第六章在物质循环中的作用分解.ppt

第六章 微生物在自然界 物质循环中的作用 第一节 碳素循环 2、纤维素的分解 纤维素是葡萄糖高分子聚合物，(C6H10O5)n，n=1400-10000。由葡萄糖以β（1→4）糖苷键连接而成的直链，天然纤维素为无臭、无味白色丝状物。 来源：以树木、农作物为原料的工业生产，如造纸、印染等。 作用的微生物：细菌、放线菌和真菌。 3、半纤维素的分解 存在于植物细胞壁内，是由多种戊糖或己糖组成的大分子缩聚物，组成中有聚戊糖（木糖和阿拉伯糖）、聚己糖（半乳糖、甘露糖）己聚糖醛酸（葡萄糖醛酸和半乳糖醛酸）。含量仅次于纤维素。 来源：造纸废水和人造纤维废水。 作用的微生物：能够分解纤维素的微生物大部分能分解半纤维素。 4、果胶质的分解 由D-半乳糖醛酸以α-1,4 糖苷键构成的直链高分子化合物。存在于植物细胞中。天然的果胶不溶于水，称为原果胶。 来源：造纸、制麻等。 作用的微生物：细菌（如枯草杆菌、多粘芽孢杆菌、）真菌（青霉 5、淀粉的分解 淀粉分直链和支链两类。是由葡萄糖分子脱水缩合，以α-D-1,4 葡萄糖苷键（不分支）或α-1,6 键结合（分支）而成。广泛存在于植物种子和果实中。淀粉也是人类获取的主要食物来源之一。 来源：淀粉厂、酒厂等。 作用微生物：细菌（如枯草杆菌）和霉菌（如青霉、曲霉等） 6、脂肪的分解 脂肪是甘油和高级脂肪酸所形成的酯，存在于动植物体内，是人和动物的能量来源，也是许多微生物的碳源和能源。组成脂肪的脂肪酸几乎都有偶数个碳原子。 来源：毛纺厂、油脂厂、制革厂等 作用微生物：如细菌中的荧光杆菌、绿脓杆菌、灵杆菌等，真菌中的青霉、白地霉、曲霉、镰刀霉及解脂假丝酵母等，某些放线菌和分枝杆菌。 第二节 氮素循环 一、氨化作用 能够分解蛋白质的微生物很多，细菌、真菌、放线菌等。 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。 CO(NH2)2 + 2H2O —→ (NH4)2CO3 —→ 2NH3 + CO2 + H2O 二、硝化作用 硝化作用：在有氧的条件下，氨经亚硝酸细菌和硝酸细菌的作用转化成硝酸的过程。 四、固氮作用 空气中有大量的氮气，但植物和大多数微生物都不能直接利用它，只有少数微生物可直接利用。 固氮微生物在固氮酶的作用下，把分子氮转化成氨，进而合成有机氮化合物，称为固氮作用。 一、硫循环 二、磷、锰循环 三、铁循环 第三节 其它无机元素的循环 无机元素循环与转化的一般途径： 1、无机物的有机质化—吸收、合成作用 2、含无机元素的有机物的分解—分解代谢 3、无机物的氧化与还原 4、无机物的溶解与沉淀 * * * * 碳 素 循 环 氮 素 循 环 硫、磷、铁等其它无机元素的循环 自然界中含碳物质有CO2、碳水化合物、脂肪、蛋白质等。在碳循环中，CO2大部分来源于微生物分解有机物，碳的循环是以CO2为中心的。 1、微生物分解有机物的一般途径 1、复杂有机物 简单有机物 细胞内加以吸收 营养摄取 分解过程：首先必须经过微生物胞外酶（水解酶）的作用，使之水解成可溶性的较简单的葡萄糖后，才能被微生物吸收分解。 纤维素酶 2(C6H10O5)n + nH2O nC12H22O11（纤维二糖） 纤维二糖酶 nC12H22O11 + nH2O 2nC6H12O6 葡萄糖被微生物吸收进入体内，进行好氧或厌氧的分解。 作用过程： 水解 半纤维素——→单糖+ 糖醛酸 糖醛酸再进行好氧或厌氧分解。 分解过程：首先必须经过微生物胞外酶（水解酶）的作用，使之水解成可溶性的较简单的单糖后，才能被微生物吸收分解。 分解过程： 水解（原果胶酶） 原果胶——→ 可溶性果胶+ 聚戊糖 水解 果胶甲脂酶 ? 果胶酸+ 甲醇 水解 聚半乳糖酶 ? 半乳糖醛酸 分解过程： 淀粉 糊精 麦芽糖 葡萄糖 糊精酶 麦芽糖苷酶 葡萄糖苷酶 分解过程： 脂肪+ 3H2O ——→甘油+ 高级脂肪酸 脂肪酶 木质素在植物体内的含量仅次于纤维素和半纤维素。酸、热水和中性溶剂对它都不起作用，只溶于碱，是植物残体中最难分解的组分。 来源：以树木、农作物为原料的工业生产，如造纸、印染等。 作用微生物：在自然界中，能降解木质素的生物极少。木材的完全降解是真菌、细菌等微生物共同作用的结果，其中真菌起主要作用。 7、木质素的分解 8、烃类的分解 （1）、烷烃 一般过程为逐步氧化生成相应的醇、醛和酸，而后经β-氧化进入三羧酸循环（TCA）