微生物分解纖維素

微生物分解纖維素微生物分解纖維素微生物分解纖維素第五章微生物在環(huán)境中的分布與其相互關(guān)系微生物在環(huán)境中的分布微生物間的相互關(guān)系2”通過閱讀科技書籍，我們能豐富知識，培養(yǎng)邏輯思維能力；微生物分解纖維素微生物分解纖維素微生物分解纖維素第五章微第五章微生物在環(huán)境中的分布與其相互關(guān)系微生物在環(huán)境中的分布微生物間的相互關(guān)系2第五章微生物在環(huán)境中的分布與其相互關(guān)系微生物在環(huán)境中的分第一節(jié)微生物在環(huán)境中的分布一、微生物在土壤中的分布（一）土壤——微生物的大本營1.養(yǎng)分：有機(jī)質(zhì)豐富，無機(jī)鹽種類多2.水分與滲透壓：水分足，滲透壓不大3.空氣：適宜4.pH：一般中性5.溫度：較適宜3第一節(jié)微生物在環(huán)境中的分布一、微生物在土壤中的分布（一）土（二）、土壤中微生物的數(shù)量與分布數(shù)量因土壤類型、土層深度、季節(jié)等不同而不同，分布不均；季節(jié)變化明顯（環(huán)境因素的綜合體現(xiàn)）；有機(jī)質(zhì)層淀積層碳酸鹽積累疏松母質(zhì)淋溶層土體層4（二）、土壤中微生物的數(shù)量與分布數(shù)量因土壤類型、土層深度、季土類 地點(diǎn) 細(xì)菌 放線菌 真菌暗棕壤 黑龍江呼瑪 2,327 612 13棕壤 遼寧沈陽 1,284 39 36黃棕壤 江蘇南京 1,406 271 6紅壤 浙江杭州 1,103 123 4磚紅壤 廣東徐聞 507 39 11磷質(zhì)石灰土 西沙群島 2,229 1,105 15黑土 黑龍江哈爾濱 2,111 1,024 19黑鈣土 黑龍江安達(dá) 1,074 319 2棕鈣土 寧夏寧武140 11 4草甸土 黑龍江亞溝 7,863 29 23嶁土 陜西武功 951 1,032 4白漿土 吉林皎河 1,598 55 3濱海鹽土 江蘇連云港 466 41 0.4（二）、土壤中微生物的數(shù)量與分布

類型不同，相差巨大5土類 地點(diǎn) 細(xì)菌 放線菌 真菌（二）、土壤中微生物的數(shù)量與分（二）、土壤中微生物的數(shù)量與分布6（二）、土壤中微生物的數(shù)量與分布6土壤團(tuán)聚體與微生物的分布:土壤團(tuán)聚體（土壤團(tuán)粒）：由土壤礦物質(zhì)顆粒（黏粒）、微生物、植物殘?bào)w以與腐殖質(zhì)構(gòu)成的微團(tuán)聚體經(jīng)過多次復(fù)合和團(tuán)聚而成的結(jié)構(gòu)。不同的團(tuán)聚體微生物的分布不同。同一團(tuán)聚體內(nèi)外微生物的分布不同。土壤顆粒表面的微生物（二）、土壤中微生物的數(shù)量與分布土層深度與同一土層的不同微環(huán)境7土壤團(tuán)聚體與微生物的分布:不同的團(tuán)聚體微生物的分布不同。同一團(tuán)聚體周圍的等氧線土壤團(tuán)聚體與微生物的分布團(tuán)聚體周圍的等氧線

耕地土壤一個(gè)團(tuán)聚體等氧壓線，在近中心部位為一缺氧帶，由此向外，氧濃度逐漸提高。O2%（二）、土壤中微生物的數(shù)量與分布8團(tuán)聚體周圍的等氧線土壤團(tuán)聚體與微生物的分布團(tuán)聚體周圍的等氧線（二）、土壤中微生物的數(shù)量與分布季節(jié)變化明顯（環(huán)境因素的綜合體現(xiàn)）；春秋季多，夏冬季少9（二）、土壤中微生物的數(shù)量與分布季節(jié)變化明顯（環(huán)境因素的綜合根際微生物溶胞物質(zhì)植物黏液滲出物黏質(zhì)植物黏液滲出物和分泌物植物黏液植物黏液植物根際（二）、土壤中微生物的數(shù)量與分布10根際微生物溶胞物質(zhì)植物黏液滲出物黏質(zhì)植物黏液滲出物和分泌物植根際微生物類群1、根際細(xì)菌：假單胞菌、黃桿菌、產(chǎn)堿桿菌

