微生物在自然界物質(zhì)循環(huán)中的作用

關(guān)于微生物在自然界物質(zhì)循環(huán)中的作用第1頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月微生物在環(huán)境物質(zhì)循環(huán)中的作用

碳，氫，氧，氮，硫，磷，鉀，鐵等元素是組成生物體的化學(xué)元素，生物必需不斷從環(huán)境中取得這些營養(yǎng)元素才能生長發(fā)育和繁殖。但是地球上這些元素的貯存量畢竟是有限的，而生命的延續(xù)與發(fā)展卻是無窮盡的，兩者之間的矛盾只有在自然界的物質(zhì)不斷循環(huán)轉(zhuǎn)化的條件下才能解決。第2頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月

第一節(jié)氧循環(huán)

大氣中氧含量豐富，約占空氣體積百分數(shù)21％。人和動物呼吸、微生物分解有機物需要氧。所消耗的氧由陸地和水體中的植物及藻類進行光合作用放氧，源源不斷地補充到大氣和水體中。氧在水體的垂直方向分布不均勻，表層水有溶解氧，深層和底層缺氧。

見教材p267

第3頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月

第二節(jié)

碳素循環(huán)

含碳物質(zhì)種類：二氧化碳、一氧化碳、甲烷，碳水化合物(如：糖、淀粉、纖維素等)、脂肪、蛋白質(zhì)等。碳循環(huán)以CO2為中心，CO2被植物、藻類利用進行光合作用，合成為植物碳；動物吃植物就將植物碳轉(zhuǎn)化為動物碳；動物和人呼吸放出CO2

，有機碳化合物被厭氧微生物和好氧微生物分解所產(chǎn)生的二氧化碳均回到大氣。此后CO2再一次被植物利用進入循環(huán)。

第4頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月圖2.2－2碳循環(huán)碳循環(huán)第5頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月

CO2是植物、藻類和光合細菌的唯一碳源，人、動物呼吸、微生物分解有機物產(chǎn)生大量CO2，源源不斷補充至大氣。海洋、陸地、大氣和生物圈之間碳長期自然交換的結(jié)果，使大氣中的CO2保持相對平衡、穩(wěn)定。在過去的10,000年期間里，CO2含量變化極小，持續(xù)維持在280×10-6左右。自18世紀工業(yè)革命以來，由于石油和煤燃燒量日益增加，排放的CO2等溫室氣體含量正在大幅度增加。

碳素循環(huán)第6頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月洛阿山（夏威夷）和南極幾個監(jiān)測站近1000年大氣CO2變化曲線基林曲線（洛阿山觀測站CO2變化曲線）第7頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月

碳素循環(huán)

碳素的作用：是有機化合物的骨架，是構(gòu)成有機體最重要的元素成分。.

碳素循環(huán)圖植物動物動植物殘體CO2微生物光合作用呼吸作用第8頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月碳素化合物的種類纖維素半纖維素果膠淀粉和糖脂肪木質(zhì)素?zé)N類物質(zhì)第9頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月

一、纖維素分解

纖維素是葡萄糖的高分子聚合物，以β－l,4葡萄糖苷鍵連接，每個纖維素分子含1,400-10,000個葡萄糖基，分子式為(C6H10O5)n。

樹木、農(nóng)作物秸桿和以此為原料的工業(yè)產(chǎn)生的廢水，如：棉紡印染廢水、造紙廢水、人造纖維廢水及有機垃圾等，均含有大量纖維素。

第10頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月（一）纖維素的分解途徑

纖維素在微生物酶的催化下沿下列途徑分解:第11頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月纖維素的分解能分解纖維素的微生物種類：在酸性和森林土壤中纖維素分解以真菌為主。中性或微堿性土壤中纖維素分解則以細菌為主。土壤中還有許多嗜熱性纖維素分解菌，在堆肥和廄肥的發(fā)熱階段，主要是這類真菌在起作用。分解纖維素的真菌：青霉，曲霉，木霉，毛霉等。放線菌：鏈霉菌屬，高溫放線菌。第12頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月分解纖維素的細菌纖維菌屬(Cytophaga),生孢噬纖維菌屬(Sporocytophaga),粘細菌中的粘球菌屬(Myxococcus),纖維單胞菌屬(Cellulomonas).嗜熱纖維芽孢梭菌(Clostridium)一些種纖維分解酶所在部位：1、細菌的纖維酶是表面酶2、真菌放線菌的纖維酶是胞外酶第13頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）分解纖維素的微生物

