第五章微生物与森林有机物的分解-课件.ppt

 ____微生物生态学____  第四章 微生物与(森林)有机物的分解 前言 生态系统的物质循环可以归纳为两个对立的过程。即 (1)无机物质的有机质化或生物合成; (2)有机物质的无机质化或生物分解. 第一个过程由绿色植物和无机营养型微生物(蓝藻及少数细菌)来进行； 第二个过程则主要由微生物来完成.  第一节 自然界有机物质的分解 自然界的有机物质, 按是否含氮可以分为两大类: ①不含氮有机物,(纤维素,半纤维素,果胶, 淀粉等)； ②含氮有机物, 主要是蛋白质。 不同的有机物质其分解难易程度差别很大。蛋白质,淀粉,果胶很容易被微生物分解, 纤维素, 半纤维素的分解相对缓慢；木质素较难分解. 一 . 不含氮有机物的分解 （一）纤维素的分解 纤维素是一种高分子碳水化合物，是构成植物细胞壁的 主要成分。在植物残体中所占比例大约为避免20~40% , 尤其 是在植物的木质部和韧皮部中含量更高。 微生物分解纤维素依赖于菌体产生的纤维素酶。它是一 种水解酶，能把纤维素水解成单个葡萄糖或把纤维素分解纤维二糖。 纤维素分解过程如下： 纤维素酶 氧化或发酵 ↙ ↘ ↓ 天然纤维素 → 纤维二糖 → 葡萄糖 → CO2+H2O 或 其它产物 能分解纤维素的微生物种很多，包括真菌、细菌、放线菌等。其中既有好气性的，也有厌气性的。既有中温性的，也有高温性的。它们的分布广泛，不同pH土壤中的优势菌类不一。 表2-1 能利用纤维素的一些微生物 （二）半纤维素的分解 半纤维素也是植物细胞壁的重要成分，在植物体内含量约占10~20%，它是一类物质的总称。植物细胞壁中可被碱溶解但不溶于热水的物质都被归入半纤维素它们是由五碳糖，六碳糖及糠醛酸构成的聚合物。 土壤中能分解纤维素的真菌，细菌和放线菌一般也能分解半纤维素，微生物自身也能合成半纤维素用以构成菌体。 在植物残体的分解中，随着微生物数量的增长，半纤维素的总量减少不多，能维持在稳定水平。 表2-2 能分解半纤维素的一些微生物 （三）木质素的分解 木质素是植物残体的重要组成成分之一，尤其是在木本植物中含量较高，约占植物残体的20~30% 。木质素在植物体中通常和多糖类物质结合在一起（以苯环为核心带有丙烷支链的芳香族化合物的缩合物）。其分子结构比纤维素复杂得多，而且性状十分稳定，难以为一般的微生物所分解。 直接参与木质素分解的酶： 酚氧化酶（漆酶） 纤维二糖-醌氧化还原酶 加氧酶 过氧化物酶 微生物对木质素的分解机制还不太清楚，一般认为包括一下内容： ①木质素—碳水化合物结合体的分解； ②苯基丙烷聚合体的分解； ③侧链分解及芳香环的开裂等。 能够分解木质素的微生物主要是真菌中的担子菌属，还有极少数是细菌和放线菌。典型的木质素分解菌常引起木材的白色腐朽。分解木质素的真菌大多能分解纤维素。 表2-3 具有木质素分解能力的一些微生物 （四）淀粉的分解 淀粉主要存在于植物的种子中，是一种葡萄糖多聚物， 有直链淀粉和支链淀粉之分，是很容易被分解的有机物。 能分解淀粉的微生物种类很多，包括细菌，放线菌和 真菌。微生物依靠淀粉酶的催化作用将淀粉分解成葡萄糖。 真菌中的曲霉，根霉和毛霉等都具有很强的分解淀粉的能 力。 表2-4 能分解淀粉的一些微生物 （五）果胶的分解 果胶是组成植物细胞胞间层的主要物质，约占植物组织干重的1% ，其主要成分是多聚半乳糖醛酸，果胶的分解是导致新鲜植物组织腐烂解体的重要原因。