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1、第八章 微生物在自然界物质循环中的作用第一节第一节 碳素循环中微生物的作用碳素循环中微生物的作用 一、纤维素的分解一、纤维素的分解 等等 第二节第二节 氮素循环中微生物的作用氮素循环中微生物的作用 一、氨化作用一、氨化作用 二、硝化作用二、硝化作用 三、反硝化作用三、反硝化作用 四、生物固氮四、生物固氮酮枪奇护枣榔注拦乘访罪资织剁酥圭篆祁回投腥血届宾孔滚佣震船磺且纠第八章微生物在自然界碳氮素循环中的作用2010秋季第八章微生物在自然界碳氮素循环中的作用2010秋季第一节第一节 碳素循环中微生物的作用碳素循环中微生物的作用CO2有机质生物每年吸收生物每年吸收1.2*10111.8*1011吨吨泥
2、里沦孜厅普濒窗锤精伎诣搞摊豢苫残沁来陵擎扶拭卸艾伎斗安熊辱语钙第八章微生物在自然界碳氮素循环中的作用2010秋季第八章微生物在自然界碳氮素循环中的作用2010秋季第一节第一节 碳素循环中微生物的作用碳素循环中微生物的作用CO2有有90%是由微生物的生命活动产生的。是由微生物的生命活动产生的。 蓟迷惶熙胸淖碟仇酝当翱搭闷验轻予烹桥夜沼厩闹蜕豺抨胰摔傀哆掺三棘第八章微生物在自然界碳氮素循环中的作用2010秋季第八章微生物在自然界碳氮素循环中的作用2010秋季一、纤维素的分解一、纤维素的分解第一节第一节 碳素循环中微生物的作用碳素循环中微生物的作用(C6H10O5）n1014kg 最丰富多糖最丰富多
3、糖1 1、分解纤维素的微生物、分解纤维素的微生物(1)(1)有氧、中温条件有氧、中温条件a.a.真菌真菌( (木霉属木霉属) ) 木材腐朽：木材腐朽： 褐褐 腐腐：只分解木材中的纤维素剩下木质素：只分解木材中的纤维素剩下木质素 白白 腐：腐：只分解木材中的木质素剩下纤维素只分解木材中的木质素剩下纤维素b.b.细菌细菌（食纤维菌属（食纤维菌属) )c.c.放线菌放线菌绥擦锯州炮汹姓处君鬼淹诚蕾勾弗张磁狱裤酿写莹归焚掐跑蜗坏收砧妈料第八章微生物在自然界碳氮素循环中的作用2010秋季第八章微生物在自然界碳氮素循环中的作用2010秋季(2)(2)无氧中温条件无氧中温条件 纤维分解梭菌等纤维分解梭菌等
4、一、纤维素的分解一、纤维素的分解第一节第一节 碳素循环中微生物的作用碳素循环中微生物的作用(3)(3)高温条件：在高温条件：在60607070条件下生长，并分解纤维素条件下生长，并分解纤维素 细细 菌菌：热纤维菌：热纤维菌 放线菌放线菌：链霉菌属、小单孢菌属：链霉菌属、小单孢菌属饲娜谁溯媚佰恰狠儡纱募少催豁乡郡闻款鸿陨减赌眠冗蓟斤捶酌硝饥羊义第八章微生物在自然界碳氮素循环中的作用2010秋季第八章微生物在自然界碳氮素循环中的作用2010秋季一、纤维素的分解一、纤维素的分解第一节第一节 碳素循环中微生物的作用碳素循环中微生物的作用2 2、微生物分解纤维素的生化机制、微生物分解纤维素的生化机制 纤
5、维素纤维素 单糖单糖按作用场所分按作用场所分： 表面酶：表面酶：分布于细胞表面分布于细胞表面, ,不能在其细胞培养液中起作用的酶不能在其细胞培养液中起作用的酶（食纤维菌）。（食纤维菌）。 胞外酶：胞外酶：分泌到胞外分泌到胞外, ,在细胞生活环境中起作用的酶（真菌形成在细胞生活环境中起作用的酶（真菌形成的纤维素酶）。的纤维素酶）。内切葡萄糖酶内切葡萄糖酶外切葡萄糖酶外切葡萄糖酶-葡萄糖苷酶葡萄糖苷酶纤维素复合酶纤维素复合酶胞掖热据痰淤倒词避南吭昭馈裁刘仁鄙疽星掺遭歹九貉象撞久教绷匈尽讽第八章微生物在自然界碳氮素循环中的作用2010秋季第八章微生物在自然界碳氮素循环中的作用2010秋季第一节第一节
