微生物在物质循环中的作用.ppt

第六章微生物在物质循环中的作用生物地球化学循环(biogeochemicalcycles):是指生物圈中的各种化学元素，经生物化学作用在生物圈中的转化和运动。这种循环是地球化学循环的重要组成部分。微生物与生物地球化学循环第一节氧循环第二节碳循环主要存在形式：
（1）大气中CO2
（2）水中CO2
（3）有机物：糖、淀粉、纤维素等
（4）含有碳的岩石（石灰石、大理石）
（5）化石燃料（煤、石油、天然气）

碳源污染物的转化
包括:糖类、蛋白质、脂类、石油和人工合成有机化合物。β葡萄糖高聚物，每个纤维素分子含1400~10000个葡萄糖基（β1-4糖苷键），不溶于水。
来源：棉纺印染废水、造纸废水、人造纤维废水及城市垃圾等，其中均含有大量纤维素。
一、纤维素的转化纤维素的转化示意图B．分解纤维素的微生物五碳糖、六碳糖及糖醛酸的组成的杂多糖。
造纸废水和人造纤维废水中含半纤维素。
分解纤维素的微生物大多数能分解半纤维素（而且快）。
许多芽孢杆菌、假单胞菌、节细菌及放线菌能分解半纤维素。
霉菌有根霉、曲霉、小克银汉霉、青霉及镰刀霉。
二、半纤维素的转化半乳糖醛酸以α-1，4糖苷键连成的多糖三、果胶质的转化四、淀粉的转化在磷酸化酶作用下分解淀粉的转化示意图五、脂肪的转化（一）甘油的转化（二）脂肪酸的—β氧化（以硬脂酸为例）1mol硬脂酰辅酶A每经一次β-氧化作用,产生1mol乙酰辅酶A，1molFADH2及1molNADH2。1mol乙酰辅酶A经三羧酸循环氧化产生12molATP，1molFADH2经呼吸链氧化产生2molATP，1molNADH2经呼吸链氧化产生3molATP，共产生17molATP。经过8次β-氧化作用，共产生9mol乙酰辅酶A、8molFADH2及8molNADH2，生成17×8+12=148molATP。硬脂酸在激活时消耗1molATP，故1mol硬脂酸（C17H35COOH）彻底氧化生成147molATP。六、木质素的转化*木质素降解的意义何在呢？如何实现工业化白腐菌降解木质素呢？第三节氮循环1、固氮作用2、硝化作用3、反硝化作用HNO34、氨化作用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
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)。蛋白质的水解和氨基酸的转化（二）氨基酸的转化CH3
CHNH2
COOH（2）脱羧作用尿素的氨化
硫是生物的重要的营养元素，它是一些必需氨基酸、某些维生素、辅酶等的成份。
在自然界，硫素以元素Ｓ，Ｈ２Ｓ，硫酸盐和有机态硫的形式存在，而植物一般只能以无机盐类作为养料。因此，S素各种形式的循环转化，对植物营养非常重要。
自然界中的硫素循环
可划分为分解作用，同化作用，无机硫的氧化作用和无机硫的还原作用
微生物参与Ｓ素循环的全过程，并起很重要作用。硫循环1、同化性硫酸盐还原作用
指硫酸盐经还原后，最终以巯基形式固定在蛋白质等成分中。
2、脱硫作用
指在无氧条件下，通过一些腐败微生物的作用，把生物体中蛋白质等含硫有机物中的硫分解成H2S等含硫气体的作用。
3、硫化作用
硫化作用*：在有氧条件下，通过硫细菌的作用将硫化氢氧化为元素硫，再进而氧化为硫酸，这过程称硫化作用。Cncnc-micro一、含硫有机物的转化二、无机硫的转化磷在土壤和水体中存在形态：以含磷有机物
无机磷化合物
还原态PH3磷的生物地球化学循环包括三种基本过程：①有机磷转化成溶解性无机磷(有机磷矿化)，②不溶性无机磷变成溶解性无机磷(磷的有效化)，③溶解性无机磷变成有机磷(磷的同化)。
微生物参与磷循环的所有过程，但在这些过程中，微生物不改变磷的价态，因此微生物所推动的磷循环可看成是一种转化。铁循环的基本过程是氧化和还原。
微生物对铁作用的三个方面：
①铁的氧化和沉积
在铁氧化菌作用下亚铁化合物被氧化高铁化合物而沉积来；
②铁的还原和溶解
铁还原菌可以使高铁化合物还原成亚铁化合物而溶解；
③铁的吸收
微生物可以产生非专一性和专一性的铁螯合体作为结合铁和转运铁的化合物。
通过铁螯合化合物使铁活跃以保持它的溶解性和可利用性。