微生物物质循环中作用
微生物在环境物质循环中的作用
微生物在环境物质循环中的作用
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微生物在环境物质循环中的作用
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甘油转化
微生物在环境物质循环中的作用
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脂肪酸：经过β氧化路径得到氧化。从脂 肪酸上断下一个个乙酰辅酶A，进入TCA 环，每次2个碳原子，直到全部转化。假 如是奇数脂肪酸，最终还有丙酸。
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微生物在环境物质循环中的作用
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2、尿素氨化 人、畜尿中含有尿素，印染工业中印花 浆用尿素作膨化剂和溶剂，故印染废水中 含有尿素。尿素被细菌水解产生氨，如尿 八联球菌、尿小球菌、尿素芽孢杆菌等。
尿酶 CO(NH2)2 + 2H2O → (NH4)2CO3 → 2NH3 + CO2 + H2O
碳酸铵，很不稳定
微生物在环境物质循环中的作用
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分解脂肪微生物：脂肪是比较稳定化合物， 但仍有微生物能够降解它。如细菌中荧光 杆菌、绿脓杆菌、灵杆菌等，真菌中青霉、 白地霉、曲霉、镰刀霉及解脂假丝酵母等 及一些放线菌。
微生物在环境物质循环中的作用
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第二节 微生物与氮循环
一、氮循环 氮循环主要包含氨化作用、硝化作用、 反硝化作用及固氮作用。
能分解含硫有机物微生物很多，引发含 氮有机物分解微生物都能分解含硫有机 物产生硫化氢。
微生物在环境物质循环中的作用
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甲酸、乙酸、NH3和H2S可在好氧条件下分 解转化成CO2、 H2O、 NO2- 、NO3 -、 SO42-。
微生物在环境物质循环中的作用
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2、硫化作用 硫化作用：在有氧条件下，经过硫细菌 作用将硫化氢转化成元素硫，再进而氧 化成硫酸过程。
微生物在自然界物质循环中的作用
微生物分解含氮有机物产生氨的过程称为氨化作用。氨化作用在农业生产中十分重要，施入土壤中的各种动植物残体和有机肥，包括绿肥、堆肥和厩肥都含有丰富的含氮有机物。这些有机物须通过各类微生物的作用，将其氨化后才能被植物吸收和利用。水中的氨化细菌有助于水体中氮的循环和水的清洁，湖的底泥中氨化细菌相当活跃(Genovese,1994)。
[14] Shivokene Y S Role of the digestive tract microorganisms in the ner of various physiological groups in carp during artificial feeding [J] Liet Tsr Mokslu Akad Darb Ser C Biol Mokslar 1996,2:143-151
2.1 固氮作用
分子态氮被还原成氨或其它氮化物的过程称为固氮作用。自然界氮的固定有两种方式，一是非生物固氮，即通过雷电、火山爆发和电离辐射等固氮以及人工合成氨，非生物固氮形成的氮化物在数量上远不能满足自然界生物生长的需要；二是生物固氮，即通过微生物的作用固氮，自然界生物生长所需要的氮大部分通过这种作用提供。生物固氮不仅经济，而且不破坏环境，在N2的转化中占有重要地位。湖水沉积物中含有大量的固氮菌(Peptea,1993)，能够固氮的微生物均为原核生物，主要有细菌、放线菌和蓝细菌(徐孝华,1991)。
