微生物生态22010的学习教案.pptx

微生物生态22010的学习教案;微生物在生态系统中的作用;微生物可以在多个方面但主要作为分解者而在生态系统中起重要作用;微生物在生态系统中的地位;一. 碳素循环;碳素是构成生命体的最基本元素之一 ; 大气中CO2 (库);碳素循环的主体是在CO2和有机碳之间发生，且相对于其它几种主要元素如氮、磷、硫素循环，循环周转的速率是非常快的，周转量也是非常之大的。据统计，全球生物每年要从大气中吸收1.2~1.8×1011 吨CO2，约占空气中CO2总含量的1/20。也就是说，大约每20年，碳素就要在大气和生物间循环一次。 ;在碳素的生物地球化学循环中，碳素的固定是由生产者来完成的，地球上的主要生产者是绿色植物，特别是在陆生环境中，绝大部分CO2是由绿色植物固定的。但在水生环境中，藻类和细菌则是主要的生产者。比如蓝细菌，红螺菌。;2. 微生物对有机物的分解作用;1）? 淀粉的微生物分解;（1）α—淀粉酶 α-淀粉酶是内切酶，水解α-1，4糖苷键，从淀粉直链或支链内部水解切开α-1，4糖苷键，把大分子逐步切割成分子量较小的糊精、麦芽糖和葡萄糖，使淀粉粘度下降，所以α---淀粉酶又叫液化酶。 产生α-淀粉酶的微生物主要是一些细菌，如芽孢杆菌（Bacillus）、假单胞菌(Pseudomonas)、色杆菌(Chromobacteriunm)、黄杆菌(Flavobacterium)，其中以芽孢杆菌产α—淀粉酶能力最强。 ;（2）β-淀粉酶 β-淀粉酶为外切酶，水解α-1，4糖苷键，从直链或支链的末端对淀粉分子进行水解切割，每次切下2个单位的葡萄糖（麦芽糖）。切割完成后，淀粉变成了大量的麦芽糖和少量带α-1，6糖苷键的糊精。所以β—淀粉酶又叫糖化酶。 产生β-淀粉酶的微生物主要是真菌，如根霉（Rhizopus）、曲霉(Aspergillus)、毛霉(Mucor)、层孔菌（Fomes）、镰孢霉（Fusarium）等。 ;（3）葡萄糖生成酶 葡萄糖生成酶每次从淀粉长链上切下一个葡萄糖分子。 （4）异淀粉酶 异淀粉酶能水解直链与支链相连接的α—1，6糖苷键，把直链和支链分开。异淀粉酶和α—淀粉酶或β—淀粉酶共同作用，可以把淀粉完全水解为葡萄糖或麦芽糖。 ;纤维素是植物细胞壁的主要成分，是自然界中生???量总量最大的碳水化合物，一般植物茎杆中的纤维素含量占总干重的25~40%，乔木中纤维素的含量可达干重的50%。;自然界还是存在很多能分解纤维素的微生物，有细菌、放线菌和真菌。其中真菌中有木霉（Trichoderma）、葡萄穗霉（Stachybotrys）、曲霉（Aspergillus）、青霉（Penicillium）、根霉（Rhizopus）、镰刀霉（Fusarium）、嗜热霉（Thermomyces）等。 细菌中有好氧性的噬纤维菌属（Cytophaga）、生孢噬纤维菌属（Sporocytophaga）、纤维弧菌属（Cellvibrio）、纤维单孢菌属（Cellulomonas）；厌氧性细菌如梭状芽孢杆菌属（Clostridium）、嗜热纤维芽孢梭菌（Clostridium thermocellum）、拟杆菌属（Bacteroides）和瘤胃球菌属（Ruminococcus）。 放线菌有诺卡氏菌（Nocardia）、小单孢菌（Micromonospora）和链霉菌属（Streptomyces）。;纤维素分解微生物通过产生纤维素酶来催化纤维素的水解。纤维素酶是一种诱导性胞外酶，其诱导物可以是纤维素、纤维二糖、乳糖和葡萄糖。在结构上，纤维素酶是一个分子量很大的多酶复合体，由三种单酶构成，C1酶和CX酶和β—葡萄糖苷酶。;反刍动物牛的胃;3、木质素 木质素在植物组织中含量仅次于纤维素和半纤维素占第三位，是植物木质化部分的主要成分。植物组织中木质素含量因植物种类，部位和不同生长发育阶段的不同而不同。一般禾本科植物茎杆，木质素占干重的20%左右，木材中木质素含量可高达30%。木质素与纤维素结合紧密，形成复杂的空间网状结构，这是木质素和纤维素较难降解的原因之一。 木质素的结构很复杂，至今尚未完全搞清楚。紫外光谱分析证明木质素是苯的衍生物（可能是苯基丙烷构成的多聚体）。木质素性质很稳定，是木材中最难分解的成分。 ;分解木质素的微生物主要是真菌，以担子菌的分解能力最强。担子菌能同时分解木质素、纤维素和半纤维素，所以在木材、秸杆等的生物降解中发挥重要作用。根据真菌腐解过程中植物残体颜色的变化，可以分为白腐菌和褐腐菌两类。白腐菌主要分解木质素，而对纤维素和半纤维素则分解较慢，纤维素和半纤维素呈白色，所以叫白腐菌，这类真菌有多孔菌、卧孔菌。褐腐菌主要分解