微生物在物质循环中的作用.ppt

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1、第六章 微生物在物质循环中的作用1 1、掌握碳循环、氮循环过程。、掌握碳循环、氮循环过程。2 2、了解氧循环、硫循环、磷循环的途径。、了解氧循环、硫循环、磷循环的途径。生物地球化学循环生物地球化学循环(biogeochemical cycles):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。的转化和运动。这种循环是地球化学循环的重要组成部分。碳碳、氮氮、磷磷、硫硫的的循循环环受受二二个个主主要要的的生生物物过过程程控控制制，一一是是光光合合生生物物对对无无机机营营养养物物的的同同化化

2、，二二是是后后来来进进行行的的异异养养生生物物的的矿矿化化。实实际际上上所所有有的的生生物物都都参参与与生生物物地地球球化化学学循循环环。微微生生物物在在有有机机物物的的矿矿化化中中起起决决定定性性作作用用，地地球球上上90%以以上上有有机机物物的的矿矿化都是由细菌和真菌完成的。化都是由细菌和真菌完成的。前言前言 无机物无机物有机物有机物光合作用光合作用分解作用分解作用微生物与生物地球化学循环碳循环氮循环硫循环磷循环铁循环氧循环第一节第一节 氧循环氧循环O2CO2 光合作用光合作用 呼吸作用呼吸作用在大气中分布均匀，而在水体中有垂直方向上的变化。无论是O2还是CO2，除了在大气中的含量以外，它

3、们在水体（海洋）中的含量，也是不可忽视的。此循环的平衡，具有十分重要的意义，如维持大气中CO2的浓度。（包括水体）第二节第二节 碳循环碳循环一、一、纤维素的转化纤维素的转化 二、半纤维素的转化二、半纤维素的转化 三、果胶质的转化三、果胶质的转化 四、淀粉的转化四、淀粉的转化 五、脂肪的转化五、脂肪的转化 六、木质素的转化六、木质素的转化 七、烃类物质的转化七、烃类物质的转化 主要存在形式：主要存在形式：（1）大气中）大气中CO2（2）水中水中CO2（3）有机物：糖、淀粉、纤维素等）有机物：糖、淀粉、纤维素等（4）含有碳的岩石（石灰石、大理石）含有碳的岩石（石灰石、大理石）（5）化石燃料（煤、石

4、油、天然气）化石燃料（煤、石油、天然气）CO2+H2OCO2+CH2O醇有机酸醇有机酸 CO2+H2CH4光合作用光合作用发酵作用呼吸作用呼吸作用化石燃料化石燃料碳在生物圈中的总体循环 碳源污染物的转化碳源污染物的转化包括包括:糖类糖类、蛋白质、脂类、石油和人工合成有机化合物、蛋白质、脂类、石油和人工合成有机化合物。糖类污染物糖类污染物糖类污染物糖类污染物提问：提问：哪些糖类会成为污染物？哪些糖类会成为污染物？难难溶溶的的多多糖糖，且且当当一一些些难难溶溶解解的的多多糖糖数数量量较较大大时时才才会会使使自自净净时时间间大大大大增增加加，从从而而对对环环境境造造成成污污染染。这这类类多多糖糖主主

5、要要是是纤维素、半纤维素、果胶质、木质素、淀粉纤维素、半纤维素、果胶质、木质素、淀粉。葡葡萄萄糖糖高高聚聚物物，每每个个纤纤维维素素分分子子含含140010000个个葡葡萄糖基（萄糖基（1-4糖苷键），不溶于水。糖苷键），不溶于水。来来源源：棉棉纺纺印印染染废废水水、造造纸纸废废水水、人人造造纤纤维维废废水水及及城城市垃圾等，其中均含有大量纤维素。市垃圾等，其中均含有大量纤维素。一、纤维素的转化一、纤维素的转化一、纤维素的转化一、纤维素的转化微生物依次通过三种酶：微生物依次通过三种酶：内切葡萄糖酶、外切葡萄糖内切葡萄糖酶、外切葡萄糖(纤纤维二糖水解酶维二糖水解酶)和和-葡萄糖苷酶葡萄糖苷酶(纤