[6] 王家玲等 环境微生物,北京:高等教育出版社,1988
[7] 夏淑芬 张甲耀 微生物生态学,武汉:武汉大学出版社,1988
[8] 徐孝华 普通微生物学,北京:北京农业大学出版社,1991
[9] 周德庆 微生物学教程,北京:高等教育出版社,1993
微生物在物质循环中的作用
微生物在物质循环中的作用1. 微生物的神奇世界微生物，嘿，听起来有点神秘吧？其实，它们就在我们身边，随时随地。
想想看，咱们的肚子里、土壤里、甚至空气中，都有微生物在忙碌着。
它们小得像灰尘，却有着无与伦比的力量。
这些小家伙们在自然界中扮演着超重要的角色，简直就像是大自然的清道夫。
它们不仅帮助我们消化食物，还在环境中进行物质循环，维持生态平衡，真是个“万事通”呢。
想象一下，土壤里的微生物就像一群勤劳的小工人，白天黑夜地忙碌着，把植物的残骸、动物的尸体等有机物分解成简单的营养物质。
这个过程可有意思了，微生物们就像是给土壤施肥的小仙女，帮助植物吸收养分，让一切焕发新生。
没它们可不行，土壤要是没有微生物，那可真是“无米之炊”，啥都种不了。
2. 物质循环的“中坚力量”2.1 碳循环说到物质循环，咱们不得不提碳循环。
简单来说，碳是生命的基础。
植物通过光合作用吸收二氧化碳，长得茁壮，接着又被动物吃掉。
可是，动物死后怎么办呢？这就得靠微生物出马了。
它们把这些“遗体”给分解了，释放出二氧化碳，让植物再吸收，形成一个完美的循环。
要是没有这些微生物，二氧化碳就像个“恶霸”，不知该如何处理，环境肯定会变得一团糟。
2.2 氮循环然后还有氮循环。
氮是植物生长的重要元素，听上去就像是一道营养大餐。
可植物可不能直接吸收空气中的氮，这时候微生物就站出来了。
有些微生物能把空气中的氮转化为植物能用的形式，简直就是植物的“营养师”。
这帮小家伙儿的工作可不轻松，得在土壤里辛勤劳作，真是为我们默默奉献。
3. 微生物的多才多艺3.1 腐烂与再生微生物的才艺可不仅限于分解，它们还在腐烂与再生的过程中发挥着重要作用。
你想，落叶归根，树木的生命最终又回到了土壤中。
这一切的幕后英雄，就是这些小小的微生物。
它们把死亡的物质变成新生命的养分，生活在循环的舞台上，演绎着生命的交响曲。
3.2 对抗污染此外，微生物还在环境保护中大显身手。
面对工业污染，微生物能够分解有害物质，帮助清理环境。
微生物在生态中的作用
微生物在生态中的作用微生物是生命系统中一类重要的生物体，其数量巨大，适应性强，降解性好，能够处理各种生物和非生物有机物，在物质循环和物质转化过程中具有重要的作用。
对于维护生态环境的平衡，保护自然资源和生态系统的稳定性，微生物扮演着不可替代的角色。
一、微生物在生态环境中的功能1、降解有机物微生物是自然环境中最重要的降解生物。
微生物能够分解和转化各种有机物质，使有机物变成可利用的无机物质，充分利用和回收资源。
特别是在土地、水域和废弃物处理等领域，微生物起到了重要的作用。
比如，土地里各种废弃物和农田里的秸秆、根部等都需要依靠微生物的分解来变成肥料，以维持农业生态循环；水中污染物需要通过微生物的生物降解来使废水变得清洁。
2、固氮微生物中有许多细菌能通过固氮作用将氮气转变成氨，使氨成为可供植物利用的化合物，促进植物的生长和发育，对环境的改良有着巨大的益处。
3、生物控制微生物在生态环境中还具有生物控制的功能。
比如，在农业生态系统中，微生物可以降解并消灭各种有害生物，如菌钮蠅、千层虫、蓟马等农业害虫；在湖泊和河流生态系统中，微生物能降解和抑制富营养化现象，保护水体的健康。
二、微生物在生态系统中的重要性1、维持生态平衡微生物可以加速有机物质的分解和转化，促进营养物质的再生。
它们代谢和降解的产品使得其他生物物种也可以得到充足的营养。
在微生物的不断降解中，大分子有机化合物逐渐分解成为简单的无机盐，再进一步赋予植物生命所需的营养元素，促进生态系统中各生物之间物质和能量的流动，维持着生态平衡。
2、保障生态系统的运作和自净能力微生物作为生态系统的“守护者”，降解污染物质和各种有机废弃物，维持生态环境的自净能力。
此外，在生物循环中，微生物也担任了重要的角色，有助于紧密的生态联系，促进生态系统的运作三、微生物在人类生活中的应用1、发酵工业微生物在发酵工业中有着广泛的应用。
