应用微生物六（微生物与 及碳氮等元素的生物地球化学循环）.pptVIP

其他真菌也能分解木质素，如乳酸镰刀菌、雪腐镰刀菌、里氏木霉，以及链格孢霉、曲霉、青霉中的一些种 木质素也能被细菌降解。活跃的好氧性木质素分解细菌有假单胞菌属、节杆菌属 、小球菌属以及黄单胞菌属中的一些菌株 脂肪的分解 脂肪是甘油和高级脂肪酸形成的酯 土壤中的脂肪类物质来自于植物、动物和微生物残体 脂肪被微生物的脂肪酶水解为甘油和高级脂肪酸 甘油作为微生物的碳源和能源进一步分解 高级脂肪酸较稳定，逐步分解成乙酸 好氧性细菌，假单胞菌、色杆菌、无色杆菌、黄杆菌、芽胞杆菌 真菌，曲霉、芽枝霉、青霉 己糖的分解 各种多糖水解为单糖和双糖，进一步为微生物水解 己糖的需氧分解 己糖的完全氧化 通过呼吸作用将有机物完全氧化为CO2和水 己糖的有氧发酵 不完全氧化，将某中间产物积累并分泌到体外，如乙酸（醋酸）、柠檬酸、葡萄糖酸、乳酸等 己糖的厌氧分解 酒精发酵 乳酸发酵 丁酸发酵 醋酸发酵和广义醋酸发酵 将黄酒、葡萄酒敞口放在温暖的空气中，几天后就能出现酒变酸、液面长膜 醋酸发酵：有氧条件下将糖或醇类转化为醋酸的微生物过程 CH3CH2OH+O2 CH3COOH+H2O 乙酸细菌 乙酸细菌天然栖息在植物体表，能将糖或醇“不完全氧化”形成有机酸，并作为终产物分泌至体外 暂时积累乙酸的完全氧化菌：醋酸杆菌 不能进一步代谢乙酸的不完全氧化菌：葡萄糖杆菌 柠檬酸发酵 柠檬酸发酵：在有氧条件下，己糖转化为柠檬酸并积累于环境中的微生物学过程 糖质原料经EMP途径、丙酮酸羧化和三羧酸循环形成柠檬酸 乙酰CoA和草酰乙酸缩合形成柠檬酸 柠檬酸生物合成与三羧酸循环（TCA）密切相关，乌头酸水合酶或异柠檬酸脱氢酶抑制造成柠檬酸的大量积累 柠檬酸发酵常伴随草酸形成，草酸是柠檬酸继续氧化的产物 主要生产菌：黑曲霉 柠檬酸生物合成途径： 丙酮酸脱氢酶 柠檬酸合成酶 乌头酸水合酶 异柠檬酸脱氢酶 α-酮戊二酸脱氢酶 琥珀酸脱氢酶 富马酸酶 苹果酸脱氢酶 丙酮酸羧化酶 磷酸烯醇丙酮酸羧激酶 ③ 乳酸发酵 乳酸，α-羟基丙酸 分子中有一个不对称碳原子，具有旋光性，有L-乳酸与D-乳酸两种旋光异构体 人体只有代谢L-乳酸，过量摄入D-乳酸，会引起代谢紊乱甚至酸中毒 L-乳酸用发酵法生产，玉米、大米、甘薯等淀粉质原料，经糖酵解EMP途径降解为丙酮酸，丙酮酸在乳酸脱氢酶催化下，被还原型辅酶I还原成乳酸 L型乳酸可聚合成聚乳酸，具有良好的生物可降解性，可生物降解塑料，使用后能被自然界中微生物完全降解，最终生成二氧化碳和水 ③ 在无氧条件下，乳酸细菌将己糖转化为乳酸的微生物学过程 乳酸发酵菌种主要有乳杆菌、米根霉 产L型乳酸：德氏乳杆菌、保加利亚乳杆菌、米根霉 产D型乳酸：干酪乳杆菌 不同菌的发酵途径不同，可分同型发酵和异型发酵 同型乳酸发酵：全部生成乳酸 异型乳酸发酵：除乳酸外，还产生乙醇、乙酸和CO2等多种代谢产物 工业乳酸发酵使用德氏乳杆菌为菌种，进行同型发酵，葡萄糖几乎全部生成乳酸 ③ 异型乳酸发酵 ③ 丁酸发酵 丁酸发酵菌在严格厌氧条件下，将己糖转化为丁酸、乙酸、CO2和氢的微生物学过程 2C6H12O6 2CH3CH2CH2COOH+CH3COOH+2CO2+2H2 丁酸细菌 丁酸梭状芽孢杆菌（Clostridim butyricum），G+；有鞭毛；严格厌氧；芽孢 丁酸梭菌属其它种也能产生丁酸，但产物略有不同 丁酸梭菌分布广 Streptococcus Lactobacillus Bacillus Saccharomyces (yeast) Clostridium Prolonibacterium Escherichia Salmonella Streptococcus Lactobacillus Leuconostoc Klebsiella Enterobacter 丙酸发酵 丁酸发酵 丁二醇发酵 异型乳酸发酵 同型乳酸发酵 乙醇发酵 全球N循环 第二节 微生物在N素循环中的作用 生物固氮 自然界的氮元素 空气中的N2（占空气79%） 铵盐和硝酸盐等矿物 由雷电形成的含氮化合物 微生物生物固氮 （全球每年生物固氮2亿吨， 相当于4亿吨尿素） 2005年全球尿素年生产量5669万吨 生物固氮是在温和条件下进行的，不需人为地提供大量石油等能源，是最便宜、最干净、效率最高的施肥过程！ 生物固氮机理 生物固氮是固氮微生物细胞内的固氮酶由三磷酸腺苷（ATP）提供能量将分子态的氮气还原成氨的过程 固氮反应及基本条件 固氮酶催化固氮反应必须具备三个条件： 具有固氮活性的固氮酶 具有电子和质子供体及传递电子和质子的电子传递链 有供固氮所需的能源，每合成一个氨分子需要消耗8个ATP 固氮过程要在无氧环境或保护固氮酶的免氧失活机制 反应环境中氮肥很少，基本上没