微生物營養(yǎng)與代謝ppt課件

1、微生物營養(yǎng)微生物營養(yǎng) 微生物攝取和利用營養(yǎng)物質的過程。微生物攝取和利用營養(yǎng)物質的過程。微生物代謝微生物代謝 微生物體內發(fā)生化學反應的總和。微生物體內發(fā)生化學反應的總和。有了營養(yǎng)微生物才能代謝、生長和繁殖，并為人類提供各種有益代謝產物起點。了解微生物的營養(yǎng)原理，是研究和利用微生物的必要基礎培養(yǎng)基 。第三章 微生物營養(yǎng)與代謝第一節(jié)第一節(jié) 微生物營養(yǎng)物質和營養(yǎng)類型微生物營養(yǎng)物質和營養(yǎng)類型第二節(jié)第二節(jié) 微生物營養(yǎng)物質的吸收機制微生物營養(yǎng)物質的吸收機制第三節(jié)第三節(jié) 培養(yǎng)基培養(yǎng)基第四節(jié)第四節(jié) 微生物代謝微生物代謝第一節(jié)第一節(jié) 微生物營養(yǎng)物質和營養(yǎng)類型微生物營養(yǎng)物質和營養(yǎng)類型一、微生物營養(yǎng)物質及其功能一、微

2、生物營養(yǎng)物質及其功能水水微生物營養(yǎng)物質微生物營養(yǎng)物質碳素化合物碳素化合物氮素化合物氮素化合物礦質元素礦質元素生長因子生長因子第一節(jié)第一節(jié) 微生物營養(yǎng)物質和營養(yǎng)類型微生物營養(yǎng)物質和營養(yǎng)類型一、微生物營養(yǎng)物質及其功能一、微生物營養(yǎng)物質及其功能1、碳素化合物碳素化合物(碳源碳源)：碳源：是微生物細胞內碳素物質或代謝產物中的碳源：是微生物細胞內碳素物質或代謝產物中的C的來源。的來源。 占細胞干重的占細胞干重的50%。 第一節(jié)第一節(jié) 微生物營養(yǎng)物質和營養(yǎng)類型微生物營養(yǎng)物質和營養(yǎng)類型一、微生物營養(yǎng)物質及其功能一、微生物營養(yǎng)物質及其功能1、碳素化合物碳素化合物(碳源碳源)：微生物細胞中碳素的功能微生物細胞中

3、碳素的功能：（2）大多數微生物的）大多數微生物的能源物質能源物質（1）構成微生物體有機分子的）構成微生物體有機分子的骨架骨架第一節(jié)第一節(jié) 微生物營養(yǎng)物質和營養(yǎng)類型微生物營養(yǎng)物質和營養(yǎng)類型一、微生物營養(yǎng)物質及其功能一、微生物營養(yǎng)物質及其功能1、碳素化合物碳素化合物(碳源碳源)：甘薯、玉米粉、麩皮、米糠、野生植物的淀粉、甘薯、玉米粉、麩皮、米糠、野生植物的淀粉、酒糟、造紙廠亞硫酸液酒糟、造紙廠亞硫酸液無機物（無機物（CO2）有機物有機物葡萄糖、果糖、蔗糖、麥芽糖、淀粉葡萄糖、果糖、蔗糖、麥芽糖、淀粉有機酸、醇類、脂類有機酸、醇類、脂類微生物可以利用的碳源種類微生物可以利用的碳源種類非常廣泛非常廣泛

4、第一節(jié)第一節(jié) 微生物營養(yǎng)物質和營養(yǎng)類型微生物營養(yǎng)物質和營養(yǎng)類型一、微生物營養(yǎng)物質及其功能一、微生物營養(yǎng)物質及其功能1、碳素化合物碳素化合物(碳源碳源)：甲烷氧化菌：甲烷氧化菌：甲烷、甲醇甲烷、甲醇根據不同微生物對碳素利用的情況，可以做什么工作？根據不同微生物對碳素利用的情況，可以做什么工作？不同的微生物利用碳素的情況不同的微生物利用碳素的情況洋蔥假單胞菌：洋蔥假單胞菌：九十多種碳素化合物九十多種碳素化合物纖維素分解菌（部分）：纖維素分解菌（部分）：只利用纖維素只利用纖維素148種碳源進行鑒定第一節(jié)第一節(jié) 微生物營養(yǎng)物質和營養(yǎng)類型微生物營養(yǎng)物質和營養(yǎng)類型一、微生物營養(yǎng)物質及其功能一、微生物營養(yǎng)物

