456环境微生物学

第四章第四章 微生物在环境中的分布及其相互关系微生物在环境中的分布及其相互关系 生态圈、生态系统、微生物生态系统生态圈、生态系统、微生物生态系统 第一节第一节 微生物在环境中的分布微生物在环境中的分布 一、微生物在土壤中的分布一、微生物在土壤中的分布（一）土壤是微生物良好的生活环境（一）土壤是微生物良好的生活环境1 1养分养分 ：土壤中有机质、无机盐和有机物氮素养料：土壤中有机质、无机盐和有机物氮素养料 和各种盐类碳源和能源，和各种盐类碳源和能源，2 2水分及渗透压水分及渗透压 ：3 3空气：团粒间、内部充满空气，厌氧微生物生活空气：团粒间、内部充满空气，厌氧微生物生活4 4pH pH：土壤中溶液土壤中溶液pHpH一般在中性左右一般在中性左右5 5温度：大部分地区、大部分时间土壤温度在温度：大部分地区、大部分时间土壤温度在0 0 3030之间热带土壤表层温度高，微生物之间热带土壤表层温度高，微生物 活动接近停止活动接近停止二）土壤中微生物的数量与分布二）土壤中微生物的数量与分布 土壤中微生物的数量因土壤类型、季节、土层土壤中微生物的数量因土壤类型、季节、土层深度（根圈）与层次等不同而异。

深度（根圈）与层次等不同而异根土比、垂直分布，水平分布根土比、垂直分布，水平分布 土壤细菌最多土壤细菌最多102 108/g 土，其中多属异养菌土，其中多属异养菌专性厌氧菌则以梭状芽孢杆菌属为主，放线菌专性厌氧菌则以梭状芽孢杆菌属为主，放线菌103 105/g土和真菌土和真菌104/g土次之，藻类微生物的土次之，藻类微生物的1%，原生动物较少原生动物较少二、微生物在水体中的分布二、微生物在水体中的分布 大气水中主要是球菌、杆菌、放线菌霉菌孢子大气水中主要是球菌、杆菌、放线菌霉菌孢子 地下水和泉水大体是无菌的地下水和泉水大体是无菌的产油岩层的地下水有大量分解碳氢化物的细菌脱硫弧菌产油岩层的地下水有大量分解碳氢化物的细菌脱硫弧菌亦常出现含铁的泉水中常有锈色盖氏铁细菌，纤毛铁细菌，多亦常出现含铁的泉水中常有锈色盖氏铁细菌，纤毛铁细菌，多孢锈铁细菌含硫泉水中有无色和紫色硫细菌孢锈铁细菌含硫泉水中有无色和紫色硫细菌江河水中的细菌江河水中的细菌 江河中的土著细菌较少江河中的土著细菌较少1 在营养贫乏的小河中，主要是能耐贫营养的无芽孢细菌，如在营养贫乏的小河中，主要是能耐贫营养的无芽孢细菌，如无色杆菌和黄杆菌等。

丝状细菌藻类无色杆菌和黄杆菌等丝状细菌藻类 2 随着水体的富营养化，而假单孢杆菌科，特别是萤光假单孢随着水体的富营养化，而假单孢杆菌科，特别是萤光假单孢杆菌群，芽孢杆菌科和肠杆菌科的细菌占主要地位杆菌群，芽孢杆菌科和肠杆菌科的细菌占主要地位3 江河水中或多或少常受到城市排放的污水的污染，污水细菌江河水中或多或少常受到城市排放的污水的污染，污水细菌中值得注意的是肠道细菌，如大肠杆菌、细菌沙门氏菌属、梭菌中值得注意的是肠道细菌，如大肠杆菌、细菌沙门氏菌属、梭菌湖泊、池塘中的微生物：湖泊、池塘中的微生物：上层上层 好氧细菌、藻类、霉菌，铁细菌、硫细菌等好氧细菌、藻类、霉菌，铁细菌、硫细菌等 中层中层 紫细菌和绿细菌等厌氧菌紫细菌和绿细菌等厌氧菌 底层底层 厌氧或兼性厌氧菌厌氧或兼性厌氧菌 在富营养湖泊的均温层中有丰富的无色硫细菌，如在富营养湖泊的均温层中有丰富的无色硫细菌，如硫螺细菌、发硫菌属、辫硫菌属，如甲烷假单胞菌；脱硫螺细菌、发硫菌属、辫硫菌属，如甲烷假单胞菌；脱硫脱硫弧菌和一些梭菌硫脱硫弧菌和一些梭菌化能自养型细菌，如欧洲亚硝化单胞菌、维氏硝化化能自养型细菌，如欧洲亚硝化单胞菌、维氏硝化杆菌、硫杆菌、铁杆菌在湖泊中均起着作用。

杆菌、硫杆菌、铁杆菌在湖泊中均起着作用光能自养型细菌是他们多为绝对厌氧或微好氧的细光能自养型细菌是他们多为绝对厌氧或微好氧的细菌绿硫菌科、红硫菌科和红螺菌科在富营养湖泊中菌绿硫菌科、红硫菌科和红螺菌科在富营养湖泊中起着很重要的作用起着很重要的作用盐湖中的细菌：盐湖中的细菌：盐浓度低于盐浓度低于5 5大多数微嗜盐菌、耐盐细菌、大多数微嗜盐菌、耐盐细菌、盐浓度为盐浓度为5 52020 中度嗜盐菌中度嗜盐菌 在含硫化氢的盐湖中，大量绿色细菌和紫色在含硫化氢的盐湖中，大量绿色细菌和紫色细菌，如绿杆菌属，暗网菌属等细菌都能生长细菌，如绿杆菌属，暗网菌属等细菌都能生长海水中的微生物海水中的微生物 垂直分布从上垂直分布从上108到下到下104-5 海洋中常见的细菌属是海洋中常见的细菌属是G G-、弧菌、光合菌，、弧菌、光合菌，沉积物中芽孢杆菌等沉积物中芽孢杆菌等大部分海洋细菌在大部分海洋细菌在12-25 12-25 0 0C C、pH7.2-7.6pH7.2-7.6生长最好生长最好,另外，许多海洋细菌在有氧时能发另外，许多海洋细菌在有氧时能发光，可监测光，可监测三、微生物在空气中的分布三、微生物在空气中的分布 其中大部分是腐生微生物，也有人及动植其中大部分是腐生微生物，也有人及动植物病原微生物。

物病原微生物真菌：曲霉、青霉、木霉、根霉、毛霉等真菌：曲霉、青霉、木霉、根霉、毛霉等是常见的种类是常见的种类细菌：则是土壤中来的，最常见的为芽孢杆细菌：则是土壤中来的，最常见的为芽孢杆菌、如枯草芽孢杆菌、肠膜芽孢杆菌等，球菌菌、如枯草芽孢杆菌、肠膜芽孢杆菌等，球菌如微菌、八叠球菌等如微菌、八叠球菌等空气中微生物数目决定于尘埃的总量城空气中微生物数目决定于尘埃的总量城市多于农村市多于农村四、微生物在食品上的分布四、微生物在食品上的分布 (一一)粮食：以芽孢、革兰氏阴性细菌为主粮食：以芽孢、革兰氏阴性细菌为主粮食常见的有曲霉、青霉等大量的霉菌孢子粮食常见的有曲霉、青霉等大量的霉菌孢子二）肉类：（二）肉类：1.1.好氧性芽孢杆菌等好氧性芽孢杆菌等 2.2.好氧性无芽孢杆菌等好氧性无芽孢杆菌等3.3.球菌：如橙色微球菌、橙色八叠球菌等球菌：如橙色微球菌、橙色八叠球菌等4.4.厌氧性细菌：如臭气梭菌、溶组织梭菌等厌氧性细菌：如臭气梭菌、溶组织梭菌等在肉类上常见曲霉属、毛霉属、青霉属等在肉类上常见曲霉属、毛霉属、青霉属等三）鱼类：鱼类也有许多细菌，如无色杆菌（三）鱼类：鱼类也有许多细菌，如无色杆菌 属、属、黄杆菌属和微球菌属类。

