【正文】 氮的過程。 2NH3 ＋ 3O2 2H＋ ＋ 2NO2 ＋ 2H2O ＋ 能量 2NO2 ＋ O2 2NO3 ＋ 能量 自養(yǎng)型細菌，但是要求在有機質(zhì)存在條件下活動。 硝 化意義：植物攝取氮的最為普遍形態(tài)是硝酸鹽。當(dāng)肥料以銨鹽或氨形態(tài)施入土壤時，上述微生物將他們轉(zhuǎn)變成一般植物可利用的硝態(tài)氮。 有三種情形： Ⅰ .包括真菌和放線菌在內(nèi)的多種微生物，能將硝酸鹽還原為亞硝酸。 N2↑(逸至大氣 ) 2HNO3 2HNO2 2HNO ↑2H H2O N2O↑(逸至大氣 ) Ⅲ .梭狀芽孢桿菌等常將硝酸鹽還原成亞硝酸鹽和氨，直接發(fā)生同化作用。 反硝化意義：過程中形成的氮氣、一氧化二氮等氣態(tài)無機氮的情況是造成土壤氮素損失、土肥力下降的重要原因之一。 同化 氨化 硝化 反硝化 固氮 back 固氮：通過微生物的作用把分子氮轉(zhuǎn)化為氨的過程。固氮必須在固氮酶催化下進行，其總反應(yīng)方程式表示為： 3{CH2O} + N2 + 3H2O + 4H+ → 3CO2 + 4NH4+ ?根瘤菌 ?厭氣的梭狀芽孢桿菌屬 ?藍細菌 過量的無機氮經(jīng)反硝化經(jīng)地表或地下水進入水體，造成不少水體富營養(yǎng)化和硝酸鹽污染；地表高水平 硝酸鹽經(jīng)反硝化產(chǎn)生的過剩氧化二氮，使一些環(huán)境科學(xué)家擔(dān)心其上升到平流層，可能會引起大氣臭氧層的耗損。OH + M ? HNO2 + M NO2(g)+ （ c） 人為氮肥的生產(chǎn)和化石燃燒 ， 是工業(yè)革命以來最具活力的固氮者 。 （ d） 胺同化作用 海洋生態(tài)系統(tǒng) 106 CO2 + 64H2O + 16NH3 + H3PO4 + hv ? C106H179O68N16P + 106O2 陸地生態(tài)系統(tǒng) 830CO2 + 600H2O + 9NH3 + H3PO4 + hv ? C830H1230O604N9P + 830O2 （ 2） 硝化與反硝化作用 （ a） 硝化作用 2NH4+ + 3O2(g) ? 2NO2 + 4H+ + 2H2O 亞硝化細菌 2NO2 + O2(g) ? 2 NO3 硝化細菌 （ b） 副作用 2NO2 + 2H+ ? NO(g) + NO2(g) + H2O 2NO2 + 2H+ ? N2O(g) + O2(g) + H2O （ c） 反硝化作用 4NO3 + 5{CH2O} + 4H+ ? 5CO2(g) + 2N2(g) + 7H2O 2NO3 + 2{CH2O} + 2H+ ? 2CO2(g) + 2N2O(g) + 3H2O 某些場合 5S + 6NO3 + 2CO32 ? 5SO42 + 2CO2 + 3N2 （ 3） 硝酸還原與氨的同化和揮發(fā) （ a） 硝酸還原 NO3 + H2O + 2H+ ? NH4+ + 2O2(g) （ b） 氨的同化生成氨基酸和蛋白質(zhì) （ c） 氨的揮發(fā) NH4+ + OH ? H2O + NH3(g) 氣態(tài)氨大部分經(jīng)干濕沉降回到水和土壤 ,有一小部分參與大氣中的氧化還原反應(yīng) 。 HSCH2CHCOOH CH3CCOOH + H2SO4 + NH4+ NH2 O 好氧 細菌 HSCH2CHCOOH CH3CCOOH + H2S + NH3 NH2 O 厭氧 細菌 硫的微生物轉(zhuǎn)化 （ 2） 硫化： H2S → S → SO42－ 增加硫營養(yǎng)元素、消除環(huán)境中硫化氫危害 2H2S + O2 → 2H2O + 2S 硫桿菌 硫磺菌 2S ＋ 3O2 ＋ 2H2O → 2H2SO4 Na2S2O3 + 2O2 + H2O → Na2SO4 + H2SO4 硫的微生物轉(zhuǎn)化 （ 3）反硫化：在厭氧條件下 SO42轉(zhuǎn)化為 H2S 海洋硫化氫主要來源 C6H12O6 ＋ 3H2SO4 → 6CO2 + 6H2O + 3H2S 脫硫弧菌 2CH3CH(OH)COOH + H2SO4 → 2CH3COOH + H2S + 2H2O + 2CO2 乳酸 八 重金屬元素的微生物轉(zhuǎn)化 汞 元素汞 無機汞 有機汞 甲基汞 —— 水俁病 甲基化作用： 在好氧或厭氧條件下，水體地質(zhì)中某些微生物能使二價無機汞 鹽轉(zhuǎn)變?yōu)榧谆投谆倪^程，稱汞的甲基化。 