nullnull第二章 微生物在环境物质循环中的作用第一节 氧循环
第二节 碳循环
第三节 氮循环
第四节 硫循环
第五节 磷循环
第六节 铁、锰循环null第三节 氮循环自然界氮素含量丰富，存在的形式有3种：
1、分子氮（占大气78%）
2、有机氮化合物
3、无机氮化合物（氨氮和硝酸氮） 氮循环包括氨化作用、硝化作用、反硝化作用和固氮作用。null氮循环过程null 脱氨作用：有机氮化合物在氨化微生物的脱氨基作用下产生氨，称为氨化作用。脱氨的方式有：氧化脱氨、还原脱氨和减饱和脱氨。一、氨化作用1、蛋白质的水解 蛋白质分子量大，不能直接进入微生物细胞，在细胞外被蛋白酶水解成小分子肽、氨基酸后才能头国细胞被微生物利用。蛋白质肽氨基酸null2、氨基酸转化（1）氧化脱氮TCA（2）还原脱氮null（3）水解脱氮（4）减饱和脱氨null 脱羧作用：氨基酸脱羧作用多数由腐败细菌和霉菌引起，经脱羧后生成胺。null二、尿素的转化 在废水生物处理中，生物反应池中微生物生长情况恶化，缺氮时可以投加尿素，尿素含氮47%，可以被很多微生物利用。null三、硝化作用 氨基酸脱下的氮，在有氧的条件下，经亚硝酸细菌和硝酸细菌的作用转化为硝酸，这称为消化作用。有氨转化为硝酸分两步进行：null四、反硝化作用 微生物吸收硝酸盐，将硝酸还原成氮气或者氨，再由氨合乎成为氨基酸、蛋白质以及其他含氨物质。1、大多数细菌、放线菌及真菌利用硝酸盐为氮素营养，通过硝酸还原酶的作用将硝酸还原成氨。null2、反硝化细菌（兼性厌氧菌）在厌氧条件下，将硝酸还原为氮气3、硝酸盐还原为亚硝酸。null五、固氮作用 固氮作用：在固氮微生物的固氮酶催化作用下，把分子氮转化为氨，进而合成为有机氮化合物。 每还原1mol氮为2mol氨，需要24mol ATP，其中9mol ATP提供3对电子用于还原作用。15mol ATP用于催化反应。 厌氧固氮菌是通过发酵碳水化合物至丙酮酸，有丙酮酸磷酸解过程中合成ATP提供固蛋所需。好氧固氮菌则是通过好氧呼吸由TCA循环产生FADH2、NADH2等经电子传递链产生ATPnull六、其它含氮物质的转化氢氰酸可以被一些微生物合成利用，主要是担子菌和紫色杆菌。 其他含氮物质有氢氰酸、乙腈、丙腈、正丁腈、丙烯腈及硝基化合物。null第四节 硫循环在自然界中硫有三态：元素硫、无机硫化物及含硫有机化合物null一、含硫有机物的转化动物、植物和微生物机体中含硫有机物主要是蛋白质。null二、无机硫化物的转化1、硫化作用（1）硫化细菌：硫化细菌属于革兰氏阴性细菌，从氧化硫化氢、元素硫、硫代硫酸盐、亚硫酸盐及多硫磺酸盐中获得能量，产生硫酸，同化二氧化碳合成有机物。（2）硫磺细菌：将硫化氢氧化为硫，并将硫粒积累在细胞内的细菌，统称为硫磺细菌，它们包括丝状硫磺细菌和光能自养的硫细菌。null 丝状硫细菌在生活污水和含硫工业废水的生物处理过程中出现，与活性污泥丝状膨胀有密切关系，当曝气池溶解氧在1mg/L以下时，硫化物含量较多，贝日阿托氏菌和发硫菌过度生长引起活性污泥丝状膨胀。null2、反硫化作用 土壤淹水、河流、湖泊等水体处于缺氧状态时，硫酸盐、亚硫酸盐、硫代硫酸盐和次亚硫酸盐在微生物的还原作用下形成硫化氢，这种作用就叫反硫化作用。null第五节 磷循环磷在土壤和水体中以含磷有机物、无机磷化合物及还原态PH3，三种状态存在。PH3null一、含磷有机物的转化1、核酸核糖2、磷脂甘油
脂肪酸
磷酸3、植素null二、无机磷化合物的转化可溶性的磷酸盐可以经下面2种途径转化：1、被植物、藻类及其他微生物吸收利用，组成卵磷脂、核酸及ATP2、磷酸盐在厌氧条件下，被梭状芽孢杆菌、大肠杆菌等还原作用形成PH3null第六节 铁、锰循环自然界中铁以无机铁化合物和含铁有机物两种状态存在。有氧存在时，二价的氧化铁被氧化成三价的氢氧化物。
无氧条件下，二价的铁还能被铁细菌氧化为三价铁null 铸铁管道中，常因水管中有酸性水而将铁转化为溶解性的二价铁，铁细菌就转化二价铁为三价铁并沉积于水管壁上，越积越多，堵塞水管。null趋磁性细菌1975年在海底泥中发现，趋磁性细菌的游泳方向受磁场的影响。 趋磁细菌细胞内磁小体的主要成分为Fe3O4和Fe3S4。磁小体来自活体细胞，不会产生任何毒性且因其颗粒小而均匀，具有较大的表面积体积比，且磁小体外有生物膜包被，颗粒间不聚集，也没有细胞毒性，因而将在许多领域有潜在的不可估量的应用价值。 null 在污水处理厂的沉淀物中也分离出趋磁细菌。目前有研究表明可以利用趋磁性细菌来吸附回收Pb2+等重金属离子。
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