5、質及其功能2、氮素化合物（氮源）氮素化合物（氮源） 氮源：是構成微生物細胞含氮物質或代謝產物中的氮源：是構成微生物細胞含氮物質或代謝產物中的N素的來源。素的來源。 分子氮分子氮 N2（固氮菌、根瘤菌、少數放線菌和光合細菌、（固氮菌、根瘤菌、少數放線菌和光合細菌、藍細菌藍細菌）無機氮無機氮 NH4、NO3、NO2（多數微生物）（多數微生物）有機氮有機氮 蛋白質、牛肉膏、酵母膏蛋白質、牛肉膏、酵母膏（多數微生物）（多數微生物） 、多肽、氨基酸、多肽、氨基酸 尿素、玉米漿、餅粕（生產實踐）尿素、玉米漿、餅粕（生產實踐）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

6、：構成構成細胞物質細胞物質，少數微生物的能源物質（硝化細菌，少數微生物的能源物質（硝化細菌氨）。氨）。第一節(jié)第一節(jié) 微生物營養(yǎng)物質和營養(yǎng)類型微生物營養(yǎng)物質和營養(yǎng)類型3、礦質元素、礦質元素(無機鹽無機鹽磷酸鹽、硫酸鹽、氯化物等磷酸鹽、硫酸鹽、氯化物等) 為機體提供了必要的金屬元素。為機體提供了必要的金屬元素。 一、微生物營養(yǎng)物質及其功能一、微生物營養(yǎng)物質及其功能第一節(jié)第一節(jié) 微生物營養(yǎng)物質和營養(yǎng)類型微生物營養(yǎng)物質和營養(yǎng)類型3、礦質元素、礦質元素(無機鹽無機鹽)主要功能：主要功能：a. 構成微生物細胞的多種結構成分構成微生物細胞的多種結構成分b. 參與酶的組成，構成酶的最大活性（參與酶的組成，構成

7、酶的最大活性（Mg、Mn、Fe）c. 維持細胞結構的穩(wěn)定性（維持細胞結構的穩(wěn)定性（Ca 、Mg）d. 維持細胞滲透壓平衡，有利于物質的運輸維持細胞滲透壓平衡，有利于物質的運輸(K、Na)e. 部分元素可作為少數類型微生物的能源部分元素可作為少數類型微生物的能源(Fe、S)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）一、微生物營養(yǎng)物質及其功能一、微生物營養(yǎng)物質及其功能第一節(jié)第一節(jié) 微生物營養(yǎng)物質和營養(yǎng)類型微生物營養(yǎng)物質和營養(yǎng)類型4、生長因子生長因子 是指微生物生長必需的但本身不能合成（或合成不足的），需要從外界吸是指微生物生長必需的但本身不能合成

8、（或合成不足的），需要從外界吸收的且需要量又很小的有機物質。收的且需要量又很小的有機物質。一、微生物營養(yǎng)物質及其功能一、微生物營養(yǎng)物質及其功能第一節(jié)第一節(jié) 微生物營養(yǎng)物質和營養(yǎng)類型微生物營養(yǎng)物質和營養(yǎng)類型4、生長因子生長因子 生長因子功能：生長因子功能：構成酶的輔基或輔酶構成酶的輔基或輔酶生長因子分類（化學結構、生理作用）生長因子分類（化學結構、生理作用） ： 氨基酸氨基酸 核核 苷苷(或堿基或堿基) 維生素維生素一、微生物營養(yǎng)物質及其功能一、微生物營養(yǎng)物質及其功能第一節(jié)第一節(jié) 微生物營養(yǎng)物質和營養(yǎng)類型微生物營養(yǎng)物質和營養(yǎng)類型4、生長因子特點：、生長因子特點：（1）不同的微生物，它們生長所需要

9、的生長因子各不相同）不同的微生物，它們生長所需要的生長因子各不相同克氏桿菌克氏桿菌 生物素、對氨基苯甲酸生物素、對氨基苯甲酸腸膜明串珠菌腸膜明串珠菌 十七種氨基酸十七種氨基酸一、微生物營養(yǎng)物質及其功能一、微生物營養(yǎng)物質及其功能第一節(jié)第一節(jié) 微生物營養(yǎng)物質和營養(yǎng)類型微生物營養(yǎng)物質和營養(yǎng)類型4、生長因子、生長因子（2）微生物生長需要的生長因子會隨著外界條件的變化而變化）微生物生長需要的生長因子會隨著外界條件的變化而變化魯毛霉：魯毛霉： 厭氧條件下：需維生素厭氧條件下：需維生素B與生物素與生物素 好氧條件下：無需生長因子好氧條件下：無需生長因子一、微生物營養(yǎng)物質及其功能一、微生物營養(yǎng)物質及其功能第一

