第三章微生物营养与代谢ppt课件

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1、第三章 微生物营养与代谢第一节第一节 微生物营养物质和营养类型微生物营养物质和营养类型第二节第二节 微生物营养物质的吸收机制微生物营养物质的吸收机制第三节第三节 培育基培育基第四节第四节 微生物代谢微生物代谢第一节第一节 微生物营养物质和营养类型微生物营养物质和营养类型微生物营养微生物营养微生物吸收必要的物质以获得能量合成细胞物质的过程。微生物吸收必要的物质以获得能量合成细胞物质的过程。微生物汲取生长所需的各种物质并进展代谢生长的过程。教材微生物汲取生长所需的各种物质并进展代谢生长的过程。教材P13微生物代谢微生物代谢微生物体内发生化学反响的总和。微生物体内发生化学反响的总和。第一节第一节 微

2、生物营养物质和营养类型微生物营养物质和营养类型一、微生物营养物质及其功能一、微生物营养物质及其功能水水微微生生物物营养养物物质碳素化合物碳素化合物氮素化合物氮素化合物矿质元素矿质元素生长因子生长因子第一节第一节 微生物营养物质和营养类型微生物营养物质和营养类型一、微生物营养物质及其功能一、微生物营养物质及其功能1、碳素化合物、碳素化合物(碳源碳源)： 微生物细胞含碳量：细胞干重的微生物细胞含碳量：细胞干重的50%。 第一节第一节 微生物营养物质和营养类型微生物营养物质和营养类型一、微生物营养物质及其功能一、微生物营养物质及其功能1、碳素化合物、碳素化合物(碳源碳源)：微生物细胞中碳素的功能：微

3、生物细胞中碳素的功能：2大多数微生物的能源物大多数微生物的能源物质1构成微生物体有机分子的骨架构成微生物体有机分子的骨架第一节第一节 微生物营养物质和营养类型微生物营养物质和营养类型一、微生物营养物质及其功能一、微生物营养物质及其功能1、碳素化合物、碳素化合物(碳源碳源)：甘薯、玉米粉、麸皮、米糠、野生植物的淀粉、甘薯、玉米粉、麸皮、米糠、野生植物的淀粉、酒糟、造纸厂亚硫酸液酒糟、造纸厂亚硫酸液CO2有机物有机物葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖、淀粉葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖、淀粉有机酸、醇类、脂类有机酸、醇类、脂类微生物可以利用的碳源种类微生物可以利用的碳源种类第一节第一节 微生物营养物质和营养类

4、型微生物营养物质和营养类型一、微生物营养物质及其功能一、微生物营养物质及其功能1、碳素化合物、碳素化合物(碳源碳源)：甲甲烷氧化菌：甲氧化菌：甲烷、甲醇、甲醇根据不同微生物根据不同微生物对碳素利用的情况，可以做什么任碳素利用的情况，可以做什么任务？不同的微生物利用碳素的情况不同的微生物利用碳素的情况洋葱假洋葱假单胞菌：九十多种碳素化合物胞菌：九十多种碳素化合物纤维素分解菌部分：只利用素分解菌部分：只利用纤维素素第一节第一节 微生物营养物质和营养类型微生物营养物质和营养类型一、微生物营养物质及其功能一、微生物营养物质及其功能2、氮素化合物氮源、氮素化合物氮源分子氮分子氮 N2固氮菌、根瘤菌、少数

5、放线菌和光合细菌、蓝细菌固氮菌、根瘤菌、少数放线菌和光合细菌、蓝细菌无机氮无机氮 NH4、NO3、NO2多数微生物多数微生物有机氮有机氮 蛋白质、多肽、氨基酸多数微生物蛋白质、多肽、氨基酸多数微生物 牛肉膏、蛋白胨、尿素、酵母高、玉米浆、饼粕牛肉膏、蛋白胨、尿素、酵母高、玉米浆、饼粕微生物可利用的氮素化合物：微生物可利用的氮素化合物：氮素化合物的功能：氮素化合物的功能：构成构成细胞物胞物质，少数微生物的能源物，少数微生物的能源物质。第一节第一节 微生物营养物质和营养类型微生物营养物质和营养类型一、微生物营养物质及其功能一、微生物营养物质及其功能3、矿质元素、矿质元素(无机盐无机盐) 为机体提供

6、了必要的金属元素等为机体提供了必要的金属元素等 P、S、Fe、Mg、K、Ca (大量元素大量元素)Mn、Cu、Zn、Mo 微量元素微量元素第一节第一节 微生物营养物质和营养类型微生物营养物质和营养类型一、微生物营养物质及其功能一、微生物营养物质及其功能3、矿质元素、矿质元素(无机盐无机盐)主要功能：主要功能： 教材教材P14第一节第一节 微生物营养物质和营养类型微生物营养物质和营养类型一、微生物营养物质及其功能一、微生物营养物质及其功能4、生长因子 生长因子是指微生物生长必需的但本身不能合成，需求从外界吸收的且需求量又很小的有机物质。第一节第一节 微生物营养物质和营养类型微生物营养物质和营养类

