第八章微生物在自然界物质循环中的作用..
周德庆第三版《微生物学》第八章部分名词解释及思考题答案
第八章微生物的生态名词解释1、微生物生态学：微生物生态学是生态学的一个分支，它研究对象是微生物生态系统的结构及其与周围生物及非生物环境系统间相互作用的规律。
29、正常菌群：生活在健康动物各部位，数量大、种类较稳定且一般是有益无害的微生物，称为正常菌群。
30、宏基因组：出生后才驻入人体，尤其是肠道内1000 种左右的正常菌群——共生微生物群的总基因组，即宏基因组。
31、微生态学：以微生物学和实验动物学为基础，研究正常微生物菌群与其宿主的相互关系及其作用机制的新兴边缘学科。
32、微生态系统：在特定的空间和时间范围内，由个体20〜200卩m不同种类组成的生物群与其环境组成的整体。
34、微生态失调：正常的微生物群之间和正常微生物群与宿主之间的微生态平衡，在外环境影响下，由生理性组合转变为病理性组合状态。
35、条件致病菌：条件致病菌又称为机会致病菌，在某种特定条件下可致病的细菌，称为条件致病菌。
条件致病菌是人体的正常菌群，当其集聚部位改变、机体抵抗力降低或菌群失调时则可致病，如变形杆菌。
37、微生态制剂：用于提高人类、畜禽宿主或植物寄主的健康水平的人工培养菌群及其代谢产物，或促进宿主或寄主体内正常菌群生长的物质制剂之总称。
可调整宿主体内的微生态失调，保持微生态平衡。
38、益生菌剂：通常是指一类分离自正常菌群，以高含量活菌为主体，一般以口服或粘膜途径投入，有助于改善宿主特定部位微生态平衡并兼有若干其他有益生理活性的生物制剂。
39、益生元（双歧分子）：专指一类人类不能消化吸收的低聚糖类食物成分，通过选择性的刺激一种或几种细菌的生长与活性而对寄主产生有益的影响，从而改善寄主健康的物质。
41、悉生生物：凡已人为地接种上某种或某些已知纯种微生物的无菌动物或植物，即已知其上所含微生物群的大生物称为悉生生物。
52、混菌培养（混合培养）：混菌培养又叫混合培养，也称混合发酵，是在深入研究微生物纯培养基础上的人工“微生物生态工程” ，指将两种或多种微生物混合在一起培养，以获得更好效果的培养方法。
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。
环境微生物第八章
根据比值 BOD5／CODCr的大小，可推测废水的可生化性，见表 8．l所示。
土壤消毒试验
培养法 指在室内模拟生产、工程过程时，研究可生物降解性的一类方法。
（3）微生物降解实验法
第二种情况（图8．l（b），两条曲线基本重合，表明虽然投加了基质，微生物仍进行内源呼吸，说明该基质在测试时间内不可被微生物降解，但该有机物对微生物生命活动无抑制作用。
第三种情况（图8．1（C），生化呼吸曲线在内源呼吸曲线之下，说明该基质不仅难于被微生物降解，而且对微生物产生了抑制作用，致使其呼吸受到影响。生化呼吸曲线越接近横坐标，说明抑制作用越强。
根据进水、出水的CODCr、BOD5等水质指标，活性污泥增长状况和生物种类及数量的镜检，判断废水的可生化性；
02
还可通过测起始CODCr和第30d的 CODCr（即 COD30），得到最高的 CODCr去除率。
03
②培养法
（4）其他方法和指标
库仑仪法、脱氢酶活性测定、ATP量测定、总有机碳测定等也能用于可生物降解性的研究。
从20世纪60年代中期，发现一些土壤微生物可以降解非自然物质，如除草剂、杀虫剂、合成洗涤剂等开始，人类就致力于研究与开发用微生物清除各种废弃的人工合成物质的技术。
事实证明，微生物的降解与转化，是人类安全、有效、低成本清除有害物质的一条途径。
第一节 微生物降解与转化化学物质的能力
降解作用是微生物将复杂的污染物质分解为简单的小分子物质的过程。在该过程中，污染物分子碳链断裂或碳原子数目减少，同时产生大量的能量。有机物被彻底分解为CO2与H2O时，称为终极降解。 转化作用是微生物将污染物质从一种形式转变为另一种形式的过程。该过程不强调污染物分子碳链的断裂或碳原子数目的减少，所产生的能量也不及降解作用多。 微生物对复杂的有机污染物的代谢方式主要为降解作用。