6、维二糖酶纤维二糖酶)完成对纤维完成对纤维素的分解。素的分解。首先破坏纤维素的结晶状态，打断氢键，内切酶切开首先破坏纤维素的结晶状态，打断氢键，内切酶切开(1,4)糖苷键，外切酶从暴露的纤维链素末端切下二糖单糖苷键，外切酶从暴露的纤维链素末端切下二糖单位，最后位，最后-葡萄糖苷酶对纤维二糖水解得葡萄糖。葡萄糖苷酶对纤维二糖水解得葡萄糖。纤维素的转化示意图葡萄糖丙酮+丁醇+乙酸+CO2+H2丁酸+乙酸+CO2+H2厌 氧 发 酵丙酮丁醇发酵丁酸发酵厌氧发酵纤维素纤维二糖葡萄糖纤维素酶纤维二糖酶氧化酶、脱氢酶、脱羧酶细胞色素bc1caa3、细胞色素氧化酶 三羧酸循环（TCA）ATP H2O CO2好

7、 氧 分 解A A微生物微生物分解途径分解途径分解途径分解途径B B分解纤维素的微生物分解纤维素的微生物分解纤维素的微生物分解纤维素的微生物好氧细菌好氧细菌粘细菌、镰状纤维菌和纤维弧菌粘细菌、镰状纤维菌和纤维弧菌厌厌氧氧细细菌菌产产纤纤维维二二糖糖芽芽孢孢梭梭菌菌、无无芽芽孢孢厌厌氧氧分分解解菌菌及嗜热纤维芽孢梭菌。及嗜热纤维芽孢梭菌。放放 线线 菌菌链霉菌属。链霉菌属。真真 菌菌青霉菌、曲霉、镰刀霉、木霉及毛霉。青霉菌、曲霉、镰刀霉、木霉及毛霉。需要时可以向需要时可以向有菌种库的研究机构购买有菌种库的研究机构购买或或自行筛选自行筛选。五碳糖、六碳糖及糖醛酸的组成的杂多糖。五碳糖、六碳糖及糖醛

8、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。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）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。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。霉菌有根霉、曲霉、小克银汉霉、青霉及镰刀霉。二、半纤维素的转化二、半纤维素的转化二、半纤维素的转化二、半纤维素的转化CO2+H2O 好氧分解 ATPATP 无氧分解 单糖和糖醛酸单糖和糖醛酸 H2O 聚糖酶聚糖酶 半纤维素半纤维素 EMPEMP途径途径各种发酵

9、产物各种发酵产物 TCATCA 半乳糖醛酸半乳糖醛酸以以-1，4糖苷键连成的多糖糖苷键连成的多糖1 1、分解果胶的微生物、分解果胶的微生物细细 菌：芽孢杆菌、梭菌、假单孢菌等菌：芽孢杆菌、梭菌、假单孢菌等放线菌：链霉菌、小单孢菌、游动放线菌等放线菌：链霉菌、小单孢菌、游动放线菌等真真 菌：青霉、曲霉、木霉、根霉等菌：青霉、曲霉、木霉、根霉等 水浸法：水浸法：把麻类物质浸入水中，利用厌气微生把麻类物质浸入水中，利用厌气微生物分解其中的果胶。物分解其中的果胶。露浸法：露浸法：把麻类物质堆置并保持一定的湿度，把麻类物质堆置并保持一定的湿度，利用好氧微生物分解果胶。利用好氧微生物分解果胶。2 2、果胶

10、分解的应用、果胶分解的应用-麻类脱胶麻类脱胶三、果胶质的转化三、果胶质的转化三、果胶质的转化三、果胶质的转化可溶性可溶性原果胶聚戊糖原果胶聚戊糖H2O 原果胶酶原果胶原果胶H2O 果胶酸果胶酸 甲醇甲醇果胶甲酯酶可溶性原果胶可溶性原果胶H2O 半乳糖醛酸半乳糖醛酸聚半乳糖酶果胶酸果胶酸 H2O 四、淀粉的转化四、淀粉的转化葡萄糖聚合而成的大分子化合物，有直链和支链两种。葡萄糖聚合而成的大分子化合物，有直链和支链两种。来源：印染废水、纺织、食品、粮食加工等。来源：印染废水、纺织、食品、粮食加工等。存在植物细胞中的贮藏性多糖物质。存在植物细胞中的贮藏性多糖物质。在磷酸化酶作用下分解在磷酸化酶作用下

