微生物在自然界物质循环中的作用课件.ppt
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- 微生物 自然界 物质 循环 中的 作用 课件
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1、文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系本人改正。主要内容:主要内容:碳循环碳循环氮循环氮循环硫循环硫循环磷循环磷循环文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系本人改正。第一节第一节 碳循环碳循环 文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系本人改正。一、一、碳循环碳循环 l 自然界中含碳物质有自然界中含碳物质有CO2、碳水化合物、脂肪、蛋、碳水化合物、脂肪、蛋白质等。碳的循环是以白质等。碳的循环是以CO2为中心的。为中心的。 l 在碳循环过程中,在碳循环过程中, CO2大部分来源于微生物分解大部分来源于微生物分解有机物,另外,由于有
2、机物,另外,由于CO2同时也参与氧循环,因此,同时也参与氧循环,因此,实际上实际上C和和O循环是相互关联的。循环是相互关联的。l CO2可以成为植物、藻类的碳源。可以成为植物、藻类的碳源。文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系本人改正。碳循环碳循环文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系本人改正。二、微生物在碳循环中的作用二、微生物在碳循环中的作用l 微生物在碳循环中的作用,主要体现在两个方面,微生物在碳循环中的作用,主要体现在两个方面, 一是通过光合作用和化能合成作用来固定一是通过光合作用和化能合成作用来固定CO2, 二是通过分解作用再生二是通过
3、分解作用再生CO2。l 含碳有机物的种类极其多样,不同有机物能被不同含碳有机物的种类极其多样,不同有机物能被不同微生物分解,在自然界中参与有机物分解的主要是微生物分解,在自然界中参与有机物分解的主要是细菌、真菌和放线菌。细菌、真菌和放线菌。文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系本人改正。第二节第二节 氮循环氮循环文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系本人改正。l 自然界中的氮元素有:分子氮(空气中的自然界中的氮元素有:分子氮(空气中的N2)、)、有机氮(蛋白质等)、无机氮(有机氮(蛋白质等)、无机氮(NH4+、NO3-等)。等)。l 在生物的协同
4、作用下,三种形式的氮互相转化,在生物的协同作用下,三种形式的氮互相转化,构成循环。其中,微生物在转化中起着重要作构成循环。其中,微生物在转化中起着重要作用。用。 文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系本人改正。一、氮循环的过程一、氮循环的过程文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系本人改正。二、微生物在氮循环中的作用二、微生物在氮循环中的作用(一)蛋白质水解与氨基酸转化(一)蛋白质水解与氨基酸转化1蛋白质的水解蛋白质的水解l 蛋白质是生物细胞的主要成分,由许多氨基酸连接蛋白质是生物细胞的主要成分,由许多氨基酸连接而成(几而成(几几百万的分子量)。几
5、百万的分子量)。l 蛋白质的分解,首先也是水解,才能进入微生物细蛋白质的分解,首先也是水解,才能进入微生物细胞内。胞内。 蛋白酶蛋白酶 蛋白酶蛋白酶 蛋白酶蛋白酶 肽酶肽酶蛋白质蛋白质 (月示)月示) 胨胨 肽肽 氨基酸氨基酸l 能够分解蛋白质的微生物很多,细菌、真菌、放线能够分解蛋白质的微生物很多,细菌、真菌、放线菌等。菌等。文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系本人改正。2氨基酸转化氨基酸转化(1)脱氨)脱氨l 氨化作用氨化作用:有机氮化合物在脱氮微生物的作用:有机氮化合物在脱氮微生物的作用下脱氨基产生氨。下脱氨基产生氨。例如:例如: 氨基酸氨基酸 不含氮的有机物(