在酿酒、酿醋、制奶酪和发酵蔬菜等多个领域中，微生物加入后能够促进有益物质的生成和质量的提高。
微生物在环境保护中的作用
微生物在环境保护中的作用微生物是一种微小的生物体，包括细菌、真菌、病毒等，它们广泛存在于土壤、水体、空气等环境中。
微生物在环境保护中扮演着重要的角色，它们参与着物质循环、生态平衡、污染治理等过程，对于维持生态环境的稳定和健康起着至关重要的作用。
一、微生物在有机物降解与循环中的作用微生物在有机物降解与循环中发挥着重要的作用。
例如，微生物通过分解有机物质，将其转化为二氧化碳和水，并释放出能量。
这个过程被称为有机物降解，有助于维持环境的健康。
此外，微生物还参与了氮循环、硫循环等过程，通过将氮、硫等元素转化为可被其他生物利用的形式，促进了物质的循环与再利用。
二、微生物在土壤保育中的作用微生物对土壤的保育起着至关重要的作用。
首先，微生物通过分解有机质，将其转化为养分，使得土壤具有更好的肥力。
其次，微生物还可以产生胞外多糖等物质，形成土壤团聚体和胶结体，提高土壤的结构和稳定性。
此外，微生物还可以抑制土壤病原菌的繁殖，保护植物免受病害的侵袭。
因此，微生物在土壤保育中发挥着非常重要的作用。
三、微生物在水质净化中的作用微生物在水质净化中具有显著的作用。
例如，一些细菌和藻类可以吸收水体中的营养盐，减少水体富营养化现象的发生。
另外，微生物还可以吸附和降解水中的有机物、重金属等污染物，将其转化为无害的形式。
此外，微生物还可以消除水体中的臭味、改善水质的口感，提高水源的安全性。
因此，微生物在水质净化中扮演着至关重要的角色。
四、微生物在污染治理中的作用微生物在污染治理中发挥着独特的作用。
例如，一些特殊的细菌可以降解有机污染物，转化为无害的物质。
这种方法被称为微生物降解，可以有效地减少有机污染物对环境和人体健康的危害。
此外，微生物还被广泛应用于废水处理、土壤修复、垃圾处理等领域，具有广阔的应用前景。
综上所述，微生物在环境保护中发挥着重要的作用，包括有机物降解与循环、土壤保育、水质净化以及污染治理等方面。
了解微生物的作用和应用，不仅有助于保护和改善环境，还为解决各种环境问题提供了新的途径和方法。
微生物在地球物质循环中的作用
微生物在地球物质循环中的作用地球是一个庞大而复杂的系统，其中各种物质在不断地循环和转移。
微生物是地球上生物种类最丰富、最广泛分布的生物群体之一，其在地球物质循环中发挥着不可替代的作用。
本文将从微生物在土壤、水、大气等方面对物质循环的影响展开论述。
一、微生物在土壤物质循环中的作用1. 微生物的能量转化作用微生物通过分解有机物质为无机物质，能够释放出能量供自己和其他生物利用。
许多微生物通过腐烂作用分解植物和动物的尸体、粪便等死亡物质，将有机物质中的碳、氢、氧等元素转化成二氧化碳、水以及其他无机物质，并在此过程中释放出能量，这些无机物质及能量也能够被其他生命体利用。
2. 微生物的氮、磷等元素转化作用微生物中的许多种类能够将氮气转化成氨，使之变为能被植物直接利用的形式。
微生物还能够干扰土壤中磷和其他无机元素的循环，使之更适合被植物吸收。
这种元素转化作用可以使土壤肥沃，更适宜植物生长。
3. 微生物的土壤改良作用微生物通过胞体分解和分解有机物质，能够释放出多种有机物和有益物质，如氨、有机酸、多糖、生长因子和微量营养素等，对土壤的酸碱性、水分、结构等进行调节，并促进土壤微生物的繁殖和活动，提高土壤的肥力和水分保持能力。
二、微生物在水中物质循环中的作用1. 微生物的水分处理作用微生物可以利用悬浮在水中的溶解性有机物和营养盐，通过吸收、分解和胞外酶活性等方式，转化这些溶解性有机物和营养盐为悬浮微粒和生物质，促进了水体循环的平衡。
2. 微生物的水污染处理作用水体中的底泥中往往含有一定量的有机物和其他污染物，这些污染物通过微生物不断地转化和分解，被还原成无害的物质并且尽可能地去除掉。
3. 微生物的水促进溶解有机质的作用许多微生物能够利用水中溶解的有机物质，通过吸收、分解和胞外酶活性等方式，转化这些有机物质为悬浮微粒和生物质，促进了水体循环的平衡。