2、根際真菌：鐮孢霉屬、黏帚霉屬、青霉屬

3、根際原生動物（二）、土壤中微生物的數(shù)量與分布11根際微生物類群（二）、土壤中微生物的數(shù)量與分布11土壤中微生物的數(shù)量：1、幾百萬到幾億

數(shù)量：細(xì)菌>放線菌>真菌>藻類與原生動物細(xì)菌：類群形態(tài)多樣，大多為中溫好氧菌和兼性厭氧菌放線菌：最主要為鏈霉菌真菌：常見有青霉、曲霉等酵母藻類原生動物2、實(shí)際數(shù)目無法精確測定

（二）、土壤中微生物的數(shù)量與分布12土壤中微生物的數(shù)量：（二）、土壤中微生物的數(shù)量與分布12二、微生物在水體中的分布（一）大氣水（雨、霧、雪）微生物來源：空氣塵埃種類：球菌、桿菌與放線菌和霉菌的孢子90%為革蘭氏陰性菌；分布與數(shù)量受水體類型、層次、污染情況、季節(jié)等影響13二、微生物在水體中的分布（一）大氣水（雨、霧、雪）90%為革（二）江河水種類與數(shù)量與接觸的土壤關(guān)系密切；分布：垂直分帶分布水溶液、附著于懸浮的有機(jī)物上、沉積于底泥多能運(yùn)動；靠近城市或城市下游水中的微生物多，并且有很多對健康不利的細(xì)菌；水體自身存在自我凈化作用：14（二）江河水14（三）湖泊與池塘水微生物來源：接觸土壤、流入水體、空氣等分布：大多沉入水底種類：多樣15（三）湖泊與池塘水15藍(lán)細(xì)菌、藻、水生植物陽光表層輸入(河流)產(chǎn)氧光合動物、原生動物、好氧細(xì)菌嗜甲烷菌、無機(jī)化能細(xì)菌不產(chǎn)氧光合發(fā)酵厭氧呼吸菌產(chǎn)甲烷菌沉積物厭氧層好氧層表層輸出層次化湖泊生態(tài)EcologyofaStratifiedlake

水體不同層次微生物分布16藍(lán)細(xì)菌、藻、水生植物陽光表層輸入(河流)產(chǎn)氧光合動物、原生動（四）地下水一般無菌17（四）地下水17（五）海水微生物量最多；分布不均，更明顯的垂直分層分布；細(xì)菌有喜鹽特性，耐高壓，溫度12-25C°、pH值7.2-7.6生長最好；細(xì)菌主要為革蘭氏陰性菌。18（五）海水18三、微生物在空氣中的分布含各種微生物；來源：灰塵種類：隨場所變化。霉菌和酵母普遍存在，細(xì)菌最常見為芽孢桿菌；數(shù)目：決定于塵?？偭浚怀睗窨諝夂⑸镙^少；停留時(shí)間和塵埃大小、空氣流速、濕度、光照等因素有關(guān)19三、微生物在空氣中的分布含各種微生物；19不同室內(nèi)環(huán)境的微生物總數(shù)與致病微生物的種類和數(shù)量（cfu/m3）場所總微生物數(shù)微生物種類微生物數(shù)量住房180——辦公室1400口腔鏈球菌涎鏈球菌111.4教室2500鏈球菌草綠色鏈球菌涎鏈球菌腸球菌乙型溶血性鏈球菌36181171.1實(shí)驗(yàn)室200——醫(yī)院1100金黃色葡萄球菌革蘭氏陰性桿菌魏氏產(chǎn)氣莢膜桿菌71103.520不同室內(nèi)環(huán)境的微生物總數(shù)與致病微生物的種類和數(shù)量（cfu/m四、微生物在食品上的分布（一）糧食微生物主要為細(xì)菌和真菌細(xì)菌：植物表面附生菌，以無芽孢、革蘭氏陰性菌為主；真菌：多為霉菌孢子，常見青霉、曲霉21四、微生物在食品上的分布（一）糧食212222四、微生物在食品上的分布（二）肉類細(xì)菌和霉菌生長較快；常見細(xì)菌為好氧性芽孢桿菌、好氧性無芽孢桿菌、球菌、厭氧性細(xì)菌23四、微生物在食品上的分布（二）肉類23（三）魚類使腐敗變質(zhì)，產(chǎn)毒素耐冷細(xì)菌（四）乳類細(xì)菌：主要為乳鏈球菌、乳酸乳桿菌可攜帶病原菌含真菌24（三）魚類24主要食品中常見防腐劑的應(yīng)用情況食品名 硝酸鹽 SO2 環(huán)六甲 甲酸 乙酸 丙酸 山梨酸 苯甲酸 對羥基 聯(lián)苯 煙熏 亞硝酸鹽 基胺 苯甲酸酯干酪 （+） – （+） – – + ++ （+） （+） – ++肉制品 ++（+） –