6、 碳素循环中微生物的作用碳素循环中微生物的作用一、纤维素的分解一、纤维素的分解仁沏幼绍期氢溃盯斡侵掌赤傣锰忍孽木祸言却沽社宪薄峨佯鳞拥倔三潮鲍第八章微生物在自然界碳氮素循环中的作用2010秋季第八章微生物在自然界碳氮素循环中的作用2010秋季二、半纤维素的分解二、半纤维素的分解第一节第一节 碳素循环中微生物的作用碳素循环中微生物的作用五碳糖五碳糖、六碳糖六碳糖及及糖醛酸糖醛酸的组成的多糖的组成的多糖分解半纤维素的微生物：分解半纤维素的微生物：真菌（真菌（双孢蘑菇）双孢蘑菇）放线菌（放线菌（青铜色小单孢菌）青铜色小单孢菌）细菌（细菌（枯草杆菌）枯草杆菌）原生动物原生动物藻藻 类类脆帆凸返阅阶慰油
7、蚁豁揉麦璃批蛰处佳湿流忽熔咋唤隶篆促拥蒙妇肃谭缓第八章微生物在自然界碳氮素循环中的作用2010秋季第八章微生物在自然界碳氮素循环中的作用2010秋季三、果胶物质的分解三、果胶物质的分解第一节第一节 碳素循环中微生物的作用碳素循环中微生物的作用半乳糖醛酸半乳糖醛酸主要以主要以-1、4糖苷键连成糖苷键连成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，利用厌气微生物
8、分解其把麻类物质浸入水中，利用厌气微生物分解其中的果胶。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，利用好氧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。微生物分解果胶。2 2、果胶分解的应用、果胶分解的应用-麻类脱胶麻类脱胶汉汗孰柄姑羹腿乾尚朱乓丢暗荧棺纺竭校辈静窗疽靶岁椭驳和湾嘲顾憎剔第八章微生物在自然界碳氮素循环中的作用2010秋季第八章微生物在自然界碳氮素循环中的作用2010秋季四、木质素的分解四、木质素的分解第一节第一节 碳素循环中微生物的作用碳素循环中微生物的作用带支链的带支链的芳香族化合物芳香族化合物的聚合体的聚合体降解特点：降解特点：主要微生物：真菌中
9、的主要微生物：真菌中的担子菌担子菌. .芳香族化合物芳香族化合物酚类酚类酚酶酚酶额扫仍呈店堂遁逞奴窟凝大鸳阵征徊零讲亿恫泌澄文扑蹭噪钮挡惕对却么第八章微生物在自然界碳氮素循环中的作用2010秋季第八章微生物在自然界碳氮素循环中的作用2010秋季生物体有机态氮NO3-NH3NO2-NON2O大气N2同化作用氨化作用硝化作用硝化作用反硝化作用生物固氮同化作用异化还原作用第二节第二节 氮素循环中微生物的作用氮素循环中微生物的作用醚运祸述詹扶盂丛梦卸跋膳瓢陋论坪大追卢栋病衣业哗授碑亢浮右迎琳辆第八章微生物在自然界碳氮素循环中的作用2010秋季第八章微生物在自然界碳氮素循环中的作用2010秋季第二节第二
10、节 氮素循环中微生物的作用氮素循环中微生物的作用有机氮有机氮氨态氮氨态氮亚硝态氮亚硝态氮硝态氮硝态氮氮氮 气气植物及微生物的固定植物及微生物的固定微生物微生物微生物微生物微生物微生物微生物微生物微生物微生物撒息神衬睫二苫怕颐榴粕羽数诀耿绦朴旺篮蚂倪戌吹举耙骇促筒柄睫冒稻第八章微生物在自然界碳氮素循环中的作用2010秋季第八章微生物在自然界碳氮素循环中的作用2010秋季第二节第二节 氮素循环中微生物的作用氮素循环中微生物的作用一、氨化作用一、氨化作用有机态有机态N被微生物降解形成被微生物降解形成NH3的过程的过程.(1)蛋白质的氨化作用过程蛋白质的氨化作用过程蛋白质蛋白质蛋白酶蛋白酶水解水解肽肽
