微生物第八章微生物在环境物质循环中的作用.ppt

* * 环境微生物基础教学课件 天津工业大学 2. 氨基酸的转化 有机氮化合物在氨化微生物的脱氨基作用下，产生氨，称为氨化作用。 脱氨的作用有氧化脱氨，还原脱氨，水解脱氨，减饱和脱氨。 氨化作用 脱羧作用 * * 环境微生物基础教学课件 天津工业大学 氧化脱氨 好氧菌作用 * * 环境微生物基础教学课件 天津工业大学 还原脱氨 厌氧、兼性菌作用 * * Stickland反应——是两个氨基酸之间的一个氨基酸作为氢(电子)供体，另一个氨基酸作为氢(电子)受体时的氧化-还原脱氨基反应。 ADP+Pi ATP 环境微生物基础教学课件 天津工业大学 已知能进行Stickland反应的细菌都是专性厌氧的梭菌， 如：生孢梭菌、肉毒梭菌、双酶梭菌和斯氏梭菌等。 * * 环境微生物基础教学课件 天津工业大学 水解脱氨：氨基酸水解脱氨后生成羟酸。 * * 环境微生物基础教学课件 天津工业大学 减饱和脱氨：氨基酸在脱氨基时，在α-β键减饱和成为不饱和酸。 * * 环境微生物基础教学课件 天津工业大学 脱羧作用-氨基酸转化为胺 微生物：大肠杆菌、粪链球菌、腐败性梭状芽孢杆菌、产气杆菌、变形杆菌 * * 3. 尿素的转化 微生物：尿八叠球菌（球菌中唯一能形成芽孢的种）、尿小球菌、尿素芽孢杆菌。 脲酶 * * 环境微生物基础教学课件 天津工业大学 4.硝化作用 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，称为硝化作用。 反应1由亚硝化菌作用：亚硝酸单胞菌属、亚硝酸球菌属、亚硝酸螺菌属、亚硝酸叶菌属、亚硝酸弧菌等； 反应2由硝化菌作用：硝化杆菌属，硝化球菌属。 共性：好氧菌，适宜在中性和偏碱性的环境中生长，化能无机营养型 在硅胶固体培养基中长成细小，稠密的褐色，黑色和淡褐色的菌落 由淡褐色转变成黑色的菌落 当pH=9.5以上时硝化细菌受到抑制，而在pH＝6.0以下时亚硝化细菌被抑制； 最适宜温度30℃，低于5或高于40时不能活动。 * * 环境微生物基础教学课件 天津工业大学 氨化 硝化意义：植物摄取氮的最为普遍形态是硝酸盐。水稻等植物可利用氨态氮，然而这一氮形态对其它植物是有毒的。当肥料以铵盐或氨形态施入土壤时，上述微生物将他们转变成一般植物可利用的硝态氮。 * * 环境微生物基础教学课件 天津工业大学 兼性厌氧的硝酸盐还原菌将硝酸盐还原为氮气，这叫反硝化。 5. 反硝化作用 有三种情形： 大多数细菌和放线菌和真菌将硝酸盐为氮素营养，通过硝酸还原酶将硝酸还原成氨，进而合成自身的氨基酸，蛋白质和其它含氮物质。 * * 环境微生物基础教学课件 天津工业大学 兼性厌氧的反硝化菌在厌氧条件下，将硝酸还原为氮气。 反硝化细菌：施氏假单胞菌，脱氮假单胞菌，荧光假单胞菌，色杆菌属中的紫色杆菌，脱氮色杆菌。 * * 环境微生物基础教学课件 天津工业大学 硝酸盐还原为亚硝酸 反硝化意义：反硝化过程中形成的氮气、水等气态无机氮的情况是造成土壤氮素损失、土肥力下降的重要原因之一。在污水处理工程中却常作为脱氮的方式。 * * 环境微生物基础教学课件 天津工业大学 氨化 * * 环境微生物基础教学课件 天津工业大学 在固氮微生物的固氮酶的作用下，把分子氮转化为氨，进而合成为有机氮的化合物，叫做固氮作用。 6. 固氮作用 特点： 高耗能反应，消耗ATP。 需特殊的酶系统——固氮酶 有组分I—钼铁蛋白,真正的固氮酶,具有催化活性;组分II,铁蛋白, 传递电子。不同来源的铁蛋白和钼铁蛋白结合在一起具有固氮酶活性。 * * 固氮微生物 好氧菌：根瘤菌，圆褐固氮菌，黄色固氮菌，雀稗固氮菌，拜叶林克氏菌属，万氏固氮菌。 厌氧菌：巴氏固氮梭菌能固氮，硫酸还原菌 光合细菌：红螺菌属，小着色菌及球菌属等在光照下厌氧生活也能固氮。固氮蓝藻中的有异形胞的固氮丝状蓝藻，例如鱼腥藻属，念珠藻属等。 环境微生物基础教学课件 天津工业大学 固氮酶对O2敏感,好氧固氮菌在生长过程中同时固氮，它们在长期的进化中形成了保护固氮酶的放氧机制，使固氮作用正常进行。 * * 1. 好氧性自生固氮菌的抗氧保护机制 呼吸保护、构象保护（耐氧蛋白） 2. 蓝细菌固氮酶的抗氧保护机制 异形胞、时间差（白天光合夜晚固氮） 3. 豆科植物根瘤菌固氮酶的抗氧保护机制 根瘤菌以只能生长不能分裂的类菌体（bacteroids）形式存在于豆科植物的根瘤中。豆血红蛋白就像一种缓冲剂，可在根瘤中调节氧的浓度，使它稳定在对固氮酶最合适的范围内。 * * 环境微生物基础教学课件 天津工业大学 第四节 硫的微生物转