11、分解在淀粉酶作用下分解在淀粉酶作用下分解四、淀粉的转化四、淀粉的转化淀粉的转化示意图淀粉的转化示意图葡萄糖葡萄糖丙酮丁醇发酵丙酮丁醇发酵丁酸发酵丁酸发酵丙酮丙酮+丁醇丁醇+乙酸乙酸+CO2+H2丁酸丁酸+乙酸乙酸+CO2+H2枯草芽孢杆菌枯草芽孢杆菌好氧分解好氧分解厌厌 氧氧 发发 酵酵淀粉淀粉糊精糊精麦芽糖麦芽糖葡萄糖葡萄糖乙醇乙醇+CO2 糊精酶糊精酶麦芽糖苷酶麦芽糖苷酶葡萄糖苷酶葡萄糖苷酶乙乙 醇醇 发发 酵酵酵酵 母母 菌菌根霉、曲霉根霉、曲霉三羧酸三羧酸 循环循环CO2+H2O五、脂肪的转化五、脂肪的转化脂肪脂肪 甘油甘油 +高级脂肪酸高级脂肪酸脂肪酶脂肪酶3H2O 脂脂肪肪是是由由

12、甘甘油油和和高高级级脂脂肪肪酸酸（饱饱和和脂脂肪肪酸酸和和不不饱饱和脂肪酸）组成，不溶于水，可溶于有机溶剂。和脂肪酸）组成，不溶于水，可溶于有机溶剂。脂肪可被微生物分解：脂肪可被微生物分解：（一）甘油的转化（一）甘油的转化甘油甘油 磷酸甘油磷酸甘油 磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮甘油激酶甘油激酶ATPADP 磷酸甘油脱氢酶磷酸甘油脱氢酶 NAD+NADH酵酵 解解丙丙 酮酮 酸酸乙酰乙酰CoACoA氧化脱羧氧化脱羧CO2 +H2O三羧酸循环三羧酸循环 （TCATCA）1 1磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖酵酵 解解 逆逆 行行葡萄糖葡萄糖淀粉淀粉（二）脂肪酸的氧化（以硬脂酸为例）ATPAMP+PPi脂酰磷激酶

13、脂酰硫激酶CH3(CH2)16COOH+CoASH硬脂酸CH3(CH2)16COSCoA硬脂酰辅酶AFADFADH2脱氢酶CH3(CH2)14CH=CHCOSCoA2-反-烯硬脂酰辅酶ACH3(CH2)14CHOHCH2COSCoAL(+)-羟硬脂酰辅酶A 脱氢酶NAD+NADH+H+CH3(CH2)14COCH2COSCoA-酮硬脂酰辅酶ACH3(CH2)14COSCoACoASH 硫脂解酶CH3COSCoA继续7次-氧化8CH3COSCoA7FADH2+7NADH2H2O水化酶1mol硬脂酰辅酶A每经一次-氧化作用,产生1mol乙酰辅酶 A，1molFADH2及1molNADH2。1mol

14、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-氧化作用，共产生9 mol乙酰辅酶 A、8molFADH2及8molNADH2，生成178+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、木质素的转化六、木质素的转化木质素存在于除苔藓和藻类外所有植物的细胞壁中，由松柏醇、香豆醇和芥子醇聚合而成的高度由松柏醇、香豆醇和芥子醇聚合而成的高度分

15、枝多聚物。分枝多聚物。Lignin Lignin 木质素木质素木质素木质素木质素木质素 空腔空腔 纤维素纤维素*木质素降解的意义何在呢？如何实现工业化白腐菌降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？解木质素呢？确证的只有确证的只有真菌中的黄孢原毛平革菌真菌中的黄孢原毛平革菌，疑似的只有，疑似的只有软软腐菌。腐菌。黄孢原平毛革菌黄孢原平毛革菌黄孢原平毛革菌黄孢原平毛革菌(Phanerochaete chrysosprium)是是白腐真菌白腐真菌的一的一种，隶属于担子菌纲、同担种，隶属于担子菌纲、同担子菌亚纲、非褶菌目、丝核子菌亚纲、非褶菌目、丝核菌科。菌科。白腐白腐树皮上木质素

16、被该菌分解后漏出白色白色的纤维素部分。第三节第三节 氮循环氮循环一、固氮作用一、固氮作用二、硝化作用二、硝化作用 三、三、硝酸盐同化作用硝酸盐同化作用 四、四、氨化作用氨化作用五、五、铵盐同化作用铵盐同化作用 六、六、异化性硝酸盐还原作用异化性硝酸盐还原作用七、反硝化作用七、反硝化作用八、八、亚硝酸氨化作用亚硝酸氨化作用 生物体有机酸生物体有机酸NO3-NH4+NO2-NON2O大气大气N2硝酸盐同化作用硝酸盐同化作用氨化作用氨化作用硝化作用硝化作用硝化作用硝化作用反反硝硝化化作作用用生物固氮生物固氮铵盐同化作用铵盐同化作用异化性硝酸盐还原作用异化性硝酸盐还原作用氮循环亚硝酸氨化作用亚硝酸氨化