7、型一、微生物营养物质及其功能一、微生物营养物质及其功能4、生长因子 生长因子功能：构成酶的辅基或辅酶生生长因子分因子分类：氨基酸：氨基酸 核核 苷苷 维生素生素第一节第一节 微生物营养物质和营养类型微生物营养物质和营养类型一、微生物营养物质及其功能一、微生物营养物质及其功能4、生长因子有关生长因子的留意点：1不同的微生物，它不同的微生物，它们生生长所需求的生所需求的生长因子各不一因子各不一样克氏杆菌克氏杆菌 生物素、生物素、对氨基苯甲酸氨基苯甲酸肠膜明串珠菌膜明串珠菌 十七种氨基酸十七种氨基酸第一节第一节 微生物营养物质和营养类型微生物营养物质和营养类型一、微生物营养物质及其功能一、微生物营养

8、物质及其功能4、生长因子2微生物生微生物生长需求的生需求的生长因子会随着外界条件的因子会随着外界条件的变化而化而变化化鲁毛霉：毛霉： 厌氧条件下：需氧条件下：需维生素生素B与生物素与生物素 好氧条件下：无需生好氧条件下：无需生长因子因子第一节第一节 微生物营养物质和营养类型微生物营养物质和营养类型一、微生物营养物质及其功能一、微生物营养物质及其功能4、生长因子3生生长因子未知微生物的培育因子未知微生物的培育酵母膏、牛肉膏或酵母膏、牛肉膏或动物、植物的物、植物的组织液液参与天然成分参与天然成分第一节第一节 微生物营养物质和营养类型微生物营养物质和营养类型一、微生物营养物质及其功能一、微生物营养物

9、质及其功能5、水分、水分 微生物水分含量：营养细胞微生物水分含量：营养细胞90%，孢子，孢子40%。第一节第一节 微生物营养物质和营养类型微生物营养物质和营养类型一、微生物营养物质及其功能一、微生物营养物质及其功能5、水分、水分 水分在微生物生水分在微生物生长代代谢中的功能：中的功能： 教材教材P13-14a. 机体内生理生化反响的根底机体内生理生化反响的根底b. 溶溶剂与运与运输介介质c. 细胞内温度的胞内温度的缓冲冲剂作用作用第一节第一节 微生物营养物质和营养类型微生物营养物质和营养类型一、微生物营养物质及其功能一、微生物营养物质及其功能5、水分、水分水的活度水的活度Aw ：一定温度和一定

10、温度和压力条件下，溶液中水的蒸汽力条件下，溶液中水的蒸汽压力与同力与同样条件条件(T、P)下下纯水蒸水蒸汽汽压力之比。力之比。溶液充分稀溶液充分稀释时 aw=Pw/P0w=n1/n2+n1 (n1为溶溶剂的摩的摩尔数，数，n2为溶溶质摩摩尔数数)定定义公式是：公式是： aw=Pw/P0w Pw:溶液中水的蒸汽溶液中水的蒸汽压；P 0 w:纯水的水的蒸汽蒸汽压第一节第一节 微生物营养物质和营养类型微生物营养物质和营养类型一、微生物营养物质及其功能一、微生物营养物质及其功能5、水分、水分微生物最适水的活度值微生物最适水的活度值细细 菌：菌：0.93 0.99酵母菌：酵母菌：0.880.91霉霉 菌

11、：菌：0.80 左右左右 从营养的角度分 异养型生物 自养型生物 所需求营养物质 有机物 无机物 生物种类 动物 植物第一节第一节 微生物营养物质和营养类型微生物营养物质和营养类型二、微生物的营养类型二、微生物的营养类型微生物属于哪类生物，自养还是异养微生物属于哪类生物，自养还是异养？微生物微生物营养型营养型自养型自养型异养型异养型能能 源源碳碳 源源CO2有机化合物有机化合物光能型光能型化能型化能型光光 能能化学能化学能光能自养型光能自养型化能自养型化能自养型光能异养型光能异养型化能异养型化能异养型 第一节第一节 微生物营养物质和营养类型微生物营养物质和营养类型二、微生物的营养类型二、微生物

12、的营养类型 1、光能自养型光能无机营养型 可以利用光能并以CO2作为独一或主要碳源进展生长的微生物。念珠蓝细菌念珠蓝细菌根本特点：根本特点：B、供、供氢体：复原性无机物，复原体：复原性无机物，复原CO2A、光合色素叶、光合色素叶绿素、素、细菌叶菌叶绿素素实例：实例：光光叶绿素叶绿素H2OCO2 (CH2O)+O2蓝细菌菌光光菌绿素菌绿素2H2S+CO2 (CH2O)+H2O+2S绿硫细菌和紫硫细菌绿硫细菌和紫硫细菌 第一节第一节 微生物营养物质和营养类型微生物营养物质和营养类型二、微生物的营养类型二、微生物的营养类型 1、光能自养型光能无机营养型第一节第一节 微生物营养物质和营养类型微生物营养