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– ++水產(chǎn)品 + – +

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– ++蔬菜食品– +

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–果品– ++

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–軟飲料 – ++

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–葡萄酒 – ++

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–面包 –

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–糖果糕點(diǎn)–

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–在加工、制造、包裝過程中必須特別注意清潔衛(wèi)生控制保藏條件——采用低溫、干燥、密封等措施添加少量無毒的化學(xué)防腐劑——如苯甲酸、山梨酸、脫氫醋酸、維生素k、丙酸、二甲基延胡索酸等25在加工、制造、包裝過程中必須特別注意清潔衛(wèi)生25四、極端環(huán)境中的微生物1、嗜熱微生物2、嗜冷微生物3、嗜酸微生物4、嗜堿微生物5、嗜鹽微生物6、嗜壓微生物7、耐輻射微生物26四、極端環(huán)境中的微生物1、嗜熱微生物26第二節(jié)微生物與其他生物間的相互關(guān)系一、互生關(guān)系二、共生關(guān)系三、共生關(guān)系四、拮抗關(guān)系五、捕食關(guān)系六、中立關(guān)系七、競爭關(guān)系27第二節(jié)微生物與其他生物間的相互關(guān)系一、互生關(guān)系27一、互生定義：兩種生物可以獨(dú)立生活。也可以形成相互的聯(lián)合，對一方有利，或雙方都有利。（一）微生物間的互生關(guān)系例子：固氮菌和纖維素分解菌；厭氧菌與好氧菌；氧化塘處理系統(tǒng)中的藻類與異養(yǎng)菌；28一、互生（一）微生物間的互生關(guān)系281.偏利共棲：一群微生物得益，而另一群體不受影響。（普遍）氨化細(xì)菌亞硝酸菌有機(jī)氮氨態(tài)氮亞硝酸氨化作用硝化作用291.偏利共棲：氨化亞硝酸菌有機(jī)氮氨態(tài)氮亞硝酸氨化作用硝化作2、互利共棲：兩個(gè)群體相互協(xié)作，達(dá)到在某一生境中共同生存的目的。H2S硫酸鹽硫酸鹽還原菌綠硫細(xì)菌302、互利共棲：H2S硫酸鹽硫酸鹽綠硫30一、互生（二）微生物與人與動物間的互生關(guān)系例子：人與動物與其正常菌群即是互生關(guān)系。31一、互生3132323333一、互生（三）微生物與高等植物之間的互生關(guān)系例子：根際微生物與高等植物間為互生關(guān)系。34一、互生34二、共生定義：兩種微生物彼此依賴生活在一起，相互為對方創(chuàng)造有利的生存條件特點(diǎn)：在生理上相互分工，互換代謝活動的產(chǎn)物；在組織上形成了新的結(jié)構(gòu)，一旦彼此分離，各自就不能很好地生活。（一）微生物間的共生

1、例子是地衣（真菌與藻類共生體）。35二、共生35二、共生（一）微生物間的共生

2、微生物間共生關(guān)系的另一很好例證是產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌（S菌株）與產(chǎn)甲烷細(xì)菌（MOH菌株）間的共生關(guān)系。由于其間關(guān)系的緊密，以致自1906年至1967年大約60年中，學(xué)術(shù)界一直認(rèn)為它們是一個(gè)種——“Methanobacillusomelianskii（奧氏甲烷芽孢桿菌）”。36二、共生2、微生物間共生關(guān)系的另一很好例證是產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌（二、共生（二）微生物與植物間的共生體

1、根瘤：豆科植物與根瘤菌共生、非豆科植物與放線菌共生

2、菌根菌和植物

有些裸子植物如羅漢松屬（Podocarpus）和蘇鐵屬（Cycas）也具有根瘤，其中的微生物分別屬于藻狀菌類真菌和藍(lán)細(xì)菌。甚至某些野生禾本科植物（看麥娘屬和梯牧草屬）也有根瘤存在。此外，某些熱帶與亞熱帶植物如茜草科（Rubiaceae）和紫金?？疲∕yrsinaceae）等幾百個(gè)種都長有葉瘤。其中可分離到Mycobacterium（分枝桿菌屬）、Klebsiella（克雷伯氏桿菌屬）或Chromobacterium（色桿菌屬）的一些種，它們具有一定的固氮能力。

蘭科植物的種子若無菌根菌的共生就無法發(fā)芽，杜鵑科植物的幼苗若無菌根菌的共生就不能存活。37二、共生有些裸子植物如羅漢松屬（Podocar二、共生（三）微生物與動物共生