10、節(jié)第一節(jié) 微生物營養(yǎng)物質和營養(yǎng)類型微生物營養(yǎng)物質和營養(yǎng)類型4、生長因子、生長因子（3）對生長因子未知微生物的培養(yǎng)）對生長因子未知微生物的培養(yǎng)酵母膏、牛肉膏或動物、植物的組織液酵母膏、牛肉膏或動物、植物的組織液加入天然成分加入天然成分一、微生物營養(yǎng)物質及其功能一、微生物營養(yǎng)物質及其功能第一節(jié)第一節(jié) 微生物營養(yǎng)物質和營養(yǎng)類型微生物營養(yǎng)物質和營養(yǎng)類型5、水分水分 微生物水分含量：微生物水分含量：營養(yǎng)細胞營養(yǎng)細胞90%，孢子，孢子40%。生長、代謝必不可少的物質。生長、代謝必不可少的物質。一、微生物營養(yǎng)物質及其功能一、微生物營養(yǎng)物質及其功能第一節(jié)第一節(jié) 微生物營養(yǎng)物質和營養(yǎng)類型微生物營養(yǎng)物質和營養(yǎng)類型

11、5、水分水分 水分在微生物生長代謝中的功能：水分在微生物生長代謝中的功能：a. 機體內生理生化反應的基礎機體內生理生化反應的基礎b. 溶劑與運輸介質溶劑與運輸介質c. 細胞體內溫度的緩沖劑作用細胞體內溫度的緩沖劑作用一、微生物營養(yǎng)物質及其功能一、微生物營養(yǎng)物質及其功能第一節(jié)第一節(jié) 微生物營養(yǎng)物質和營養(yǎng)類型微生物營養(yǎng)物質和營養(yǎng)類型5、水分水分水的活度（水的活度（Aw） （有效性）（有效性） 一定溫度和壓力條件下，溶液中水的蒸汽壓力與同樣條件一定溫度和壓力條件下，溶液中水的蒸汽壓力與同樣條件(T、P)下純下純水蒸汽壓力之比。水蒸汽壓力之比。溶液充分稀釋時溶液充分稀釋時 Aw=Pw/P0w=n1/（

12、n2+n1） (n1為溶劑的摩爾數，為溶劑的摩爾數，n2為溶質摩爾數為溶質摩爾數)定義公式是：定義公式是： Aw=Pw/P0w Pw:溶液中水的蒸汽壓；溶液中水的蒸汽壓；P 0 w:純水的蒸汽壓純水的蒸汽壓一、微生物營養(yǎng)物質及其功能一、微生物營養(yǎng)物質及其功能第一節(jié)第一節(jié) 微生物營養(yǎng)物質和營養(yǎng)類型微生物營養(yǎng)物質和營養(yǎng)類型5、水分水分微生物最適水的活度值微生物最適水的活度值細菌：細菌：0.93 0.99酵母菌：酵母菌：0.880.91霉菌：霉菌：0.80左右左右正常：正常：0.660.99特殊營養(yǎng)條件特殊營養(yǎng)條件氧氧 一、微生物營養(yǎng)物質及其功能一、微生物營養(yǎng)物質及其功能適宜適宜aw值范圍值范圍 微

13、生物類群微生物類群 實例實例 最適最適aw值值 0.970.96 革蘭氏陰性桿菌革蘭氏陰性桿菌 假單胞菌屬假單胞菌屬 0.97 不動桿菌屬不動桿菌屬 大腸埃希氏菌大腸埃希氏菌0.950.91 大多數細菌大多數細菌 枯草芽孢桿菌枯草芽孢桿菌 梭菌屬梭菌屬 0.95 乳桿菌屬乳桿菌屬 0.94 鏈球菌屬鏈球菌屬0.940.87 酵母菌酵母菌 產朊假絲酵母產朊假絲酵母 釀酒酵母釀酒酵母 0.940.900.86 革蘭氏陰性球菌革蘭氏陰性球菌 微球菌屬微球菌屬 0.90 金黃色葡萄球菌金黃色葡萄球菌 0.86 0.930.80 霉菌霉菌 黑根霉黑根霉 黑曲霉黑曲霉 0.930.800.75 嗜鹽細菌嗜