黄杆菌属和微球菌属类四）乳类：主要是乳链球菌和乳酸乳杆菌等四）乳类：主要是乳链球菌和乳酸乳杆菌等五、极端环境中的微生物五、极端环境中的微生物(重点重点)（一）嗜热微生物：（一）嗜热微生物：（二）嗜冷微生物，甚至产生细菌毒素二）嗜冷微生物，甚至产生细菌毒素三）嗜酸微生物：（三）嗜酸微生物：（四）嗜碱微生物（四）嗜碱微生物 甲烷嗜盐菌、嗜盐碱甲烷嗜盐菌、嗜盐碱杆杆（五）嗜盐微生物五）嗜盐微生物（六）嗜压微生物（六）嗜压微生物 知道知道 微生物生活的条件微生物生活的条件第二节第二节 微生物间的相互关系（重点）微生物间的相互关系（重点）一、互生关系 两种可以单独生活的生物，当他们生活在两种可以单独生活的生物，当他们生活在一起时，通过各自的代谢活动而有利于对方，一起时，通过各自的代谢活动而有利于对方，或偏利于一方的一种生活方式或偏利于一方的一种生活方式1微生物间的相互关系：微生物间的相互关系：固氮菌和纤维分解菌固氮菌和纤维分解菌 2人体肠道的正常菌群人体肠道的正常菌群 人体肠道有人体肠道有60-400种微生物可以抑制外来的肠种微生物可以抑制外来的肠道致病菌、提供维生素、酶微量的氮素道致病菌、提供维生素、酶。

微量的氮素3混菌培养与生产实践混菌培养与生产实践二、共生关系二、共生关系 两种生物共居在一起，相依为命，合二为一的一两种生物共居在一起，相依为命，合二为一的一种相互关系种相互关系1微生物间的共生微生物间的共生 菌、藻共生菌、藻共生 地衣；地衣；2微生物和植物共生微生物和植物共生根瘤菌和豆科根瘤菌和豆科3微生物与动物的共生微生物与动物的共生白蚁与其消化道中白蚁与其消化道中的某些原生动物和微生物，因为白蚁不能分泌的某些原生动物和微生物，因为白蚁不能分泌水解纤微素的酶水解纤微素的酶反刍动物与其瘤胃微生物的共生关系反刍动物与其瘤胃微生物的共生关系为为微生物提供纤维及生长条件，微生物提供菌体微生物提供纤维及生长条件，微生物提供菌体蛋白可以说如此庞大的牛和大量的牛奶是靠蛋白可以说如此庞大的牛和大量的牛奶是靠微生物喂出来的微生物喂出来的三、寄生关系三、寄生关系（寄生关系是一种对抗关系）寄生关系是一种对抗关系）1微生物间的寄生微生物间的寄生 菜叶豆烧病病原菌与蛭弧菌菜叶豆烧病病原菌与蛭弧菌2微生物与植物间的寄生关系微生物与植物间的寄生关系 白粉菌，锈菌白粉菌，锈菌3微生物与动物间的寄生微生物与动物间的寄生 噬菌体寄生于细菌或放线菌是寄生关系的最噬菌体寄生于细菌或放线菌是寄生关系的最典型例子。

典型例子四、拮抗关系四、拮抗关系 拮抗关系是指一种微生物在其生命活动过拮抗关系是指一种微生物在其生命活动过程中，产生某种代谢产物或改变其他条件，从程中，产生某种代谢产物或改变其他条件，从而抑制其他微生物的生长繁殖，甚至杀死其他而抑制其他微生物的生长繁殖，甚至杀死其他微生物的现象微生物的现象分为非特异性拮抗关系和特异性拮抗关系分为非特异性拮抗关系和特异性拮抗关系某种微生物所产生的特异的代谢物，具有某种微生物所产生的特异的代谢物，具有选择性的可抑制他种生物的生长发育甚至杀死选择性的可抑制他种生物的生长发育甚至杀死它们，这就是特异性的拮抗关系它们，这就是特异性的拮抗关系各种微生物能产生这类代谢物的特性各不各种微生物能产生这类代谢物的特性各不相同，统称为抗菌素相同，统称为抗菌素五、捕食关系：原生动物吞食细菌和藻类的现象原生动物吞食细菌和藻类的现象 1.微生物种类数量分布的条件？微生物种类数量分布的条件？2.不同环境微生物分布的特点？极端环境微不同环境微生物分布的特点？极端环境微 生物生存的机制？生物生存的机制？3.举例说明微生物相互关系的概念，特点？举例说明微生物相互关系的概念，特点？第五章第五章 微生物在物质循环中的作用微生物在物质循环中的作用第一节第一节 碳素生物循环碳素生物循环 在自然界碳及碳的化合物以多种形式存在，其中周转最快在自然界碳及碳的化合物以多种形式存在，其中周转最快的是大气中的的是大气中的 CO2。

地球上地球上90%CO2是靠微生物分解作用而来是靠微生物分解作用而来一一 微生物分解有机物的一般途径微生物分解有机物的一般途径 （一）复杂有机物分解为简单有机物（一）复杂有机物分解为简单有机物 对于复杂有机物，通过其分泌于细胞外的对于复杂有机物，通过其分泌于细胞外的 胞外酶类使基质分解成简单的可溶性有机胞外酶类使基质分解成简单的可溶性有机 物而后吸入体内加以利用物而后吸入体内加以利用可概括为氧化和发酵两大类别可概括为氧化和发酵两大类别二）简单有机物的有氧分解（二）简单有机物的有氧分解 1完全氧化：在有氧呼吸过程中彻底氧化成完全氧化：在有氧呼吸过程中彻底氧化成 CO2+H2O 2不完全氧化：生成有机酸类等中间产物，暂时不完全氧化：生成有机酸类等中间产物，暂时 积累三）简单有机物的无氧分解及甲烷的生成（三）简单有机物的无氧分解及甲烷的生成 1简单有机物的无氧分解简单有机物的无氧分解 酒精发酵酒精发酵 乳酸发酵乳酸发酵2甲烷的生成甲烷的生成（1）甲烷产生菌：简单有机物在厌氧条件下可被微生物）甲烷产生菌：简单有机物在厌氧条件下可被微生物转化生成甲烷，此作用称产甲烷作用产甲烷细菌属转化生成甲烷，此作用称产甲烷作用。