13、物质和营养类型二、微生物的营养类型二、微生物的营养类型2、光能异养型、光能异养型(光能有机营养型光能有机营养型 利用光能并以有机化合物作为独一或主要碳源进展生长的一类微生物。利用光能并以有机化合物作为独一或主要碳源进展生长的一类微生物。紫色非硫细菌紫色非硫细菌根本特点：根本特点：b.供供氢体：有机物，复原体：有机物，复原CO2或有机物构成或有机物构成细胞物胞物质a.光合色素，光光合色素，光协作用作用第一节第一节 微生物营养物质和营养类型微生物营养物质和营养类型二、微生物的营养类型二、微生物的营养类型2、光能异养型、光能异养型(光能有机营养型光能有机营养型光能异养型微生物在光能异养型微生物在C源

14、利用上的特殊性：源利用上的特殊性： 以有机以有机质作作为主要主要C源，源， 能利用能利用CO2，但它不是独一碳源。，但它不是独一碳源。光能光能 细菌叶绿细菌叶绿红螺菌红螺菌 CH3 CO2+2CHOH CH2O+2CH3COCH3+H2O CH3典型实例：典型实例：第一节第一节 微生物营养物质和营养类型微生物营养物质和营养类型二、微生物的营养类型二、微生物的营养类型3、化能自养型、化能自养型(化能无机营养型化能无机营养型 利用无机化合物氧化时释放的能量作为能源，利用利用无机化合物氧化时释放的能量作为能源，利用CO2或碳酸盐作为独一或碳酸盐作为独一或主要碳源进展生长的一类微生物。或主要碳源进展生

15、长的一类微生物。产甲烷细菌产甲烷细菌典型典型实例：例： 硫化硫化细菌、硝化菌、硝化细菌菌(亚硝酸菌和硝酸菌硝酸菌和硝酸菌)、产甲甲烷菌、菌、铁细菌菌 H2S、 NO2、 H2、 Fe2+根本特点：根本特点： a. 能源：无机物氧化能源：无机物氧化 b. 供供氢体：无机物，复原体：无机物，复原CO2第一节第一节 微生物营养物质和营养类型微生物营养物质和营养类型二、微生物的营养类型二、微生物的营养类型4、化能异养型化能有机营养型、化能异养型化能有机营养型 以有机化合物为碳源，利用有机化合物氧化过程中产生的能量作为能源而以有机化合物为碳源，利用有机化合物氧化过程中产生的能量作为能源而生长的一类微生物

16、。生长的一类微生物。苏云金杆菌苏云金杆菌根本特点：根本特点： a. 能源：有机物氧化能源：有机物氧化 b. 碳源：有机物碳源：有机物第一节第一节 微生物营养物质和营养类型微生物营养物质和营养类型二、微生物的营养类型二、微生物的营养类型4、化能异养型化能有机营养型、化能异养型化能有机营养型化能异养型微生物的分类：生活场所、获取养料方式化能异养型微生物的分类：生活场所、获取养料方式兼性寄主菌：既兼性寄主菌：既营寄生又寄生又营腐生生活的。腐生生活的。(结核杆菌核杆菌)寄生菌：只能在活寄主体吸收寄生菌：只能在活寄主体吸收营养物生活的。养物生活的。腐生菌：利用无生命的有机物作腐生菌：利用无生命的有机物作

17、为营养物养物质。第一节第一节 微生物营养物质和营养类型微生物营养物质和营养类型二、微生物的营养类型二、微生物的营养类型 小小 结结1、微生物营养型划分的根据是什么？、微生物营养型划分的根据是什么？碳源碳源能源能源2、微生物、微生物营养划分的相养划分的相对性性 同一微生物在不同培育条件下生同一微生物在不同培育条件下生长时，它，它们的的营养型能养型能够发生生变化。化。微生物微生物 提供的提供的环境条件境条件 能源利用情况能源利用情况 营养型养型氢单胞菌胞菌 单纯的无机物的无机物环境境 利用利用氢的氧化的氧化获得能量，得能量， 自养生活自养生活 将将CO2复原成复原成细胞物胞物质 提供有机物提供有机

18、物 利用有机物利用有机物获得能量得能量 异养生活异养生活红螺菌：螺菌： 光光 照照 利用光能作能源利用光能作能源 光能异养光能异养 暗暗处置置 利用有机物氧化利用有机物氧化产能能 化能异养化能异养第二节第二节 微生物营养物质的吸收机制微生物营养物质的吸收机制一、影响微生物对营养物质吸收的要素一、影响微生物对营养物质吸收的要素1、第一要素：、第一要素：细胞膜胞膜 细胞膜胞膜选择性透膜性透膜 细胞胞荚膜、粘液膜、粘液层以及以及细胞壁胞壁2、第二要素：微生物、第二要素：微生物细胞生活的胞生活的环境境 pH值、温度、温度3、第三要素：被吸收物、第三要素：被吸收物质的特性。的特性。 分子量、溶解度分子量