环境工程微生物学课后习题川大考试专用版
第一章非细胞结构的超微生物——病毒（高等教育出版社第3版）2病毒的分类依据是什么？分为哪几类病毒？答：依据是：病毒是根据病毒的宿主、所致疾病、核酸的类型、病毒粒子的大小、病毒的结构、有或无被膜等进行分类的。
根据转性宿主分类：有动物病毒、植物病毒、细菌病毒（噬菌体）、放线菌病毒（噬放线菌体）、藻类病毒（噬藻体）、真菌病毒（噬真菌体）。
按核酸分类：有DNA病毒和RNA病毒。
12紫外如何破坏病毒？答：日光中的紫外辐射和人工制造的紫外辐射均具有灭活病毒的作用。
其灭活部位是病毒的核酸，使核酸中的嘧啶环受到影响，形成胸腺嘧啶二聚体。
尿嘧啶残基的水合作用也会损伤病毒。
第二章原核微生物2细菌有哪些一般结构和特殊结构？它们各有哪些生理功能？答：细菌是单细胞生物。
所有细菌均有：细胞壁、细胞质膜、细胞质及其内含物、细胞核物质。
部分细菌有特殊结构：芽孢、鞭毛、荚膜、粘液层、菌胶团、衣鞘及光合作用片层等。
细胞壁是包围在细菌体表面最外层的、具有坚韧而带有弹性的薄膜。
可以起到：①保护原生质体免受渗透压引起破裂的作用。
②维持细菌的细胞形态。
③细胞壁是多孔结构的分子筛，阻挡某些分子进入和保留蛋白质在间质（格兰氏阴性菌细胞壁和细胞质之间的区域）④细胞壁为鞭毛提供指点，使鞭毛运动。
细胞质膜的生理功能有：①维持渗透压的梯度和溶液的转移。
②细胞质膜上有合成细胞壁和形成横膈膜组分的酶，故在膜的外表面合成细胞壁③膜内陷形成的中间体含有细胞色素，参与呼吸作用。
④细胞质膜上有琥珀酸脱氢酶、NADH脱氢酶、细胞色素氧化酶、电子传递系统、氧化磷酸化酶及腺苷三磷酸酶。
在细胞上进行物质代谢和能量代谢。
⑤细胞质膜上有鞭毛基粒，鞭毛由此长出，即为鞭毛提供附着点。
荚膜的主要功能有：①具有荚膜的S-型肺炎链球菌毒性强，有助于肺炎链球菌侵入人体。
②荚膜可保护致病菌免受宿主吞噬细胞的吞噬，保护细菌免受干燥的影响。
③当缺乏营养时，假膜可被用作碳源和能源，有的荚膜还能做氮源。
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。
微生物在自然界物质循环中的作用
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。
关键词微生物自然界物质循环作用0 引言自然界的物质循环主要包括两个方面：一是无机物的有机质化，即生物合成作用；另一个是有机物的无机质化，即矿化作用或分解作用。
这两个过程相辅相成，构成了自然界的物质循环。
微生物是生物圈的三大成员之一，它们种类繁多，代谢途径多样，酶活性高，繁殖迅速，适应环境能力强，广泛分布于自然界中，无论是陆地、水域、空气、动植物以及人体的外表和内部的某些器官，甚至在一些极端环境中都有微生物存在。
总而言之，微生物是生物圈的重要成员，在自然界的物质循环过程中具有重要的作用。
微生物在自然界中的作用
微生物在自然界中的作用微生物是一类极小的生物体，包括细菌、真菌、病毒等。
虽然微生物在我们的日常生活中很难察觉到，但它们在自然界中发挥着重要的作用。
本文将探讨微生物在自然界中的几个主要作用。
一、微生物在生态系统中的循环作用微生物在自然界中承担着重要的生态功能，特别是在有机物的分解和循环过程中起到了关键作用。
在分解过程中，微生物以有机物为食物，通过分解有机物质，将其转化为无机物质，例如二氧化碳、水和无机盐等，这些无机物质又可以被其他生物吸收利用。
由此可见，微生物在碳循环、氮循环、硫循环等方面发挥着重要的媒介和调节作用。
二、微生物在土壤中的作用微生物是土壤中的重要组成部分，其中的细菌和真菌起着重要的生态功能。
首先，微生物通过分解有机物质，使得土壤中的营养元素得以释放，供植物吸收利用，促进植物的生长和发育。