产甲烷细菌属古细菌的一个类群，一般为中温型，少数种类为高温古细菌的一个类群，一般为中温型，少数种类为高温型能利用型能利用NH4+为氮源，少数可利用为氮源，少数可利用N2，它们对碳源，它们对碳源基质的要求含专性基质的要求含专性2）甲烷生成的基质：大多数产甲烷细菌以）甲烷生成的基质：大多数产甲烷细菌以CO2为最终为最终 电子受体，电子受体，H2为电子供体，将为电子供体，将CO2还原为还原为CH44H2 +CO2CH4 +2 H2O（3）甲烷生成的机制：有许多特定的酶参与作用甲烷生成的机制：有许多特定的酶参与作用由由CO2生成生成CH4的生化途径为的生化途径为4个阶段：个阶段：CO2 甲酰碳甲酰碳 甲基碳甲基碳 甲基辅酶甲基辅酶 M 甲烷碳甲烷碳 产甲烷细菌具有独特辅酶，如辅酶产甲烷细菌具有独特辅酶，如辅酶M、CDR因子等甲烷杆菌甲烷杆菌 甲烷八叠球菌甲烷八叠球菌 利用利用H2/CO2、甲醇、甲醇 乙酸乙酸（四）微生物分解有机物的总图式（四）微生物分解有机物的总图式 好氧微生物好氧微生物复杂有机物复杂有机物 简单有机物简单有机物 CO2+H2O 厌氧微生物厌氧微生物 CO2+H2O+H2+CH4 酸、醇、酮酸、醇、酮 二二 微生物分解纤维素微生物分解纤维素 纤维素是葡萄糖的高分子缩聚物。

不溶于水，只纤维素是葡萄糖的高分子缩聚物不溶于水，只有在产纤维素酶的微生物作用下，才被分解成简单有在产纤维素酶的微生物作用下，才被分解成简单的糖，的糖，纤维素纤维素 纤维二糖纤维二糖 葡萄糖葡萄糖 纤维素酶是一种诱导酶，如绿色木霉只有在纤维纤维素酶是一种诱导酶，如绿色木霉只有在纤维素、纤维二糖、乳糖和葡萄糖做碳源时才能合成纤素、纤维二糖、乳糖和葡萄糖做碳源时才能合成纤维素酶纤维素酶大致分为维素酶纤维素酶大致分为3群：群：（一）（一）C1酶酶 C1酶水解未经降解的天然纤维素，对部分降解的酶水解未经降解的天然纤维素，对部分降解的多糖或寡糖很少作用或没有作用一种微生物能分多糖或寡糖很少作用或没有作用一种微生物能分泌一种以上的泌一种以上的C1酶二）（二）1，4葡聚糖酶葡聚糖酶 又称又称CX 酶，包括内切酶和外切酶它不能水解天酶，包括内切酶和外切酶它不能水解天然纤维素，只能切割部分降解的多糖它们广泛分布然纤维素，只能切割部分降解的多糖它们广泛分布于细菌、放线菌、真菌中于细菌、放线菌、真菌中三）（三）葡萄糖苷酶葡萄糖苷酶 此酶水解纤维二糖、纤维三糖及低相对分子质量的此酶水解纤维二糖、纤维三糖及低相对分子质量的寡糖成为葡萄糖。

寡糖成为葡萄糖细菌：好氧噬纤维菌属、生孢噬纤维菌属、纤维细菌：好氧噬纤维菌属、生孢噬纤维菌属、纤维弧菌属等，厌氧菌以梭状芽孢杆菌为主弧菌属等，厌氧菌以梭状芽孢杆菌为主真菌：曲霉、青霉、根霉等真菌：曲霉、青霉、根霉等放线菌：有诺卡氏菌、小单孢菌和链霉菌的某些种放线菌：有诺卡氏菌、小单孢菌和链霉菌的某些种三三 微生物分解半纤维素微生物分解半纤维素 放线菌和真菌的一些种能分泌多种不同的放线菌和真菌的一些种能分泌多种不同的酶分解半纤维素例如芽孢杆菌属中的某些种酶分解半纤维素例如芽孢杆菌属中的某些种能分解甘露聚糖、半乳甘露聚糖和木聚糖等能分解甘露聚糖、半乳甘露聚糖和木聚糖等四四 微生物分解果胶类物质微生物分解果胶类物质 果胶类物质是以半乳糖醛酸为主的高分子果胶类物质是以半乳糖醛酸为主的高分子聚合物首先，好氧性细菌有芽孢杆菌、软腐欧式首先，好氧性细菌有芽孢杆菌、软腐欧式杆菌等分解利用可溶性养分杆菌等分解利用可溶性养分其次，厌氧性细菌有费式浸麻梭菌，真菌其次，厌氧性细菌有费式浸麻梭菌，真菌有青霉、曲霉、毛霉、根霉等有青霉、曲霉、毛霉、根霉等五五 微生物分解淀粉微生物分解淀粉 微生物水解淀粉糖苷键的酶总称为淀粉酶：微生物水解淀粉糖苷键的酶总称为淀粉酶：淀粉酶（内切酶）可以切割直链和支淀粉酶（内切酶）可以切割直链和支链链 中的中的 1，4键。

键淀粉酶；外切酶直连和支连的一端切淀粉酶；外切酶直连和支连的一端切割割 糖化淀粉酶；糖化淀粉酶；异淀粉酶异淀粉酶厌氧条件下主要是梭状芽孢菌，如淀粉梭菌厌氧条件下主要是梭状芽孢菌，如淀粉梭菌六六 微生物分解脂质物质微生物分解脂质物质 细菌：好氧性种类假单胞菌、而荧光假单胞细菌：好氧性种类假单胞菌、而荧光假单胞 菌、铜绿假单胞菌分枝杆菌等等是其菌、铜绿假单胞菌分枝杆菌等等是其 中最活跃的菌种中最活跃的菌种放线菌：有的种也具有分解脂质的能力放线菌：有的种也具有分解脂质的能力真真 菌：青霉、曲霉等菌：青霉、曲霉等七七 微生物分解木素及芳香族物质微生物分解木素及芳香族物质 （一）木素（一）木素 木素是由苯丙烷单元通过醚键和碳碳键连木素是由苯丙烷单元通过醚键和碳碳键连接并难以被酸水解的复杂的无定性高聚物分接并难以被酸水解的复杂的无定性高聚物分解极为缓慢木材的完全降解是真菌、细菌等解极为缓慢木材的完全降解是真菌、细菌等微生物共同作用的结果，其中真菌起着主要作微生物共同作用的结果，其中真菌起着主要作用真菌：白腐霉、褐腐霉和软腐霉、乳酸镰孢霉、真菌：白腐霉、褐腐霉和软腐霉、乳酸镰孢霉、雪腐镰孢霉等类型能分解木素。

