植物根系与藻类共生；根际系统.ppt

第一节 微生物在生态系统中的作用一、微生物在生态系统中的角色 1，微生物是有机物质的主要分解者 2，微生物是物质循环中的主要成员 3，微生物是生态系统中的初级生产者 4，微生物是物质和能量的储存者 5，微生物是地球上生物演化中的先锋种类 二、微生物与生物地球化学循环 生物地球化学循环是指生物圈中的各种元素，经生物化学作用在生物圈中的转化和运动。 1,碳循环 2，氮循环 3，硫循环 4，磷循环 1,碳循环 1.1、碳素循环的途径 1.2、碳水化合物的分解 直链淀粉----α（1 4）-糖苷键，支链淀粉----α（1 6）-糖苷键。淀粉在磷酸化酶的作用下，将葡萄糖分子一个一个地分解下来；淀粉在淀粉酶的作用下，先水解成糊精，再由糊精水解成麦芽糖，进一步在麦芽糖酶作用下水解成葡萄糖。 纤维素----β（1 4）-糖苷键。纤维素在纤维素酶（内切葡萄糖酶，外切葡萄糖酶--纤维二糖水解酶，β-葡萄糖苷酶—纤维二糖酶）作用下分解成葡萄糖。 半纤维素： 半纤维素中含有多缩戊糖(阿拉伯糖和木糖)、多缩己糖（半乳糖和甘露糖）、多缩糖醛酸（葡萄糖醛酸和半乳糖醛酸）等，在多缩糖酶作用下水解成单糖和糖醛酸，被微生物吸收利用。 1.3、果胶物质的分解 果教物质是以半乳糖醛酸为主组成的高分子化合物，含有很多以链状结合的半乳糖醛酸基，它的羧基一部分与甲基脂化，一部分与阳离子结合成盐。原果胶在原果胶酶作用下分解成可溶性果胶和多缩戊糖，可溶性果胶在果胶甲基脂酶作用下分解成果胶酸和甲醇，果胶酸在多缩半乳糖酶作用下分解成半乳糖醛酸。 1. 4、木质素分解 木质素的基本结构单位是由一个芳香环和一个3-C侧链组成的苯基—类丙烷，在真菌产生的胞外酶（木质素过氧化物酶、锰过氧化物酶、漆酶）作用下分解。 1.5、脂类的分解 脂肪在微生物脂肪酶的作用下水解为甘油和脂肪酸，脂肪酸进一步被分解为乙酸。 1.6、甲烷的形成 二氧化碳存在，甲烷在乙醇代谢菌和甲烷产生菌的共同作用下生成甲烷和乙酸。 2，氮循环 2.1、氮素循环的途径 2.2、含氮有机物的分解和氨化 蛋白质、核酸、尿素、尿酸、几丁质等含氮有机物在各类微生物作用下分解，转化为氨（氨化作用）。 几丁质是一类多缩氨基葡萄糖。在微生物几丁质酶的作用下水解为氨基葡萄糖和乙酸，氨基葡萄糖经脱氨基作用形成氨和葡萄糖。 2.3、硝化 硝化细菌： 亚硝酸细菌（氨单加氧酶、羟氨氧化还原酶），硝酸细菌（亚硝酸氧化酶）。 2.4、反硝化 微生物还原NO3-产生气态氮的过程称为反硝化作用（硝酸盐的异化还原）。在厌氧情况下进行。 影响土壤反硝化作用强度的因素：1、有机质及NO3-含量；2、土壤含水量；3、土壤通气状况；4、土壤pH（6.0至微碱性）。 2.5、生物固氮作用 大气中的分子态氮在生物体内由固氮酶催化还原为氨的过程称为生物固氮。固氮微生物的共同点是当环境中缺少化合态氮时能够同化分子态氮，都是原核微生物。生物固氮作用可分为共生固氮、内生固氮、联合固氮、自生固氮四个类型。 影响固氮作用的土壤因素：1、土壤C/N比；2，氧气（在低养分压下，更有利于一些需氧固氮微生物生长和进行固氮作用）。 3，硫循环 含硫有机物分解所生成的硫化氢，以及土壤中的元素硫或硫的其它不完全氧化物在微生物的作用下进行氧化，最后生成硫酸，称为硫化作用。硫化细菌、丝状硫细菌、绿色和紫色硫细菌、极端嗜热菌。 在无氧条件下，硫酸盐或其他氧化态的硫化物由于微生物的还原作用而形成硫化氢的过程称为反硫化作用。硫酸还原细菌。 4，磷循环 土壤中的大多数磷化物都是非水溶性的或微溶性的。能被稀酸或碳酸氢钠提取的磷一般被认为是微生物可以利用的有效磷；而可被树脂提取的小部分磷，即通过等离子交换而进入溶液的磷则被视为易变磷。土壤溶液中的磷水平一般在0.1—1ug/g。 土壤中的有机磷：植酸（肌醇六磷酸）盐，核酸及其衍生物，磷脂。植酸酶------植酸（肌醇六磷酸）盐，微生物卵磷脂酶------磷脂。 土壤中的无机磷：一类是可给性的简单磷酸盐，如磷酸钙、磷酸铁、磷酸铝等；另一类是磷灰石类。解磷能力较强细菌多属假单胞菌属和芽孢杆菌属，青霉属。 （一） 江河水 特点： 1。数量和种类与接触的土壤有密切关系； 2。分布上更多的是吸附在悬浮在水中的有机物上及水底； 3。淡水中的微生物是可以运动的，而且某些淡水中的细菌例如柄细菌具有很异常的形态，这些异常形态使得菌体的表面积与体积之比增