19、、溶解度(影响物影响物质的溶解度、的溶解度、细胞膜的流胞膜的流动性和运性和运输系系统的活性的活性)第二节第二节 微生物营养物质的吸收机制微生物营养物质的吸收机制二、微生物对营养物质的吸收方式二、微生物对营养物质的吸收方式 能否耗费能量能否耗费能量 能否需求载体能否需求载体 能否发生被吸收物的化学变化能否发生被吸收物的化学变化 。单纯分散单纯分散促进分散促进分散自动运输自动运输基团转位基团转位根据微生物对物质的吸收过程：根据微生物对物质的吸收过程：第二节第二节 微生物营养物质的吸收机制微生物营养物质的吸收机制二、微生物对营养物质的吸收方式二、微生物对营养物质的吸收方式1、单纯分散称被动分散、单纯

20、分散称被动分散 被吸收物质依托其在细胞内外的浓度梯度为动力，从浓度高的地域向浓度低的被吸收物质依托其在细胞内外的浓度梯度为动力，从浓度高的地域向浓度低的胞内分散的过程。胞内分散的过程。SSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSS胞外 胞膜 胞内SSS第二节第二节 微生物营养物质的吸收机制微生物营养物质的吸收机制二、微生物对营养物质的吸收方式二、微生物对营养物质的吸收方式1、单纯分散称被动分散、单纯分散称被动分散单纯分散的特点：单纯分散的特点：c. 运运输动力力a. 非特异性的非特异性的b. 吸收吸收过程不程不发生化学生化学变化化第二节第二节 微生物营养物质的吸收机制微生物营养物质的吸收机制二

21、、微生物对营养物质的吸收方式二、微生物对营养物质的吸收方式1、单纯分散称被动分散、单纯分散称被动分散 营养物质单纯分散才干的影响要素：营养物质单纯分散才干的影响要素：a. 吸收吸收营养物养物质的分子大小的分子大小b. 溶解性溶解性(脂溶性或水溶性脂溶性或水溶性)c. 极性大小极性大小d. 膜外膜外pHe. 温度。温度。第二节第二节 微生物营养物质的吸收机制微生物营养物质的吸收机制二、微生物对营养物质的吸收方式二、微生物对营养物质的吸收方式SSSSSSSSSSSSSSTSSSSSS胞外 胞膜 胞内2、促进分散、促进分散 以细胞内外的浓度梯度为动力，在载体物质参与下，物质从浓度高的胞外向浓以细胞内

22、外的浓度梯度为动力，在载体物质参与下，物质从浓度高的胞外向浓度低的胞内分散。真核微生物度低的胞内分散。真核微生物T S T S T第二节第二节 微生物营养物质的吸收机制微生物营养物质的吸收机制二、微生物对营养物质的吸收方式二、微生物对营养物质的吸收方式2、促进分散、促进分散 与单纯分散的一样点：与单纯分散的一样点：c.无需代无需代谢能。能。a.被被动的分散。的分散。b.无化学无化学变化。化。第二节第二节 微生物营养物质的吸收机制微生物营养物质的吸收机制二、微生物对营养物质的吸收方式二、微生物对营养物质的吸收方式2、促进分散、促进分散促进分散独有的特点：促进分散独有的特点： 载体使营养物质的分散

23、加快，它会影响该营载体使营养物质的分散加快，它会影响该营养物质在膜内外建立浓度的动态平衡形状吗？养物质在膜内外建立浓度的动态平衡形状吗？ a. 载体的专注性载体的专注性 b. 运输速率提高运输速率提高第二节第二节 微生物营养物质的吸收机制微生物营养物质的吸收机制二、微生物对营养物质的吸收方式二、微生物对营养物质的吸收方式3、自动运输、自动运输 以代谢能为动力，在载体参与下，将物质从胞外向胞内转运。以代谢能为动力，在载体参与下，将物质从胞外向胞内转运。SSSSSSSSSSSSTSSSSSS胞外 胞膜 胞内T S T S T第二节第二节 微生物营养物质的吸收机制微生物营养物质的吸收机制二、微生物对

24、营养物质的吸收方式二、微生物对营养物质的吸收方式3、自动运输、自动运输自动运输同促进分散的共同点：自动运输同促进分散的共同点： a. 载体载体b. 载体构型的变化。载体构型的变化。第二节第二节 微生物营养物质的吸收机制微生物营养物质的吸收机制二、微生物对营养物质的吸收方式二、微生物对营养物质的吸收方式3、自动运输、自动运输自动运输与促进分散的不同点：自动运输与促进分散的不同点：a. 动力动力b. 载体构型变化原理载体构型变化原理第二节第二节 微生物营养物质的吸收机制微生物营养物质的吸收机制二、微生物对营养物质的吸收方式二、微生物对营养物质的吸收方式4、基团转位：、基团转位： 被吸收物质以微生物

25、的代谢能为动力，经过一个复杂的运输系统从胞外转运到被吸收物质以微生物的代谢能为动力，经过一个复杂的运输系统从胞外转运到胞内，并发生化学变化。厌氧细菌和兼性厌氧细菌胞内，并发生化学变化。厌氧细菌和兼性厌氧细菌大肠杆菌磷酸转移酶体系与葡萄糖的运输第二节第二节 微生物营养物质的吸收机制微生物营养物质的吸收机制二、微生物对营养物质的吸收方式二、微生物对营养物质的吸收方式4、基团转位：、基团转位： 被吸收物质以微生物的代谢能为动力，经过一个复杂的运输系统从胞外转运到被吸收物质以微生物的代谢能为动力，经过一个复杂的运输系统从胞外转运到胞内，并发生化学变化。厌氧细菌和兼性厌氧细菌胞内，并发生化学变化。厌氧细

