微生物在自然界中的分布-資料下載頁
2024-12-28 15:19本頁面
【正文】 SPF豬剖腹產(chǎn)手術(shù) SPF實驗動物房及 SPF雞隔離器 第三節(jié) 微生物在自然界物質(zhì)循環(huán)中的作用 ? 生物圈的繁榮發(fā)展，能量來源主要依賴于太陽，而元素來源主要依賴于由微生物推動的物質(zhì)循環(huán)。 ? 地球進化可分為：化學(xué)進化和生物學(xué)進化兩個階段。生物學(xué)進化分為：單極生態(tài)系統(tǒng)、雙極生態(tài)系統(tǒng)、三極生態(tài)系統(tǒng)等三階段。 ? 原始地球大氣的組成氫化物氣體：水、氨、甲烷、硫化氫等。 ? 原始海洋匯集了地殼表面大量可溶性化合物，成為誕生原始生命的搖籃 一 、 碳素循環(huán) ? 大氣中的 CO2（ %）周轉(zhuǎn)利用最快。大氣中的 CO2只夠綠色植物約 20年使用。 ? 微生物在碳素循環(huán)中的作用：把有機物中的碳元素盡快礦化和釋放，從而使生物解處于一種良好的碳平衡循環(huán)中。地球上約 90%的 CO2是由微生物分解作用形成的 ? 微生物的分解作用：光合作用固定的 CO2中大部分以聚糖形式積累于木本和草本植物軀干中，木材占 60%，其中 75%是纖維素、約 20%是木質(zhì)素和木聚糖、蛋白質(zhì)僅占 1%左右。在草本植物中多糖含量更高。分解纖維素的任務(wù)就是由土壤中的一些特殊微生物來完成的。 ?光合作用 ?分解作用 二、氮素循環(huán) 自然界的氮素循環(huán)是各種元素循環(huán)的中心，而微生物是整個氮素循環(huán)的中心。 氮元素的自然形態(tài)： （ 1） 銨鹽、亞硝酸鹽、硝酸鹽、 （ 2）有機含氮物、 （ 3）氮氣。 有機 N化合物 動物 M和植物 NH3 NO2 N2 NO3 固氮作用 反硝化作用 硝化作用 氨化作用 硝化作用 氮素的循環(huán)轉(zhuǎn)化過程 固氮作用 自然界中只有極少一部分微生物可以將氮氣逐步還原為氨而作為氮源。這種分子態(tài)氮的生物還原作用稱為 生物固氮作用 。 ? 自生固氮： 某些微生物在獨立生活時即能固定氮素，包括光能自生固氮和化能自生固氮。 ? 共生固氮： 只有與高等植物或其他生物共生時才能固氮或有效固氮。 氨 化 作 用 Ammonification ?定義： 是指含氮有機物經(jīng)微生物分解 產(chǎn)生氨的過程 。這個過程又稱為有機氮的礦化作用。 硝 化 作 用 ?硝化作用 (nitrification)是指氨在通氣條件下，氧化形成硝酸的微生物學(xué)過程。 ?硝化作用分為二個階段： 第一階段為銨氧化成亞硝酸，稱為亞硝化作用； 第二個階段為亞硝酸氧化成硝酸，稱為硝化作用。 硝化作用微生物 （ 1）、化能自養(yǎng)硝化細(xì)菌 硝化細(xì)菌的種類： 硝化細(xì)菌分為亞硝酸細(xì)菌和硝酸細(xì)菌。 硝化細(xì)菌的數(shù)量和分布： 土壤中亞硝酸細(xì)菌種類較多，而硝酸細(xì)菌的類型有限。 （ 2）、化能異養(yǎng)硝化細(xì)菌 ?1948年考斯特爾觀察到在土壤滲漏柱中丙酮酸肟可轉(zhuǎn)變?yōu)?NO2，并鑒定出幾個起作用的細(xì)菌為無色桿菌和棒桿菌。 ?斯密德 (1954)首次報道了異養(yǎng)菌能形成NO3，并分離到作用菌為黃曲霉。 ?異養(yǎng)硝化菌的硝化作用的特征：很高且狹窄的 pH范圍，底物濃度保持在 C/N﹤ 5，生物量與產(chǎn)物之比極高，且完成細(xì)胞合成之后才進行硝化作用。 硝 化 細(xì) 菌 A. 