CH微生物在环境物质循环中的作用

1、1会计学CH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2厌氧分解厌氧分解 厌氧细菌厌氧细菌 原理：发酵、厌氧无机盐呼吸原理：发酵、厌氧无机盐呼吸好氧分解好氧分解 细菌是其中的主力军细菌是其中的主力军 原理：好氧有机物呼吸原理：好氧有机物呼吸 废水中的有机物：废水中的有机物：碳水化合物、脂肪、蛋白质；酮、酚、醛、酮、碳水化合物、脂肪、蛋白质；酮、酚、醛、酮、烃、腈等（工业废水）。烃、腈等（工业废水）。3458.1 氧循环氧循环 (Oxygen cycle) 68.2 碳循环碳循环 (Carbon cycle)(Carbon cycle)碳循环以碳循环以CO2为中心为中心7Carbo

2、n cycle8CO2有机质9101112半纤维素单糖糖醛酸聚糖酶H2O经EMP途径各种发酵产物好氧分解厌氧分解H2OATP循环CO21314半乳糖醛酸半乳糖醛酸是以是以-1，4糖苷键连成的多糖糖苷键连成的多糖1516 水浸法：水浸法：把麻类物质浸入水中，利用厌把麻类物质浸入水中，利用厌气微生物分解其中的果胶。气微生物分解其中的果胶。 露浸法：露浸法：把麻类物质堆置并保持一定把麻类物质堆置并保持一定的湿度，利用好氧微生物分解果胶。的湿度，利用好氧微生物分解果胶。4 4、果胶分解的应用、果胶分解的应用-麻类脱胶麻类脱胶17枯草芽孢杆菌麦芽糖丁酸乙酸CO2H2丙酮丁醇乙酸CO2H2厌氧发酵葡萄糖丁

3、酸发酵丙酮丁醇发酵糊精酶淀粉根霉、曲霉糊精麦芽糖苷酶好氧分解乙醇CO2酵母菌葡萄糖葡萄糖苷酶循环乙醇发酵CO2H2OATP12341819202123H O 脂肪酶脂肪甘油高级脂肪酸 甘油激酶磷酸甘油脱氢酶甘油磷酸甘油磷酸二羟丙酮32 1632 16()()3CH CHCOOHCH CHCOCH COSCoA 脂酰硫激酶硬脂酰辅酶A脂酰磷激酶SCoATCA循环222324木质素木质素 空腔空腔 纤维素纤维素木质素存在于除苔藓和藻类外所有植物的细胞壁中，由松柏醇、香豆醇和芥子醇聚合而成的高度由松柏醇、香豆醇和芥子醇聚合而成的高度分枝多聚物。分枝多聚物。25 确证的只有确证的只有真菌中的黄孢原毛平

4、革菌，真菌中的黄孢原毛平革菌，疑似的只有疑似的只有软软腐菌。腐菌。(Phanerochaete chrysosprium)是是白腐真菌白腐真菌的的一种，隶属于担子菌纲、同一种，隶属于担子菌纲、同担子菌亚纲、非褶菌目、丝担子菌亚纲、非褶菌目、丝核菌科。核菌科。白腐白腐树皮上木质素被该菌分解后漏出白色白色的纤维素部分。* *木质素降解的意义何在呢？如何实现工业化白腐菌降木质素降解的意义何在呢？如何实现工业化白腐菌降解木质素呢？解木质素呢？26422222887CHOCOH OkJ2728苯苯邻苯二酚邻苯二酚己二烯二酸己二烯二酸酮基己二酸酮基己二酸琥珀酸乙酰辅酶琥珀酸乙酰辅酶ACO2H2O萘萘菲菲蒽

5、蒽29 303132338.3 氮循环氮循环 34蛋白质氨基酸反硝化硝化反硝化NO3NO2植物蛋白吸收N2固氮死亡食用氨化硝化NH3动物蛋白死亡尿素排泄3536含氮有机物有：含氮有机物有：蛋白质、氨基酸蛋白质、氨基酸、尿素、尿素、胺、腈化物、硝基化合物等。胺、腈化物、硝基化合物等。37COOHCH3CH2NH2COOH2HNH3甘氨酸 TCA循环CH3COOHCOOHCH3CHNH2+1.5O2CONH3丙氨酸38CH3CHNH2COOHNH3CH2COOH 22H2ONH33COOHCH33CO2丙氨酸丙氨酸甘氨酸甘氨酸乙酸乙酸39CHOHCH3COOHCH3CHNH2COOHH2ONH3C

6、OOHCOOHCH2COOHCHNH2COOHCHCHNH3CH3CH2NH2CH3CHNH2COOHCO240氨化细菌氨化细菌 参与氨化作用的细菌参与氨化作用的细菌好氧性：荧光假单胞菌、好氧性：荧光假单胞菌、 灵灵 杆菌杆菌 厌氧性：腐败梭菌厌氧性：腐败梭菌 兼性菌：变形杆菌。兼性菌：变形杆菌。41NH2NH2OC2H2ONH3(NH4)2CO32H2OCO2尿素酶尿素酶自行分解自行分解422NH33O22HNO22H2O619kJ2HNO2 3O22HNO3201kJTotal: NH4+2O22H + NO3-H2O 201kJ434445反应式反应式: 2NO3-10H + 2OH -