26、菌和兼性厌氧细菌大肠杆菌磷酸转移酶体系与葡萄糖的运输第二节第二节 微生物营养物质的吸收机制微生物营养物质的吸收机制三、几种主要营养物质的吸收三、几种主要营养物质的吸收1、糖：、糖： 促促进分散、基分散、基团转位、自位、自动运运输。2、肽与氨基酸：与氨基酸： 自自动运运输主要方式、促主要方式、促进分散次要方式分散次要方式3、离子：、离子： 自自动运运输第三节第三节 培育基培育基培育基培育基: (教材教材) 是人工配制的适宜微生物生长繁衍或是人工配制的适宜微生物生长繁衍或积累代谢产物的营养物质。积累代谢产物的营养物质。培育基的作用：培育基的作用： 为微生物提供理想的人为微生物提供理想的人工培育环境

27、，以进展微生物工培育环境，以进展微生物生命活动规律的研讨和微生生命活动规律的研讨和微生物生物制品的消费。物生物制品的消费。第三节第三节 培育基培育基一、配制培育基的根本原那一、配制培育基的根本原那么么1、适宜不同微生物的营养特点。、适宜不同微生物的营养特点。 (1)从营养型的角度看从营养型的角度看生理特点不同生理特点不同细菌细菌放线菌放线菌霉菌霉菌营养要求不同营养要求不同牛肉膏蛋白胨培育基牛肉膏蛋白胨培育基高氏一号培育基高氏一号培育基马丁氏培育基或蔡氏培育基马丁氏培育基或蔡氏培育基(2)从从类群的角度看群的角度看自养微生物自养微生物 合成才干合成才干强 简单的无机物的无机物异养微生物异养微生物

28、 合成才干弱合成才干弱 至少提供一种有机物至少提供一种有机物第三节第三节 培育基培育基一、配制培育基的根本原那一、配制培育基的根本原那么么2、调配好培育基中各种营养成分的比例和浓度。、调配好培育基中各种营养成分的比例和浓度。 (1) 浓度适中原那么浓度适中原那么 大量元素大量元素 10-3-10-4 mol/L 微量元素微量元素 10-6-10-8 mol/L第三节第三节 培育基培育基一、配制培育基的根本原那一、配制培育基的根本原那么么2、调配好培育基中各种营养成分的比例和浓度。、调配好培育基中各种营养成分的比例和浓度。 (2) 营养比例原那么营养比例原那么 a. C/Nb. 其它其它营养的比

29、例养的比例矿质元素、氨基酸元素、氨基酸同一种微生物在不同同一种微生物在不同C/N培育基培育培育基培育时，表，表现不同。不同。 短棒杆菌的谷氨酸短棒杆菌的谷氨酸发酵培育基酵培育基C/N=4:1，菌体繁衍；，菌体繁衍； C/N=3:1，谷氨酸构成，谷氨酸构成不同的微生物，所需不同的微生物，所需营养物养物C/N不同。不同。 细菌、酵母菌菌、酵母菌细胞的胞的C/N=5:1，而霉菌，而霉菌=10:1？水处置中进水的BOD5NP(教材P16)第三节第三节 培育基培育基一、配制培育基的根本原那一、配制培育基的根本原那么么3、控制培育条件、控制培育条件pHO2CO2浸透压浸透压微生物生长繁衍微生物生长繁衍培育

30、条件培育条件影响影响影响影响微生物培育体系微生物培育体系(1) 培育基的培育基的pH值的控制。值的控制。 第三节第三节 培育基培育基一、配制培育基的根本原那一、配制培育基的根本原那么么a.根据各根据各类微生物的特点来微生物的特点来调理培育基的理培育基的pH值。 霉菌、酵母菌适于酸性，霉菌、酵母菌适于酸性， (pH4.5-6.0左右左右) 细菌、放菌、放线菌喜中性或偏碱性菌喜中性或偏碱性 (pH7.0-7.5左右左右)(1) 培育基的培育基的pH值的控制。值的控制。 第三节第三节 培育基培育基一、配制培育基的根本原那一、配制培育基的根本原那么么 磷酸盐、碳酸盐、蛋白胨、氨基酸磷酸盐、碳酸盐、蛋白

31、胨、氨基酸(配制培育时参与配制培育时参与) 磷酸盐缓冲作用的反响式为：磷酸盐缓冲作用的反响式为： H+(强酸强酸)+HPO 4 = (弱碱弱碱) H2PO 4 - (弱酸弱酸) OH-(强碱强碱)+H2PO4 -(弱酸弱酸) HPO 4 = (弱碱弱碱)+H2O 碳酸钙配制培育基时参与碳酸钙配制培育基时参与 酸或碱培育过程中参与酸或碱培育过程中参与b.运用运用pH值缓冲冲剂由微生物与氧气的关系构成了三由微生物与氧气的关系构成了三类微生物：微生物： 专性好氧性微生物性好氧性微生物 专性性厌氧性微生物氧性微生物 兼性兼性厌氧的微生物氧的微生物第三节第三节 培育基培育基一、配制培育基的根本原那一、配