14、鹽細菌 鹽生鹽桿菌鹽生鹽桿菌 0.75 0.650.60 耐耐(嗜嗜)高滲酵母菌高滲酵母菌 魯氏酵母魯氏酵母 0.62 各各種種微微生生物物最最低低水水的的活活度度值值第一節(jié)第一節(jié) 微生物營養(yǎng)物質和營養(yǎng)類型微生物營養(yǎng)物質和營養(yǎng)類型5、水分水分一、微生物營養(yǎng)物質及其功能一、微生物營養(yǎng)物質及其功能 從營養(yǎng)的角度分從營養(yǎng)的角度分 異養(yǎng)型生物異養(yǎng)型生物 自養(yǎng)型生物自養(yǎng)型生物 所需要營養(yǎng)物質所需要營養(yǎng)物質 有機物有機物 無機物無機物 生物種類生物種類 動物動物 植物植物第一節(jié)第一節(jié) 微生物營養(yǎng)物質和營養(yǎng)類型微生物營養(yǎng)物質和營養(yǎng)類型二、微生物的營養(yǎng)類型二、微生物的營養(yǎng)類型微生物屬于哪類生物，自養(yǎng)還是異養(yǎng)？

15、微生物屬于哪類生物，自養(yǎng)還是異養(yǎng)？微生物微生物營養(yǎng)型營養(yǎng)型自養(yǎng)型自養(yǎng)型異養(yǎng)型異養(yǎng)型能能 源源碳碳 源源CO2有機化合物有機化合物光能型光能型化能型化能型光光 能能化學能化學能光能自養(yǎng)型光能自養(yǎng)型化能自養(yǎng)型化能自養(yǎng)型光能異養(yǎng)型光能異養(yǎng)型化能異養(yǎng)型化能異養(yǎng)型 第一節(jié)第一節(jié) 微生物營養(yǎng)物質和營養(yǎng)類型微生物營養(yǎng)物質和營養(yǎng)類型 1、光能自養(yǎng)型（光能無機營養(yǎng)型）、光能自養(yǎng)型（光能無機營養(yǎng)型） 能夠利用光能并以能夠利用光能并以CO2作為唯一或主要碳源進行生長的微生物作為唯一或主要碳源進行生長的微生物念珠藍細菌念珠藍細菌基本特點：基本特點：B、供氫體：還原性無機物，還原、供氫體：還原性無機物，還原CO2A、光

16、合色素（葉綠素、細菌葉綠素、光合色素（葉綠素、細菌葉綠素、類胡蘿卜素和藻膽素類胡蘿卜素和藻膽素）藍細菌藍細菌二、微生物的營養(yǎng)類型二、微生物的營養(yǎng)類型實例：實例：光光葉綠素葉綠素H2OCO2 (CH2O)+O2（藍細菌）（藍細菌）光光菌綠素菌綠素2H2S+CO2 (CH2O)+H2O+2S（綠硫細菌和紫硫細菌）（綠硫細菌和紫硫細菌） 第一節(jié)第一節(jié) 微生物營養(yǎng)物質和營養(yǎng)類型微生物營養(yǎng)物質和營養(yǎng)類型 1、光能自養(yǎng)型（光能無機營養(yǎng)型）、光能自養(yǎng)型（光能無機營養(yǎng)型）二、微生物的營養(yǎng)類型二、微生物的營養(yǎng)類型第一節(jié)第一節(jié) 微生物營養(yǎng)物質和營養(yǎng)類型微生物營養(yǎng)物質和營養(yǎng)類型2、光能異養(yǎng)型、光能異養(yǎng)型(光能有機營

17、養(yǎng)型）光能有機營養(yǎng)型） 利用光能并以有機化合物作為唯一或主要碳源進行生長的一類微生物。利用光能并以有機化合物作為唯一或主要碳源進行生長的一類微生物。紫紫色色非非硫硫細細菌菌基本特點：基本特點：b.供氫體：有機物，還原供氫體：有機物，還原CO2 或有機物形成細胞物質或有機物形成細胞物質a.光合色素，光合作用光合色素，光合作用二、微生物的營養(yǎng)類型二、微生物的營養(yǎng)類型第一節(jié)第一節(jié) 微生物營養(yǎng)物質和營養(yǎng)類型微生物營養(yǎng)物質和營養(yǎng)類型二、微生物的營養(yǎng)類型二、微生物的營養(yǎng)類型2、光能異養(yǎng)型、光能異養(yǎng)型(光能有機營養(yǎng)型）光能有機營養(yǎng)型）光能異養(yǎng)型微生物在光能異養(yǎng)型微生物在C源利用上的特殊性：源利用上的特殊性：