CH3 Co3+ Bz 甲基鈷氨素簡式 甲基鈷氨素結(jié)構(gòu)式 四個氫化吡咯組成咕啉 六個配體 咕啉環(huán)上四個氫 咕啉 D環(huán)支鏈上二甲基苯并咪唑的一個氮原子和一個負甲基離子 Hg2+或 CH3Hg+ CH3Hg+或 (CH3)2Hg H2O CH3 Co3+ Bz Bz Bz Co3+ Co+ O THF 四氫葉酸 N5CH3THF N5甲基四氫葉酸 H H FADH2 FAD H2O 2H＋ 汞的生物甲基化途徑 汞的生物去甲基化 汞的遷移轉(zhuǎn)化 ①汞能夠以 0價存在于氣、水、土中，因為其具有很高的電離勢 ②汞及其化合物均易揮發(fā) 有機汞 無機汞 甲基汞和苯基汞揮發(fā)性最大 ； 無機汞以 HgI最大， HgS最小。 ④三甲基氧化胂和四甲基砷離子 Trimethylarsine oxide and tetramethylarsonium ion(TMAO) ?現(xiàn)在，分析方法的不足限制了 TMAO 的測定 ⑤ 砷甜菜堿和砷膽堿 Arsenobetaine and arsenocholine ?Edmonds等人于 1977年首次在水生生物體內(nèi)發(fā)現(xiàn)砷甜菜堿 ?砷甜菜堿是目前為止發(fā)現(xiàn)的海洋動物體內(nèi)最主要的砷形態(tài) 。 ?水生生物體內(nèi)也發(fā)現(xiàn)了砷膽堿，但濃度要低于砷甜菜堿。 ⑥砷糖 Arsenosugars ?Edmonds和 Francesconi首次在海洋生物體內(nèi)發(fā)現(xiàn)了砷糖 ?常見的砷糖結(jié)構(gòu)式 P346 ?砷糖類化合物可以存在于海洋藻類和動物、淡水藻類和植物以及陸生生物體中（如蚯蚓、真菌、植物）。鐵細菌 作用致使管道阻塞；使酸性礦水形成。 鐵 酸性礦水形成的原因 九、有機物質(zhì)化學(xué)結(jié)構(gòu)對生物轉(zhuǎn)化速率的影響 定性規(guī)律： 鏈長規(guī)律 ：是指脂肪酸、脂族碳氫化合物和烷基苯等有機物質(zhì)，在一定范圍內(nèi)碳鏈越長，降解也越快的現(xiàn)象，以及有機聚合物降解速率隨分子的增大呈現(xiàn)減小趨勢的現(xiàn)象。 取代規(guī)律 ：是指取代基的種類、位置及數(shù)量對有機物質(zhì)降解速率的影響規(guī)律。 第五節(jié) 污染物質(zhì)的毒性 ① 有些有機化合物與酶的共價結(jié)合； ②有些重金屬離子與含巰基的酶強烈結(jié)合； ③有些金屬取代金屬酶的不同金屬 Cd 2+取代了 Zn 2+ 。 致突變作用分為 基因突變 和 染色體突變 兩類。屬于分子水平的變化。一個常用的鑒定突變的試驗是鼠傷寒沙門氏菌－哺乳動物肝微粒體酶試驗（ 艾姆斯試驗 ）。屬于細胞水平的變化。 腺嘌呤 次黃嘌呤 HX 鳥嘌呤 黃嘌呤 胞嘧啶 尿嘧啶 于是可以引起一種如下的堿基對轉(zhuǎn)換 顛換是異型堿基之間的置換，即嘌呤堿基嘧啶堿基取代或反之亦是。 插入和缺失分別是 DNA堿基對順序中增加和減少一對堿基或幾對堿基，使遺傳讀碼格式發(fā)生改變，自該突變點之后的一系列遺傳密碼都發(fā)生錯誤。 堿型置換突變 轉(zhuǎn) 換 顛 換 移碼突變 插 入 缺 失 物理致癌、化學(xué)致癌、生物致癌 確證致癌物、可疑致癌物、潛在致癌物 到 1978年為止，確定為動物致癌的化學(xué)物質(zhì)達到 3000種，以后每年都有數(shù)以百計的新致癌物被發(fā)現(xiàn)。直接致癌物或間接致癌物的終致癌物引起DNA基因突變。主要是突變細胞改變了遺傳信息的表達，增殖成為腫瘤，其中惡性腫瘤還會向機體其它部位擴散。