《殷士学微生物生态》精选课件.ppt

五、基于培养的微生物生态学研究方法 1、采集菌样 2、富集培养 共生固氮 （1）硫的氧化 硫杆菌能利用一种或多种还原态或部分还原态的硫化物作能源。H2S首先氧化成元素硫，再被硫氧化酶和细胞色素系统氧化成亚硫酸盐，亚硫酸盐氧化成SO42-。 一、 碳素循环中微生物的作用 纤维素的分解 半纤素的分解 果胶物质的分解 木质素的分解 几丁质的分解 二、 氮素循环中微生物的作用 氨化作用 硝化作用 反硝化作用 生物固氮 第三节 自然界物质循环中微生物的作用 一、 碳素循环中微生物的作用 CO2 有机质 （一）纤维素的分解 (C6H10O5）n 1014 1、分解纤维素的微生物 (1)有氧、中温条件  a.真菌(木霉属) 木材腐朽： 棕色腐朽（褐腐）：真菌分解纤维素剩下木质素 白 腐：真菌分解木质素剩下纤维素 b.细菌（食纤维菌属) c.放线菌 一、 碳素循环中微生物的作用 (2)无氧中温条件 细菌：纤维分解梭菌。 真菌：木朽菌、层孔菌 放线菌： （一）纤维素的分解 (3)高温条件：60—70℃条件下生长，并分解纤维素 细 菌：热纤维菌 放线菌：链霉菌属、小单孢菌属 （一）纤维素的分解 2、微生物分解纤维素的生化机制  纤维素 单糖 纤维素复合酶的类型（按作用场所分）： 表面酶：分布于细胞表面,不能在其细胞培养液中起作用的酶（食纤维菌） 外 酶：分泌到胞外,在细胞生活环境中起作用的酶（真菌的纤维素酶）。 内切葡萄糖酶 外切葡萄糖酶 β-葡萄糖苷酶 纤维素复合酶 （二）半纤维素的分解 五碳糖、六碳糖及糖醛酸的组成的多糖 分解半纤维素的微生物： 真菌（双孢蘑菇） 放线菌（青铜色小单孢菌） 细菌（枯草杆菌） 原生动物 藻 类 一、 碳素循环中微生物的作用 （三）果胶物质的分解 半乳糖醛酸以α-1，4糖苷键连成的多糖 分解果胶的微生物 细 菌：芽孢杆菌、梭菌、假单孢菌等 放线菌：链霉菌、小单孢菌、游动放线菌等 真 菌：青霉、曲霉、木霉、根霉等 一、 碳素循环中微生物的作用 有机氮 无机氮 无机氮 无机氮 氮 气 植物及微生物的固定 微生物 微生物 微生物 微生物 微生物 第三节 自然界物质循环中微生物的作用 二、 氮素循环中微生物的作用 有机氮化物 NO3- NH4+ NO2- NO N2O 大气 N2 同化作用 氨化作用 硝化作用 硝化作用 反硝化作用 生物固氮 铵同化作用 还原作用 自然界中的氮素循环 （一）生物固氮： 大气中氮被转化成氨的过程。全球生物圈每年生物固氮达2.4?108吨。具有固氮能力的微生物种类多，主要有：固氮菌、放线菌、蓝细菌、根瘤菌、弗兰克氏菌。 N2 NH4+(NH3) （2）硝化作用（nitrification） 定义：土壤或水体中的氨态氮经化能自养菌的氧化而成为硝酸态氮的过程。 这两类细菌好氧伴生，在它们的共同作用下将铵盐氧化成硝酸盐，避免亚硝酸积累产生的毒害。 1、过程：（1）由亚硝化细菌参与，铵→亚硝酸； （2）由硝化细菌参与，亚硝酸→硝酸。 2、影响硝化作用的环境因素 (1)pH值：适宜微碱性 (2)温度：4-40℃，最适：25-35℃ (3)通气：需氧 (4)湿度：过量影响通气，不足引起细胞缺水。 3、硝化作用的农业意义 淋溶 硝化作用的化学抑制 （二）硝化作用 （三）反硝化作用 微生物还原硝酸为亚硝酸、氨和N2的作用 HNO3 N2O 或 N2 NH3 合成性硝酸还原作用 硝酸盐的异化还原作用 （脱氮） 1、反硝化作用的过程 二、 氮素循环中微生物的作用 （三）反硝化作用 2、反硝化作用微生物 大多数：异养兼厌气性 极少数：化能自养型（脱氮硫杆菌） 3、环境对反硝化作用的影响 ① 水分及通气状况 ② pH值 ③ 有机质与NO-3含量 水稻土长期的干湿交替的状况 反硝化作用意义：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。 反硝化作用 由化能异养菌所进行的还原作用 NO3- NO2- NO N2O N2 由反硝化菌群所进行的无氧呼吸 厌氧或兼性厌氧菌 无氧的条件下进行还原反应 以NO3-为呼吸链末端H（电子）受体 从有机物的氧化中得到能量可产生2分子