18、 以有機質作為主要以有機質作為主要C源，源， 能利用能利用CO2，但它不是唯一碳源。，但它不是唯一碳源。光能光能 細菌葉綠細菌葉綠（紅螺菌紅螺菌） CH3 CO2+2CHOH CH2O+2CH3COCH3+H2O CH3典型實例：典型實例：第一節(jié)第一節(jié) 微生物營養(yǎng)物質和營養(yǎng)類型微生物營養(yǎng)物質和營養(yǎng)類型3、化能自養(yǎng)型、化能自養(yǎng)型(化能無機營養(yǎng)型）化能無機營養(yǎng)型） 利用無機化合物氧化時釋放的能量作為能源，利用利用無機化合物氧化時釋放的能量作為能源，利用CO2或碳酸鹽作為唯一或碳酸鹽作為唯一或主要碳源進行生長的一類微生物?；蛑饕荚催M行生長的一類微生物。產甲烷細菌產甲烷細菌典型實例：典型實例： 硫化

19、細菌、硝化細菌、氫細菌、鐵細菌硫化細菌、硝化細菌、氫細菌、鐵細菌 H2S、 NO2、 H2、 Fe基本特點：基本特點： a. 能源：無機物氧化能源：無機物氧化 b. 供氫體：無機物，還原供氫體：無機物，還原CO2二、微生物的營養(yǎng)類型二、微生物的營養(yǎng)類型第一節(jié)第一節(jié) 微生物營養(yǎng)物質和營養(yǎng)類型微生物營養(yǎng)物質和營養(yǎng)類型4、化能異養(yǎng)型（化能有機營養(yǎng)型）、化能異養(yǎng)型（化能有機營養(yǎng)型） 以有機化合物為碳源，利用有機化合物氧化過程中產生的能量作為能源而以有機化合物為碳源，利用有機化合物氧化過程中產生的能量作為能源而生長的一類微生物。生長的一類微生物。蘇蘇云云金金桿桿菌菌基本特點：基本特點： a. 能源：有機

20、物氧化能源：有機物氧化 b. 碳源：有機物碳源：有機物多數二、微生物的營養(yǎng)類型二、微生物的營養(yǎng)類型第一節(jié)第一節(jié) 微生物營養(yǎng)物質和營養(yǎng)類型微生物營養(yǎng)物質和營養(yǎng)類型4、化能異養(yǎng)型（化能有機營養(yǎng)型）、化能異養(yǎng)型（化能有機營養(yǎng)型）化能異養(yǎng)型微生物的分類（生活場所、獲取養(yǎng)料方式）化能異養(yǎng)型微生物的分類（生活場所、獲取養(yǎng)料方式） ：兼性寄生菌：既營寄生又營腐生生活的兼性寄生菌：既營寄生又營腐生生活的 (結核桿菌結核桿菌) 。寄生菌：只能在寄生菌：只能在活寄主活寄主體吸收營養(yǎng)物生活的。體吸收營養(yǎng)物生活的。腐生菌：利用腐生菌：利用無生命無生命的有機物作為營養(yǎng)物質的有機物作為營養(yǎng)物質 (大多數大多數) 。二、微

21、生物的營養(yǎng)類型二、微生物的營養(yǎng)類型第一節(jié)第一節(jié) 微生物營養(yǎng)物質和營養(yǎng)類型微生物營養(yǎng)物質和營養(yǎng)類型 小小 結結1、微生物營養(yǎng)型劃分的依據是什么？、微生物營養(yǎng)型劃分的依據是什么？碳源碳源能源能源2、微生物營養(yǎng)劃分的相對性、微生物營養(yǎng)劃分的相對性 同一微生物在不同培養(yǎng)條件下生長時，它們的營養(yǎng)型可能發(fā)生變化同一微生物在不同培養(yǎng)條件下生長時，它們的營養(yǎng)型可能發(fā)生變化。微生物微生物 提供的環(huán)境條件提供的環(huán)境條件 能源利用情況能源利用情況 營養(yǎng)型營養(yǎng)型假單胞菌假單胞菌 單純的無機物環(huán)境單純的無機物環(huán)境 利用氫的氧化獲得能量，利用氫的氧化獲得能量， 自養(yǎng)生活自養(yǎng)生活 將將CO2還原成細胞物質還原成細胞物質 提