1、微生物與昆蟲的共生：外共生：例如白蟻與其腸道內(nèi)的微生物之間的共生內(nèi)共生：昆蟲與其細(xì)胞內(nèi)的共生性細(xì)菌

白蟻、蟑螂與其消化道中生存的某些原生動物間就是一種共生關(guān)系。白蟻可吞食木材和纖維質(zhì)材料，可是卻不能分泌水解纖維素的消化酶。在白蟻的后腸中至少生活有100種原生動物和微生物（已鑒定的有30多種）。它們的數(shù)量很多，例如原生動物為100萬／ml腸液，細(xì)菌為1000萬～1000億／ml腸液。這類生活在共棲宿主的細(xì)胞外或組織外的生物稱為外共生生物（ectosymbiont）。例如，Trichonymphacampanula（鐘形披發(fā)蟲）就可在厭氧條件下水解纖維素供白蟻營養(yǎng)，這時(shí)，原生動物可享受到一種穩(wěn)定和受保護(hù)的生活環(huán)境。另一類是內(nèi)共生（endosymbiosis，即細(xì)胞內(nèi)共生）。在蜚蠊目（蟑螂）、同翅目（蟬、蚜蟲等）和鞘翅目（象鼻蟲）的許多昆蟲細(xì)胞中，經(jīng)?？梢哉业阶鳛閮?nèi)共生生物（endosymbiont）的微生物，它們能為共棲生物提供B族維生素或發(fā)揮其他作用。38二、共生白蟻、蟑螂與其消化道中生存的某些原生動二、共生（三）微生物與動物共生

2、瘤胃微生物吃的是草，擠出來的是牛奶！那么，問題來了：牛奶蛋白質(zhì)的N主要來自哪里？39二、共生吃的是草，擠出來的是牛奶！39三、寄生定義：一種生物侵入另一種生物體內(nèi)吸取自己所需要的營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行生長繁殖，在一定的條件下對后者造成損害或死亡的現(xiàn)象類型：專性寄生（寄生物離開寄主不能生活）兼性寄生（寄生物可離開寄主營腐生生活）或細(xì)胞內(nèi)寄生、細(xì)胞外寄生40三、寄生40（一）微生物間的寄生關(guān)系1、一種微生物可以寄生在另一種微生物體內(nèi)。噬菌體與細(xì)菌蛭弧菌寄生于革蘭氏陰性菌蛭弧菌被噬菌體寄生（超寄生現(xiàn)象）粘細(xì)菌對細(xì)菌的寄生：依靠胞外酶溶解敏感菌群，釋放出營養(yǎng)物41（一）微生物間的寄生關(guān)系41（一）微生物間的寄生關(guān)系2、真菌間：一種真菌寄生在另一種真菌間較普遍，其方式：（1）分泌毒素，引起寄主活力衰退，然后再纏繞致死（2）菌絲侵入寄主菌絲內(nèi)，吸收營養(yǎng)使之死亡。（3）菌絲或吸器溶解寄主細(xì)胞膜，吸取其營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行行長繁殖。42（一）微生物間的寄生關(guān)系42（二）微生物對植物的寄生微生物對植物的寄生很普遍，這是植物發(fā)生病害的重要原因，能引起植物病害的有真菌、細(xì)菌、病毒等。植物病害中以真菌病害為主，占９５％，細(xì)菌性植物病害占３％43（二）微生物對植物的寄生43（三）微生物對人與動物的寄生有益；有害

寄生于動物宿主上的微生物都是一些相應(yīng)的病原微生物。其中，研究得最深入的是寄生于人類和高等動物的各種病原微生物，如細(xì)菌、放線菌、酵母菌、霉菌和病毒。另一類具有重要實(shí)踐意義的是寄生于昆蟲的各種病原微生物，例如細(xì)菌、真菌和病毒。由于大多數(shù)昆蟲都對人類有害，因此寄生于昆蟲的各種微生物就有可能供人類利用作為微生物殺蟲劑，例如蘇云金桿菌等的細(xì)菌殺蟲劑，白僵菌等的真菌殺蟲劑，以與各種病毒殺蟲劑等。當(dāng)然，寄生于昆蟲的真菌也有形成名貴中藥的，著名的冬蟲夏草（Cordycepssinensis）即為一例。44（三）微生物對人與動物的寄生寄生于動物宿主上四、拮抗定義：一種微生物通過產(chǎn)生某些代謝產(chǎn)物或改變環(huán)境條件，能抑制其它微生物生長繁殖或毒害殺死其它微生物的現(xiàn)象。類型：1、非特異拮抗關(guān)系這種抑制作用沒有特定專一性。如乳酸菌能產(chǎn)生乳酸，能抑制腐敗菌的生長，酸菜泡菜不易爛就因如此。2、特異拮抗關(guān)系一種微生物在生命活動中，能產(chǎn)生某種或某類特殊代謝產(chǎn)物，具有選擇性地抑制或殺死其它種微生物如青霉素產(chǎn)生與病原菌之間關(guān)系。