三、微生物在大气中物质循环中的作用1. 微生物的生物修复作用微生物能够用生物化的方式将大气中的污染物质，如空气中的污染物或持久性有机污染物，转化为非有毒的物质，这种过程被称为生物修复。
第二单元第三章第四节 《微生物在生物圈中的作用》教案(教案)
济南版生物七年课时教学设计课题《微生物在生物圈中的作用》单元二学科生物年级七学习目标1．描述微生物在物质循环中的作用。
2．列举微生物对动植物及人类的影响。
3．从多角度、多层次比较全面地认识自然界中微生物的作用。
重点微生物在物质循环中的作用。
难点微生物在物质循环中的作用。
教学过程教学环节教师活动学生活动设计意图导入新课我们都知道小猫种鱼的故事，小猫把鱼种在了地里，它想到了秋天获得更多的鱼。
想一下1.小猫春天把鱼种到土壤里，秋天会有收获吗？【不会】2.秋天到了，小猫不仅没有收到更多的小鱼，之前种下的小鱼也不见了，小鱼到哪里去了呢？【鱼被微生物分解了】按生活常识解释引出兴趣讲授新课在动植物的体内外，在土壤、空气、冰川、大海、沙漠中，到处都有微生物存在。
微生物是生物圈中不可缺少的组成成分。
细菌和真菌几乎是无处不在的。
在砧板上、在抹布上细菌和真菌是非常多的。
有些细菌在极端环境中还可以生存。
如海底的古细菌、火山口的细菌等。
地球上每时每刻都有大量的动植物死亡，动物细菌的广布让学生知道微生物的分布范围每天都要排出许多粪便，生物圈却并未因此垃圾堆积如山，这主要归功于生物圈中的一些营腐生生活的细菌和真菌。
一、促进生物圈中的碳循环观察：微生物在碳循环中的作用讨论：1.绿色植物生活所需要的二氧化碳物质来自（大气）水、无机盐等物质来自（土壤）2.各种生物生活所需要的氧气来自（绿色植物的光合作用）3.生物圈中的动物体内的有机物是哪里来的呢？【直接或间接以植物为食从而得到现成的有机物】4.为什么自然界中生物遗体、粪便等会消失呢？【被腐生微生物分解】5.腐生微生物分解生物遗体、粪便中的有机物会产生什么呢？【二氧化碳、水、无机盐】6.各种生物与环境之间的关系是怎样的？【各种生物都依赖于一定的环境，并能适应环境，又都能影响环境。
】营腐生生活的细菌、真菌等微生物以分解动植物的尸体、粪便为生，可将动植物尸体、粪便中的有机物分解成二氧化碳、水、无机盐等，归还到大自然中，绿色植物再利用它们制造有机物。
第八章微生物在自然界物质循环中的作用2案例
二氧化碳的固定是将二氧化碳还原为碳水化合物的生化反 应过程。
1、光合微生物的种类和特性：
光合微生物：藻类、蓝细菌和光合细菌。
2、化能合成微生物的种类及特性
化能合成微生物的种类：氢细菌、硝化细菌、
有机物的矿化--二氧化碳的再生
• 食物链的媒介作用 • 自养生物同化作用合成的有机碳化合物，经食物链传递到 异养微生物体内并作为生长的基质被分解，有氧条件下有 机碳最终的代谢产物为 CO2及难以分解的腐殖质。无氧条 件下代谢产物为有机酸、醇、CO2、氢等。 • 微生物为：真菌、细菌和放线菌
定义：绿色植物和微生物在利用硝酸盐的过程中，硝
酸盐被重新还原成NH4+后再被利用于合成各种含氮有
机物，这就是硝酸盐的同化作用。
四、反硝化作用
• 定义：由硝酸盐还原成NO2–并进一步还原成N2的过程 （广义）。狭义的反硝化作用仅指由亚硝酸还原成N2的 过程。 • 条件：厌氧（淹水的土壤或死水塘中） • 菌种：化能自养菌和部分异养菌。 • 如：Bacillus lichenoformis（地衣芽孢杆菌）、 Paracoccus denitrificans（脱氮副球菌）、Pseudomonas aeruginosa（铜绿假单胞菌）、Ps. stutzeri（施氏假单胞 菌）、Thiobacillus denitrificans（脱氮硫杆菌）以及 Spirillum（螺菌属）和Moraxella（莫拉氏菌属）等。 • 意义：土壤中氮元素流失的重要原因之一。水稻田中施 用化学氮肥，有效利用率只有25%左右。另外可以利用 水生性反硝化细菌去除污水中的硝酸盐。
极生、双极生)进行趋磁性运动。
