌、固氮菌等）和蓝藻

四、固氮酶

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29微生物在环境物质循环中的作用五、固氮作用的分类：

1、自生固氮2、共生固氮3、联合固氮30微生物在环境物质循环中的作用1、自生固氮

自生固氮微生物可以在环境中自由生活，能独立进行固氮作用。在固氮酶的参与下，将分子氮固定成氨，但并不释放到环境中去，而是合成氨基酸，组成自身蛋白质。只有在死亡后，机体被分解才会向环境释放氨。如：光合细菌。

31微生物在环境物质循环中的作用2、共生固氮

共生固氮微生物只有在与其它生物紧密生活在一起的情况下，才能固氮或才能有效地固氮。固氮效率高。如：根瘤菌3、联合固氮

固氮微生物仅存在于植物的根际，并不侵入根毛生成根瘤，固氮效率较高。如：雀稗固氮菌。32微生物在环境物质循环中的作用（1）写出图①②③④的作用名称：如果地球上没有反硝化细菌这类生物，你预测会出现什么情况？_______________。33微生物在环境物质循环中的作用（2）从数量