ch微生物在自然界物质转化和分解中的作用概要.ppt

Chapter6 微生物在自然界物质降解和转化中的作用 生物循环：自然界中由生物推动的物质在能量与形态上的变化。 物质的生物循环可归结为： 1、化学元素的有机质化或生物合成——光合性生物。 2、有机质的分解，无机化或矿质化。 第一节 概述 一、微生物降解与转化的巨大潜力。 1、种类繁多的MS有能力及潜力对自然界中已有物质进行降解。 2、微生物的变异特征提供了降解新合成有机有毒物的可能性。 3、微生物细胞内的质粒是一类主要的降解性因子。 二、物质的可生物降解性： 物质在自然界中的降解途径：1、光分解；2、化学分解；3、生物分解。 （一）、可生物降解性：biodegradability 1、概念：大分子有机化合物在微生物作用下转变成小分子的简单的无机物的可能性。CO2及H2O生成时称最终降解。 2、物质的生物降解类型： 1）、可生物降解性物质：单糖、Pr、sta、NA、Lip，迅速彻底。 2）、难生物降解性物质：cellu，农药、烃类，缓慢可彻底。 3）、不可生物降解性物质：塑料、尼龙、人造革、泡膜等，不降解。 （二）、可生物降解性的测定： 1、基质的可生物氧化率： 物质的可生物降解性用可生物氧化率来描述，可生物氧化的物质即为可生物降解性的物质。 1）、概念：物质的生物氧化率是指某物质被微生物氧化的实际耗氧量占被完全氧化的理论耗氧量的百分率。 氧化率上升，物质物化降解越易。 2）、测量方法：瓦氏呼吸机，测定O2消耗量或CO2生成量。 实际应用中常用BOD/COD，BOD/TOD来衡量。 2、基质生化呼吸曲线或基质耗氧曲线： 指微生物对基质进行呼吸（或生物氧化）时的耗氧量（或耗氧速率）随时间变化的曲线。 内源呼吸：MS利用自身细胞物质进行的呼吸作用（耗氧速率恒定不变）。 将基质呼吸与内源呼吸比较发现： 三种情况：假定MS1,基质S,S’,S”。 1）、基质曲线于内源曲线之上：可生物降解，斜率越大，降解越快，然后进入内源呼吸阶段。 2）、两者重叠或平行：不可降解，斜率＝内源 3）、基质曲线位于下方：A、不降解，有毒，斜率内源 B、不降解，致死，斜率＝0。 三、影响MS降解转化的因素 四、MS降解有机物质的动态： （一）、简单有机物的分解转化：发酵（产酸）性MS，直接迅速利用简单有机物，并大量生长、繁殖，时间随简单物质数量而异。 （二）、复杂有机物的降解、转化、分解：放线菌、真菌、芽孢杆菌。 1、降解：把大分子复杂物变成单体简单物。 2、转化：把一种形态的复杂物变为另一种更为复杂的有机物 3、分解：把简单物质彻底氧化。 转化形成腐殖质： 1）、胡敏酸：可溶于稀碱溶液，但碱性物在酸中沉淀 2）、富非酸：用碱萃取后在酸中不沉淀的组分，即酸碱可溶。 3）、胡敏素：指酸碱均沉淀的组分（不能用酸碱萃取） 概念：是由未知组分结构的大分子物质构成的土壤肥力的主要标志和土壤生物活性的重要因素。 有机质分解的动态： 第一阶段是利用简单有机质为主的微生物——发酵性微生物的大量生长、繁殖，简单有机质降解后，其数量也随之下降。此阶段时间不长。 第二阶段为复杂有机质的降解过程，主要是放线菌及一些好气、厌气的芽孢杆菌的作用。此阶段持续时间较长。 第二节、不含氮有机物的分解 不含氮有机物包括： 1、简单的有机酸、醛、酮、醇 2、简单的糖类、单糖、双糖 一、淀粉与纤维素的转化分解： 淀粉与纤维素都是同一结构类型的化合物，基本单元都是葡萄糖 （一）、淀粉与纤维素的结构特点： 淀粉： －1，4糖苷链， －1，6糖苷链 纤维素： －1，4糖苷链 淀粉 纤维素 （二）、降解淀粉及纤维素的微生物种类 1、降解淀粉的微生物; 放线菌：25-95％的能以淀粉为良好的碳源。小单胞菌属、 诺卡氏菌属、链霉菌属 细菌 好气性的有：芽孢杆菌，无芽孢的极毛杆菌，？杆 菌，食纤维杆菌 厌气的有：芽孢梭菌等 真菌：好气性的如曲霉、根霉、镰刀菌、多孔菌 参与水解淀粉的酶：凡是利用淀粉、分解淀