32、制培育基的根本原那么么实际对策：策： 专性好氧性微生物：空气提供氧气、工性好氧性微生物：空气提供氧气、工业上采用通气安装。上采用通气安装。 专性性厌氧性微生物：采用理化方法除氧、向培育体系参与复原氧性微生物：采用理化方法除氧、向培育体系参与复原剂 胱氨酸、胱氨酸、巯基乙酸基乙酸钠、Na2S和抗坏血酸和抗坏血酸(2) O2浓度的度的调理理3CO2的的调理理 对自养微生物来自养微生物来说，空气中只占容，空气中只占容积的的0.03%的的CO2量意味着什么？量意味着什么？第三节第三节 培育基培育基一、配制培育基的根本原那一、配制培育基的根本原那么么添加添加CO2供供应的途径：的途径：紫硫紫硫细菌和菌和

33、绿硫硫细菌等菌等厌氧性自养菌：培育基中参与氧性自养菌：培育基中参与NaHCO3按培育基成分分按培育基成分分按培育基的用途分按培育基的用途分按物理性状分按物理性状分第三节第三节 培育基培育基二、培育基的类型二、培育基的类型培育基类型培育基类型合成培育基合成培育基天然培育基天然培育基根本培育基根本培育基富集培育基富集培育基鉴别培育基鉴别培育基固体培育基固体培育基液体培育基液体培育基半固体培育基半固体培育基1、按照培育基成分分：、按照培育基成分分： a. 合成培育基合成培育基 化学成分和化学成分和浓度完全清楚的物度完全清楚的物质配制的培育基。配制的培育基。第三节第三节 培育基培育基二、培育基的类型二

34、、培育基的类型高氏一号合成培育基高氏一号合成培育基 可溶性淀粉可溶性淀粉 20.0克克KNO3 1.0克克K2HPO4 0.5克克MgSO47H2O 0.5 克克NaCl 0.5克克FeSO4 7H2O 溶液溶液2滴滴10%蒸蒸馏水水 1000毫升毫升1、按照培育基成分分：、按照培育基成分分：第三节第三节 培育基培育基二、培育基的类型二、培育基的类型b. 天然培育基天然培育基 以以动植物植物组织或微生物浸出液或微生物浸出液为原料配制的培育基。牛肉膏蛋白原料配制的培育基。牛肉膏蛋白胨 牛肉膏蛋白胨培育基牛肉膏蛋白胨培育基 牛肉膏牛肉膏 3.0 克克蛋白胨蛋白胨 10.0 克克食盐食盐 5.0 克

35、克蒸馏水自来水蒸馏水自来水 1000毫升毫升2、按照培育用途：、按照培育用途：第三节第三节 培育基培育基二、培育基的类型二、培育基的类型b. 富集培育基富集培育基(增殖培育基增殖培育基 为分分别某种微生物配制出的适宜它生某种微生物配制出的适宜它生长而不利于其他微生物生而不利于其他微生物生长的的培育基。培育基。c. 鉴别培育基培育基 根据微生物的代根据微生物的代谢特点，特点，经过指示指示剂的呈色反响，用以的呈色反响，用以鉴别不同微生不同微生物的培育基。伊物的培育基。伊红-甲基甲基蓝培育基培育基鉴别大大肠杆菌和杆菌和产气气肠杆菌杆菌a. 根本培育基根本培育基 将多种微生物都需求的将多种微生物都需求

36、的营养物养物质配而成培育基。配而成培育基。3、按照培育基的物理性状、按照培育基的物理性状第三节第三节 培育基培育基二、培育基的类型二、培育基的类型b. 液体培育基液体培育基 未加凝固未加凝固剂呈液呈液态的培育基称的培育基称为液体培育基。液体培育基。c. 半固体培育基半固体培育基 在液体培育基中参与少量在液体培育基中参与少量琼脂脂0.2-0.5% 。a. 固体培育基固体培育基 在液体培育基中参与凝固在液体培育基中参与凝固剂使呈固体形状，称使呈固体形状，称为固体培育基。固体培育基。微生物代微生物代谢：微生物：微生物细胞所胞所进展的化学反响的展的化学反响的总和。和。微生物合成代微生物合成代谢：小分子

37、合成复：小分子合成复杂大分子的大分子的过程；教材同化作用程；教材同化作用微生物分解代微生物分解代谢：细胞物胞物质或或营养物养物质降解构成降解构成简单产物的物的过程。教材异化作用程。教材异化作用微微生生物物的的代代谢物质代谢物质代谢能量代谢能量代谢产能代谢产能代谢耗能代谢耗能代谢分解代谢分解代谢合成代谢合成代谢第四节第四节 微生物的代谢微生物的代谢第四节第四节 微生物的代谢微生物的代谢一、微生物的产能代谢一、微生物的产能代谢一微生物产能代谢的本质一微生物产能代谢的本质生物氧化生物氧化生物体内的物质经过一系列延续的氧化复原反响分解并释放能量的过程。生物体内的物质经过一系列延续的氧化复原反响分解并释

