微生物在环境物质循环中作用要点40页PPT
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杆菌
螺旋菌
二、细菌的结构
细胞质
荚膜(保护） 细胞壁 细胞膜
细菌的结构模式图
鞭毛（运动）
三、细菌的生殖 分裂生殖
真菌
一、真菌形态：单细胞真菌、多细胞真菌。 二、单细胞真菌主要为酵母和类酵母菌（如隐球菌念珠菌） 呈圆形或椭圆形。 三、多细胞真菌包括霉菌和蘑菇类，由菌丝构成。
1.酵母菌
（1）结构：无色的、卵形的单细胞真菌；具有细胞壁、细 胞膜、细胞质和成形的细胞核，细胞质里面有明显的液泡。
二、微生物的代谢类型 （多而且强度高）
腐生生活 如：霉菌、蘑菇等 ——生物圈中的分解者
寄生生活 如：炭疽杆菌、真菌等 ——生物圈中的消费者
自养生活 如：蓝细菌、硫细菌等 ——生物圈中的生产者
固氮作用 如:根瘤菌
三、微生物的繁殖速度：快
课堂检测
1. 下列属于过寄生生活的细菌是（ D ）
A. 枯草杆菌
大多数微生物是单细胞生物
大肠杆菌 蓝细菌
弧形菌
酵母菌
衣藻 衣原体
少数微生物是多细胞生物，如各种霉菌和大型真菌
霉菌
蘑菇
木耳
还有一些微生物是无细胞结构的。如：病毒、类病毒和朊病毒等。
HIV病毒
H1N1流感病毒
噬菌体
微生物的主要类群
细菌 真菌 病毒
一、细菌的形态 球形、杆形、螺旋形
细菌
球菌
B. 根瘤菌
C. 乳酸细菌
D. 大肠杆菌
2. 乳酸菌、炭疽杆菌、青霉、肝炎病毒的营养方式分别是 D
（）
A. 寄生、腐生、寄生、腐生
B. 腐生、自养、腐生、寄生
C. 异养、自养、腐生、寄生
D. 腐生、寄生、腐生、寄生
环境工程微生物学微生物在环境物质循环中作用ppt课件
③ 有些污水经生物处理后出水硝酸盐含量高，
在排入水体后，若水体缺氧发生反硝化作用， 会产生致癌物质亚硝酸胺，造成二次污染， 危害人体健康。
在固氮微生物固氮酶的作用下，把分子氮转化为氨，进 而合成为有机氮化合物。
固氮条件
1.固氮酶
2.能量：平均每还原1mol氮为2mol的氨，需要24molATP， 其中9molATP提供3对电子用于还原作用，15molATP用于 催化反应
第三节 氮循环
四 硝化作用
氨在有氧的条件下，经亚硝酸细菌和硝酸细菌的作用转化为
硝酸的过程。
化能自养型
硝化作用
异养型
1、硝化细菌和硝化作用的过程
NH3
NO2-
NO3-
亚硝酸细菌
硝酸细菌
2、硝化作用的意义
生活污水和工业废水如味精废水、赖氨酸废水等含 有相当高浓度的氨氮。 先将氨氮转化为硝酸盐（硝化作用），再通过反硝 化作用将硝酸氮还原为氮气溢出水面。
1.脂肪酸先被脂酰硫激酶激活
2.在α、β碳原子上脱氢、加水、脱氢、再加水
3.在α、β碳位之间的碳链断裂，生成1mol乙酰辅 酶A和碳链较原来少两个碳原子的脂肪酸。
4.乙酰辅酶A进入三羧酸循环完全氧化成二氧化碳和 水。
5.剩下的碳链较原来少两个碳原子的脂肪酸可重复 一次β－氧化，以至完全形成乙酰辅酶A。
ω氧化
HOOC-（CH2）4-CH2OH
+ H2Oቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
CO2 + H2O
通常一些微生物只能将环烷变为环己酮，另一些微生物只能将 环己酮氧化开链而不能氧化环己烷，两类以上微生物的协同作
用下将污染物 彻底降解——共代谢。
C．芳香烃
芳香烃普遍具有生物毒性，但在低浓度范围内它们可 以不同程度的被微生物分解。
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。
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。
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缺氧
C6H12O6 +
6H20 + 6CO2
4NO3-
NO3-
反硝化细菌（+硝A酸T还P原菌和亚
硝酸还原菌）
NO2-
NO
N2O
+
2N2
N2
2. 反硝化作用的微生物
反硝化细菌：进行反硝化作用的微生物。5
含有反硝化细菌种的一些属
有机营养型
假单胞菌属、产碱杆菌属、芽孢杆菌属、
硝化细菌的特性：
（1）革兰氏阴性菌，不生芽孢 ，球状或短杆状 （2）强好氧性 ，中温性（最适30℃，5-40 ℃范围活动） （3）中性或碱性环境。不能在强酸环境生活。 （4）对毒物敏感。很少的锰对其有毒害。