雪腐镰孢霉等类型能分解木素放线菌：链霉菌属、小单胞菌属和诺卡氏菌；放线菌：链霉菌属、小单胞菌属和诺卡氏菌；细菌：细菌：梭菌属、假单胞菌属、不动杆菌属梭菌属、假单胞菌属、不动杆菌属 芽孢菌二）芳香族化合物（二）芳香族化合物 微生物能利用芳香化合物在有氧条件下的微生物能利用芳香化合物在有氧条件下的氧化分解比厌氧条件下为快，有氧氧化分解是氧化分解比厌氧条件下为快，有氧氧化分解是这些化合物分解的主要途径，其生化过程：这些化合物分解的主要途径，其生化过程：1在加氧酶作用下生成双酚化合物在加氧酶作用下生成双酚化合物 2在单加氧酶或双加氧酶作用下芳香环开裂在单加氧酶或双加氧酶作用下芳香环开裂 3上述所得相应的有机酸，转化成乙酸等进上述所得相应的有机酸，转化成乙酸等进 入三羧酸循环，最后氧化成入三羧酸循环，最后氧化成CO2、H2O细菌，如假单胞菌、分枝杆菌、不动杆菌、细菌，如假单胞菌、分枝杆菌、不动杆菌、节杆菌及芽孢杆菌中的很多种，诺卡氏菌也有节杆菌及芽孢杆菌中的很多种，诺卡氏菌也有重要作用重要作用八 微生物分解烃类（一）烷烃（一）烷烃 微生物对烷烃分解生成相应的醇、醛和酸，微生物对烷烃分解生成相应的醇、醛和酸，而后经而后经氧化进入三羧酸循环，最终分解成氧化进入三羧酸循环，最终分解成CO2、H2O。

有甲基孢囊菌属、甲基单胞菌属、有甲基孢囊菌属、甲基单胞菌属、甲基球菌等不同属甲基球菌等不同属二）烯烃（二）烯烃 微生物对烯烃的代谢主要是产生具有双键微生物对烯烃的代谢主要是产生具有双键的加氧氧化物或环氧化物，最终形成饱和或不的加氧氧化物或环氧化物，最终形成饱和或不饱和的脂肪酸，然后再经饱和的脂肪酸，然后再经氧化进入三羧酸氧化进入三羧酸循环而被完全分解循环而被完全分解三）脂环烃类（三）脂环烃类 在全部烃类中脂环类对微生物作用的抵抗力在全部烃类中脂环类对微生物作用的抵抗力 最强但诺卡氏菌可以分解但诺卡氏菌可以分解第二节第二节 氮素生物循环氮素生物循环一一 微生物转换氮素物质的一般途径微生物转换氮素物质的一般途径自然界的氮素以自然界的氮素以3种主要形态存在：种主要形态存在：分子氮（分子氮（N2）；）；无机态氮（无机态氮（NH4+N,NO3 N等）；等）；有机态氮（核酸、蛋白质等）有机态氮（核酸、蛋白质等）上述上述3种形态的氮素物质的转化：种形态的氮素物质的转化：（一）绿色植物和微生物的生命活动过程中，吸收硝态（一）绿色植物和微生物的生命活动过程中，吸收硝态氮和铵态氮组成蛋白质、核酸等含氮有机物质。

氮和铵态氮组成蛋白质、核酸等含氮有机物质二）动植物和微生物遗体中的有机氮化物，经微生物（二）动植物和微生物遗体中的有机氮化物，经微生物的分解作用，使无机质化为氨态氮的分解作用，使无机质化为氨态氮三）氨态氮在有氧条件下，经硝化细菌的作用氧化成（三）氨态氮在有氧条件下，经硝化细菌的作用氧化成 硝态氮四）硝酸盐由于反硝化细菌的作用，还原为分子态氮（四）硝酸盐由于反硝化细菌的作用，还原为分子态氮，逸散到大气中逸散到大气中五）空气中的分子态氮，通过固氮微生物的作用，还（五）空气中的分子态氮，通过固氮微生物的作用，还原为氨，进而合成有机氮化物原为氨，进而合成有机氮化物三）其他含氮有机物的分解三）其他含氮有机物的分解1尿素是分子结构简单的含氮有机物尿素是分子结构简单的含氮有机物 微生物产生尿酶直接水解尿素，生成碳酸铵，在碱微生物产生尿酶直接水解尿素，生成碳酸铵，在碱性环境分解为氨和性环境分解为氨和CO2微生物有脲素芽孢八叠球菌，巴斯德芽孢杆菌等微生物有脲素芽孢八叠球菌，巴斯德芽孢杆菌等2几丁质的氨基葡萄糖缩聚物几丁质的氨基葡萄糖缩聚物 某些微生物如贝内克氏菌属中的一些种，产生几丁质某些微生物如贝内克氏菌属中的一些种，产生几丁质酶使几丁质水解，生成氨基葡萄糖和乙酸，氨基葡萄酶使几丁质水解，生成氨基葡萄糖和乙酸，氨基葡萄糖再经脱氨基酶作用，生成葡萄糖和氨。

糖再经脱氨基酶作用，生成葡萄糖和氨3卵磷脂是含胆碱的磷酸脂，存在于细胞原生质中卵磷脂是含胆碱的磷酸脂，存在于细胞原生质中许多芽孢杆菌、假单胞菌和某些霉菌等可产生卵磷脂酶许多芽孢杆菌、假单胞菌和某些霉菌等可产生卵磷脂酶类，使卵磷脂水解成甘油、脂肪酸、磷酸和胆碱，在类，使卵磷脂水解成甘油、脂肪酸、磷酸和胆碱，在进一步分解成氨、醇、有机酸等进一步分解成氨、醇、有机酸等二 生物固氮作用 微生物在常温常压下直接利用分子态氮，微生物在常温常压下直接利用分子态氮，将之还原为氨的过程称为生物固氮作用将之还原为氨的过程称为生物固氮作用一）固氮微生物（一）固氮微生物 能进行固氮作用的微生物叫做固氮微生物或能进行固氮作用的微生物叫做固氮微生物或固氮菌已经确定的固氮微生物包括古细菌、真细菌、已经确定的固氮微生物包括古细菌、真细菌、放线菌和蓝细菌等近百属这些微生物均为原放线菌和蓝细菌等近百属这些微生物均为原核微生物；至今还未发现真核微生物核微生物；至今还未发现真核微生物固氮主要类型：共生固氮、联合固氮、自生固氮固氮主要类型：共生固氮、联合固氮、自生固氮共生固氮是指固氮微生物只有与特定植物共生固氮是指固氮微生物只有与特定植物共同生活在一起时才具有固氮特性，此时微生共同生活在一起时才具有固氮特性，此时微生物与物与 植物紧密结合，一起形成一种独特的组植物紧密结合，一起形成一种独特的组织结构，在生理上是互利互惠的关系。

例如根织结构，在生理上是互利互惠的关系例如根瘤菌和豆科植物共生形成根瘤瘤菌和豆科植物共生形成根瘤自生固氮自生固氮 蓝细菌是最为重要的自生固氮菌蓝细菌是最为重要的自生固氮菌联合固氮是指固氮微生物生长在其他生物体联合固氮是指固氮微生物生长在其他生物体内，如植物根表，叶面或动物肠道中才有固氮内，如植物根表，叶面或动物肠道中才有固氮能力二）固氮酶二）固氮酶 固氮酶含有两个组分，组分固氮酶含有两个组分，组分和组分和组分组分组分相对分子质量大，含有钼铁元素，所以相对分子质量大，含有钼铁元素，所以又叫钼铁蛋白，其功能是接受组分传递来的还又叫钼铁蛋白，其功能是接受组分传递来的还原力和能量组分原力和能量组分相对分子质量较小，含有相对分子质量较小，含有铁元素，所以又叫铁蛋白，其功能是接受能量铁元素，所以又叫铁蛋白，其功能是接受能量和还原力，并把这些能量和还原力交给组分和还原力，并把这些能量和还原力交给组分三）影响固氮作用的主要因素（三）影响固氮作用的主要因素 1C/N比与含氮化合物浓度比与含氮化合物浓度 2氧气氧气 各种固氮微生物，在长期的进化过程中，均各种固氮微生物，在长期的进化过程中，均形成一套防氧保护机制。

