一、碳循环1.碳循环（1）光合作用在碳循环中的重要性光合生物——碳循环的基础高等植物——陆地环境中的主要光合生物光合生物微生物——水体环境中最丰富的光合生物（2）分解作用产甲烷细菌CH4CO2光合作用固定的C各种化能异养菌CO2Thecarboncycle.2.产甲烷菌与共生菌(Syntrophy)（1）厌氧分解，种间氢传递，共生菌大分子物质甲烷（2）共生菌的产能分解脂肪酸产H2的共生菌的产能机制不清楚。有可能是通过生成乙酰辅酶A。（3）产甲烷菌的生境在地球上相当普遍存在。（4）海洋中的产甲烷菌由于海洋中大量的硫酸盐的存在，产甲烷菌与硫酸盐还原菌存在着对H2和CH3COO-的竞争，产甲烷菌远远处于弱势。产甲烷基质主要是三甲胺。3.瘤胃的微生物生态（1）瘤胃的结构和运转瘤胃：容积大，较恒定的温度（30C），较稳定的pH值（6.5），厌氧。奶牛的瘤胃有100-150升，绵羊6升。瘤胃（9-12h）蜂窝胃嘴重瓣胃皱胃小肠和大肠（2）瘤胃里的微生物发酵（很复杂）产生挥发性脂肪酸（VFAs），氨基酸，维生素，菌体蛋白。（3）瘤胃细菌*厌氧菌占优势*水解纤维素瘤胃微生物丰富：产生葡萄糖,挥发性脂肪酸。白色瘤胃球菌（Ruminococcusalbus）和Fibrobactersuccinogenes*共生菌不丰富：脂肪酸被瘤胃吸收了。*乙酸不被利用来产生CH4：因为利用乙酸产生CH4的菌生长极慢。（4）瘤胃原生动物和真菌瘤胃中有特有的原生生物群（106/mL），主要由纤毛虫组成。瘤胃原生动物的作用：摄食瘤胃细菌，对细菌浓度起调节作用。瘤胃真菌：Neocallimastix分解木质素、半纤维素、果胶等。（5）瘤胃生态系统的动力学稳定性：细菌类群相对稳定，VAFs的性质和比例相对稳定，CO2和CH4的水平相对稳定（65%/35%）。瘤胃中微生物的变化：动物产生疾病或死亡。（6）其他生物*牛，绵羊，山羊，骆驼，水牛，鹿，驯鹿，北美驯鹿，麋，*须鲸：几丁质的单体N-乙酰葡糖胺。*何爱青鸟（hoaztin，麝雉）：产于南美，仅以植物叶为食。*马，兔：有一在大肠后、肛门前的盲肠。*白蚁，蟑螂瘤胃的结构和其中的食物运转瘤胃微生物分解纤维素菌FibrobactersuccinogenesButyrivibriofibrisolvens溶纤维丁酸弧菌属Ruminococcusalbus白色瘤胃球菌Clostridiumlochheadii分解淀粉菌Bacteroidesruminicola栖瘤胃拟杆菌Ruminobacteramylophilus嗜淀粉瘤胃杆菌Selenomonasruminantium反刍月形单胞菌Succinomonasamylolytica溶淀粉琥玻酸单胞菌Streptococcusbovis牛链球菌分解乳酸菌Selenomonaslactilytica解乳酸月形单胞菌Megasphaeraelsdenii埃氏巨型球菌分解果胶菌Lachnospiramultiparus多对毛螺菌产甲烷菌Methanobrevibacterruminantium瘤胃甲烷短杆菌Methanomicrobiummobile运动甲烷微菌二、氮循环地球上最主要的氮源是大气。自然界中一些关键性的氮的氧化还原反应几乎都是由微生物来完成的。1.固氮微生物固氮，豆科植物的固氮（85%）闪电固氮工厂固氮人为的燃烧过程固氮2.硝酸盐还原NO3-作为电子受体，将NO3-还原成N2或N2O的呼吸作用：异化性硝酸盐还原（脱氮）——N2形成的主要途径NO3-作为氮源：同化性硝酸盐还原——有机氮化合物的形成3.氨化作用和硝化作用氨化作用：有机含N化合物分解并释放出NH3的过程。NH3构成返回大气N元素的15%。硝化作用：氧化NH3为硝酸的过程。包含反硝化细菌的细菌属（教材P146）不动杆菌属Acinetobacter生丝微菌属Hyphomicrobium土壤杆菌属Agrobacterium产碱杆菌属Alcaligenes水螺菌属Aquaspirillum奈瑟氏球菌属Neisseria固氮螺菌属Azospirillum副球菌属Paracoccus芽孢杆菌属Bacillus假单胞菌属Pseudomonas布朗汉氏球菌属Branhamella丙酸细菌属Propionibacterium空肠弯曲杆菌属Campylobacter根瘤菌属Rhizobium色杆菌属Chromobacteriu红假单胞杆菌属Rhodopseudomonas棒杆菌属Corynebacterium西蒙斯氏菌属Simons