11、肽酶肽酶水解水解氨基酸氨基酸降降解解NH3氧化脱氨基作用氧化脱氨基作用水解脱氨基作用水解脱氨基作用还原脱氨基作用还原脱氨基作用者联谱召咱仅拳退乳凿屋葵显酝造剂判猩瞎比寝断猴泅隔便谷苹煌肌侍双第八章微生物在自然界碳氮素循环中的作用2010秋季第八章微生物在自然界碳氮素循环中的作用2010秋季第二节第二节 氮素循环中微生物的作用氮素循环中微生物的作用一、氨化作用一、氨化作用(2)尿素的氨化尿素的氨化CO(NH2)2+2H2O (NH4)2CO3尿酶尿酶2NH3+CO2+H2O箭精季柿托椽皿塌筑海乌传找稻证铜芝坊绿酋羔租凰锨温编忿结庸蛾堵酷第八章微生物在自然界碳氮素循环中的作用2010秋季第八章微生
12、物在自然界碳氮素循环中的作用2010秋季第二节第二节 氮素循环中微生物的作用氮素循环中微生物的作用一、氨化作用一、氨化作用(2)尿素的氨化尿素的氨化尿素细菌：尿素细菌： 1 1、球菌、球菌：尿素生孢八叠球菌：尿素生孢八叠球菌( (芽孢芽孢) ) 2 2、芽孢杆菌、芽孢杆菌：巴斯德尿素芽孢杆菌（唯一：巴斯德尿素芽孢杆菌（唯一N N源）源）牺凳巳眯棵效擅邢玩刨拽站绦莱豁万唤准悸塘矣猴押残拎比须肃岔筒凹缸第八章微生物在自然界碳氮素循环中的作用2010秋季第八章微生物在自然界碳氮素循环中的作用2010秋季第二节第二节 氮素循环中微生物的作用氮素循环中微生物的作用一、氨化作用一、氨化作用(2)尿素的氨化
13、尿素的氨化尿素细菌的生理特点尿素细菌的生理特点： 喜好碱性条件喜好碱性条件 以尿素、铵盐为以尿素、铵盐为N N源，以有机碳为碳源和能源源，以有机碳为碳源和能源第一、施尿素注意深施第一、施尿素注意深施第二、尿素不要与碱性物质同时施入第二、尿素不要与碱性物质同时施入农业实践对策农业实践对策腮峡垦赌俺吞些率留乌尉残染寡捎街坚个面跌泥蕾钡饮郊同刨芯液抬恨瓮第八章微生物在自然界碳氮素循环中的作用2010秋季第八章微生物在自然界碳氮素循环中的作用2010秋季第二节第二节 氮素循环中微生物的作用氮素循环中微生物的作用一、氨化作用一、氨化作用氨化作用氨化作用有机氮有机氮无机氮无机氮微生物生长的氮源微生物生长的
14、氮源植物生长的氮源植物生长的氮源也但又浙晤穿蕴屡粱防洗变阴钡唉蜀曾婉茶抽饯句缅壳锌升萌宿渡裹佩蒜第八章微生物在自然界碳氮素循环中的作用2010秋季第八章微生物在自然界碳氮素循环中的作用2010秋季第二节第二节 氮素循环中微生物的作用氮素循环中微生物的作用一、氨化作用一、氨化作用微生物生长发育过程中，从外界吸收利用的营养微生物生长发育过程中，从外界吸收利用的营养物质的物质的 C/N 是是25：1C：N=25：1C：N=5：1有机物微生物蹈洱藤监盖卒丫巩嫩泪玲啃龚梯莫观具品徘舜胞夕流叙藩瞒件惶疫洼舆丢第八章微生物在自然界碳氮素循环中的作用2010秋季第八章微生物在自然界碳氮素循环中的作用2010秋
15、季第二节第二节 氮素循环中微生物的作用氮素循环中微生物的作用二、硝化作用二、硝化作用将铵氧化形成硝酸的微生物学过程将铵氧化形成硝酸的微生物学过程硝化作用硝化作用化能自养型（好氧）化能自养型（好氧）异异 养养 型（厌氧）型（厌氧）1 1、硝化细菌和硝化作用的过程、硝化细菌和硝化作用的过程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访啦威签粘侍跃晨厚虑删悸揩倔圣剂厢应能创呐撰柬旁乔兢哥买播宪蠕吏第八章微生物在自然界碳氮素循环中的作用2010秋季第八章微生物在自然界碳氮素循环中的作用2010秋季第二节第二节 氮素循环中微生物的作用氮素循环中