7、 N24H2O反硝化作用的危害反硝化作用的危害（农业上）（农业上） 会使土壤肥力降低；会使土壤肥力降低； （污水处理）影响二沉池的出水水质；（污水处理）影响二沉池的出水水质； （水体中）产生致癌物质亚硝酸胺，危害（水体中）产生致癌物质亚硝酸胺，危害人体健康。人体健康。46反硝化作用的三种结果反硝化作用的三种结果 硝酸盐硝酸盐氨氨氨基酸、蛋白质及其它含氮物质氨基酸、蛋白质及其它含氮物质；（同化反硝化）；（同化反硝化） 硝酸盐硝酸盐氮气；（异化反硝化）氮气；（异化反硝化） 硝酸盐硝酸盐亚硝酸。亚硝酸。 （异化反硝化）（异化反硝化） 类型类型 含有反硝化细菌种的一些属含有反硝化细菌种的一些属有机营养

8、型有机营养型 假单胞菌属、产碱杆菌属、芽孢杆菌属、假单胞菌属、产碱杆菌属、芽孢杆菌属、 土壤杆菌属、黄杆菌属、芽生杆菌属、土壤杆菌属、黄杆菌属、芽生杆菌属、 盐杆菌属、慢生根瘤菌属盐杆菌属、慢生根瘤菌属 化能无机营养型化能无机营养型 硫杆菌属、硫微螺菌属、亚硝化单胞菌属硫杆菌属、硫微螺菌属、亚硝化单胞菌属 光能营养型光能营养型 红假单胞菌属红假单胞菌属 混合型混合型 副球菌属、布兰汉氏菌属、奈氏球菌属副球菌属、布兰汉氏菌属、奈氏球菌属4748N26e6HnATP2NH3nADPnPi 4950反硝化反硝化N2518.3.6 其它含氮物质的转化其它含氮物质的转化5253污、废水污、废水 深度处理

9、深度处理脱氮脱氮的微生物学原理的微生物学原理548.4 硫循环硫循环 55有机硫化物H2SSO42S腐败作用氧化作用氧化作用矿化作用还原作用同化作用同化作用56异化硫酸盐还原SO4光合细菌还原同化硫酸盐贝日阿托氏菌属发硫菌属、硫杆菌属同化硫酸盐2还原H2S光合细菌S蛋白质的SH基糜烂作用贝日阿托氏菌属发硫菌属、硫杆菌属蛋白质的SH基糜烂作用S厌氧好氧57CH SHCHNH2COOH2H2O变形杆菌CH3COOHHCOOHNH3H S半胱氨酸58592S3O22H2O2H2SO4能量能量Na2S2O32O2H2ONa2SO4H2SO4能量能量2H2S+O22H2O+2S能量能量4FeSO4O2H

10、2SO42Fe2(SO4)32H2O6061C6H12O63H2SO46CO26H2O3H2S能量 2CH3CHOHCOOHH2SO42CH3COOH2CO2H2S2H2O 628.5 磷循环磷循环 动植物体内含磷有机物环境中含磷有机物HPO42非溶性磷酸盐PH3洗涤剂农药 废水工业微生物产酸溶解微生物分解腐烂植物微生物吸收厌氧菌还原微生物分解636465不溶性不溶性磷酸盐磷酸盐磷酸或磷酸或可溶性磷酸盐可溶性磷酸盐产酸微生物产酸微生物与与Mn结合结合磷酸盐磷酸盐PH3厌氧厌氧66污、废水污、废水 深度处理深度处理除磷除磷的微生物学原理的微生物学原理67污、废水污、废水 深度处理深度处理同步同步

11、脱氮除磷的微生物学原理脱氮除磷的微生物学原理688.6 铁锰的循环铁锰的循环 本节自学本节自学692FeS27O2 2H2O 2FeSO42H2SO4 通过FeS2的自然化学氧化产生FeSO4和H2SO44FeSO42H2SO4 O2 2Fe2 ( SO4 ) 32H2O 在铁氧化细菌作用下，使Fe2+ Fe3+FeS2 7Fe2 ( SO4 ) 3 8H2O 15FeSO4 8H2SO4 2S Fe2 ( SO4 ) 3与黄铁矿继续作用产生更多的H2SO4 ，并析出S2S 3O2 2H2O 2H2SO4 元素S在氧化硫硫杆菌的作用下生产硫酸708.2 碳循环碳循环 (Carbon cycle)(Carbon cycle)碳循环以碳循环以CO2为中心为中心717273422222887CHOCOH OkJ7475COOHCH3CH2NH2COOH2HNH3甘氨酸 TCA循环CH3COOHCOOHCH3