45四、拮抗45四、拮抗46四、拮抗46五、捕食定義：一種生物直接捕捉、吞食其他小型生物來滿足生存需要的現(xiàn)象類型：1、原生動物：捕食細(xì)菌等2、捕食性真菌：捕食線蟲各種捕食線蟲的真菌和捕捉器47五、捕食各種捕食線蟲的真菌和捕捉器47第二節(jié)微生物與其他生物間的相互關(guān)系六、中立關(guān)系兩個(gè)群體不存在任何關(guān)系。48第二節(jié)微生物與其他生物間的相互關(guān)系六、中立關(guān)系48第二節(jié)微生物與其他生物間的相互關(guān)系七、競爭關(guān)系空間競爭食物競爭49第二節(jié)微生物與其他生物間的相互關(guān)系七、競爭關(guān)系49腸道微生物第二大腦？/20150808/n418434943.shtml

/article/6682230.html

/2016-05-09/100941186.html

50腸道微生物第二大腦？http://health.sohC素循環(huán)N素循環(huán)硫素循環(huán)磷的循環(huán)鐵的循環(huán)第六章微生物在物質(zhì)循環(huán)中的作用51C素循環(huán)第六章微生物在物質(zhì)循環(huán)中的作用51一、碳素循環(huán)1.自然界中的碳素循環(huán)大氣中的CO2周轉(zhuǎn)利用最快。碳素循環(huán)示意圖見書P143（圖6-1）52一、碳素循環(huán)1.自然界中的碳素循環(huán)522.

微生物在碳素循環(huán)中的作用CO２的固定:微生物通過光合作用固定自然界中的CO２，合成有機(jī)物碳化物CO２的再生:

微生物進(jìn)行呼吸作用獲得能量，同時(shí)放了CO２微生物分解動、植物和微生物尸體時(shí)，產(chǎn)生大量CO２，地球上約90%的CO2是由微生物分解作用形成的CO2有機(jī)質(zhì)532.微生物在碳素循環(huán)中的作用CO2有機(jī)質(zhì)53（一）、微生物分解有機(jī)物的一般途徑復(fù)雜有機(jī)物分解為簡單有機(jī)物簡單有機(jī)物的有氧分解1.完全氧化成CO2、H2O2.不完全氧化生成有機(jī)酸簡單有機(jī)物無氧分解與甲烷生成1.簡單有機(jī)物的無氧分解2.甲烷的生成（見書P144）微生物分解有機(jī)物圖式（見書P145）54（一）、微生物分解有機(jī)物的一般途徑復(fù)雜有機(jī)物分解為簡單有機(jī)物（二）、微生物分解纖維素纖維素是天然有機(jī)物中數(shù)量最大的一類環(huán)境污染物；纖維素酶是誘導(dǎo)酶；纖維素酶類群（一）C1酶（二）CX酶（三）β-葡萄糖苷酶(C6H10O5）n101455（二）、微生物分解纖維素纖維素是天然有機(jī)物中數(shù)量最大的一類環(huán)（二）、微生物分解纖維素1、分解纖維素的微生物(1)有氧、中溫條件a.細(xì)菌（食纖維菌屬)b.放線菌c.真菌(木霉屬)

木材腐朽：棕色腐朽（褐腐）：真菌分解纖維素剩下木質(zhì)素白腐：真菌分解木質(zhì)素剩下纖維素真菌分解纖維素的能力最強(qiáng)；分解纖維素的微生物主要是擔(dān)子菌亞門非褶菌目的真菌、其它如一些放線菌、細(xì)菌和原生動物等也具有這種能力。真菌還包括一些子囊菌、半知菌和擔(dān)子菌。56（二）、微生物分解纖維素1、分解纖維素的微生物56(2)無氧中溫條件細(xì)菌：纖維分解梭菌。真菌：木朽菌、層孔菌放線菌：1、分解纖維素的微生物(3)高溫條件：在60—70℃條件下生長，并分解纖維素細(xì)菌：熱纖維菌放線菌：鏈霉菌屬、小單孢菌屬57(2)無氧中溫條件1、分解纖維素的微生物(3)高溫條件：在62.微生物分解纖維素的生化機(jī)制纖維素單糖纖維素復(fù)合酶的類型（按作用場所分）：表面酶：分布于細(xì)胞表面,不能在其細(xì)胞培養(yǎng)液中起作用的酶（食纖維菌）外酶：分泌到胞外,在細(xì)胞生活環(huán)境中起作用的酶（真菌的纖維素酶）。內(nèi)切葡萄糖酶外切葡萄糖酶β-葡萄糖苷酶纖維素復(fù)合酶582.微生物分解纖維素的生化機(jī)制纖維素復(fù)合酶的類型（按作用場纖維素來源：棉紡印染廢水、造紙廢水、人造纖維廢水與城市垃圾等，其中均含有大量纖維素。59纖維素來源：棉紡印染廢水、造紙廢水、人造纖維廢水與城市垃圾等（三）、微生物分解半纖維素結(jié)構(gòu)：五碳糖、六碳糖與糖醛酸組成的多糖；酶：專一性強(qiáng)；分解半纖維素的微生物：真菌在分解半纖維素的開始階段較為活躍后期主要靠放線菌；半纖維素的分解產(chǎn)物有己糖、戊糖，糖醛酸等。真菌（雙孢蘑菇）放線菌（青銅色小單孢菌）細(xì)菌（枯草桿菌）原生動物藻類60（三）、微生物分解半纖維素結(jié)構(gòu)：五碳糖、六碳糖與糖醛酸組成來源造紙廢水和人造纖維廢水中含半纖維素。分解過程