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3. 硝化作用的过程
（1）亚硝酸形成阶段
2NH3 + 3O2
亚硝酸细菌 2HNO2 + 2H2O +
有机硫化物
硫酸盐
H2S
无机硫的还原作用
元素Ｓ
四、无机硫的还原作用
有机硫化物
(硫酸盐还原或反硫化作用)
无机硫化物的还原作用是在 硫酸盐
厌氧条件下微生物将硫酸盐 还原成H2S的过程。参与此过 程的微生物是硫酸盐还原细 菌。（脱硫弧菌属、脱硫肠 状菌属）
H2S 无机硫的还原作用
元素Ｓ
自学： 第五节 磷循环
三种基本过程：①有 机磷转化成溶解性 无机磷(有机磷矿 化)，②溶解性无机 磷变成有机磷(磷的 同化) ,③不溶性 无机磷变成溶解性 无机磷(磷的有效 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。
② 生物有机磷
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（一）分解半纤维素的微生物
分解纤维素的微生物大多数能分解半纤维素。许多芽孢杆菌、
假单胞菌、节细菌及放线菌能分解纤维素。霉菌有根霉、曲霉、 小克银汉霉、青霉及镰刀霉。
（二） 半纤维素的分解过程
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三、果胶成的直链高分子化 合物，其羧基与甲基酯化形成甲基酯。果胶质存在植物的细胞壁和细
二氧化碳是植物、藻类和光合细菌的唯一碳源，若以大气 中二氧化碳的含量为0.032%为例，其储藏量约有6000×108t， 全球(陆地、海洋、河流、湖泊)植物每年消耗大气中CO2约 ( 600～700 ) ×108t，10年就可将大气中CO2用尽。由于，人、 动物呼吸、微生物分解有机物产生大量CO2，源源不断补充至大
纤维素)、脂肪、蛋白质等。碳循环以二氧化碳为中心，二氧化碳被植 物、藻类利用进行光合作用，合成为植物性碳；动物吃植物就将植物 性碳转化为动物性碳；动物和人呼吸放出二氧化碳，有机碳化合物被 厌氧微生物和好氧微生物分解所产生的二氧化碳均回到大气。而后， 二氧化碳再一次被植物利用进入循环和。
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碳循环
6
碳循环
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洛阿山（夏威夷）和南极几个监测站近1000年大气CO2变化曲线
基林曲线（莫纳罗亚山CO2变化曲线）
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一、纤维素的转化
纤维素是葡萄糖的高分子聚合物，每个纤维素分子含1 400～10 000个葡萄 糖基，分子式为(C6H10O5)1400～10000 。树木、农作物秸秆和以这些为原料的工业 产生的废水，如：棉纺印染废水、造纸废水、人造纤维废水及有机垃圾等，均含 有大量纤维素。
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酮酸，经三羧酸循环完全氧化为二氧化碳和水。
* *
（三）降解淀粉的微生物
途径①中：好氧菌有枯草杆菌和根霉、曲霉。枯草杆菌可将淀粉 一直分解为二氧化碳和水。 途径②中：根霉和曲霉是糖化菌，它们将淀粉先转化为葡萄糖，
微生物在自然界物质循环中的作用
摘要 微生物种类繁多，繁殖迅速，环境适应力强，分布广泛，因此在自然界物质循环的过程中发挥着重要的作用。自然界的物质循环是合成和分解两个对立过程的统一，主要包括C、N、S和P四种元素的循环。微生物是生物圈重要的生产者和有机物的主要分解者，它们的活动是自然界物质正常循环的基础。微生物在碳素循环中的作用主要体现在同化和产生CO2上，自养微生物可以利用CO2合成有机物，异养微生物则可以分解有机物产生CO2。自然界中的氮素绝大部分以大多数生物不能直接利用的N2的形式存在，微生物在氮素的转化和合成过程中发挥着重要的作用。自然界中的NH3大多数是微生物合成的；不同氮素之间的相互转化也需要微生物的参与；只有微生物才能分解有机物中的氮。微生物在自然界氮素循环中的作用形式主要有固氮作用、氨化作用、硝化作用、反硝化作用以及同化作用。自然界中存在的硫素绝大部分不能被大多数生物直接利用，只有通过微生物的转化后才能被其它生物吸收和利用；有机物中硫素的分解同样离不开微生物。微生物利用和转化硫素的方式主要有脱硫作用、同化作用、硫化作用和反硫化作用。自然界中存在许多难溶的一般不能被植物所利用的无机磷化物，微生物的活动能促进磷在生物圈中的有效利用；许多微生物具有很强的分解核酸、卵磷脂和植酸等有机磷化物的能力，它们转化、释放的磷酸可供其它生物吸收利用。