分解纖維素的微生物有細菌、放線菌和真菌。粘細菌占重要地位

粘細菌沒有鞭毛，能作“蠕”動運動，生活史復(fù)雜，能形成子實體。

Stigmatellaaurontia的子實體第14頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月粘細菌產(chǎn)生大量具有生物學(xué)活性的次級代謝產(chǎn)物，為生理活性物質(zhì)的篩選提供了很好的微生物資源。目前最受關(guān)注的是由纖維堆囊菌產(chǎn)生的埃博霉素（Epothilones），2007年10月16日，美國施貴寶公司宣布其乳腺癌治療新藥Ixempra獲得FDA批準在美上市，Ixempra是一種埃博霉素(epothilones)類抗腫瘤新藥。第15頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月

粘細菌復(fù)雜的多細胞行為，尤其是多細胞子實體（fruitingbodies）形態(tài)構(gòu)成。革蘭氏染色陰性，無鞭毛，包埋的粘液層中，在固體表面能緩慢滑動。生活史包括營養(yǎng)細胞階段和休眠體（子實體）階段。營養(yǎng)細胞發(fā)育到一定階段，細胞聚集并形成由細胞和粘液組成的子實體，因種而形狀各異。常具紅、黃等鮮艷的顏色，肉眼可見。

子實體：由孢子和粘液組成第16頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月粘細菌細胞和孢子

細胞細長桿狀,在平板上,作滑行運動,培養(yǎng)72h后聚集成子實體,粘孢子球形。第17頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月

好氧的纖維分解菌還有鐮狀纖維菌和纖維弧菌。其最適溫度為22-30℃，最適pH為7-7.5。

厭氧的有芽孢梭菌(Clostridiumcellobioparum)、無芽孢厭氧分解菌及嗜熱纖維芽孢梭菌(Clostridiumthermocellum)，好熱性厭氧分解菌最適溫度55-65℃，最高溫度為80℃，最適pH7.4-7.6，中溫性菌最適pH為7-7.4，在pH為8.4-9.7能生長,是專性厭氧菌。霉菌：分解纖維素的還有青霉菌、曲霉、鐮刀霉、木霉及毛霉。放線菌中的鏈霉菌屬(Streptomyces),在23-65℃生長，最適溫度為50℃。分解纖維素的微生物第18頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月

（三）纖維素酶所在部位

細菌的纖維素酶結(jié)合在細胞質(zhì)膜上，是表面酶。真菌和放線菌的纖維素酶是胞外酶，可分泌到培養(yǎng)基中，通過過濾和離心很容易分離得到。

第19頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月半纖維素的分解半纖維素為植物細胞壁的另一主要成分，含有多縮戊糖和己糖以及多縮糖醛酸。在微生物產(chǎn)生的半纖維素酶類(多縮糖酶)的水解作用下，產(chǎn)生單糖和糖醛酸，在有氧呼吸或厭氧發(fā)酵中進一步分解.土壤微生物分解半纖維素的強度相當(dāng)大，能分解纖維素的微生物大多也能分解半纖維素。第20頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月

二、半纖維素的分解

半纖維素存在植物細胞壁中，造紙廢水和人造纖維廢水含半纖維素。土壤微生物分解半纖維素的速度比分解纖維素快。

（一）分解半纖維素的微生物

分解纖維素的微生物大多數(shù)能分解半纖維素。許多芽孢桿菌、假單胞菌、節(jié)細菌及放線菌能分解纖維素。霉菌有根霉、曲霉、小克銀漢霉、青霉及鐮刀霉。

（二）半纖維素的分解過程

第21頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月

三、果膠質(zhì)的分解

果膠質(zhì)存在植物的細胞壁和細胞間質(zhì)中，造紙、制麻廢水含有果膠質(zhì)。天然的果膠質(zhì)不溶于水，稱原果膠。果膠質(zhì)是由D—半乳糖醛酸以－l，4糖苷鍵構(gòu)成的直鏈高分子化合物，其羧基與甲基脂化形成甲基脂。

果膠酸、聚戊糖、半乳糖醛酸、甲醇等在好氧條件下被分解為二氧化碳和水。在厭氧條件下進行丁酸發(fā)酵,產(chǎn)物有丁酸、乙酸、醇類、二氧化碳和氫氣。第22頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月