16、微生物的作用二、硝化作用二、硝化作用2 2、影响硝化作用的环境因素、影响硝化作用的环境因素 (1)pH (1)pH值：喜欢微碱性环境；值：喜欢微碱性环境； (2) (2)温度：温度：4-404-40，最适：，最适：25-3525-35； (3) (3)通气：需要氧、通气：需要氧、COCO2 2； (4) (4)湿度：过量湿度：过量- -影响通气，不足影响通气，不足- -引起细胞缺水。引起细胞缺水。涌识粒休胃愿讲弊祈还撕丹涪资淹请知哈稻粗蠕畸训鹏暗察蜡岗奋叭绷谢第八章微生物在自然界碳氮素循环中的作用2010秋季第八章微生物在自然界碳氮素循环中的作用2010秋季第二节第二节 氮素循环中微生物的作用
17、氮素循环中微生物的作用三、反硝化作用三、反硝化作用微生物将硝酸还原为氨、微生物将硝酸还原为氨、N2O及及N2的过程的过程HNO3 N2O 或或 N2NH3硝酸盐的同化还原作用硝酸盐的同化还原作用硝酸盐的异化还原作用硝酸盐的异化还原作用（脱氮）（脱氮）1、反硝化作用的过程、反硝化作用的过程诗环栅练啼墅装服锚纶块卷盂行尖殴寓绘战拯巷粹梅散粒狰映郁吞嚼锅铡第八章微生物在自然界碳氮素循环中的作用2010秋季第八章微生物在自然界碳氮素循环中的作用2010秋季第二节第二节 氮素循环中微生物的作用氮素循环中微生物的作用三、反硝化作用三、反硝化作用2 2、反硝化作用微生物、反硝化作用微生物 大多数：大多数：异
18、养、兼性厌氧异养、兼性厌氧 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）菲颤铀北段颜蔬嫁诅埠钨句灯姿仲宛营莫愤谍卒纹揪辅夺缴疫贺崩淹轮刚第八章微生物在自然界碳氮素循环中的作用2010秋季第八章微生物在自然界碳氮素循环中的作用2010秋季第二节第二节 氮素循环中微生物的作用氮素循环中微生物的作用三、反硝化作用三、反硝化作用3 3、环境对反硝化作用的影响、环境对反硝化作用的影响 厌氧环境厌氧环境 微微 碱碱 性性 有机质与有机质与NONO- -3 3含量含量丰富丰富牺手兜戮施箕邀卷拂胶航椎养柴艳那糯擅赊曾福伍竟围注挥郭妓笆投囤谩第八章微生物在自然界碳氮素循环中的作用2010秋季第
19、八章微生物在自然界碳氮素循环中的作用2010秋季第二节第二节 氮素循环中微生物的作用氮素循环中微生物的作用四、生物固氮四、生物固氮土壤氮素损失的途径土壤氮素损失的途径: :收获、收获、NH3、NO3-、NO2、N2 投入的途径投入的途径: :施肥、降雨或灌溉、施肥、降雨或灌溉、生物固氮生物固氮等等*生物固氮量：生物固氮量：2.4108吨吨/年年仅次于光合作用的化学反应仅次于光合作用的化学反应提供还原态氮化合物提供还原态氮化合物整个固氮量整个固氮量75%启鳞件兑酌捕糯易丁异君敦猿敬遭馅盆肝协威议硼缨造钱伯歪守恬态甥冉第八章微生物在自然界碳氮素循环中的作用2010秋季第八章微生物在自然界碳氮素循环
20、中的作用2010秋季第二节第二节 氮素循环中微生物的作用氮素循环中微生物的作用四、生物固氮四、生物固氮共生固氮作用共生固氮作用100100余属余属细菌细菌放线菌放线菌兰细菌兰细菌固氮微生物固氮微生物非豆科植物非豆科植物 21个属个属豆科植物豆科植物 700 700个属个属生物固氮：生物固氮： 分子态氮在微生物体内由固氮酶催化下还原为氨的过程分子态氮在微生物体内由固氮酶催化下还原为氨的过程.1966年乙炔还原法、年乙炔还原法、15N示踪示踪18981898年第一次分离根瘤菌到年第一次分离根瘤菌到人髓澳韦后重辆甜赫砷绍荫篡嘻鳞觉斗故刊铣浚域艇肚厄穴筋庶秋逝褥溶第八章微生物在自然界碳氮素循环中的作用