实验证明：当把一小滴泥浆用暗场照明的显 微镜在低倍率（约80倍）下放大检查时，游 动的、折射光的细菌看起来像一些游动的小 光点。在只有地磁场而没有其它磁场作用时， 一些细菌就持续不断地向北游动，并聚集在 小水滴的北面的边缘。如果把一条形磁铁放 在附近，细菌就游向吸引罗盘针指向北端的
微生物在环境物质循环中的作用
5.脂肪的转化
脂肪是甘油和高级脂肪酸所形成的脂，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。
ATP 甘油
甘油的转化途径
α-磷酸甘油 磷酸二羟丙酮 丙酮酸，进入TCA环
脂肪酸：通过β氧化途径得到氧化。从脂肪酸上断下一个个的乙酰辅酶A，进入 TCA环，每次2个碳原子，直到全部转化。如果是奇数的脂肪酸，最后还有丙酸。
缺氧。
反硝化作用的意义： 土壤中发生反硝化作用，会降低土壤的肥力； 污
水生物处理的二沉池中发生反硝化作用，产生的氮气会把池底的沉淀污泥带上浮 起,影响出水水质;利用反硝化作用，可以去除水中的氮（生物脱氮）。
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。在固氮 微生物的固氮酶的作用下，把分子氮转化成氨，进而合成有机氮化合物， 称为固氮作用。
9.3 微生物与氮循环
自然界中的氮元素有：分子氮（空气中的N2）、有机氮（蛋白质等）、无 机氮（NH4+、NO3-等）。
氮元素是生物体合成及蛋白质的主要成份，是构成生物体的必需元素。 大气体积中约有７９％是分子态氮，但所有植物、动物和大多数微生物都 不能直接利用。初级生产者植物体需要的氨盐、硝酸盐等无机氮化物、在 自然界为数不多，常常限制了植物体发展，只有将分子氮进行转化和循环 ，才能满足植物体对氮素营养的需要。因此氮素物质的相互转化和不断地 循环，在自然界十分重要。
烃类物质的转化
（一）烷烃的转化 甲烷的氧化途径： CH4+2O2
（二）芳香烃的转化
CO2+2H2O+887kJ
芳香烃的微生物降解主要有两条途径：以是在微生物酶的 作用下，直接将分子中的苯环打开，然后进一步分解；另 一途径是先由微生物除去芳香化合物侧链上的基团，转变 成儿茶酚、原儿茶酸或2,4-二羟基苯甲酸，然后进一步分 解。
微生物在生物圈中的作用
微生物在生物圈中的作用微生物在生物圈中起着非常重要的作用。
微生物是一类非常小型的生物，包括细菌、真核微生物（如真菌和原生生物）以及病毒。
它们广泛存在于地球上的各个环境中，不仅在数量上占据主导地位，而且在生物圈的物质循环、能量流动以及生态平衡中发挥着关键的作用。
首先，微生物在生物圈中参与了重要的物质循环。
它们是地球生物碳、氮、磷等元素循环的关键驱动者。
例如，细菌和真菌可以分解有机物质，将复杂的有机物分解为简单的无机分子，从而释放出有机碳、氮和磷等养分。
这些养分可以再次被植物吸收利用，维持生物圈中生物的生长和繁殖。
此外，微生物还可以通过固氮作用将大气中的氮气转化为植物能够利用的氨或亚硝酸盐。
这些微生物因此被称为地球的生态工程师，推动了生物圈中元素的循环。
其次，微生物在生物圈中参与了能量的流动。
微生物在光合作用和呼吸作用中扮演着重要的角色。
光合作用是通过将太阳能转化为化学能，合成有机物质。
在这一过程中，细菌和微藻通过吸收光合作用中剩余的光能，将其转化为化学能，进而被其他生物利用。
在呼吸作用中，微生物通过分解有机物质来释放能量，并将其储存为生物分子的化学能。
这些微生物同样被各种消费者所利用，从而维持生态系统的能量流动。
除了以上作用，微生物还参与了废物处理、土壤形成、气候调节等重要过程。
它们可以分解和降解有机废弃物，从而减少环境中的有害物质，清除水体和土壤中的污染物。
微生物在土壤中形成了复杂的微生物群落，促进了土壤的肥沃和健康。
此外，微生物通过调节地球大气中的气体组成，影响着气候变化。
例如，海洋微生物通过海洋碳循环调节了地球大气中的二氧化碳含量，从而影响全球气候。
综上所述，微生物在生物圈中发挥着重要的作用。
它们参与了物质循环、能量流动以及生态平衡等关键过程，维持了生物圈的稳定性和多样性。
了解和保护微生物的作用，对于维护地球生态环境的健康和可持续发展具有重要意义。
微生物在自然界物质循环中的作用
3. 磷的同化作用 ? 可溶性的无机磷化合物能被微生物同化为有机