其次，微生物还通过与根系共生，形成根瘤菌等，为植物提供固氮或促进植物吸收氮的能力，从而改善土壤质量。
三、微生物在水体中的作用微生物在水体中的作用同样不可忽视。
一方面，微生物通过分解有机物质，降解污染物，净化水体。
另一方面，微生物还可以在水体中形成复杂的食物链和食物网，维持水域生态系统的平衡。
此外，一些微生物还可以分解水中的有害物质，如农药残留和重金属污染物等，对水体的环境保护具有积极的作用。
四、微生物在环境修复中的应用由于微生物具有高度的适应性和致病性微生物破坏能力，因此可以利用微生物在环境修复中发挥作用。
例如，在油污染治理方面，微生物可以通过生物降解作用，将石油中的有机物分解为无害物质，从而达到净化环境的目的。
同样，在废水处理、土壤污染修复和垃圾处理等方面，微生物也发挥着重要的作用。
五、微生物在食品和医药领域的应用除了在自然界中的生态作用，微生物在食品和医药领域也有广泛应用。
在食品方面，微生物发酵产生的酸、酶和气体等物质被广泛应用于食品加工中，既起到风味调味剂的作用，又促进了食品的消化和吸收。
在医药领域，微生物被用于生产抗生素、疫苗和其他药物，为人类的健康提供了重要的支持。
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
第八章微生物在环境物质循环中的作用详解演示文稿
7) 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。
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。
第四十五页，共70页。
8）亚硝酸氨化作用：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。
造纸和人造纤维废水含有大量木质素。 分解木质素的微生物：担子菌纲中的一
些种，厚孢毛霉，松栓霉，假单胞菌中 的个别种。
第二十七页，共70页。
七、烃类物质的转化
石油中含有烷烃（30%）、环烷烃（46%） 及芳香烃（28%）。
第二十八页，共70页。
石油的微生物降解
1、降解机理
A. 链烷烃的微生物降解
第四十二页，共70页。
4)氨化作用：即含氮有机物经微生物
分解产生氨的作用。
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。
第四十三页，共70页。
6)异化性硝酸盐还原作用：指硝酸离子 作为呼吸链的末端电子受体从而被还原 为亚硝酸的反应。（硝酸盐呼吸，厌氧 呼吸）
常见的是能转化环己烷为环己酮的微生 物不能内酯化和开环
而能将环己酮内酯化和开环的微生物却不 能转化环己烷为环己酮。
可见微生物之间的互生关系和共代谢在 环烷烃的生物降解中起着重要的作用。
第三十二页，共70页。
以环己烷为例
OH
+O2 +2H
－2H
－H2O
O +O2 +2H
－H2O
O
OH
-2H HOOC-（CH2）4-COOH
参与硫化作用的微生物
环境微生物学ppt课件
（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
11
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。
5
碳循环
6
碳循环
7
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，
周群英《环境工程微生物学》(第3版)章节题库(第八章 微生物在环境物质循环中的作用)【圣才出品】
第八章微生物在环境物质循环中的作用一、选择题1．固氮蓝藻的固氮部位是（）。
A．荚膜B．细胞壁C．异形胞D．细胞膜【答案】C【解析】固氮蓝细菌多见于有异形胞的固氮丝状蓝细菌，例如鱼腥蓝细菌属、念珠蓝细菌属、单歧蓝细菌属、颤蓝细菌属、拟鱼腥蓝细菌属、眉蓝细菌属等，还有织线藻属和席藻属等。