38、放能量的过程。 AH2A辅酶辅酶辅酶辅酶H2受氢体受氢体受氢体受氢体H2脱氢酶脱氢酶氧化酶氧化酶生物氧化根本过程生物氧化根本过程(教材教材P29图图2-5)第四节第四节 微生物的代谢微生物的代谢一、微生物的产能代谢一、微生物的产能代谢二高能键化合物二高能键化合物高能高能键化合物的共性：化合物的共性： 高能高能键的构成和断开可逆，沟通了微生物两个代的构成和断开可逆，沟通了微生物两个代谢类型型光能光能光能营养型微生物光能营养型微生物化能营养型微生物化能营养型微生物化学能化学能耗能代谢耗能代谢合成代合成代谢 和和 分解代分解代谢ATPADP第四节第四节 微生物的代谢微生物的代谢一、微生物的产能代谢一

39、、微生物的产能代谢二微生物的主要产能方式二微生物的主要产能方式发发 酵酵呼呼 吸吸无机物氧化无机物氧化光能转换光合磷酸化光能转换光合磷酸化产能方式产能方式共同点：氧化复原反响共同点：氧化复原反响区区别点：点：电子最子最终受体受体 氧化基氧化基质1、发酵代谢发酵、发酵代谢发酵第四节第四节 微生物的代谢微生物的代谢一、微生物的产能代谢一、微生物的产能代谢阐明基明基质在在发酵酵过程中氧化不程中氧化不彻底，底，发酵的酵的结果必然仍果必然仍积累某些有机物。累某些有机物。有机物有机物氧化的基质氧化的基质 最终受氢体最终受氢体有机物有机物氧化氧化有机物有机物(1)发酵的特点：酵的特点：工工业发酵：利用微生物

40、酵：利用微生物进展大展大规模消模消费的的过程，均称程，均称发酵。酵。微生物或微生物或细胞在不需求氧的条件下胞在不需求氧的条件下转化物化物质的形状并将底物中的化学能的形状并将底物中的化学能转移移产生生ATP的一种方式。的一种方式。 第四节第四节 微生物的代谢微生物的代谢一、微生物的产能代谢一、微生物的产能代谢(2) 酵母菌乙醇发酵酵母菌乙醇发酵1氧化基质：葡萄糖氧化基质：葡萄糖2最终的受氢体：乙醛最终的受氢体：乙醛3丙酮酸脱羧酶丙酮酸脱羧酶发酵特点发酵特点C6H12O6+2ADP+2Pi 2CH3CH2OH+2CO2+2ATP葡萄糖葡萄糖1，6-二磷酸果糖二磷酸果糖3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛1，3

41、-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸乙醇乙醇乙醛乙醛丙酮酸丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 2NAD+2NADH2ATP2ADP2ADP2ATP2ADP2ATPOH丙酮酸丙酮酸脱羧酶脱羧酶(3) 正型乳酸发酵正型乳酸发酵C6H12O6+2ADP+2Pi 2CH3CHOHCOOH+2ATP葡萄糖葡萄糖1，6-二磷酸果糖二磷酸果糖3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛1，3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸乳酸乳酸丙酮酸丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 2NAD2NADH2ATP2ADP2ADP2ATP2ADP2ATPOH

42、1氧化基质：葡萄糖氧化基质：葡萄糖2最终的受氢体：丙酮酸最终的受氢体：丙酮酸发酵特点发酵特点第四节第四节 微生物的代谢微生物的代谢一、微生物的产能代谢一、微生物的产能代谢第四节第四节 微生物的代谢微生物的代谢一、微生物的产能代谢一、微生物的产能代谢 (4)发酵酵类型的比型的比较b. 糖酵解糖酵解过程是两程是两发酵酵类型型ATP产生的独一来源。生的独一来源。 基基质底物程度的磷酸化底物程度的磷酸化 底物在其氧化过程中构成某些具有高能磷酸键的中间产物，这类中间产物，可将其高能键经过酶的作用转给ADP而构成ATP的过程。在在EM途径中，哪些是具有高能磷酸途径中，哪些是具有高能磷酸键的中的中间产物？物

43、？两个两个发酵酵类型的共同点：型的共同点：a. 糖酵解途径糖酵解途径(EMP)是是发酵的主要途径。酵的主要途径。(教材教材P30图2-6)巴斯德效巴斯德效应：一些兼性：一些兼性厌氧菌在无氧条件下氧菌在无氧条件下进展展发酵作用，而有氧条件下酵作用，而有氧条件下进展呼吸作用的景象。展呼吸作用的景象。第四节第四节 微生物的代谢微生物的代谢一、微生物的产能代谢一、微生物的产能代谢 (4)发酵类型的比较发酵类型的比较不同点：不同点：丙酮酸丙酮酸丁酸丁醇发酵丁酸丁醇发酵丙酸发酵丙酸发酵混合酸发酵混合酸发酵丁二醇发酵丁二醇发酵正型乳酸发酵正型乳酸发酵酒精发酵酒精发酵第四节第四节 微生物的代谢微生物的代谢一、