磷，成为活细胞的组分。
? 在水体中，磷的同化主要是由藻类进行的，并 沿食物链传递。
自生固氮微生物
? 1、概念：是指在土壤中能够独立 进行固氮的微生物
? 2、代表生物： 圆褐固氮菌（属于细菌）：具有较强的固氮能力 ，并且能够分泌生长素，促进植物生长和果实发 育
共生固氮微生物 －－根瘤菌
1.土壤中独立存在时有无固氮能力？
2.只有侵入到特定种类的豆科植 物的根内时才具有固氮能力。
根瘤与根瘤菌
? 根瘤菌是与豆科等植物互利共生的一类细菌。能 够将大气中的氮还原为氨供给豆科植物，同时又
从豆科植物体中获取有机物。 豆科植物开花之前 ，根瘤菌的固氮能力最强。
? 根瘤是根瘤菌侵入豆科植物根部后不断繁殖，刺 激根内薄壁细胞，导致这些细胞强烈的分裂和生 长，从而使根部局部膨大形成瘤状突起，即根瘤 。
第三节 硫循环
一、硫循环的过程
? 含硫的化合物有：含硫有机物（蛋白质中的 SH 基等），无机硫化合物，元素硫
二、微生物在硫循环过程中的作用
? 微生物参与了硫素循环的各个过程，并起着很重 要的作用。
1. 含硫有机物的转化（脱硫作用） ? 生物体内的含硫有机物主要是含硫的蛋白质和氨
基酸，如蛋氨酸、半胱氨酸、胱氨酸等。它们在 微生物的作用下被分解脱巯基产生硫化氢。 ? 能分解含硫有机物很多，引起含氮有机物分解的 微生物都能分解含硫有机物产生硫化氢。
( 丙氨酸 )
( 乙胺)
H 2N(CH 2)4CHNH 2COOH → H2N(CH 2)5NH2
(赖氨酸 )
( 尸胺)
（二）尿素的氨化
? 人、畜尿中含有尿素，印染工业中的印花浆用尿素 作膨化剂和溶剂，故印染废水中含有尿素。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。
微生物与物质循环
1.循环过程：
2.作用：
1微生物的分解作用：将有机物分解成CO2,90%的CO2由微生物产生。
2部分合成作用：光合作用和化能自养作用。
二、微生物在氮素循环中的作用
1.氮素循环：
在自然界螽氮素以三种状态存在：分子态N2；无机态结合氮；有机氮。
循环过程：
2.作用
十分重大，空气中含有79%的分子N,近4000万亿吨，但所有动物、植物和大多数的微生物都不能直接利用他们，而植物体所需要的铵盐、硝酸盐等无机氮化物自然界中含量不多，只占有机氮的1%，约2-2.5亿吨；常常不能满足需要，有机氮含量虽多，但植物不能直接利用，只有将其分解转化才能被利用，而微生物参与了这一循环的所有过程。微生物通过：固氮作用、氨化作用、硝化作用、反硝化作用、氮素的同化作用等参与循环，使循环得以顺利进行。
授课
内容ห้องสมุดไป่ตู้
第九章微生物与物质循环
课时安排
2
教学
目的
要求
了解微生物在自然界中碳素循环、氮循环、硫循环和磷的转化中的作用。
教学
重点
难点
碳循环、氮循环
教学
方法
手段
讲授
教
学
内
容
微生物在自然界物质循环中的作用：
1.微生物的分解作用：有机态————→无机态
异养菌
2.微生物的合成作用：光合细菌的光合作用，化能自养细菌的自养作用，碳酸盐还原。
三、硫素循环
微生物通过分解作用、同化作用、无机硫的氧化作用（自养作用）、无机硫化物的还原作用参与硫素循环，并在其中起重要作用。
循环过程：硫的同化、脱硫作用、硫化作用、硫酸盐还原作用。
四、磷素循环
微生物在生态系统中的角色
微生物在生态系统中的角色生态系统是由物质和能量在生物与非生物环境中循环流动的一个系统。
微生物作为生物体中最微小的单元，在生态系统中发挥着重要的角色。
本文将探讨微生物在生态系统中的作用和影响。
一、微生物在物质循环中的作用1. 微生物的分解作用微生物能分解复杂有机物，将有机物分解为简单的无机物质。
例如，细菌和真菌能分解植物和动物的遗体，将其转化为二氧化碳、水、无机盐等物质，使其重新进入生物循环中。
微生物对有机废弃物的分解促进了养分的再循环，维持着生物体系的平衡。
2. 微生物的氮循环作用微生物在氮循环中扮演着重要的角色。
在土壤中，脱氢酶细菌能将亚硝酸盐还原成氮气，从而减少土壤中的氮污染。
此外，一些微生物如根瘤菌能固定氮气，将氮气转化为植物可利用的形式，提供植物生长必需的营养。