它们在异形胞中进行固氮。
2．湿法冶金是通过（）的生命活动产生硫酸高铁将矿物浸出的方法。
A．大肠杆菌B．芽孢杆菌C．硫化细菌D．磁性细菌【答案】C【解析】湿法冶金是指通过硫化细菌的生命活动产生硫酸高铁将矿物浸出的方法。
生成的CuSO4与FeSO4溶液通过置换、萃取、电解或离子交换等方法回收金属。
3．硝化作用的最终产物是（）。
A．NH3B．N2C．HNO3D．HNO2【答案】C【解析】硝化作用是指氨基酸脱下的氨，在有氧的条件下，经亚硝化细菌和硝化细菌的作用转化为硝酸的过程，因此硝化作用的最终产物是HNO3。
4．铵盐通过（）微生物降解为硝酸盐。
A．反硝化细菌B．硝化细菌C．硝化和亚硝化细菌D．硝酸盐还原菌【答案】C【解析】铵盐先通过亚硝化细菌转换为亚硝酸盐，然后再通过硝化细菌转换为硝酸盐。
二、填空题1．淀粉分______和______两类。
【答案】直链淀粉；支链淀粉【解析】淀粉可分为：①直链淀粉，由葡萄糖分子脱水缩合，以α-D-1，4葡萄糖苷键（简称α-1，4结合）组成不分支的链状结构。
②支链淀粉，由葡萄糖分子脱水缩合组成，它除以α-1，4结合外，还有α-1，6结合构成分支的链状结构。
2．氨基酸脱氨的方式有：______、______、______和______。
【答案】氧化脱氨；还原脱氨；水解脱氨；减饱和脱氨【解析】有机氮化合物在氨化微生物的脱氨基作用下产生氨，称为脱氨作用。
脱氨作用又称氨化作用。
脱氨的方式有氧化脱氨、还原脱氨、水解脱氨及减饱和脱氨。
3．自然界中的硫有三态：______、______及______。
【答案】元素硫；无机硫化物；含硫有机化含物【解析】在自然界中硫有三态：单质硫、无机硫化物及含硫有机化合物。
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
（四）反硝化作用
发生反硝化的条件是： ① 硝酸盐存在（提供电子受体）、 ② 有机物存在（提供能量） ③ 缺氧。 反应过程，有三种结果： HNO3——→NH3
HNO3——→N2 HNO3——→HNO2 环境工程最关心的反硝化作用：在缺氧条件下， 硝酸盐被还原为氮气的过程。
在环境工程中，涉及反硝化作用的主要是：
共生固氮微生物 自生固氮微生物
共生固氮微生物
• 1、概念：是指与一些绿色植物 互利共生的固氮微生物.
• 2、代表生物：根瘤菌（属于细菌） 共生特性：不同的根瘤菌，各自只能侵入一 种或多种特定种类的豆科植物
• 共生关系：豆科植物为根瘤菌提供有机物， 根瘤菌为豆科植物提供氨
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
第二节 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）。
在生物的协同作用下，三种形式的氮互相转化， 构成循环。其中，微生物在转化中起着重要作 用。
一、氮循环的过程
二、微生物在氮循环中的作用
（一）蛋白质水解与氨基酸转化
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。
周群英《环境工程微生物学》(第3版)名校考研真题(第八章 微生物在环境物质循环中的作用)【圣才出品】
第八章微生物在环境物质循环中的作用一、选择题1．发生在废水处理系统中的微生物氨化作用的主要产物是（）。
[江苏大学2012年研]A．尿素B．氨基酸C．蛋白质D．氨【答案】D【解析】氨化作用又称脱氨作用，是指有机氮化合物在氨化微生物的脱氨基作用下产生氨的过程。
脱氨的方式有：氧化脱氨、还原脱氨、水解脱氨及减饱和脱氨。
2．硝化作用的最终产物（）。
[江苏大学2011年研]A．NH3B．N2C．HNO3D．HNO2【答案】C【解析】硝化作用是指氨基酸脱下的氨，在有氧的条件下，经亚硝化细菌和硝化细菌的作用转化为硝酸的过程，最终产物为HNO3。