TCA循環(huán)聚糖酶CO2+H2O

半纖維素單糖+糖醛酸

H2O各種發(fā)酵產(chǎn)物厭氧分解

61來源造紙廢水和人造纖維廢水中含半纖維素。61（四）、微生物分解果膠類物質(zhì)結(jié)構(gòu)：半乳糖醛酸組成；酶：專一性強(qiáng)；分解果膠類物質(zhì)的微生物：細(xì)菌、放線菌、真菌；半纖維素的分解產(chǎn)物有己糖、戊糖，糖醛酸等。細(xì)菌：芽孢桿菌、梭菌、假單孢菌等放線菌：鏈霉菌、小單孢菌、游動放線菌等真菌：青霉、曲霉、木霉、根霉等

水浸法：把麻類物質(zhì)浸入水中，利用厭氣微生物分解其中的果膠。露浸法：把麻類物質(zhì)堆置并保持一定的濕度，利用好氧微生物分解果膠。果膠分解的應(yīng)用---麻類脫膠62（四）、微生物分解果膠類物質(zhì)結(jié)構(gòu)：半乳糖醛酸組成；細(xì)菌：（五）、微生物分解淀粉結(jié)構(gòu)：葡萄糖通過α-1.4糖苷鍵和α-1.6糖苷鍵聚合而成酶：淀粉酶酶的種類：α-糖苷鍵淀粉酶（液化酶）：中間切割α1.4-糖苷鍵酶，產(chǎn)物為糊精和麥芽糖β-糖苷鍵淀粉酶：端部切割α1.4-糖苷鍵酶，產(chǎn)物為麥芽糖糖化淀粉酶：產(chǎn)物為葡萄糖異淀粉酶：切割α1.6-糖苷鍵酶主要微生物：細(xì)菌：芽孢桿菌或無芽孢桿菌真菌：根霉、曲霉放線菌：小單孢菌等厭氧條件：主要梭狀芽孢菌63（五）、微生物分解淀粉結(jié)構(gòu)：葡萄糖通過α-1.4糖苷鍵和α-（六）、微生物分解脂質(zhì)物質(zhì)脂質(zhì)結(jié)構(gòu)：脂肪（脂肪酸+甘油），類脂質(zhì)（甘油其他醇+脂肪酸+磷酸+有機(jī)堿），蠟質(zhì)（高級醇+脂肪酸）酶：脂肪酶、特殊脂酶64（六）、微生物分解脂質(zhì)物質(zhì)脂質(zhì)結(jié)構(gòu)：脂肪（脂肪酸+甘油），類水中來源：毛紡、毛條廠廢水、油脂廠廢水、肉聯(lián)廠廢水、制革廠廢水含有大量油脂降解油脂較快的微生物：細(xì)菌