分解果膠質(zhì)的微生物:

好氧菌：枯草芽孢桿菌、多粘芽孢桿菌、浸軟芽孢桿菌及軟腐歐氏桿菌。厭氧菌：蝕果膠梭菌和費新尼亞浸麻梭菌。分解果膠的真菌有青霉、曲霉、木霉、小克銀漢霉、芽枝孢霉、根霉、毛霉，還有放線菌。

第23頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月麻類脫膠

麻類脫膠采取水浸或露浸方式水浸利用厭氧性細菌的果膠分解作用；露浸是利用需氧性細菌、放線菌和真菌的分解作用，分解果膠的微生物對纖維素不具分解能力，從而使纖維素能完好的保存和脫離開來。第24頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月四、淀粉分解淀粉廣泛存在植物種子和果實等之中，以淀粉類作原料的工業(yè)廢水，例如淀粉廠、酒廠、印染廢水、抗生素發(fā)酵廢水及生活污水等均含有淀粉。

能分解淀粉的微生物：細菌放線菌真菌。真菌中的曲霉，毛霉和根霉是有名的淀粉糖化菌。淀粉分解有兩種方式：

1、在磷酸化酶作用下，將淀粉中的葡萄糖分子一個一個地分解下來。

2、在淀粉酶的作用下先水解為糊精，再水解為麥芽糖，在麥芽糖酶作用下最終生成葡萄糖。第25頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月

（一）淀粉的種類

淀粉分直鏈淀粉和支鏈淀粉兩類：直鏈淀粉由葡萄糖分子脫水縮合，以α－l,4葡萄糖苷鍵組成不分支的鏈狀結(jié)構(gòu)。支鏈淀粉由葡萄糖分子以α-l,4和α-l,6葡萄糖苷鍵組成分支的鏈狀結(jié)構(gòu)。

直鏈淀粉中的α－1,4結(jié)合

支鏈淀粉中的α－1,4結(jié)合和α－1,6結(jié)合第26頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月

（二）淀粉的降解途徑

淀粉是多糖，分子式為(C6H10O5)1200，在微生物作用下的分解過程如下：

在好氧條件卞，淀粉沿著①的途徑水解成葡萄糖，進而酵解成丙酮酸，經(jīng)三羧酸循環(huán)完全氧化為二氧化碳和水。在厭氧條件下，淀粉沿著②的途徑轉(zhuǎn)化，產(chǎn)生乙醇和二氧化碳。在專性厭氧菌作用下，沿③和④途徑進行。第27頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月

（三）降解淀粉的微生物

途徑①中，好氧菌有枯草桿菌和根霉、曲霉。枯草桿菌可將淀粉一直分解為二氧化碳和水。途徑②中，根霉和曲霉是糖化菌，它們將淀粉先轉(zhuǎn)化為葡萄糖，接著由酵母菌將葡萄糖發(fā)酵為乙醇和二氧化碳。途徑③中，由丙酮丁醇梭狀芽孢桿菌(Clostridiumacetobutylicum)和丁醇梭狀芽孢桿菌(Clostridiumbutylicum)參與發(fā)酵。途徑④中由丁酸梭狀芽孢桿菌(Clostridium)參與發(fā)酵。

第28頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月問題：大腸菌群？哪些元素超標引起水體富營養(yǎng)化？水體富營養(yǎng)化的原因，危害？碳素循環(huán)的過程？微生物起到怎樣的作用？第29頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月

五、脂肪的分解

脂肪是甘油和高級脂肪酸所形成的甘油三脂，不溶于水，可溶于有機溶劑。由飽和脂肪酸和甘油組成的，在常溫下呈固態(tài)的稱為脂，由不飽和脂肪酸和甘油組成的，在常溫下呈液態(tài)的稱為油。

脂肪結(jié)構(gòu)式第30頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月（一）脂肪的分解

脂肪被微生物分解的反應(yīng)式如下：

磷酸二羥丙酮可經(jīng)酵解成丙酮酸，再氧化脫羧成乙酰CoA，進入三羧酸循環(huán)完全氧化為二氧化碳和水。磷酸二羥丙酮也可沿酵解途徑逆行生成l－磷酸葡萄糖，進而生成葡萄糖和淀粉。第31頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月