歐洲亞硝化單胞菌 (Nitrosomonas europaea) B. 維氏硝化桿菌 (Nitrobacter winogradskyi) 硝化作用與 土壤肥力、環(huán)境污染的關(guān)系 ? 在環(huán)境條件適宜時，銨鹽易被氧化成硝酸。硝酸在土壤中不易被土壤顆粒吸附（都為帶有負(fù)電荷）而隨水流動，因此利于植物吸收。 ? 硝酸的溶解作用強，可促進礦物質(zhì)的風(fēng)化和一些難溶性養(yǎng)料轉(zhuǎn)化為植物可利用狀態(tài)。 ? 大量施用銨鹽或硝酸鹽肥料，所產(chǎn)生的硝酸除了被植物吸收和微生物固定外，尚有相當(dāng)部分隨水流失。 ? 流失的硝酸不但造成氮素?fù)p失，也引起環(huán)境污染。硝酸鹽流入水體，引起富營養(yǎng)化 (Eutrophification)。此外，硝化過程也產(chǎn)生相當(dāng)數(shù)量的 N2O，導(dǎo)致臭氧層的破壞， N2O 是溫室效應(yīng)的第三大貢獻者。 反硝化作用 吸收至生物體內(nèi)的硝酸鹽經(jīng)歷著兩種途徑的變化： ? 其一是植物和微生物將硝酸鹽吸收至體內(nèi)后 ， 將它們還原成銨 ， 然后參與合成細(xì)胞的含氮組分 ， 這個過程稱為同化型硝酸鹽還原作用 (assimilatory nitrate reduction)。 ? 其二是某些微生物在無氧或微氧條件下將 NO3或 NO2作為最終電子受體進行厭氧呼吸代謝 ， 從中取得能量 ， 硝酸鹽還原生成 N2O， 最終生成 N2的過程稱為反硝化作用或脫氮作用 。這個過程叫做異化型硝酸鹽還原作用 (dissimilatory nitrate reduction)。 參與反硝化作用的微生物 ?具有反硝化作用的微生物在自然界普遍存在 。Ingraham(1981)指出有 71屬菌能進行反硝化作用 ， 它們在土壤中很豐富 ， 占細(xì)菌群落的 40％~65%， 細(xì)菌數(shù)高達 108個 /g土 。 到目前為止 ， 尚未發(fā)現(xiàn)細(xì)菌以外的其它生命形式能夠進行反硝化作用 。 ?一般反硝化作用均以 NO3為最終電子受體，但產(chǎn)堿桿菌 (Alcaligenes)和黃桿菌 (Flavobacterium)以及奈氏菌 (Neisseria)的一些種不能還原 NO3，而卻可從 NO2開始還原。 影響反硝化作用的一些因素 ? 環(huán)境中的氧可以抑制氮氧化物還原酶的活性 。 ? 厭氧環(huán)境中的反硝化活性與這些環(huán)境中的有機碳含量密切相關(guān) 。 ? 氣態(tài)氮氧化物 (NO， N2)不影響離子型氮氧化物 (NO3， NO2)的還原 ， 但離子型氮氧化物的還原常優(yōu)先于氣態(tài)氮氧化物的還原 ， 并造成反硝化中間產(chǎn)物的明顯積累 。 ? 反硝化作用最適宜的 pH是在 ， 而且反硝化速率與 pH成正相關(guān) 。 在低 pH值時 ， 氮氧化物還原酶 ， 尤其是還原 N2O的氧化亞氮還原酶受到明顯抑制 ， 而整個反硝化速率降低 ， N2O在產(chǎn)物中的比例增加 ， pH為 4時 N2O可能為主要產(chǎn)物 。 ? 反硝化作用一般隨一定范圍內(nèi)的溫度升高而速率提高 ， 在 10℃ 35℃ 之間的 Q10值為 ， 在 60℃ 75℃ 時速率達到最大值 。 謝謝觀看 /歡迎下載 BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. BY FAITH I BY FAITH
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