形成一套防氧保护机制161页页N2+6H 2NH3生物固氮生物固氮固氮生物 Mg2+ATP 第三节第三节 其它无机元素的生物循环与转化其它无机元素的生物循环与转化一一 无机元素循环与转化的一般途径无机元素循环与转化的一般途径（一）无机物的有机质化（一）无机物的有机质化 微生物在同化碳、氮、氢、氧进行生命活动的同时，微生物在同化碳、氮、氢、氧进行生命活动的同时，吸收利用其他无机质如硫、铁等，合成有机化合物如吸收利用其他无机质如硫、铁等，合成有机化合物如菌体蛋白质与氨基酸菌体蛋白质与氨基酸二）含无机元素有机物的分解（二）含无机元素有机物的分解 含无机元素的有机物经微生物代谢分解为其无机态，含无机元素的有机物经微生物代谢分解为其无机态，回归自然环境中回归自然环境中三）无机物的氧化与还原（三）无机物的氧化与还原 在特定微生物作用下，无机物可由还原态转化为氧化态在特定微生物作用下，无机物可由还原态转化为氧化态铁的氧化与还原铁的氧化与还原（四）无机物的溶解与沉淀（四）无机物的溶解与沉淀如产酸细菌生成的如产酸细菌生成的HNO3 、H2SO4等强酸可使环境中矿物等强酸可使环境中矿物质溶解一一)硫的生物同化硫的生物同化 SO42-能被大部分微生物吸收，进入细胞内的能被大部分微生物吸收，进入细胞内的SO42-通过同化型硫酸盐还原为有机态硫。

通过同化型硫酸盐还原为有机态硫二）含硫有机物的分解（二）含硫有机物的分解 含硫有机物如蛋白质、含硫氨基酸等在许多土壤微含硫有机物如蛋白质、含硫氨基酸等在许多土壤微生物的分解中，经脱硫氢作用生成硫化氢，进行含硫生物的分解中，经脱硫氢作用生成硫化氢，进行含硫有机物的无机质化过程在分解不彻底时，可形成硫有机物的无机质化过程在分解不彻底时，可形成硫醇暂时累积，但在进一步氧化中，仍以硫化氢为最后醇暂时累积，但在进一步氧化中，仍以硫化氢为最后产物环境中分解含硫有机质产生硫化氢的微生物种类很环境中分解含硫有机质产生硫化氢的微生物种类很多，一般的氨化微生物包括许多腐生性细菌、放线菌、多，一般的氨化微生物包括许多腐生性细菌、放线菌、真菌都有此作用土壤中积累硫化氢较多时，对植物真菌都有此作用土壤中积累硫化氢较多时，对植物根部有毒害作用根部有毒害作用三）无机硫化物的氧化（三）无机硫化物的氧化 H H2 2S S、S S或硫化亚铁等在硫细菌作用下进行氧化，最或硫化亚铁等在硫细菌作用下进行氧化，最后生成了硫酸的过程称为硫化作用后生成了硫酸的过程称为硫化作用有无色硫细菌和有色硫细菌两大类有无色硫细菌和有色硫细菌两大类。

1无色硫细菌无色硫细菌（1）硫杆菌：化能自养硫化细菌能够氧化硫化氢、元）硫杆菌：化能自养硫化细菌能够氧化硫化氢、元 素硫等形成硫酸素硫等形成硫酸2）丝状硫磺细菌：是化能自养型细菌，从氧化硫化）丝状硫磺细菌：是化能自养型细菌，从氧化硫化 氢和元素硫过程中获得能量氢和元素硫过程中获得能量代表有贝氏硫菌属、辫硫菌属、发硫菌属代表有贝氏硫菌属、辫硫菌属、发硫菌属3）其他氧化硫的无色细菌：一些异养细菌和放线）其他氧化硫的无色细菌：一些异养细菌和放线 菌，甚至真菌中的某些种也能氧化无机硫化合物菌，甚至真菌中的某些种也能氧化无机硫化合物2.有色硫细菌有色硫细菌 有色硫细菌主要是指紫硫细菌和含有菌绿素和类胡罗有色硫细菌主要是指紫硫细菌和含有菌绿素和类胡罗卜素因而菌体呈现橙黄至紫红色；绿硫细菌含有叶绿素卜素因而菌体呈现橙黄至紫红色；绿硫细菌含有叶绿素C C或或D D以及类胡罗卜素因而菌体呈现黄绿色至棕褐色，体内以及类胡罗卜素因而菌体呈现黄绿色至棕褐色，体内生成硫磺生成硫磺它们在厌氧条件下的光合作用过程中，以它们在厌氧条件下的光合作用过程中，以H2S为供为供氢体使氢体使CO2还原，而还原，而H2S被氧化为硫或进一步氧化为硫酸被氧化为硫或进一步氧化为硫酸。

CO2+H2SCH 2O+S+H2O=2 CO2+H2S+2H2O 2 CH 2O+S+H2 SO4 如紫硫菌和绿硫菌及古细菌中某些极端嗜热嗜酸菌如紫硫菌和绿硫菌及古细菌中某些极端嗜热嗜酸菌 （四）硫酸盐还原（四）硫酸盐还原 硫酸盐在缺氧条件下被一些微生物利用而还原生成硫硫酸盐在缺氧条件下被一些微生物利用而还原生成硫化氢的过程，称为反硫化作用属于异化型硫酸盐还原化氢的过程，称为反硫化作用属于异化型硫酸盐还原菌脱硫脱硫弧菌是具有强烈反硫化作用的典型代表脱硫脱硫弧菌是具有强烈反硫化作用的典型代表三.磷素的生物循环与转化 有机磷磷 可溶性磷可溶性磷 无机性磷无机性磷（一）磷的生物同化（一）磷的生物同化 微生物能吸收可溶性磷合成磷脂、微生物能吸收可溶性磷合成磷脂、核酸、核酸、ATP等含磷有机物等含磷有机物二）含磷有机物的分解（二）含磷有机物的分解 土壤中核酸、植酸、卵磷脂以及各种磷脂酸，被芽孢土壤中核酸、植酸、卵磷脂以及各种磷脂酸，被芽孢杆菌、解磷巨大芽孢杆菌及假单胞菌分解杆菌、解磷巨大芽孢杆菌及假单胞菌分解三）不溶性磷矿物的溶解（三）不溶性磷矿物的溶解 许多微生物活动产生的各种有机酸、许多微生物活动产生的各种有机酸、CO2，以及硝化，以及硝化细菌、硫化细菌，不仅能溶解简单的磷酸三钙等磷盐，细菌、硫化细菌，不仅能溶解简单的磷酸三钙等磷盐，而且对于磷矿物如磷灰石也能分解成水溶性磷酸盐。