3．微生物将硝态氮转化为氨氮的过程称为（）。
[江苏大学2012年研]A．氨化作用B．硝化作用C．反硝化作用D．生物固氮作用【答案】C【解析】反硝化作用是指兼性厌氧的硝酸盐还原细菌将硝酸盐还原为氮气的过程。
微生物将硝态氮转化为氨氮的过程称为反硝化作用。
二、填空题1．______是植物、藻类和光合细菌的唯一碳源。
[北京化工大学2015年研]【答案】CO22．在厌氧条件下，硝态氮经微生物的还原作用转化成还原态氮的过程叫______。
在通气条件下，氨态氮经微生物氧化生成硝态氮的过程叫______。
[江苏大学2010年研] 【答案】反硝化作用；硝化作用【解析】反硝化作用是指兼性厌氧的硝酸盐还原细菌将硝酸盐还原为氮气的过程。
硝化作用是指氨基酸脱下的氨，在有氧的条件下，经亚硝化细菌和硝化细菌的作用转化为硝酸的过程。
3．固氮作用是通过固氮微生物的______催化作用，将分子形态的______转化为______，进而合成有机物的过程。
[北京化工大学2014年研]【答案】固氮酶；N2；NH3三、判断题发生在土壤中的反硝化作用的主要产物是氨基酸。
（）[湖南大学2013年研]【答案】错误【解析】反硝化作用是指兼性厌氧的硝酸盐还原细菌将硝酸盐还原为氮气的过程。
四、名词解释1．硝化作用[北京化工大学2015年研]答：硝化作用是指氨基酸脱下的氨，在有氧的条件下，经亚硝化细菌和硝化细菌的作用转化为硝酸的过程。
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。
CH+微生物在环境物质循环中的作用
8.2.6 木质素的转化 它很难降解！
木质素是植物体的重要组分，含量仅次于纤维 素和半纤维素。占植物干重的15～20％，木材 的木质素含量高达30％左右。
木质素的结构是以苯环为核心带有丙烷支链的 一种或多种芳香族化合物经氧化缩和而成。
造纸废水和人造纤维废水中含有木质素。
分解木质素的微生物：干朽菌、多孔菌、伞菌。
好氧性：荧光假单胞菌、 灵 杆菌
厌氧性：腐败梭菌 兼性菌：变形杆菌。
41
8.3.2 尿素的氨化
自
NH2
尿素酶
行
OC
＋ 2H2O
(NH4)2CO3 分 2 NH3 ＋CO2＋ H2O
NH2
解
用酚红可检验此反应，呈红色说明有氨产生。 分解尿素的微生物：尿八叠球菌、尿小球菌等。 尿素分解时不放出能量，故不能作为能源，只
盐杆菌属、慢生根瘤菌属
化能无机营养型 硫杆菌属、硫微螺菌属、亚硝化单胞菌属
光能营养型
红假单胞菌属
混合型
副球菌属、布兰汉氏菌属、奈氏球菌属
反硝化作用的三种结果
① 硝酸盐→氨→氨基酸、蛋白质及其它含氮物质； （同化反硝化）
② 硝酸盐→氮气；（异化反硝化）
③ 硝酸盐→亚硝酸。 （异化反硝化）
47
反硝化作用的分析：
厌
根霉、曲霉
ATP
循环
H2O CO2
1
氧
发 酵
乙醇发酵
乙醇＋CO2
2
丙酮丁醇发酵
丙酮＋丁醇＋乙酸＋CO2＋H2
酵母菌
3
葡萄糖
丁酸发酵
丁酸＋乙酸＋CO2＋H2
4
18
降解淀粉的微生物 途径①中：枯草芽孢杆菌、根霉、曲霉 途径②中：根霉、曲霉、酵母菌 途径③中：丙酮丁醇梭状芽孢杆菌、丁醇
智慧树答案医学微生物学(上海健康医学院)知到课后答案章节测试2022年
第一章1.下列对微生物概念表述正确的是答案:卡氏肺孢子虫属于微生物2.下列不属于原核细胞型微生物的是答案:新型隐球菌3.首先发现病毒的科学家是答案:俄国科学家伊凡洛夫斯基4.证明有机物的发酵和腐败是由微生物引起的科学家是答案:Pasteur5.创立巴氏消毒法的是法国科学家郭霍。
答案:错6.首创固体培养基分离细菌的是德国科学家巴斯德。
答案:错7.微生物在自然界物质循环中的作用是分解者。
答案:对8.下列哪些属于微生物的特点答案:肉眼看不见;须藉助光镜或电镜放大后观察;体积微小;结构简单9.关于长期使用广谱抗生素的病人患假膜性肠炎说法正确的有答案:治疗时需注意恢复肠道正常菌群;可能是耐药菌引起的;可能是条件致病菌引起的;可能是菌群失调引起的10.人体的正常微生物群是正常菌群。