17、作用1、固氮作用、固氮作用N2+6e+6H+nATP 2NH3+nADP+nPi 固氮酶 固氮作用固氮作用*：固固氮氮微微生生物物在在固固氮氮酶酶的的催催化化下下，把把分分子子氮氮（N2）转转化化为氨（为氨（NH3），进而合成有机氮化合物的过程），进而合成有机氮化合物的过程。自然界氮的固定，有两种方式自然界氮的固定，有两种方式:一是非生物固氮，即通过闪电高温放电等固氮，这样形成的氮一是非生物固氮，即通过闪电高温放电等固氮，这样形成的氮化物很少；化物很少；二是生物固氮，即通过微生物的作用固氮，大气中以上二是生物固氮，即通过微生物的作用固氮，大气中以上的分子态氮都是微生物的活性而固定成氮化物。的分

18、子态氮都是微生物的活性而固定成氮化物。2、硝化作用、硝化作用2NH3+3O2 2HNO2+2H2O+619kJ （1）2HNO2+O2 2HNO3+201kJ （2）硝硝化化作作用用：氨氨基基酸酸脱脱下下的的氨氨，在在有有氧氧的的条条件件下下，经经亚亚硝硝酸细菌和硝酸细菌的作用转化为硝酸酸细菌和硝酸细菌的作用转化为硝酸。硝化作用分两步进行：硝化作用分两步进行：NHNH4 4+NO NO2 2-NO NO3 3-硝酸细菌硝酸细菌亚硝酸细菌亚硝酸细菌3、反硝化作用、反硝化作用 反硝化作用反硝化作用*：在缺氧条件下，兼性厌氧的硝酸盐：在缺氧条件下，兼性厌氧的硝酸盐 还原细菌还原硝酸为亚硝酸、氨和还原

19、细菌还原硝酸为亚硝酸、氨和 N2的作用的作用.反硝化作用微生物反硝化作用微生物 大多数：异养兼厌气性大多数：异养兼厌气性 极少数：化能自养型（脱氮硫杆菌）极少数：化能自养型（脱氮硫杆菌）l反硝化作用的效应是造成氮的损失，降低氮肥效率，反硝化作用的效应是造成氮的损失，降低氮肥效率，N2O的释放会破坏臭氧层。的释放会破坏臭氧层。l自然界中，反硝化作用损失的氮可由固氮过程增加的氮得自然界中，反硝化作用损失的氮可由固氮过程增加的氮得到平衡。到平衡。HNO3 N2O 或或 N2NH3亚硝酸氨化作用亚硝酸氨化作用 硝酸盐的异化还原作用硝酸盐的异化还原作用反硝化作用的过程反硝化作用的过程同化硝酸盐还原同化硝

20、酸盐还原是硝酸盐被还原成亚硝酸盐和氨，氨被同化是硝酸盐被还原成亚硝酸盐和氨，氨被同化成氨基酸的过程。这里的氮化物被还原成为微生物的氮源。成氨基酸的过程。这里的氮化物被还原成为微生物的氮源。异化硝酸盐还原异化硝酸盐还原又分为发酵性硝酸盐还原又分为发酵性硝酸盐还原(fermentative nitrate reduction)和呼吸性硝酸盐还原和呼吸性硝酸盐还原(respiratory nitrate reduction)。如呼吸性硝酸盐还原的产物是气态的。如呼吸性硝酸盐还原的产物是气态的N2O、N2，则这个过程被称为，则这个过程被称为反硝化作用反硝化作用。4、氨化作用、氨化作用 微生物分解有机氮

21、化物产生氨的过程称为氨化作用。微生物分解有机氮化物产生氨的过程称为氨化作用。很多细菌、真菌和放线菌都能分解蛋白质及其含氮衍很多细菌、真菌和放线菌都能分解蛋白质及其含氮衍生物，氨化作用产生的氨，一部分供微生物，植物同生物，氨化作用产生的氨，一部分供微生物，植物同化，一部分被转变成硝酸盐。化，一部分被转变成硝酸盐。蛋白质、氨基酸、尿素、胺类、腈化物、硝基化合物等。蛋白质、氨基酸、尿素、胺类、腈化物、硝基化合物等。降解蛋白质的微生物降解蛋白质的微生物好好 氧氧 细细 菌菌 链球菌和葡萄球菌链球菌和葡萄球菌好氧芽孢细菌好氧芽孢细菌枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、蜡状