（二）脂肪酸的β—氧化

脂肪酸通常通過β—氧化途徑氧化。脂肪酸在一系列酶的作用下，在α碳原子和β碳原子之間斷裂，β碳原子氧化成羧基，生成含兩個碳原子的乙輔酶A和較原來少兩個碳原子的脂肪酸。

乙酰輔酶A進入三羧酸循環(huán)完全氧化成二氧化碳和水。脂肪酸可重復(fù)下一次β－氧化，以至完全形成乙輔酶A而告終。

第32頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月β—氧化第33頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月三羧酸循環(huán)第34頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月

脂肪酸氧化可得到很高的能量水平，如：lmoL硬脂酸(C17H35COOH)被徹底氧化可得147molATP。

第35頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月六、木質(zhì)素的分解

木質(zhì)素：是植物木質(zhì)化組織的重要成分，是以苯環(huán)為核心，帶有丙烷支鏈所組成的一種或多種芳香族化合物氧化縮合而成。能分解木質(zhì)素的微生物主要是真菌中擔(dān)子菌的一些種類，如：干朽菌(Merulius)，多孔菌(Polyporus)，傘菌(Agaricus)屬的一些種。第36頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月

七、烴類物質(zhì)的分解

石油中含有烷烴(30％)、環(huán)烷烴(46％)及芳香烴(28％)。烷烴通式CnH2n+2，烷烴可被微生物氧化。

（一）烷烴的氧化分解

甲烷的氧化

CH4+2O2────>CO2+2H2O+887kJ

氧化烷烴的微生物：有甲烷假單胞菌(Pseudomonasmethanica)、分枝桿菌、頭孢霉、青霉等。

第37頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）芳香烴化合物的氧化分解

芳香烴有酚、苯、萘、菲、蒽及3,4－苯并芘等，煉油廠、煤氣廠、焦化廠、化肥廠等的廢水均含有芳香烴。

酚和苯的分解菌：熒光假單胞菌、銅綠假單胞菌及苯桿菌。分解萘的細菌：銅綠假單胞菌、諾卡氏菌、球形小球菌、無色桿菌及分枝桿菌等。

分解菲的細菌：菲桿菌、菲芽孢桿菌巴庫變種、菲芽孢桿菌古里變種。分解苯并(α)芘的細菌：熒光假單胞菌和銅綠假單胞菌、小球菌及大腸埃希氏菌能。第38頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月

苯、萘、菲、蒽的代謝途徑：

1．苯的代謝：

第39頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月

2．萘的代謝：

第40頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月3.菲的代謝：第41頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月4.蒽的代謝：

第42頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)

氮素循環(huán)

第43頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月氮素循環(huán)的幾個階段

固氮作用大氣中分子態(tài)氮被固定還原成氨；氨化作用有機氮被分解釋出氨；硝化作用氨被氧化為硝酸,又可被同化為有機氮；反硝化作用硝酸被還原為分子態(tài)氮返回大氣。第44頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月

一、氨化作用

含氮有機物經(jīng)微生物的分解，釋放出氨的過程稱為氨化作用(ammonification)。

含氮有機物：蛋白質(zhì)、多肽、核酸、肽聚糖、幾丁質(zhì)和少量水溶性的氨基酸、氨基糖和尿素等。（可溶性氨基酸可被植物直接吸收

）。第45頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月氨化作用的微生物

氨化作用較強的細菌：

假單胞菌屬芽孢桿菌屬梭菌屬沙雷氏菌屬真菌中分解含氮有機物能力強的有：

毛霉，曲霉，根霉，青霉，交鏈孢霉等第46頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月蛋白質(zhì)水解

蛋白質(zhì)分子量大，不能直接進入微生物細胞，在蛋白酶作用下水解成小分子肽、氨基酸后被微生物利用。

第47頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月氨基酸分解

l、脫氨作用，看教材p279

脫氨的方式：氧化脫氨、還原脫氨、水解脫氨、減飽和脫氨。

第48頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月

2、脫羧作用

氨基酸脫羧作用多數(shù)細菌和霉菌引起，經(jīng)脫羧后生成胺。二元胺對人有毒，肉類蛋白質(zhì)腐敗后后生成胺，故有毒不可食用。第49頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月二、硝化作用硝化細菌將氨氧化為硝酸的過程稱硝化作用(nitrification)。硝化作用是有由兩類化能自養(yǎng)細菌進行，這兩類細菌統(tǒng)稱為硝化細菌。