而且对于磷矿物如磷灰石也能分解成水溶性磷酸盐四）磷酸盐的还原（四）磷酸盐的还原 在有机养料很多但缺乏氧气的条件下，环境中的磷酸在有机养料很多但缺乏氧气的条件下，环境中的磷酸盐可以因丁酸梭状芽孢杆菌和大肠埃希氏菌科引起这种盐可以因丁酸梭状芽孢杆菌和大肠埃希氏菌科引起这种转化微生物的作用而被还原转化微生物的作用而被还原四 铁的生物循环与转化（自学）（一）高铁化物的还原溶解（一）高铁化物的还原溶解环境中的高铁化物是沉淀性的，通过微生物生命活动时环境中的高铁化物是沉淀性的，通过微生物生命活动时产生的酸类可使之溶解；从而使高铁化合物还原成亚铁化产生的酸类可使之溶解；从而使高铁化合物还原成亚铁化合物而溶解合物而溶解二）亚铁化物的氧化和沉淀（二）亚铁化物的氧化和沉淀环境中的可溶性亚铁化物可被特殊的细菌的生命活动能环境中的可溶性亚铁化物可被特殊的细菌的生命活动能引起亚铁化物氧化成高铁化物而沉淀，这类细菌称为铁细引起亚铁化物氧化成高铁化物而沉淀，这类细菌称为铁细菌它们是兼性和专性的化能营养型细菌，从氧化铁化物菌它们是兼性和专性的化能营养型细菌，从氧化铁化物过程中获得能量，同化过程中获得能量，同化CO2合成有机物。

纤发菌等合成有机物纤发菌等（三）含铁有机化合物的形成与分解（三）含铁有机化合物的形成与分解溶解性的铁可被微生物吸收利用形成有机结合态，或与溶解性的铁可被微生物吸收利用形成有机结合态，或与有机酸结合成为有机酸铁盐含铁化合物又可为微生物分有机酸结合成为有机酸铁盐含铁化合物又可为微生物分解，将无机态的铁释放出来解，将无机态的铁释放出来很多微生物能够产生有机螯合物，能够螯合很多微生物能够产生有机螯合物，能够螯合Fe3+，使不，使不溶性溶性Fe3+变为可溶态，从而促进对变为可溶态，从而促进对Fe3+的吸收，如某些肠的吸收，如某些肠道细菌能够产生肠道螯合素，有些链霉菌能够产生铁草氨道细菌能够产生肠道螯合素，有些链霉菌能够产生铁草氨，这些化合物都能和，这些化合物都能和Fe3+发生螯合作用发生螯合作用第六章第六章 微生物对污染物的降解与转化微生物对污染物的降解与转化第一节第一节 概述概述一 生物降解与生物转换的概念 生物降解生物降解复杂有机化合物在微生物作用下转变成复杂有机化合物在微生物作用下转变成结构较简单化合物或完全分解的过程结构较简单化合物或完全分解的过程生物转化生物转化通过微生物代谢导致有机或无机化合物通过微生物代谢导致有机或无机化合物的分子结构发生某种改变，生成新化合物的过程。

的分子结构发生某种改变，生成新化合物的过程二 微生物降解转化污染物的巨大潜力 当环境条件发生改变，微生物能逐步改变自身条件当环境条件发生改变，微生物能逐步改变自身条件以适应变化的环境它们可能通过自然突变形成新的以适应变化的环境它们可能通过自然突变形成新的突变种也可能通过形成诱导酶以适应新的环境突变种也可能通过形成诱导酶以适应新的环境,产生产生了了 新酶系新酶系 的微生物具备了新的代谢功能的微生物具备了新的代谢功能如抗药性和赖药性等，因为质粒缘故如抗药性和赖药性等，因为质粒缘故三 有机污染物的可生物降解性 （一）可生物降解性（一）可生物降解性 可生物降解性是指化合物被生物降解的可能性及可生物降解性是指化合物被生物降解的可能性及其难易程度据其降解能力分为其难易程度据其降解能力分为3种类型：可生物降解种类型：可生物降解物质、难生物降解物质、不可生物降解物质物质、难生物降解物质、不可生物降解物质二）可生物降解性的测定（二）可生物降解性的测定 1基质的可生物氧化率基质的可生物氧化率 以基质完全彻底氧化所应消耗的理论需氧量为分母，以基质完全彻底氧化所应消耗的理论需氧量为分母，以在微生物作用下分解该基质所消耗的氧量为分子，以在微生物作用下分解该基质所消耗的氧量为分子，二者的比值为该基质的氧化率二者的比值为该基质的氧化率（常用瓦氏呼吸仪测定）（常用瓦氏呼吸仪测定）BOD5/COD，BOD5/TOC比值，比值愈大可降解率愈大。

比值，比值愈大可降解率愈大2基质的生化呼吸曲线基质的生化呼吸曲线 时间时间 表示投加基质后微生物的耗氧情况图表示投加基质后微生物的耗氧情况图 7-1 3微生物降解试验微生物降解试验 （1）土壤消毒试验用于新开发的农药可生物降解性）土壤消毒试验用于新开发的农药可生物降解性 的试验杀灭微生物与不杀灭微生物杀灭微生物与不杀灭微生物2）培养液中降解试验）培养液中降解试验 接种与不接种，不同培养条件下试验接种与不接种，不同培养条件下试验 物理外观测定；微生物学变化；化学变化物理外观测定；微生物学变化；化学变化 4.其他方法与指标其他方法与指标.脱氢酶、脱氢酶、ATP、CO2耗耗氧氧量量基质呼吸线基质呼吸线(可降解可降解)内源呼吸线内源呼吸线(难降解难降解)CBAt难降解且有毒难降解且有毒四 微生物降解污染物的一般途径（一）矿化作用一）矿化作用 矿化作用指有机污染物在一种或多种微生物的作矿化作用指有机污染物在一种或多种微生物的作用下彻底分解为用下彻底分解为CO2、H2O和简单的无机化合物的过和简单的无机化合物的过程微生物在通过矿化作用可以从污染物中获得微生物在通过矿化作用可以从污染物中获得 能源、碳架、氮源、磷源和硫源等。

能源、碳架、氮源、磷源和硫源等矿化作用过程包括氧化、还原、水解、脱水、脱羧矿化作用过程包括氧化、还原、水解、脱水、脱羧基等生化反应，都是在各种微生物代谢过程中表现出基等生化反应，都是在各种微生物代谢过程中表现出来的，它的实质都是酶促反应来的，它的实质都是酶促反应二二)共代谢作用共代谢作用 一些难降解的有机化合物不能直接作为碳源或能一些难降解的有机化合物不能直接作为碳源或能源物质被微生物利用，当环境中存在其他可利用的碳源物质被微生物利用，当环境中存在其他可利用的碳源或能源时，难降解有机物才能被利用，这样的代谢源或能源时，难降解有机物才能被利用，这样的代谢过程叫共代谢作用过程叫共代谢作用微生物共代谢作用的发生有以下情况：微生物共代谢作用的发生有以下情况：靠降解其他有机物提供能源；靠降解其他有机物提供能源；如直肠梭菌需要蛋白胨才能解体丙体六六六如直肠梭菌需要蛋白胨才能解体丙体六六六 靠其他微生物协同作用；靠其他微生物协同作用；农药二嗪农的嘧啶基环需要链霉菌和节杆菌同时存在农药二嗪农的嘧啶基环需要链霉菌和节杆菌同时存在先经别的物质诱导先经别的物质诱导 如铜绿假单孢菌要经正庚烷的诱导才能羟化酶系使如铜绿假单孢菌要经正庚烷的诱导才能羟化酶系使链烷羟基化为相应的醇。