22、芽孢杆菌兼兼 性性 厌厌 氧氧 菌菌变形杆菌、假单胞菌变形杆菌、假单胞菌 厌厌 氧氧 菌菌腐败梭状芽孢杆菌、生孢梭状芽孢杆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此外，还有曲霉、毛霉和木霉等真菌以及链霉菌(放线菌放线菌)。蛋白质的转化蛋白质的转化水中来源：水中来源：生活污水、屠宰废水、罐头食品加工废水、制革废水等生活污水、屠宰废水、罐头食品加工废水、制革废水等蛋白质的水解和氨基酸的转化蛋白质的水解和氨基酸的转化（一）蛋白质的水解（一）蛋白质的水解蛋白质胨胨肽氨基酸肽酶蛋白酶（二）氨基酸的转化（二）氨基酸的转化(1)(1)脱氨作用脱氨作用：有机氮化合物在氨化

23、微生物作用下，脱去氨基产生：有机氮化合物在氨化微生物作用下，脱去氨基产生 氨的过程。氨的过程。CH2NH2 COOH+2HCH3 COOH+NH3 氧化脱氨氧化脱氨CH3 CHNH2 COOH+1/2O2CH3 COCOOH+NH3还原脱氨还原脱氨 还原脱氨还原脱氨CH3 CHNH2 COOH+2CH2NH2 COOH+2H2OCH3 COOH3+3NH3+CO2CH3 CHNH2 COOH+H2OCH3 CHOHCOOH+NH3COOH CH2 CHNH2 COOHCOOH CH CH COOH+NH3水解脱氨水解脱氨减饱和脱氨减饱和脱氨（2 2）脱羧作用）脱羧作用CH3CHNH2COOH

24、CH3CH2NH2+CO2丙氨酸丙氨酸乙胺乙胺H2N(CH2)4CHNH2COOH H2N(CH2)4CH2NH2+CO2赖氨酸赖氨酸尸胺尸胺尿素的氨化尿素的氨化+2H2O (NH4)2CO3 2NH3+CO2+H2ONH2NH2O=C脲酶5 5、硝酸盐同化作用、硝酸盐同化作用 指硝酸盐被生物体还原成铵盐并进一步合成各种含指硝酸盐被生物体还原成铵盐并进一步合成各种含氮有机物过程。氮有机物过程。6 6、铵盐同化作用、铵盐同化作用 以铵盐作营养，合成氨基酸、蛋白质和核酸等有机以铵盐作营养，合成氨基酸、蛋白质和核酸等有机含氮物的作用，称铵盐同化作用，一切绿色植物和含氮物的作用，称铵盐同化作用，一切绿

25、色植物和许多微生物都有此能力。许多微生物都有此能力。6 6、异化性硝酸盐还原作用、异化性硝酸盐还原作用 指硝酸离子充作呼吸链末端的电子受体而被还原为指硝酸离子充作呼吸链末端的电子受体而被还原为亚硝酸盐的作用。亚硝酸盐的作用。7 7、亚硝酸氨化作用、亚硝酸氨化作用 指亚硝酸通过异化性还原经羟氨转变成氨的作用。指亚硝酸通过异化性还原经羟氨转变成氨的作用。硫是生物的重要的营养元素，它是一些必需氨基酸、某些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。维生素、辅酶等的成份。在自然界，硫素以在自然界，硫素以元素，元素，硫酸盐和有机态硫，硫酸盐和有机态硫的形的形式存在，而植物一般

26、只能以无机盐类作为养料。因此，式存在，而植物一般只能以无机盐类作为养料。因此，S素各素各种形式的循环转化，对植物营养非常重要。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还原作用微生物参与素循环的全过程，并起很重要作用。微生物参与素循环的全过程，并起很重要作用。第四节第四节 硫循环硫循环硫循环生物体生物体有机硫有机硫SO42-H2S原素原素S同化性硫酸盐还原同化性硫酸盐还原脱硫作用脱硫作用硫氧化作用硫氧化作用硫氧化作用硫氧化作用同化作用同化作用异化性