——熒光桿菌、綠膿桿菌、靈桿菌絲狀菌

——放線菌、分支桿菌真菌

——青霉、乳霉、曲霉途徑：水解+β氧化65水中來源：毛紡、毛條廠廢水、油脂廠廢水、肉聯(lián)廠廢水、制革廠廢（七）、微生物分解木素與芳香族化合物1.木素結(jié)構(gòu)：苯丙烷通過醚鍵與碳碳鍵連接成的高聚物；植物中最難降解Lignin木質(zhì)素木質(zhì)素空腔纖維素66（七）、微生物分解木素與芳香族化合物1.木素Lignin6767（七）、微生物分解木素與芳香族化合物1.木素酶：降解酶系，協(xié)同進(jìn)行（LiP、MnP、Laccase）微生物：真菌（主要）：白腐菌、褐腐菌、軟腐菌放線菌：鏈霉菌屬等細(xì)菌：梭菌屬等68（七）、微生物分解木素與芳香族化合物1.木素68黃孢原平毛革菌(Phanerochaetechrysosprium)是白腐真菌的一種，隸屬于擔(dān)子菌綱、同擔(dān)子菌亞綱、非褶菌目、絲核菌科。69黃孢原平毛革菌(Phanerochaetechrysosp2.芳香族化合物結(jié)構(gòu)：苯環(huán)結(jié)構(gòu)有氧降解途徑：1.芳香族化合物→→→雙酚化合物→→芳香環(huán)開裂→有機(jī)酸→→→CO2、H2O關(guān)鍵酶：加氧酶微生物：細(xì)菌：假單胞菌等放線菌：諾卡氏菌厭氧分解702.芳香族化合物結(jié)構(gòu)：苯環(huán)結(jié)構(gòu)70已知降解不同芳香烴的細(xì)菌類別71已知降解不同芳香烴的細(xì)菌類別71苯、萘、菲、蒽的降解為如下圖所示

苯的代謝72苯、萘、菲、蒽的降解為如下圖所示苯的代謝72萘的代謝73萘的代謝73菲的代謝74菲的代謝74蒽的代謝75蒽的代謝75酚也是先被氧化為鄰苯二酚，這樣各類芳香烴在降解的后半段是相同的，可表示如下76酚也是先被氧化為鄰苯二酚，這樣各類芳香烴在降解的后半段是相同（八）、微生物分解烴類1.烷烴分解途徑：逐步氧化成醇、醛、酸氧化方式：末端氧化、雙端氧化(ω-氧化)、次末端氧化2.烯烴途徑：氧化成脂肪酸3.脂環(huán)烴類途徑：氧化分解降解難易程度：脂環(huán)烴類>烷烴>烯烴微生物：細(xì)菌、放線菌、霉菌、酵母等100多屬77（八）、微生物分解烴類1.烷烴77鏈烷烴的降解

+O2R-CH2-CH2-CH3R-CH2-CH2-COOHβ-氧化

CO2+H2OCH3-COOH+R-COOH無支鏈環(huán)烷烴的降解：以環(huán)己烷為例78鏈烷烴的降解無支鏈環(huán)烷烴的降解：以環(huán)己烷為例78二氮素循環(huán)自然界的氮素循環(huán)是各種元素循環(huán)的中心，而微生物是整個(gè)氮素循環(huán)的中心。氮元素的自然形態(tài)：（1）銨鹽、亞硝酸鹽、硝酸鹽、（2）有機(jī)含氮物、（3）氮?dú)狻?9二氮素循環(huán)自然界的氮素循環(huán)是各種元素循環(huán)的中心，而微生物是(一)、生物固氮

(二)、硝化作用

(三)、硝酸鹽同化作用

(四)、氨化作用

(五)、銨鹽同化作用

(六)、異化性硝酸鹽還原作用

(七)、反硝化作用二氮素循環(huán)80(一)、生物固氮

(二)、硝化作用

(三)、硝酸鹽同化作(一)、生物固氮

1.生物固氮與化學(xué)固氮的比較

生物固氮 化學(xué)固氮生產(chǎn)條件 溫和（中溫、常壓） 高溫（500℃）高壓（200~500atm）產(chǎn)量 根瘤菌屬250Kg/公頃 非豆科植物共生固氮菌

22Kg/公頃 自生固氮菌

0.5~2.5Kg/公頃 共計(jì)：1.7108噸/年

5.0107噸/年 其中：草原3.5107噸 林地4.0108噸 海洋3.6108噸 其它土壤0.6108噸81(一)、生物固氮

1.生物固氮與化學(xué)固氮的比較 生物固氮2.固氮微生物均為原核微生物；種類：細(xì)菌、古菌、放線菌、藍(lán)細(xì)菌等生化特性和地理分布具多樣性；固氮類型（根據(jù)固氮微生物與植物的關(guān)系）共生固氮：根瘤菌聯(lián)合固氮：葉表、根際、腸道的一些微生物自生固氮：藍(lán)細(xì)菌822.固氮微生物均為原核微生物；823.固氮酶結(jié)構(gòu)：組分Ⅰ（鉬鐵蛋白）、組分Ⅱ（鐵蛋白）功能：組分Ⅰ：催化N2生成NH3組分Ⅱ：傳遞能量和還原力給組分Ⅰ833.固氮酶834.影響固氮作用的主要因素固氮條件≠生活條件最主要影響因素：C/N與含氮化合物濃度氧氣844.影響固氮作用的主要因素84(二)、硝化作用定義：氨態(tài)氮經(jīng)微生物的氧化而成為硝酸態(tài)氮的過程。過程：兩階段（1）由亞硝化細(xì)菌參與，氨→亞硝酸；（2）由硝化細(xì)菌參與，亞硝酸→硝酸。85(二)、硝化作用定義：氨態(tài)氮經(jīng)微生物的氧化而成為硝酸態(tài)氮的過(二)、硝化作用定義：氨態(tài)氮經(jīng)微生物的氧化而成為硝酸態(tài)氮的過程。微生物：化能自養(yǎng)菌（最主要）亞硝化細(xì)菌（5個(gè)屬）、硝化細(xì)菌（4個(gè)屬）生活要求：嚴(yán)格好氧；中性至微堿性條件；最適溫度30度；無需有機(jī)物；能量利用率低；生長緩慢異養(yǎng)微生物86(二)、硝化作用定義：氨態(tài)氮經(jīng)微生物的氧化而成為硝酸態(tài)氮的過