答案:对第二章1.测量细菌大小单位是答案:μm2.关于细胞壁的功能，下列不正确的是：答案:决定细菌的分裂3.细菌合成蛋白质的场所是：答案:核糖体4.细菌的休眠形式是：答案:芽胞5.下列论述错误的一项是答案:球菌均为圆球性，有典型排列方式6.细菌学中最经典、最常用的染色方法是：答案:革兰染色7.关于革兰染色操作步骤，下列哪项是错误的答案:75%酒精脱色8.白色念珠菌菌落为类酵母型菌落，镜下可见假菌丝。
答案:对9.关于荚膜的叙述，正确的是：答案:是细菌侵袭力的组成部分10.细菌摄取大分子营养物质比如蛋白质的方式为：答案:主动运输第三章1.真菌细胞壁中不具有的成分是：答案:肽聚糖2.关于菌丝特点的论述中，不正确的是答案:某些气生菌丝产生孢子3.不是真菌的繁殖方式的是答案:复制4.培养真菌的最适pH是答案:4.0～6.05.真菌细胞壁特有的成分是：答案:几丁质6.真菌细胞结构或成分中含有叶绿素。
答案:错7.正常菌群成为机会致病菌的常见原因：答案:定居部位改变;菌群失调;外源性细菌入侵;机体免疫功能下降8.关于真菌的论述中，正确的是答案:生长缓慢;常用沙保弱培养基分离培养;菌丝和孢子都有繁殖能力;孢子分有性和无性孢子9.关于真菌孢子的特性中，正确的是答案:分无性孢子和有性孢子两类;孢子形成后散落在环境中;孢子在环境中可活很长时间10.关于真菌的致病性，下列说法正确的是答案:真菌感染结局常由人体免疫状态决定;真菌的结构与其毒力相关;只有少数真菌对人类有致病性第四章1.病毒的基本结构包括答案:衣壳和核酸2.与流感病毒发生变异有关的结构是答案:血凝素、神经氨酸酶3.病毒增殖的方式是增殖和出芽。
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三、果胶质的分解
果胶质存在植物的细胞壁和细胞间质中，造纸、制麻废水含 有果胶质。天然的果胶质不溶于水，称原果胶。 果胶质是由 D—半乳糖醛酸以－l，4糖苷键构成的直链高分 子化合物，其羧基与甲基脂化形成甲基脂。
果胶酸、聚戊糖、半乳糖醛酸、甲醇等在好氧条件下被 分解为二氧化碳和水。在厌氧条件下进行丁酸发酵,产物有 丁酸、乙酸、醇类、二氧化碳和氢气。
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四、淀粉分解
• 淀粉广泛存在植物种子和果实等之中，以淀 粉类作原料的工业废水，例如淀粉厂、酒厂、 印染废水、抗生素发酵废水及生活污水等均 含有淀粉。
• 能分解淀粉的微生物：细菌 放线菌 真菌。 • 真菌中的曲霉，毛霉和根霉是有名的淀粉糖化菌。 • 淀粉分解有两种方式： 1、在磷酸化酶作用下，将淀粉中的葡萄糖分子一个 一个地分解下来。 2、在淀粉酶的作用下先水解为糊精，再水解为麦芽 糖，在麦芽糖酶作用下最终生成葡萄糖。
粘细菌细胞和孢子 细胞细长杆状 ,在平板上 ,作滑行运动,培养 72h后聚集成子实体 ,粘孢子球形 。
分解纤维素的微生物
好氧的纤维分解菌还有镰状纤维菌和纤维弧菌。 其最适温度为22-30℃，最适 pH为7-7.5。 厌氧的有芽孢梭菌(Clostridium cellobioparum)、无芽孢厌氧分解菌及嗜热纤维芽孢 梭菌(Clostridium thermocellum)，好热性厌氧分解 菌最适温度55-65℃，最高温度为80℃，最适 pH7.47.6，中温性菌最适 pH为7-7.4，在 pH为8.4-9.7能 生长, 是专性厌氧菌。 霉菌：分解纤维素的还有青霉菌、曲霉、镰刀霉、 木霉及毛霉。 放线菌中的链霉菌属(Streptomyces),在23-65℃ 生长，最适温度为50℃。
淀粉是多糖，分子式为(C6H10O5)1200，在微生物作用下的分解 过程如下：
