环境微生物学课件第九章微生物在环境物质循环中的作用.pptVIP

第九章 微生物在环境物质循环中的作用 9.1 氧循环 9.2 碳循环 光合作用：绿色植物、藻类、蓝细菌等 发酵作用：微生物 甲烷产生作用：发酵细菌、产甲烷细菌、产氢产乙酸细菌等 地球化学作用 呼吸作用：所有生物 9.2 碳循环 9.2.1 纤维素的转化 9.2.1 纤维素的转化 9.2.2 半纤维素的转化 9.2.2 半纤维素的转化 9.2.3 果胶质的转化 9.2.3 果胶质的转化 9.2.4 淀粉的转化 9.2.4 淀粉的转化 9.2.5 脂肪的转化 9.2.5 脂肪的转化 9.2.5 脂肪的转化 9.2.5 脂肪的转化 9.2.5 脂肪的转化 9.2.6 木质素的转化 9.2.7 烃类物质的转化 芳香烃的转化 芳香烃普遍具有生物毒性，但在低浓度范围 内它们可以不同程度的被微生物分解。 苯、萘、菲、蒽的降解为如下图所示苯的代谢 9.3 氮循环 9.3.1 蛋白质水解与氨基酸转化 2．降解机理 9.3.1 蛋白质水解与氨基酸转化 9.3.1 蛋白质水解与氨基酸转化 9.3.2 尿素的氨化 9.3.3 硝化作用 9.3.4 反硝化作用 9.3.4 反硝化作用 9.3.5 固氮作用 9.3.5 固氮作用 9.3.5 固氮作用 9.3.6 其它含氮物质的转化 9.3.6 其它含氮物质的转化 9.3.7 氨的同化作用 9.4 硫循环 9.4.1 含硫有机物的转化 9.4.2 无机硫的转化 9.4.2 无机硫的转化 9.4.2 无机硫的转化 9.4.2 无机硫的转化 9.4.2 无机硫的转化 9.4.2 无机硫的转化 9.5 磷循环 9.5 磷循环 9.5.1 含磷有机物的转化 9.5.2 无机磷化合物的转化 9.6 铁、锰循环 9.6 铁、锰循环 一、蛋白质水解： 1．降解蛋白质的微生物 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)。 蛋白质 蛋白酶 水解 肽 肽酶 水解 氨基酸 降解 NH3 反硝化 N2↑ 9.3.1 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。 ①氧化脱氨：在好氧微生物作用下进行 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 ③水解脱氨： ④减饱和脱氨：在α、β位减饱和为不饱和酸 氨基酸脱氨基后形成的有机酸和脂肪酸可在好氧或厌氧条件下，在不同的微生物作用下继续分解。 二、氨基酸转化 2.脱羧 氨基酸脱去羧酸基，生成胺。多由腐败细菌和霉菌引起。 胺是合成细胞成分的重要的起始物，尤其使诸如NAD等辅酶的合成。 CH3CHNH2COOH (丙氨酸) → CH3CH2NH2 （乙胺）＋CO2 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。 在有氧的条件下，经亚硝酸细菌和硝酸细菌的作用，氨转化成硝酸，称为硝化作用。 分二步进行： 亚硝化细菌和硝化细菌是好氧的，世代时间很长（从十几小时到几天）。 反硝化作用：在缺氧条件下，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： 反硝化作用的结果： 土壤中发生反硝化作用，会降低土壤的肥力； 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； 二次污染（亚硝酸、亚硝酸胺），影响人体健康； 利用反硝化作用，可以去除水中的氮（生物脱氮）。 固氮作用：仅次于光合作用的第二个重要的生物合成反应。 固氮微生物的固氮催化作用下，把分子氮转化为氨，进而合成为有机氮化合物。 有固氮作用的微生物近50个属，包括细菌、放线菌和蓝细菌，都属于原核微生物。有固氮作用的豆科植物约600个属，非豆科植物约13个属。 自生固氮作用 共生固氮作用 联合固氮作用 固氮体系 自生固氮或叫非共生固氮(Non-symbiot