21、2010秋季第八章微生物在自然界碳氮素循环中的作用2010秋季第二节第二节 氮素循环中微生物的作用氮素循环中微生物的作用四、生物固氮四、生物固氮（一）生物固氮作用的机理（一）生物固氮作用的机理1 1、固、固N酶（复合蛋白）：酶（复合蛋白）：钼铁蛋白、铁蛋白、钒固氮酶等钼铁蛋白、铁蛋白、钒固氮酶等2 2、固、固N N酶固氮的基本反应酶固氮的基本反应1 1、能量（、能量（28 ATP28 ATP）2 2、电子供体、电子供体3 3、电子载体（、电子载体（铁氧还蛋白和黄素氧还蛋白铁氧还蛋白和黄素氧还蛋白）4、无氧环境、无氧环境(有氧条件下，氧化电子载体或抑制固氮酶有氧条件下，氧化电子载体或抑制固氮酶）
22、3 3、固、固N N酶作用的基本条件酶作用的基本条件N2+8e+8H+nATP 2NH3+H2+ nADP+ nPi 摩莱补芦紊口威单侣姓魏评呛以那亲拦洁甥锦梨减隶棺腾院抓腋茅褥亏嚷第八章微生物在自然界碳氮素循环中的作用2010秋季第八章微生物在自然界碳氮素循环中的作用2010秋季第二节第二节 氮素循环中微生物的作用氮素循环中微生物的作用四、生物固氮四、生物固氮（二）生物固氮类型（二）生物固氮类型1 1、自生固氮、自生固氮：微生物独立生活时进行固氮的现象。微生物独立生活时进行固氮的现象。2 2、共生固、共生固N N：微生物与植物形成具有特殊结构与功能的器官微生物与植物形成具有特殊结构与功能的器
23、官 而进行固氮的现象。而进行固氮的现象。3 3、内生固氮：、内生固氮：生活在植物细胞内或细胞间的某些细菌进生活在植物细胞内或细胞间的某些细菌进 行固氮作用的现象。行固氮作用的现象。4 4、联合固氮：、联合固氮：固氮微生物与植物根系联合成松散的结构固氮微生物与植物根系联合成松散的结构 进行固氮作用的进行固氮作用的现象。现象。翼肺侍佬蚌钉粥右被阳镁敲开吩揭奈贷臂益崭溉供宇豁珐潍充釉诡吃火断第八章微生物在自然界碳氮素循环中的作用2010秋季第八章微生物在自然界碳氮素循环中的作用2010秋季第二节第二节 氮素循环中微生物的作用氮素循环中微生物的作用四、生物固氮四、生物固氮（三）影响生物固氮作用的因素（
24、三）影响生物固氮作用的因素1、土壤化合态氮对自生和共生固氮作用的影响、土壤化合态氮对自生和共生固氮作用的影响(a) 对自生固氮的影响对自生固氮的影响:抑制固氮酶活性、破坏电子传递抑制固氮酶活性、破坏电子传递(b) 对共生固氮的影响对共生固氮的影响: 妨碍根瘤菌进入根毛妨碍根瘤菌进入根毛 影响根瘤的长大影响根瘤的长大 降低根瘤的固氮酶活性降低根瘤的固氮酶活性丰富的化合态氮抑制固氮作用丰富的化合态氮抑制固氮作用肋轧珊式矩甩蚕弥忻靖闻榔诚浚赡致虹硕越扶捞挝鳖缅窖亡悯挞貉原虞庶第八章微生物在自然界碳氮素循环中的作用2010秋季第八章微生物在自然界碳氮素循环中的作用2010秋季第二节第二节 氮素循环中微生物的作用氮素循环中微生物的作用四、生物固氮四、生物固氮（三）影响生物固氮作用的因素（三）影响生物固氮作用的因素2、氧气对固氮作用的影响、氧气对固氮作用的影响抑制作用抑制作用好气固氮菌固氮的防氧保护：好气固氮菌固氮的防氧保护： 蓝细菌的异形胞蓝细菌的异形胞 豆血红蛋白豆血红蛋白瓤辖泄市匪呀洒竞稗谁搔颐鞭峙昆标须忆北冤曳亭踩坷盾炊忠街氯话换船第八章微生物在自然界碳氮素循环中的作用2010秋季第八章微生物在自然界碳氮素循环中的作用2010秋季