3. 微生物的矿物质转化作用生态系统中的一些微生物能够参与矿物质的转化。
例如，硫细菌能氧化硫化物，将其转化为硫酸盐，从而使硫在生态系统中循环；铁细菌能氧化铁离子，形成可溶性的铁盐。
这些微生物参与的矿物质转化过程对于生态系统的平衡和稳定起着重要作用。
二、微生物在能量流动中的作用1. 微生物的光合作用虽然光合作用主要由植物完成，但一些微生物也能通过光合作用产生能量。
例如，一些细菌和蓝藻具有光合能力，能利用光能合成有机物质。
这些微生物的光合作用为生态系统提供了能量来源。
2. 微生物的降解作用微生物在能量流动中扮演着降解有机物的角色。
它们分解有机物，释放出能量供其他生物利用。
例如，一些厌氧细菌能分解有机物并产生甲烷，而甲烷可作为能量来源被其他生物利用。
三、微生物对生物多样性的影响微生物在生态系统中对生物多样性和物种的维持起着至关重要的作用。
微生物的多样性反映了生态系统的健康状态。
微生物通过与其他生物相互作用，维持了生态系统中的平衡和稳定。
1. 微生物的共生作用微生物可以与其他生物共生，形成共生关系。
例如，瘤菌根与植物根系形成共生关系，矿化细菌与动物共生等。
微生物在生态系统中的能量和物质循环
微生物在生态系统中的能量和物质循环微生物是生物界中极其重要的一部分，虽然它们在日常生活中往往被我们所忽视，但是它们在地球生态系统的能量和物质循环中扮演着极为重要的角色。
本文将从微生物的能量来源、作用于生态系统的能量、物质循环等方面对微生物在生态系统中的作用进行分析和总结。
一、微生物的能量来源能量是生态系统中的一个无比重要的因素，而微生物在生态系统中的作用就是利用化学反应或生物反应的方式来获取生命所需的能量。
例如，在水体中的微生物利用光合作用中产生的氧气来进行自身的呼吸，从而使得水体中的被动生物也能够获得相应的能量。
此外，微生物还能以其他生物的排泄物、死亡腐烂物以及自身的代谢产物等为能量来源，这些能量都是微生物获取外部环境能量的渠道。
微生物的代谢反应具有高度的专业性，它们可以通过发酵、厌氧呼吸、光合作用、化学反应等多种途径来获取所需的能量，其能量利用完美地契合了环境的适应性要求，从而维持了物种的生存。
二、微生物对生态系统的能量循环的作用能量是生命体系中不可或缺的财富，而微生物在生态系统中通过代谢反应、分解、转化等过程参与到能量循环中。
例如，微生物在生物降解中起着重要的角色，将有机物分解为有用的成分，使得该元素循环得以完成。
同时，微生物还能通过消费其他生物、死亡腐烂、被动吞噬等过程将不同形式的能量互相转化，从而使得能量在系统中得到了充分的利用。
此外，微生物在自然界中的各种生态环境中的生存都是以一种格外复杂的方式互相联系的，它们通过分解有机物，将有机物利用为能量并在物质循环中起到相对比较重要的角色。
由此可见，在生态系统中，微生物通过分解、转化等过程，对能量循环起到了十分重要的作用。
三、微生物对生态系统中物质循环的作用微生物在生态系统中同样扮演着非常重要的角色，可以通过各种途径，也能够以多种形式参与到生态系统中物质循环之中。
具体而言，微生物在水体、土壤、空气等环境中都有着重要的作用。
在土壤中，微生物通过分解有机物质，从而协助植物吸收养分，使其能够在生长过程中充分利用可用的养分，提高养分利用率，从而为生态系统的物质循环做出了巨大的贡献。
微生物在沉积过程中的生态作用
微生物在沉积过程中的生态作用一、微生物在沉积过程中的角色与重要性沉积过程是自然界中物质循环和能量流动的重要环节，而微生物作为这一过程中的关键参与者，发挥着不可替代的作用。
微生物群落的多样性和复杂性决定了它们在沉积物中的功能和生态地位。
它们不仅参与有机物质的分解和转化，还影响着沉积物的物理化学性质，从而对整个生态系统产生深远的影响。
1.1 微生物在有机物质循环中的作用微生物通过分解有机物质，将复杂的有机化合物转化为简单的无机物质，如二氧化碳、水和矿物质，这些无机物质随后可以被植物吸收利用，完成物质的循环。
这一过程不仅促进了生态系统中能量的流动，还维持了生态系统的平衡。
1.2 微生物对沉积物物理化学性质的影响微生物的活动可以改变沉积物的物理结构，如通过生物膜的形成增加沉积物的粘附性，或者通过生物扰动改变沉积物的颗粒分布。
