环境微生物学ppt课件

（一）分解半纤维素的微生物
分解纤维素的微生物大多数能分解半纤维素。许多芽孢杆菌、
假单胞菌、节细菌及放线菌能分解纤维素。霉菌有根霉、曲霉、 小克银汉霉、青霉及镰刀霉。
（二） 半纤维素的分解过程
11
三、果胶成的直链高分子化 合物，其羧基与甲基酯化形成甲基酯。果胶质存在植物的细胞壁和细
二氧化碳是植物、藻类和光合细菌的唯一碳源，若以大气 中二氧化碳的含量为0.032%为例，其储藏量约有6000×108t， 全球(陆地、海洋、河流、湖泊)植物每年消耗大气中CO2约 ( 600～700 ) ×108t，10年就可将大气中CO2用尽。由于，人、 动物呼吸、微生物分解有机物产生大量CO2，源源不断补充至大
纤维素)、脂肪、蛋白质等。碳循环以二氧化碳为中心，二氧化碳被植 物、藻类利用进行光合作用，合成为植物性碳；动物吃植物就将植物 性碳转化为动物性碳；动物和人呼吸放出二氧化碳，有机碳化合物被 厌氧微生物和好氧微生物分解所产生的二氧化碳均回到大气。而后， 二氧化碳再一次被植物利用进入循环和。
5
碳循环
6
碳循环
7
洛阿山（夏威夷）和南极几个监测站近1000年大气CO2变化曲线
基林曲线（莫纳罗亚山CO2变化曲线）
8
一、纤维素的转化
纤维素是葡萄糖的高分子聚合物，每个纤维素分子含1 400～10 000个葡萄 糖基，分子式为(C6H10O5)1400～10000 。树木、农作物秸秆和以这些为原料的工业 产生的废水，如：棉纺印染废水、造纸废水、人造纤维废水及有机垃圾等，均含 有大量纤维素。
15
酮酸，经三羧酸循环完全氧化为二氧化碳和水。
* *
（三）降解淀粉的微生物
途径①中：好氧菌有枯草杆菌和根霉、曲霉。枯草杆菌可将淀粉 一直分解为二氧化碳和水。 途径②中：根霉和曲霉是糖化菌，它们将淀粉先转化为葡萄糖，
和，氧可能被转送到深水层。在夏季温暖地区的水体发生分层，
温暖而密度小的表层水和冷而密度大的底层分开，底层缺氧。 秋末、初冬时，表层水变冷，比底层水重，水发生“翻底” 。 温暖地区湖泊的氧一年四季有周期性变化。
3
图8-1 夏季湖泊水含氧量级温度分布情况
4
第二节
碳 循 环
含碳物质有二氧化碳、一氧化碳、甲烷、糖类(如：糖、淀粉、
• 厌氧的有产纤维二糖芽孢梭菌(Clostridium cellobioparum)、 无芽孢厌氧分解菌及嗜热纤维芽孢梭菌(Clostridium thermocellum )， 好热性厌氧分解菌最适温度55～65℃，最高温度为80℃。最适 pH为 7.4～7.6，中温性菌最适 pH为7～7.4，在 pH为8.4～9.7还能生长。 它们是专性厌氧菌。
（一）纤维素的分解途径
纤维素在微生物酶的催化下沿下列途径分解：
9
分解纤维素的微生物
• 好氧的纤维分解菌还有镰状纤维菌和纤维弧菌。黏细菌和弧菌均 能同化无机氮(主要是NO3--N )，对氨基酸、蛋白质及其他无机氮利用 能力较低，有的能还原硝酸盐为亚硝酸盐。其最适温度为22～30℃， 在10～15℃便能分解纤维素，其最高温度为40℃左右。最适 pH为7～ 7.5，pH为4.5～5时不能生长，其 pH最高可达8.5。
结构。支链淀粉由葡萄糖分子脱水缩合而成。
直链淀粉中的α -1,4结合
14 支链淀粉中的α -1,4结合和α -1,6结合
（二） 淀粉的降解途径
淀粉是多糖，分子式为(C6H10O5)1200 。在微生物作用下的分解过
程如下：
*
在好氧条件下，淀粉沿着①的途径水解成葡萄糖，进而酵解成丙 在厌氧条件下，淀粉沿着②的途径转化，产生乙醇和二氧化碳。 在专性厌氧菌作用下，沿③和④途径进行。
气。海洋、陆地、大气和生物圈之间碳长期自然交换的结果，
使大气中的CO2保持相对平衡、稳定。因此，在过去的10 000年 期间里，CO2含量变化极小，持续维持在280×10-6左右。自18
世纪工业革命以来，由于石油和煤燃烧量日益增加，排放的CO2
等温室气体含量正在大幅度增加。因而使大气圈中CO2浓度逐年 增加.
• 霉菌：分解纤维素的还有青霉菌、曲霉、镰刀霉、木霉及毛霉。 有好热真菌(Thermomycess)和放线菌中的链霉菌属(Streptomyces)。 它们在23～65℃生长，最适温度为50℃。
10
二、半纤维素的转化
半纤维素存在植物细胞壁中。半纤维素的组成中含聚戊糖(木 糖和阿拉伯糖)、聚己糖(半乳糖、甘露糖)及聚糖醛酸(葡萄糖醛 酸和半乳糖醛酸)。造纸废水和人造纤维废水含半纤维素。土壤微 生物分解半纤维素的速度比分解纤维素快。
胞间质中，造纸、制麻废水含有果胶质。天然的果胶质不溶于水，称
原果胶。
（一）果胶质的水解过程
12
（二）水解产物的分解
果胶酸、聚戊糖、半乳糖醛酸、甲醇等在好氧条件下被分解为二
氧化碳和水。在厌氧条件下进行丁酸发酵，产物有丁酸、乙酸、醇类、 二氧化碳和氢气。
（三）分解果胶质的微生物
好氧菌如：枯草芽孢杆菌、多黏芽孢杆菌、浸软芽孢杆菌及不生 芽孢的软腐欧氏杆菌。 厌氧菌有：蚀果胶梭菌和费新尼亚浸麻梭菌。 分解果胶的真菌有青霉、曲霉、木霉、小克银汉霉、芽枝孢霉、
第八章 微生物在环 境物质循环中的作用
1
重点：
1.碳素的生物循环 2.氮素的生物循环 3.氨化作用 4.硝化作用 5.反硝化作用 6.影响反硝化作用的环境因素
难点：
1.碳素的生物循环 2.氮素的生物循环
2
第一节
氧 循 环
大气中氧含量丰富，约占空气体积分数21％。人和动物呼
吸、微生物分解有机物都需要氧。所消耗的氧由陆地和水体中 的植物及藻类进行光合作用放氧，源源不断地补充到大气和水 体中。氧在水体的垂直方向分布不均匀。表层水有溶解氧，深 层和底层缺氧，当涨潮或湍流发生时，表层水和深层水充分混
根霉、毛霉，还有放线菌。
13
四、淀粉的转化
淀粉广泛存在植物种子(稻、麦、玉米)和果实等之中。凡是以上 述物质作原料的工业废水，例如淀粉厂、酒厂废水，印染废水、抗生 素发酵废水及生活污水等均含有淀粉。
（一）淀粉的种类
淀粉分直链淀粉和支链淀粉两类：直链淀粉由葡萄糖分子脱水 缩合，以α -D-l ,4葡萄糖苷键(简称α -l,4结合)组成不分支的链状