亞硝酸細菌將氨氧化為亞硝酸

2NH3+3O2──>2HNO2+2H2O+619kJ（1）

硝酸桿菌再將亞硝酸氧化為硝酸

2HNO2+O2──>2HNO3+201kJ（2）

（1）式由亞硝酸單胞菌屬(Nitrosomonas)、亞硝酸球菌屬(Nitrosococcus)、亞硝酸螺菌屬(Nitrosospira)、亞硝酸葉菌屬（Nitrosolobus）及亞硝酸弧菌（Nitrosovibrio）等起作用。（2）式由硝化桿菌屬(Nitrobacter)、硝化球菌屬(Nitrococcus)起作用。第50頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月硝化細菌特性：看教材p281

硝化細菌從氨或亞硝酸的氧化過程中獲得能量，用以固定CO2，但其利用能量的效率低，亞硝酸菌只利用自由能的5%-14%，硝酸菌利用自由能的5%-10%。因此，二者在同化CO2時需要氧化大量無機氮化物。

第51頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月

在自然界中，除自養(yǎng)硝化菌外，還有異養(yǎng)細菌、放線菌、真菌可將氨氧化為硝酸，異養(yǎng)菌氧化效率不高，但較耐酸，對不良環(huán)境抵抗力強。第52頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月

三、反硝化作用

硝酸鹽還原：通過硝酸還原酶將硝酸還原成氨

反硝化作用：兼性厭氧細菌將硝酸鹽還原為氮氣

第53頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月反硝化的結(jié)果

1.硝酸還原成氨

2.硝酸還原為氮氣。

3.硝酸鹽還原為亞硝酸

第54頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月

反硝化細菌：兼性厭氧細菌

假單胞菌菌(Pseudomonas)的某些種，如：脫氮假單胞菌(P.denitrificans)、熒光假單胞菌(P.fluorescens)、色稈菌屬中的紫色桿菌(Chromobacteriumviolaceum)、脫氮色桿菌(C.denitrificans)。

反硝化作用：看教材p282

第55頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月四、固氮作用

(biologicalnitrogenfixation)

固氮微生物：具有固氮能力的微生物，固氮微生物都是原核生物，至今還未能證實真核微生物中有固氮的種類。自生固氮微生物在土壤中或培養(yǎng)基上生長均都能固氮，與植物沒有依存關(guān)系。共生固氮是兩種生物緊密生活在一起是，由固氮的共生體—根瘤進行固氮作用，因形成特殊的形態(tài)結(jié)構(gòu)，而成為共生體系。第56頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月

固氮作用：在微生物固氮酶催化下，將N2轉(zhuǎn)化為NH3的過程。

N2+6e+6H++nATP2NH3+nADP+nPi分子氮具有高能量三鍵(N≡N)，還原1moLN2為2mol的NH3需要24molATP。第57頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月共生固氮

根瘤菌與豆科植物共生

大豆根瘤蠶豆根瘤菌第58頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月

固氮微生物

自生固氮菌：圓褐固氮菌共生固氮菌：根瘤菌聯(lián)合固氮菌：雀稗固氮菌

第59頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月

光合細菌：紅螺菌(Rhodospirillum)、小著色菌(Coromatiumminus)、綠菌屬(Chlorobium)等在光照下厭氧生活時也能固氮。

固氮藍細菌：多見于有異形胞的固氮絲狀藍細菌，魚腥藍細菌屬(Anabuena)、念珠藍細菌屬(Nostoc)等在異形胞中進行固氮。

固氮的光合細菌和藍細菌第60頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)

硫素循環(huán)

有機硫的礦化/分解：硫化作用:無機硫氧化反硫化作用：自然界中硫有三態(tài)：元素硫、無機硫化物及含硫有機化合物。第61頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月硫的循環(huán)圖硫素循環(huán)第62頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月

一、含硫有機物的礦化

含硫有機物以-SH形式組成含硫氨基酸，如蛋氨酸、半胱氨酸和胱氨酸。通過氨化脫硫微生物分解有機硫產(chǎn)生硫化氫和氨。

COOH

變形桿菌

CHNH2+2H2O──>CH3COOH+HCOOH+NH3+H2S

CH2SH

半胱氨酸H2S+FeSO4───>H2SO4+FeS(黑色)