同时，微生物代谢过程中产生的代谢产物，如酸、碱和气体，也能改变沉积物的化学环境，影响其他生物的生存和活动。
1.3 微生物在沉积物中的生物地球化学循环中的作用生物地球化学循环是地球生态系统中的基本过程，包括碳、氮、硫和磷等元素的循环。
微生物通过其代谢活动，如硝化、反硝化、硫化和硫酸盐还原等过程，参与这些元素的转化和循环，对维持地球生态平衡具有重要作用。
二、微生物群落结构与沉积环境的关系微生物群落的结构和功能受到沉积环境的多种因素影响，包括温度、pH值、溶解氧、营养盐浓度等。
这些环境因素决定了微生物群落的组成和多样性，进而影响沉积过程中的生态功能。
2.1 环境因素对微生物群落结构的影响不同的环境条件会筛选出适应这些条件的微生物种类。
例如，在缺氧的环境中，厌氧微生物会占据优势地位，而在富含有机质的环境中，分解者微生物的多样性和数量会显著增加。
2.2 微生物群落对沉积环境的响应与适应微生物群落能够通过基因表达的调控和代谢途径的调整来响应环境变化。
这种适应性使得微生物能够在变化的环境中保持其生态功能，甚至在某些情况下，能够促进环境的稳定和恢复。
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生态系统的物质循环带有全球性，又叫生物地球化学循环，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，是推动地球向更有利于生物生存繁衍方向演化的巨大动力，是地球化学循环的重要组成部分。
地球上的大部分元素都以不同的循环速度参与生物地球化学循环。
高中生物讲述的物质循环有c、N、s的循环，受两个主要生物过程控制，一是光合生物对无机营养物的同化，二是后来进行的异养生物的矿化。
微生物在有机物的矿化中起决定性作用，地球上有机物的矿化9O％都是由细菌和真菌完成的。
一、C循环中微生物的作用
在组成生物体的大量元素中，c是最基本的元素，接近生命有机体干物质重量的50％，碳循环是最重要的物质循环，也是生物圈总循环的基础。
大气中C元素以CO2形式存在。
在C的循环过程中，初级生产者把CO2转化为有机碳，初级生产者主要是绿色植物，还包括很多自养微生物，例如硝化细菌、光合菌等。
有机碳被异养消费者利用，并进一步进行循环，部分有机化合物经呼吸作用被转化为CO2，初级生产者和其他营养级的生物残体最终被分解者分解而转化成CO2。
分解者包括一些体型较大的蚯蚓、蜣螂等异养宏体动物和微生物参与，但微生物的作用最重要，在有0的情况下，宏体生物和微生物都能分解简单的有机物和生物多聚物(淀粉、果胶、蛋白质等)，但微生物是唯一在厌氧条件下进行有机物分解的生物，微生物能使非常丰富的生物多聚物得到分解，腐殖质、蜡和许多人造化合物只有微生物才能分解。
二、N循环中微生物的作用及比较
氮是植物肥料三要素之一，它在植物营养中占有极其重要的地位，作物产量的高低首要的因素是氮素的供应，空气中氮素的含量高达79％左右，但植物不能利用空气中游离的氮。
植物的氮素来源于土壤，土壤可通过两种途径获得氮，一种是含氮肥料的施用，另一种是生物固氮，且以生物固氮为主。
能固氮的生物是一些原核生物，例如共生的根瘤菌、自生的圆褐固氮菌，将空气中的氮还原成氨(NH，)，植物能直接吸收少量的NH，但NH不能在植物体内积累，因为氨的浓度过高对植物有毒害作用，所以NH要转化为铵态氮(NH4+)或在硝化细菌作用下转化为硝态氮(NO，
一)，才能被植物大量吸收。
植物体内的含氮化合物沿食物链、食物网被多级利用，最后以尿素或随动植物遗体被分解者分解，分解者中大量微生物将含氮的有机物分解成NH。
NH，可重复被植物吸收，未被吸收的NO3-在0：不足时被反硝化细菌还原成NO：-和N：，返回大气中。
N的循环概括如下：
N循环中涉及多种微生物，比较如下：
三、S循环中微生物的作用硫是生命有机体的重要组成部分，大约占干物质的1％。
硫循环每一步都有微生物的参与作用。
特别是生物尸体和残留物中含硫蛋白质会经微生物作用释放出H2s等含硫气体，一般腐生细菌都具有分解有机硫化物的能力。