27、硫还原异化性硫还原异化性硫酸盐还原（反硫化作用）异化性硫酸盐还原（反硫化作用）1、同化性硫酸盐还原作用、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。等成分中。2、脱硫作用、脱硫作用指在无氧条件下，通过一些腐败微生物的作用，把指在无氧条件下，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生物体中蛋白质等含硫有机物中的硫分解成H2S等等含硫气体的作用。含硫气体的作用。3、硫化作用、硫化作用硫化作用硫化作用*：在有氧条件下，通过硫细菌的作用将：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

28、硫酸，这过程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。称硫化作用。Cncnc-micro4 4、反硫化作用、反硫化作用反硫化作用反硫化作用*：土壤淹水、河流、湖泊等水体处：土壤淹水、河流、湖泊等水体处于缺氧状态时，硫酸盐、亚硫酸盐、硫代硫酸盐、于缺氧状态时，硫酸盐、亚硫酸盐、硫代硫酸盐、和次亚硫酸盐在微生物的还原作用下形成硫化氢，和次亚硫酸盐在微生物的还原作用下形成硫化氢，这种作用就叫反硫化作用。这种作用就叫反硫化作用。5 5、异化性硫还原作用、异化性硫还原作用指硫还原成指硫还原成H2S的作用。的作用。一、含硫有机物的转化一、含硫有机物的转化含硫氨基酸（如蛋氨酸、半胱氨酸和胱氨酸

29、）被氨化含硫氨基酸（如蛋氨酸、半胱氨酸和胱氨酸）被氨化微生物分解产生硫化氢和氨。微生物分解产生硫化氢和氨。变形杆菌COOH CHNH2 CH2SH+2H2O CH3COOH+HCOOH+NH3+H2S半胱氨酸二、无机硫的转化二、无机硫的转化硫硫化化作作用用：在在有有氧氧的的条条件件下下，通通过过硫硫细细菌菌（硫硫化化细细菌菌和和硫硫磺磺细细菌菌）的的作作用用将将硫硫化化氢氢氧氧化化为为元元素素硫硫，再再进进而而氧化为硫酸的过程。氧化为硫酸的过程。（一）硫化细菌：氧化硫硫杆菌、氧化亚铁硫杆菌（一）硫化细菌：氧化硫硫杆菌、氧化亚铁硫杆菌 （二）硫磺细菌：丝状硫磺细菌、光能自养硫细菌（二）硫磺细菌：

30、丝状硫磺细菌、光能自养硫细菌 反反硫硫化化作作用用：土土壤壤淹淹水水、河河流流、湖湖泊泊等等水水体体处处于于缺缺氧氧状状态态时时，硫硫酸酸盐盐、亚亚硫硫酸酸盐盐、硫硫代代硫硫酸酸盐盐和和次次亚亚硫硫酸酸盐盐在在微微生生物物的的还还原原作作用用下下形形成成硫硫化化氢氢的的过过程程，也也叫叫硫硫酸盐还原作用。酸盐还原作用。磷在土壤和水体中存在形态：以含磷有机物磷在土壤和水体中存在形态：以含磷有机物 无机磷化合物无机磷化合物 还原态还原态PH3第五节第五节 磷循环磷循环无机磷可以为植物所吸收利用，在食物链中传递，而一无机磷可以为植物所吸收利用，在食物链中传递，而一部分则以不溶性形式沉淀下来，离开了循

31、环。这就是磷部分则以不溶性形式沉淀下来，离开了循环。这就是磷循环是不完全循环的原因所在。循环是不完全循环的原因所在。磷的生物地球化学循环包括三种基本过程：磷的生物地球化学循环包括三种基本过程：有机磷转化成溶有机磷转化成溶解性无机磷解性无机磷(有机磷矿化有机磷矿化)，不溶性无机磷变成溶解性无机磷不溶性无机磷变成溶解性无机磷(磷的磷的有效化有效化)，溶解性无机磷变成有机磷溶解性无机磷变成有机磷(磷的同化磷的同化)。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。变磷的价态，因此微生物所

32、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。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：微生物对铁作用的三个方面：铁的氧化和沉积铁的氧化和沉积 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；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；铁的还原和溶解铁的还原和溶解 铁还原菌可以使高铁化合物还原成亚铁化合物而溶解；铁还原菌可以使高铁化合物还原成亚铁化合物而溶解；铁的吸收铁的吸收 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。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。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。第六节第六节 铁、锰的循环铁、锰的循环