在好氧条件卞，淀粉沿着①的途径水解成葡萄糖，进而酵 解成丙酮酸，经三羧酸循环完全氧化为二氧化碳和水。在厌氧 条件下，淀粉沿着②的途径转化，产生乙醇和二氧化碳。在专 性厌氧菌作用下，沿③和④途径进行。
（三）降解淀粉的微生物
分解纤维素的细菌
• • • • • 纤维菌属(Cytophaga), 生孢噬纤维菌属(Sporocytophaga), 粘细菌中的粘球菌属(Myxococcus), 纤维单胞菌属(Cellulomonas). 嗜热纤维芽孢梭菌(Clostridium)一些种
纤维分解酶所在部位： 1、细菌的纤维酶是表面酶 2、真菌放线菌的纤维酶是胞外酶
脂肪结构式
（一）脂肪的分解
脂肪被微生物分解的反应式如下：
磷酸二羟丙酮可经酵解成丙酮酸，再氧化脱羧成乙 酰CoA，进入三羧酸循环完全氧化为二氧化碳和水。 磷酸二羟丙酮也可沿酵解途径逆行生成l－磷酸葡萄 糖，进而生成葡萄糖和淀粉。
（二）脂肪酸的β —氧化
脂肪酸通常通过β—氧化途径氧化。脂肪酸在一 系列酶的作用下，在α碳原子和β碳原子之间断裂， β碳原子氧化成羧基，生成含两个碳原子的乙辅酶A和 较原来少两个碳原子的脂肪酸。
问题：
• • • • 大肠菌群？ 哪些元素超标引起水体富营养化？ 水体富营养化的原因，危害？ 碳素循环的过程？微生物起到怎样的作 用？
五、脂肪的分解
脂肪是甘油和高级脂肪酸所形成的甘油三脂， 不溶于水，可溶于有机溶剂。由饱和脂肪酸和甘油 组成的，在常温下呈固态的称为脂，由不饱和脂肪 酸和甘油组成的，在常温下呈液态的称为油。
二、半纤维素的分解
半纤维素存在植物细胞壁中，造纸废水和人造纤维废 水含半纤维素。土壤微生物分解半纤维素的速度比分解纤 维素快。
（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
一、纤维素分解
纤维素是葡萄糖的高分子聚合物，以β － l,4葡萄糖苷键连接，每个纤维素分子含 1,400-10,000个葡萄糖基，分子式为(C6H10O5)n。
树木、农作物秸杆和以此为原料的工业产 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。
（一）纤维素的分解途径
（一）淀粉的种类
淀粉分直链淀粉和支链淀粉两类：直链淀粉 由葡萄糖分子脱水缩合，以α－l ,4葡萄糖苷键 组成不分支的链状结构。支链淀粉由葡萄糖分子 以α-l,4和 α-l,6葡萄糖苷键组成分支的链状结 构。
直链淀粉中的α －1,4结合 支链淀粉中的α －1,4结合和α －1,6结合
（二） 淀粉的降解途径
图2.2－2
碳循环
碳循环
碳素循环
CO2是植物、藻类和光合细菌的唯一碳源，人、 动物呼吸、微生物分解有机物产生大量CO2，源源不 断补充至大气。海洋、陆地、大气和生物圈之间碳长 期自然交换的结果，使大气中的CO2保持相对平衡、 稳定。
在过去的10,000年期间里，CO2含量变化极小， 持续维持在280×10-6左右。 自18世纪工业革命以来，由于石油和煤燃烧量日 益增加，排放的CO2等温室气体含量正在大幅度增加。
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，接着由酵母菌将葡萄糖发酵为乙醇和 二氧化碳。 途径③中，由丙酮丁醇梭状芽孢杆菌 (Clostridium acetobutylicum)和丁醇梭状芽孢杆菌 (Clostridium butylicum)参与发酵。 途径④中由丁酸梭状芽孢杆菌(Clostridium)参与 发酵。
纤维素在微生物酶的催化下沿下列途径分解:
纤维素的分解
能分解纤维素的微生物种类： • 在酸性和森林土壤中纤维素分解以真菌为主。 • 中性或微碱性土壤中纤维素分解则以细菌为主。 • 土壤中还有许多嗜热性纤维素分解菌，在堆肥和 厩肥的发热阶段，主要是这类真菌在起作用。 • 分解纤维素的真菌：青霉，曲霉，木霉，毛霉等。 放线菌：链霉菌属，高温放线菌。