H2S+Pb(CH3COO)2───>CH3COOH+PbS(黑色)

含硫有機物如果分解不徹底，會有硫醇(CH3SH)暫時積累，再轉(zhuǎn)化為硫化氫。第63頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月

二、無機硫的轉(zhuǎn)化

(一)硫化作用

H2S

SSO42-1、硫化細菌

硫桿菌屬(Thiobacillus)，為G-桿菌，從氧化硫化氫、元素硫、硫代硫酸鹽、亞硫酸鹽及多硫磺酸鹽(例如四連硫酸鹽)中獲得能量，產(chǎn)生硫酸，同化CO2合成有機物。多在細胞外積累硫，有些菌株在細胞內(nèi)積累硫。硫被氧化為硫酸，使環(huán)境pH下降至2以下。硫桿菌廣泛分布于土壤、淡水、海水、礦山排水溝中。第64頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月

好氧菌硫化細菌:

氧化硫硫桿菌(Thoibacillusthiooxidans)、排硫桿菌(Thiobacillusthioparus)、氧化亞鐵硫桿菌(Thiobacillusferrooxidans)、新型硫桿菌(Thiobacillusnovellus)

兼性厭氧菌硫化細菌:

脫氮硫桿菌(Thiobacillusdenitrificans)

第65頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月

（1）氧化硫硫桿菌：專性自養(yǎng)菌，生長pH范圍1.0～6.0，氧化無機硫獲得能量。

（2）氧化亞鐵硫桿菌：氧化硫酸亞鐵、硫代硫酸鹽中獲得能量，可將硫酸亞鐵氧化成硫酸高鐵。第66頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月硫酸高鐵可與輝銅礦(Cu2S)作用生成CuSO4與FeSO4

這種通過硫化細菌的生命活動產(chǎn)生硫酸高鐵將礦物浸出的方法叫濕法冶金。生成的CuSO4與FeSO4溶液通過置換、萃取、電解或離子交換等方法回收金屬。硫酸及硫酸高鐵溶液是有效的浸溶劑，可將銅、鐵等金屬轉(zhuǎn)化為硫酸銅和硫酸亞鐵從礦物中浸出。第67頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月2、

硫磺細菌

將硫化氫氧化為硫，并將硫粒積累在細胞內(nèi)的細菌，稱為硫磺細菌。

（1）絲狀硫細菌：

貝日阿托氏菌屬(Beggiatoa)

透明顫菌屬(Vitreoscilla)

辮硫菌屬(Thioploca)

亮發(fā)菌屬(Leucothrix)

發(fā)硫菌屬(Thiothrix)

（2）光能自養(yǎng)硫細菌：

這類細菌含細菌葉綠素，在光照下，將硫化氫氧化為元素硫，在體內(nèi)積累硫?；蝮w外積累硫粒。

第68頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月亮發(fā)菌絲狀硫細菌與活性污泥絲狀膨脹有關(guān)，當(dāng)曝氣池溶解氧在lmg／L以下時，硫化物含量較多，絲狀硫細菌過度生長會引起活性污泥絲狀膨脹。第69頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月

（二）反硫化作用

土壤淹水、河流、湖泊等水體處于缺氧狀態(tài)時，硫酸鹽被微生物還原為硫化氫，這種作用就叫反硫化作用。

反硫化細菌代表：脫硫弧菌(Desulfovibriodesulfuricans)G-略彎曲桿菌，嚴格厭氧，最適溫度25－30℃，最適pH6－7.5，老細胞因沉積硫化鐵而呈黑色。第70頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月

硫化細菌、反硫化細菌與管道腐蝕

在混凝土排水管和鑄鐵排水管中，如果有硫酸鹽存在，管的底部則常因缺氧而被還原為硫化氫。硫化氫上升到污水表層，與污水表面溶解氧相遇，被硫化細菌或硫磺細菌氧化為硫酸。再與管頂部的凝結(jié)水結(jié)合，使混凝土管和鑄鐵管受到腐蝕。為了減少對管道的腐蝕，要求管道有適當(dāng)?shù)钠露?，使污水流動暢通外，同時加強管道的維護工作。

第71頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月第72頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月

第五節(jié)

磷素循環(huán)

磷在土壤和水體中存在形式:含磷有機物：核酸、植素及卵磷脂非溶性磷