6、酸)不含氮的有机物(酸) + NH3l 经脱氨基后形成的有机酸和脂肪酸,在微生物经脱氨基后形成的有机酸和脂肪酸,在微生物的作用下继续分解。的作用下继续分解。文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系本人改正。(2)脱羧)脱羧l 氨基酸脱去羧酸基(氨基酸脱去羧酸基(CO2),产生胺。多由腐),产生胺。多由腐败细菌和霉菌引起,二元胺对人有毒。胺是合败细菌和霉菌引起,二元胺对人有毒。胺是合成细胞成分的重要的起始物,尤其使诸如成细胞成分的重要的起始物,尤其使诸如NAD等辅酶的合成。等辅酶的合成。例如:例如: CH3CHNH2COOH CH3CH2NH2 + CO2 (丙氨酸丙氨酸
7、) (乙胺乙胺) H2N(CH2)4CHNH2COOH H2N(CH2)5NH2 (赖氨酸赖氨酸) (尸胺尸胺)文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系本人改正。(二)尿素的氨化(二)尿素的氨化l 人、畜尿中含有尿素,印染工业中的印花浆用尿素人、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。菌、尿小球菌、尿素芽孢杆菌等。 尿酶尿酶 CO(NH2)2 + 2H2O (NH4)2
8、CO3 2NH3 + CO2 + H2O 碳酸铵,很不稳定碳酸铵,很不稳定 文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系本人改正。(三)硝化作用(三)硝化作用l 在有氧的条件下,经亚硝酸细菌和硝酸细菌的在有氧的条件下,经亚硝酸细菌和硝酸细菌的作用,氨转化成硝酸。(消耗溶解氧)作用,氨转化成硝酸。(消耗溶解氧)l 硝化分二步进行:硝化分二步进行: 2NH3 + 3O2 2HNO2 + 2H2O + 619KJ (亚硝酸细菌)(亚硝酸细菌) 2HNO2 + O2 2HNO3 + 201KJ ( 硝酸细菌)硝酸细菌)l 亚硝酸细菌和硝酸细菌是好氧的,世代时间很长亚硝酸细菌和硝酸细菌
9、是好氧的,世代时间很长(从十几小时到几天)。(从十几小时到几天)。文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系本人改正。(四)反硝化作用(四)反硝化作用l 发生反硝化的条件是:发生反硝化的条件是:硝酸盐存在(提供电子受体)、硝酸盐存在(提供电子受体)、有机物存在(提供能量)有机物存在(提供能量)缺氧。缺氧。l 反应过程,有三种结果:反应过程,有三种结果: HNO3NH3 HNO3N2 HNO3HNO2u 环境工程最关心的反硝化作用:在缺氧条件下,环境工程最关心的反硝化作用:在缺氧条件下,硝酸盐被还原为氮气的过程。硝酸盐被还原为氮气的过程。文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模
10、仿;如有不当之处,请联系本人改正。l 在环境工程中,涉及反硝化作用的主要是:在环境工程中,涉及反硝化作用的主要是: NO3-N2l 反硝化作用的意义:反硝化作用的意义: 土壤中发生反硝化作用,会降低土壤的肥力;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,生的氮气会把池底的沉淀污泥带上浮起, 影响出水水质;影响出水水质; 利用反硝化作用,可以去除水中的氮(生物脱利用反硝化作用,可以去除水中的氮(生物脱 氮)。氮)。文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系本人改
11、正。(五)固氮作用(五)固氮作用l 在固氮微生物的固氮酶的作用下,把分子氮转化在固氮微生物的固氮酶的作用下,把分子氮转化成氨,进而合成有机氮化合物,称为固氮作用。成氨,进而合成有机氮化合物,称为固氮作用。l 固氮微生物:细菌(根瘤菌、固氮菌等)和蓝藻固氮微生物:细菌(根瘤菌、固氮菌等)和蓝藻 固氮酶固氮酶 N2 + 6e- + 6H + nATP 2NH3 + nADP + nPil 固氮酶对固氮酶对O2敏感,所以好氧固氮菌在体内形成独敏感,所以好氧固氮菌在体内形成独特的防护机制,保护固氮酶的活性。特的防护机制,保护固氮酶的活性。文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系本
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