链烷羟基化为相应的醇由于微生物利用其他基质提供能源与碳源，难降解由于微生物利用其他基质提供能源与碳源，难降解化合物在共代谢转化时，不会带来微生物自身细胞质化合物在共代谢转化时，不会带来微生物自身细胞质和量的增加缺少进一步降解的酶系，中间产物的抑和量的增加缺少进一步降解的酶系，中间产物的抑制作用是导致共代谢作用的重要原因制作用是导致共代谢作用的重要原因注注:在通常情况下，共代谢主要是难降解有机物得到在通常情况下，共代谢主要是难降解有机物得到修饰或转化，而非彻底分解该作用是环境污染物降修饰或转化，而非彻底分解该作用是环境污染物降解的一种重要方式使污染物完全矿化的微生物仅解的一种重要方式使污染物完全矿化的微生物仅10%10%大多数靠共代谢作用降解污染物大多数靠共代谢作用降解污染物.五 影响微生物降解转化的生态学因素 （一）物质的化学结构（一）物质的化学结构生物降解的有机物的难易程度首先取决于生物本身生物降解的有机物的难易程度首先取决于生物本身的特性，同时也与有机物的结构特征有关的特性，同时也与有机物的结构特征有关1）结构简单的有机物一般先降解，复杂的后）结构简单的有机物一般先降解，复杂的后 降解；相对分子质量小的比大的易降解。

降解；相对分子质量小的比大的易降解2）脂肪族化合物较芳香族易降解，多环芳）脂肪族化合物较芳香族易降解，多环芳 烃降解更难烃降解更难3）不饱和脂肪族化合物一般可降解，但有的有）不饱和脂肪族化合物一般可降解，但有的有 相对溶性影响降解程度相对溶性影响降解程度4）有机化合物主要分子链上除碳元素外有其）有机化合物主要分子链上除碳元素外有其 他元素时，增加对生物降解的抵抗力他元素时，增加对生物降解的抵抗力5）具有被取代集团的有机化合物，其异构体）具有被取代集团的有机化合物，其异构体 的多样性可能影响生物的降解性的多样性可能影响生物的降解性6）功能团影响有机物的降解（表）功能团影响有机物的降解（表7-3）二）共代谢作用（二）共代谢作用 环境中的污染物常通过共代谢而获降解；尤其是对结环境中的污染物常通过共代谢而获降解；尤其是对结构复杂的（多种菌作用）构复杂的（多种菌作用）三）环境物理化学因素（三）环境物理化学因素 包括微生物生长所需的营养元素、通气状况、酸碱度包括微生物生长所需的营养元素、通气状况、酸碱度、温度、水分、光照等都会影响降解程度和范围温度、水分、光照等都会影响降解程度和范围四）微生物降解或转化污染物后生成的中间体或终产物（四）微生物降解或转化污染物后生成的中间体或终产物，它们可能变成更复杂的物质，或者毒性增加，比原始污，它们可能变成更复杂的物质，或者毒性增加，比原始污染物更为有害。

染物更为有害178页页第二节第二节 微生物对有机污染物的降解微生物对有机污染物的降解 一一 石油石油（一）微生物对石油的降解能力（一）微生物对石油的降解能力 C10 C18易降解，易降解，C1 C3少数能降解烯烃少数能降解烯烃 烷烃烷烃 芳烃芳烃 多环多环芳烃芳烃沥青，正构比异构易降解沥青，正构比异构易降解微生物降油率微生物降油率35-350克克/米米3二）石油降解的生化途径（二）石油降解的生化途径 在加氧酶的催化下，将分子氧组入基质中，形成一种含氧的在加氧酶的催化下，将分子氧组入基质中，形成一种含氧的中间产物如烷烃加氧为醇，烯烃加氧成环烷烃中间产物如烷烃加氧为醇，烯烃加氧成环烷烃,再代谢三）石油降解微生物（三）石油降解微生物 在未受石油污染的环境石油降解菌小于在未受石油污染的环境石油降解菌小于0.1%，否则，否则100%能降解石油中各种烃类的微生物共约降解石油中各种烃类的微生物共约100余属、余属、200多种，多种，细菌：细菌：假单胞菌属、黄杆菌属、棒状杆菌属、蓝细菌假单胞菌属、黄杆菌属、棒状杆菌属、蓝细菌放线菌：为诺卡氏菌属和分枝杆菌属放线菌：为诺卡氏菌属和分枝杆菌属真菌：真菌：土壤中的降解远大于水体，有曲霉、青霉等菌株；土壤中的降解远大于水体，有曲霉、青霉等菌株；假丝酵母、红酵母、球拟酵母、酵母菌属等中的菌株。

假丝酵母、红酵母、球拟酵母、酵母菌属等中的菌株MPN法）法）（四）影响石油降解的生态因素（四）影响石油降解的生态因素 1油的物理状态油的物理状态 2温度温度 3营养物质营养物质 4氧气氧气 5共代谢作用及抑减效应共代谢作用及抑减效应(181页页)五）石油降解微生物的实际应用（五）石油降解微生物的实际应用 1石油探查石油探查 甲烷、乙烷、丙烷这类化合物的细菌存在的地方地层可甲烷、乙烷、丙烷这类化合物的细菌存在的地方地层可有石油储存有石油储存2石油精炼脱蜡石油精炼脱蜡 工业上常用的低温法和尿素法脱蜡法国用酵母菌培养工业上常用的低温法和尿素法脱蜡法国用酵母菌培养 将柴油发酵，降脂假丝酵母、球拟酵母、诺卡氏菌等将柴油发酵，降脂假丝酵母、球拟酵母、诺卡氏菌等3石油微生物的菌体利用石油微生物的菌体利用 石油微生物体内有石油微生物体内有50以上的蛋白质并含有各种必需以上的蛋白质并含有各种必需氨基酸和脂肪、核酸等物质，可用作动物饲料或人类食物氨基酸和脂肪、核酸等物质，可用作动物饲料或人类食物二二 芳香族与卤代烃类芳香族与卤代烃类降解机理：质粒可降解部分降解机理：质粒可降解部分 染色体降解部分，或与染色体降解部分，或与染色体互补编码不同的酶，有些菌进行降解是质粒控制染色体互补编码不同的酶，有些菌进行降解是质粒控制，有些染色体控制。