ion to the quantitative study of some physiological groups microorganisms in the sediment of the Lakes Rosu bacub during 1990 [J] Trav Mus Hist Nat Grigore Anttipa 1993,19:143-146
[6] 王家玲等 环境微生物,北京:高等教育出版社,1988
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生活中的应用： 酱油、豆腐乳、甜面酱、抗生素等
结构 5.蘑菇
地上菌丝
菌盖 菌褶 菌环 菌柄
产生孢子
地下菌丝：吸收营养物质
生殖方式：孢子生殖
金针菇
杏鲍菇
木耳
平菇
所有的蘑菇都能吃吗？
毒蝇鹅膏
“毁灭天使”白毒伞
红伞伞，白杆杆，吃完一起躺板板 蘑菇一定不能乱吃！
( √ )(3)B生物中②是孢子，D生物⑤中也有大量孢子。 ( √ )(4)酿酒可利用C把葡萄糖分解为酒精和二氧化碳。
3.（2022福建生物中考32）（5分）阅读资料，回答问题。 资料：“百白破”是百日咳、白喉和破伤风三种传染病的简称，致病 细菌分别是百日咳杆菌、白喉杆菌和破伤风杆菌。这三种传染病的疫 苗互不影响，可混合成三联疫苗。婴儿可在3、4、5月龄时每月注射1
分解者促进生态系统的物质循环
异养 寄生 寄生性细菌、真菌和所有病毒属于消费者
共生 豆科植物与根瘤菌
2.（（2022三明市质检26）(4分)下面是部分细菌和真菌的形态结构 示意图，据图判断相关说法是否正确。(正确的画“√”，错误的画 “×”。)
(× )(1)上图生物中，属于多细胞生物的有B、C、D。 (× )(2)①和④是细胞核，因此A和C都属于真核生物。
针（三1）联“疫百苗白，破1.”5至传2染岁病注的射三第种4致针病。细菌通过进行____分__裂_______生殖。 （2）从传染病角度分析，百日咳杆菌是引起百日咳的___病__原___体_____； 定期为婴儿注射疫苗，该措施属于_保___护___易__感___人_。群 （3）从免疫角度分析，“百白破”三联疫苗相当于____抗___原______；给
第八章微生物在环境物质循环中的作用(共71张PPT)
土壤微生物分解半纤维素–的速厌率氧比分菌解纤：维素腐快 败梭状芽孢杆菌、生孢梭状芽孢杆菌
5)铵盐同化作用：由所有绿色植物和许多微生物进行的以铵盐为营养，合成氨基酸、蛋白质、核酸和其他含氮有机物的作用。
7造）纸反、硝制化麻作废用水（多硝含酸有盐果–还胶原质致为氮病气）链球菌、葡萄球菌
酶
邻苯二酚
酮基己二酸
+O2 +2H
琥珀酸 三羧酸循环
乙酰辅酶A
CO2 +H2O
第三节 氮循环
1)生物固氮
3）硝酸盐同化作用
4）氨化作用（蛋白的水解和脱氨）
5）氨盐同化作用
（硝酸盐还原为氮气） 8）亚硝酸氨化作用
在固氮微生物的作用下把分子 氮转化为氨，进而合成为有机氮化合物的过 程。
共生固氮菌--Rhizobium根瘤菌属
氮源。
脲酶
三、硝化作用
在土壤或水体中的氨态氮经化能自养 细菌（亚硝化细菌和硝化细菌）的氧 化转化成为硝酸的过程。
四、反硝化作用
（脱氮作用）：兼性厌氧的
硝酸盐还原细菌将硝酸盐还原为氮气的
过程。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
反硝化作用一般只发生在厌氧条件下
少数异养和化能自养微生物可进行反硝 化作用。
反硝化细菌有：
施氏假单胞菌、脱氮假单胞菌、荧光假 单胞菌、紫色色杆菌、脱氮色杆菌等
8）
：亚硝酸通过异化
性还原可以经羟氨而转变成氨，这就叫
亚硝酸氨化作用。
一、蛋白质的水解和氨基酸的转化
（一） 蛋白质水解 生活污水、屠宰废水、罐头食品加工废
水、乳品加工废水、制革废水均含蛋白 质和氨基酸。