粘细菌复杂的多细胞行为，尤其是多细胞子实体 （fruiting bodies）形态构成。革兰氏染色阴性， 无鞭毛，包埋的粘液层中，在固体表面能缓慢滑动。 生活史包括营养细胞阶段和休眠体（子实体） 阶段。营养细胞发育到一定阶段，细胞聚集并形成由 细胞和粘液组成的子实体，因种而形状各异。常具红、 黄等鲜艳的颜色，肉眼可见。 子实体：由孢子和粘液组成
乙酰辅酶A进入三羧酸循环完全氧化成二氧化碳和 水。脂肪酸可重复下一次β－氧化，以至完全形成乙 辅酶A而告终。
β —氧化
三 羧 酸 循 环
脂肪酸氧化可得到很高的能量水平，如： lmoL硬脂酸(C17H35COOH)被彻底氧化可得 147mol ATP。
六、木质素的分解
• 木质素：是植物木质化组织的重要成分，是 以苯环为核心，带有丙烷支链所组成的一种 或多种芳香族化合物氧化缩合而成。 • 能分解木质素的微生物主要是真菌中担子菌 的一些种类， 如：干朽菌( Merulius)，多孔 菌(Poly porus)， 伞菌(Agaricus)属的一些种。
分解果胶质的微生物:
好氧菌：枯草芽孢杆菌、多粘芽孢杆菌、浸软芽孢杆菌及软腐 欧氏杆菌。
厌氧菌：蚀果胶梭菌和费新尼亚浸麻梭菌。分解果胶的真菌 有青霉、曲霉、木霉、小克银汉霉、芽枝孢霉、根霉、毛霉，还 有放线菌。
麻类脱胶
麻类脱胶采取水浸或露浸方式 • 水浸利用厌氧性细菌的果胶分解作用； • 露浸是利用需氧性细菌、放线菌和真菌的 分解作用，分解果胶的微生物对纤维素不 具分解能力，从而使纤维素能完好的保存 和脱离开来。
苯、萘、菲、蒽的代谢途径：
1．苯的代谢：
2．萘的代谢：
3.菲的代谢：
4.蒽的代谢：
第三节
氮 素 循
环
氮素循环的几个阶段
• 固氮作用大气中分子态氮被固定还原成 氨； • 氨化作用有机氮被分解释出氨； • 硝化作用氨被氧化为硝酸,又可被同化为 有机氮； • 反硝化作用硝酸被还原为分子态氮返回 大气。
一、氨化作用
• 含氮有机物经微生物的分解，释放出氨的过 程称为氨化作用(ammonification)。
• 含氮有机物：蛋白质、多肽、核酸、肽聚糖、 几丁质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 ）。
氨化作用的微生物
• 氨化作用较强的细菌： 假单胞菌属 芽孢杆菌属 梭菌属 沙雷氏菌属 • 真菌中分解含氮有机物能力强的有： 毛霉，曲霉，根霉，青霉，交链孢霉等
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（洛阿山观测站CO2变化曲线）
碳素循环
• 碳素的作用： 是有机化合物 的骨架，是构 成有机体最重 要的元素成 分。.
植物 动物
光 合 作 用
动植物残体
微 生 物
呼 吸 作 用
CO2
碳素循环图
碳素化合物的种类
• • • • • • • 纤维素 半纤维素 果胶 淀粉和糖 脂肪 木质素 烃类物质
七、烃类物质的分解
石油中含有烷烃(30％)、环烷烃(46％)及芳香烃(28 ％)。烷烃通式 CnH2n+2，烷烃可被微生物氧化。
（一）烷烃的氧化分解 甲烷的氧化 CH4 + 2 O2────>CO2 + 2 H2O + 887 kJ 氧化烷烃的微生物：有甲烷假单胞菌(Pseudomonas methanica)、分枝杆菌、头孢霉、青霉等。
（三） 纤维素酶所在部位
细菌的纤维素酶结合在细胞质膜上，是表 面酶。真菌和放线菌的纤维素酶是胞外酶， 可分泌到培养基中，通过过滤和离心很容易 分离得到。
半纤维素的分解
• 半纤维素为植物细胞壁的另一主要成分， 含有多缩戊糖和己糖以及多缩糖醛酸。 • 在微生物产生的半纤维素酶类(多缩糖酶) 的水解作用下，产生单糖和糖醛酸，在有 氧呼吸或厌氧发酵中进一步分解. • 土壤微生物分解半纤维素的强度相当大， 能分解纤维素的微生物大多也能分解半纤 维素。