有些染色体控制一般微生物位于染色体上的性状比较稳定，而位于质一般微生物位于染色体上的性状比较稳定，而位于质粒上的性状则很容易在不同的菌之间进行水平转移，使粒上的性状则很容易在不同的菌之间进行水平转移，使得降解基因在不同菌株之间扩散，有利于微生物对不利得降解基因在不同菌株之间扩散，有利于微生物对不利环境的适应环境的适应一）多氯联苯（一）多氯联苯多氯联苯（多氯联苯（PCB）是人工合成的卤代芳烃液状、树）是人工合成的卤代芳烃液状、树脂状米糠油米糠油”事件PCBs在好氧和厌氧条件下均在好氧和厌氧条件下均可通过共代谢途径被无色杆菌属、不动杆菌属菌等微生可通过共代谢途径被无色杆菌属、不动杆菌属菌等微生物降解恶臭假单胞菌加氧酶对多氯联苯的降解（图恶臭假单胞菌加氧酶对多氯联苯的降解（图7-2）（二）二噁英（多氯二苯并二噁英、多氯二苯并呋喃的（二）二噁英（多氯二苯并二噁英、多氯二苯并呋喃的统称）统称）,四氯二苯并二噁英最毒四氯二苯并二噁英最毒,有机氯焚烧含铅汽有机氯焚烧含铅汽油及烟草燃烧油及烟草燃烧.1991 1991年以来，已经分离到了一些能够降解二噁英年以来，已经分离到了一些能够降解二噁英的假单胞菌属、地杆菌属微生物。

加氧酶作用二噁英的假单胞菌属、地杆菌属微生物加氧酶作用二噁英产生不稳定的半缩醛化合物，半缩醛随后自发环化，产生不稳定的半缩醛化合物，半缩醛随后自发环化，促进了醚键的断裂、开环降低了二噁英的毒性促进了醚键的断裂、开环降低了二噁英的毒性河底污泥中的微生物在产甲烷条件下可以使二噁英河底污泥中的微生物在产甲烷条件下可以使二噁英类化合物还原脱氯类化合物还原脱氯图图7-47-4假单胞菌降解二苯并呋喃的的途经假单胞菌降解二苯并呋喃的的途经（三）多环芳烃（三）多环芳烃 多环芳烃（多环芳烃（PAHs）指具有）指具有3个或个或3个以上苯环结构个以上苯环结构的芳香族化合物微生物降解多环芳烃的方法有两种，的芳香族化合物微生物降解多环芳烃的方法有两种，以以PAHs为唯一碳源和能源或与其他有机质进行共代谢为唯一碳源和能源或与其他有机质进行共代谢对对3环以下的环以下的PAHs类化合物，微生物一般类化合物，微生物一般 采用第采用第一种代谢方式，以这种代谢方式的细菌有：气单胞菌、一种代谢方式，以这种代谢方式的细菌有：气单胞菌、芽孢杆菌属、棒状杆菌属、蓝细菌、黄杆菌属等芽孢杆菌属、棒状杆菌属、蓝细菌、黄杆菌属等对对4环以上环以上PAHs的微生物包括脱氮产碱杆菌、红的微生物包括脱氮产碱杆菌、红球菌、白腐真菌、假单胞菌等。

多种代谢方式球菌、白腐真菌、假单胞菌等多种代谢方式图图7-4白腐真菌降解菲的的途经白腐真菌降解菲的的途经（四）三氯乙烯和五氯氛（四）三氯乙烯和五氯氛 三氯乙烯（三氯乙烯（TCE）的有氧降解可有多种机制，亚硝）的有氧降解可有多种机制，亚硝化单胞菌属的铵氧化酶、假单胞菌属的甲苯双氧化酶、化单胞菌属的铵氧化酶、假单胞菌属的甲苯双氧化酶、甲烷营养菌的甲烷单氧化酶都可使甲烷营养菌的甲烷单氧化酶都可使TCE氧化TCE的的降解以共代谢为主，即可利用的氨、甲苯等物质现降解以共代谢为主，即可利用的氨、甲苯等物质现在也分离到某些节杆菌属菌株以其作为唯一碳源生长在也分离到某些节杆菌属菌株以其作为唯一碳源生长三 化学农药（一）农药降解的影响因素（一）农药降解的影响因素 机理：主要有矿化作用和共代谢有些微生物可以机理：主要有矿化作用和共代谢有些微生物可以农药为唯一碳源、能源，直接利用或通过产生诱导酶农药为唯一碳源、能源，直接利用或通过产生诱导酶进行降解；许多微生物通过共代谢作用使农药降解，进行降解；许多微生物通过共代谢作用使农药降解，特别是结构复杂的农药多靠此种方式转化消失特别是结构复杂的农药多靠此种方式转化消失。

农药的降解与降解性质粒有密切的关系，许多降解农药的降解与降解性质粒有密切的关系，许多降解基因均位于降解粒上农药的化学结构也影响生物降基因均位于降解粒上农药的化学结构也影响生物降解速度二）几种农药的生物降解（二）几种农药的生物降解 1.2，4D：是具有高度选择性的内吸除草剂在：是具有高度选择性的内吸除草剂在高浓度下有良好的除草作用，在低浓度下刺激植物生高浓度下有良好的除草作用，在低浓度下刺激植物生长微生物主要有假单胞菌属、产碱杆菌属中的某些种微生物主要有假单胞菌属、产碱杆菌属中的某些种2阿特拉津阿特拉津 均三氯苯类除草剂被广泛应用于各种作物杂草的控制，均三氯苯类除草剂被广泛应用于各种作物杂草的控制，阿特拉津是其中应用最广的一种阿特拉津主要用于玉阿特拉津是其中应用最广的一种阿特拉津主要用于玉米、高梁、甘蔗等作物宽叶杂草的选择性去除均三氯米、高梁、甘蔗等作物宽叶杂草的选择性去除均三氯苯类除草剂结构稳定，具有明显生物难降解性苯类除草剂结构稳定，具有明显生物难降解性1990年报道，微生物有假单胞菌属、诺卡氏菌属和红年报道，微生物有假单胞菌属、诺卡氏菌属和红球菌属中的某些种降解阿特拉津其降解途径主要包括：球菌属中的某些种降解阿特拉津。

其降解途径主要包括：脱烷基、水解、开环脱烷基、水解、开环3DDT 性质极其稳定，不易分解，并通过食物链蓄积于人体性质极其稳定，不易分解，并通过食物链蓄积于人体某些毛霉、镰孢霉、木霉、产气杆菌及放线菌等转某些毛霉、镰孢霉、木霉、产气杆菌及放线菌等转DDT DDT主要通过共代谢作用脱氯降解，脱氯是关键，至主要通过共代谢作用脱氯降解，脱氯是关键，至今尚未分离到一种菌可以将今尚未分离到一种菌可以将DDT作为唯一碳源及能源而作为唯一碳源及能源而将之分解将之分解4有机磷农药有机磷农药有机磷农药是一类高效、高毒的农药品种有机磷农药是一类高效、高毒的农药品种这些杀虫剂降解机制是脂酶水解过程这些杀虫剂降解机制是脂酶水解过程对硫磷在对硫磷水解酶的作用下形成二乙基硫代磷对硫磷在对硫磷水解酶的作用下形成二乙基硫代磷酸和对硝基苯酚，对硝基苯酚可在土壤中黄杆菌属、酸和对硝基苯酚，对硝基苯酚可在土壤中黄杆菌属、假单胞菌属的一些菌株均可经诱导生成对硫磷水解酶假单胞菌属的一些菌株均可经诱导生成对硫磷水解酶降解5拟除虫菊酯类拟除虫菊酯类 拟除虫菊酯类农药是一类相对较新的农药品种拟拟除虫菊酯类农药是一类相对较新的农药品种拟除虫菊酯类的降解方式有水降解、光降解和生物降解。

除虫菊酯类的降解方式有水降解、光降解和生物降解在土壤的半衰期在土壤的半衰期2-12周周 目前分离到的降解菌有。