44、微生物的产能代谢一、微生物的产能代谢2、呼吸、呼吸 微生物以微生物以O2或其它无机物为电子最终受体进展有机物氧化的过程。或其它无机物为电子最终受体进展有机物氧化的过程。第四节第四节 微生物的代谢微生物的代谢一、微生物的产能代谢一、微生物的产能代谢2、呼吸、呼吸 (1) 特点：特点：b. 电子子载体体传送送电子伴随子伴随ATP大量构成。大量构成。氧化磷酸化、氧化磷酸化、电子子传送程度磷酸化送程度磷酸化) a. 电子子载体体传送送电子。子。电子子传送送链一系列一系列电子子载体按照氧化复原体按照氧化复原电位升高的位升高的顺序序陈列而成的列而成的链教材教材P.34图2-4，呼吸，呼吸链第四节第四节 微

45、生物的代谢微生物的代谢一、微生物的产能代谢一、微生物的产能代谢2、呼吸、呼吸 (2) 类型型 据据电子最子最终受体分受体分 b. 厌氧呼吸：氧呼吸：最最终电子受体：无机物；底物：有机物。子受体：无机物；底物：有机物。 NO3 SO4 CO3 硝酸复原、硫酸硝酸复原、硫酸盐复原、碳酸复原、碳酸盐复原复原a. 有氧呼吸：有氧呼吸：最最终电子受体：分子氧；底物：有机物。子受体：分子氧；底物：有机物。第四节第四节 微生物的代谢微生物的代谢一、微生物的产能代谢一、微生物的产能代谢3、无机物氧化：、无机物氧化： 好氧的化能自养型好氧的化能自养型H2、NH3、HNO2、H2S氢细菌、硝化菌、硝化细菌和硫菌和

46、硫细菌菌H2+1/2O2 H2O底物：无机物；最底物：无机物；最终受受氢体：氧气体：氧气 电子子传送程度磷酸化或底物程度磷酸化送程度磷酸化或底物程度磷酸化第四节第四节 微生物的代谢微生物的代谢一、微生物的产能代谢一、微生物的产能代谢4、光能转换：光合磷酸化、光能转换：光合磷酸化 特点：光合生物、光合色素特点：光合生物、光合色素 蓝细菌：叶绿素，放氧光协作用；细菌：菌绿素，不放氧光协作用蓝细菌：叶绿素，放氧光协作用；细菌：菌绿素，不放氧光协作用产能方式产能方式 底物底物 电子受体电子受体 ATP产生方式产生方式 微生物营养型微生物营养型发发 酵酵 有机物有机物 中间产物中间产物 底物程度磷酸化底

47、物程度磷酸化 化能异养型化能异养型呼呼 吸吸 有机物有机物 O2或无机物或无机物 电子传送或基质程度电子传送或基质程度 化能异养型化能异养型无机物氧化无机物氧化 无机物无机物 O2 电子传送或基质程度电子传送或基质程度 化能自养型化能自养型 光能转换光能转换 光合磷酸化光合磷酸化 光能自养异养光能自养异养第四节第四节 微生物的代谢微生物的代谢一、微生物的产能代谢一、微生物的产能代谢不同产能方式特征的比较不同产能方式特征的比较第四节第四节 微生物的代谢微生物的代谢二、微生物的合成代谢二、微生物的合成代谢一合成代一合成代谢产物物类型型 1、细胞构造物胞构造物质 蛋白蛋白质、碳水化合物、脂肪、核酸、

48、碳水化合物、脂肪、核酸 2、次生代、次生代谢产物物次次级代代谢次生代次生代谢产物：物： 防止初防止初级代代谢过程中某种中程中某种中间产物物积累呵斥的毒害的而累呵斥的毒害的而产生生的一的一类有利于生存的代有利于生存的代谢类型。型。初初级代代谢初初级代代谢产物物 与微生物的与微生物的产能代能代谢和耗能代和耗能代谢的有关的代的有关的代谢类型。型。 第四节第四节 微生物的代谢微生物的代谢二、微生物的合成代谢二、微生物的合成代谢二微生物合成代谢的生化过程二微生物合成代谢的生化过程异养菌合成代异养菌合成代谢分三分三层次次进展：展：第一第一层次：降解反响。碳的骨架、能量次：降解反响。碳的骨架、能量多糖多糖单糖糖小分子碳的化合物小分子碳的化合物C1-C7酶促促第二第二层次：小分子合成反响大分子合成的前提次：小分子合成反响大分子合成的前提碳化合物碳化合物小分子氨基酸、氨基已糖、核苷酸小分子氨基酸、氨基已糖、核苷酸酶促促第三第三层次：小分子合成大分子次：小分子合成大分子蛋白蛋白质、核酸、多糖。、核酸、多糖。