影響硝化作用的環(huán)境因素

(1)pH值：適宜微堿性

(2)溫度：4-40℃，最適：25-35℃(3)通氣：需氧

(二)、硝化作用87影響硝化作用的環(huán)境因素(二)、硝化作用87(三)、硝酸鹽同化作用定義：綠色植物和微生物在利用硝酸鹽的過程中，硝酸鹽被重新還原成NH4+后再被利用于合成各種含氮有機(jī)物，這就是硝酸鹽的同化作用。HNO3NH4+

合成性硝酸還原作用88(三)、硝酸鹽同化作用定義：綠色植物和微生物在利用硝酸鹽的過(四)、氨化作用定義：含氮有機(jī)物由微生物的分解產(chǎn)生氨的作用。含氮有機(jī)物的種類：蛋白質(zhì)、核酸、尿素、尿酸、幾丁質(zhì)等分解蛋白質(zhì)：酶：蛋白酶、肽酶、脫氨基酶、脫羧基酶微生物種類：熒光假單胞菌，普通變形桿菌，巨大芽孢桿菌，蕈狀芽孢桿菌，腐敗梭菌、木霉、曲霉等。分解核酸：酶：核酸酶、核苷酸酶、脫氨基酶微生物：普遍。如芽孢桿菌、曲霉、鏈霉菌分解尿素：酶：尿酶微生物：脲芽孢八疊球菌、巴氏芽孢桿菌）。分解幾丁質(zhì)的細(xì)菌：幾丁質(zhì)酶、脫氨基酶嗜幾丁桿菌、幾丁色色桿菌等。89(四)、氨化作用定義：含氮有機(jī)物由微生物的分解產(chǎn)生氨的作用。(五)、銨鹽同化作用所有綠色植物和微生物進(jìn)行的以銨鹽作為營養(yǎng)，合成氨基酸、蛋白質(zhì)、核酸和其它含氮有機(jī)物的作用。90(五)、銨鹽同化作用所有綠色植物和微生物進(jìn)行的以銨鹽作為營養(yǎng)(六)、異化性硝酸鹽還原作用定義：硝酸粒子作為呼吸鏈的末端電子受體被還原為亞硝酸的反應(yīng)。有時(shí)亞硝酸可進(jìn)一步通過亞硝酸銨化作用（nitriteammonification）而產(chǎn)生氨或進(jìn)一步通過反硝化作用（denitrification）產(chǎn)生氮?dú)?、NO或N2O。菌種：兼性厭氧菌，行無氧呼吸的菌種。HNO3HNO291(六)、異化性硝酸鹽還原作用定義：硝酸粒子作為呼吸鏈的末端電(七)、反硝化作用定義：由硝酸鹽還原成NO2–并進(jìn)一步還原成N2的過程（廣義）。狹義的反硝化作用僅指由亞硝酸還原成N2的過程。反硝化途徑：NO3-→NO2-→NO→N2O→N2條件：有機(jī)質(zhì)豐富；厭氧（淹水的土壤或死水塘中）菌種：少數(shù)異養(yǎng)和化能自養(yǎng)菌。如：地衣芽孢桿菌、脫氮副球菌、銅綠假單胞菌、施氏假單胞菌、脫氮硫桿菌以與螺菌屬和莫拉氏菌屬等。環(huán)境對反硝化作用的影響①水分與通氣狀況②pH值③有機(jī)質(zhì)與NO3-含量意義：土壤中氮元素流失的重要原因之一。水稻田中施用化學(xué)氮肥，有效利用率只有25%左右。另外可以利用水生性反硝化細(xì)菌去除污水中的硝酸鹽。92(七)、反硝化作用定義：由硝酸鹽還原成NO2–并進(jìn)一步還原成（八）亞硝酸氨化作用定義