22、供有機物提供有機物 利用有機物獲得能量利用有機物獲得能量 異養(yǎng)生活異養(yǎng)生活紅螺菌：紅螺菌： 光光 照照 利用光能作能源利用光能作能源 光能異養(yǎng)光能異養(yǎng) 暗處理暗處理 利用有機物氧化產能利用有機物氧化產能 異養(yǎng)生活異養(yǎng)生活二、微生物的營養(yǎng)類型二、微生物的營養(yǎng)類型第二節(jié)第二節(jié) 微生物營養(yǎng)物質的吸收機制微生物營養(yǎng)物質的吸收機制一、影響微生物對營養(yǎng)物質吸收的因素一、影響微生物對營養(yǎng)物質吸收的因素1、第一因素：細胞膜、第一因素：細胞膜 細胞膜細胞膜選擇性透膜選擇性透膜（防止外流）（防止外流） 細胞莢膜、粘液層以及細胞壁細胞莢膜、粘液層以及細胞壁2、第二因素：微生物細胞生活的環(huán)境、第二因素：微生物細胞生活

23、的環(huán)境 pH值、溫度值、溫度 (溶解度、細胞膜的流動性和運輸系統(tǒng)的活性溶解度、細胞膜的流動性和運輸系統(tǒng)的活性)3、第三因素：被吸收物質的特性。、第三因素：被吸收物質的特性。 分子量、溶解度、非極性、脂溶性分子量、溶解度、非極性、脂溶性第二節(jié)第二節(jié) 微生物營養(yǎng)物質的吸收機制微生物營養(yǎng)物質的吸收機制 是否消耗是否消耗能量能量 是否需要是否需要載體載體 是否發(fā)生被吸收物的是否發(fā)生被吸收物的化學變化化學變化 。單純擴散單純擴散促進擴散促進擴散主動運輸主動運輸基團轉位基團轉位根據微生物對物質的吸收過程的特點：根據微生物對物質的吸收過程的特點：一、影響微生物對營養(yǎng)物質吸收的因素一、影響微生物對營養(yǎng)物質吸收

24、的因素第二節(jié)第二節(jié) 微生物營養(yǎng)物質的吸收機制微生物營養(yǎng)物質的吸收機制1、單純擴散（稱被動擴散）、單純擴散（稱被動擴散） 被吸收物質依靠其在細胞內外的濃度梯度為動力，從濃度高的地區(qū)向濃度被吸收物質依靠其在細胞內外的濃度梯度為動力，從濃度高的地區(qū)向濃度低的胞內擴散的過程。低的胞內擴散的過程。SSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSS胞外 胞膜 胞內SSS最簡單、純物理二、微生物對營養(yǎng)物質的吸收方式二、微生物對營養(yǎng)物質的吸收方式第二節(jié)第二節(jié) 微生物營養(yǎng)物質的吸收機制微生物營養(yǎng)物質的吸收機制1、單純擴散（稱被動擴散）、單純擴散（稱被動擴散）單純擴散的特點：單純擴散的特點：SSSSSSSSSSSSS

25、SSSSSSSSSS胞外 胞膜 胞內SSSc. 不需要能量不需要能量a. 非特異性的非特異性的b. 吸收過程不發(fā)生化學變化吸收過程不發(fā)生化學變化二、微生物對營養(yǎng)物質的吸收方式二、微生物對營養(yǎng)物質的吸收方式第二節(jié)第二節(jié) 微生物營養(yǎng)物質的吸收機制微生物營養(yǎng)物質的吸收機制1、單純擴散（稱被動擴散）、單純擴散（稱被動擴散） 營養(yǎng)物質單純擴散能力的影響因素：營養(yǎng)物質單純擴散能力的影響因素：SSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSS胞外 胞膜 胞內SSSa. 吸收營養(yǎng)物質的分子大小吸收營養(yǎng)物質的分子大小b. 溶解性溶解性(脂溶性或水溶性脂溶性或水溶性)c. 極性大?。韧鈽O性表面）極性大?。韧鈽O

26、性表面）d. 膜外膜外pHe. 溫度。溫度。水、氣體、無機鹽、甘油等小分子不是主要的吸收方式二、微生物對營養(yǎng)物質的吸收方式二、微生物對營養(yǎng)物質的吸收方式第二節(jié)第二節(jié) 微生物營養(yǎng)物質的吸收機制微生物營養(yǎng)物質的吸收機制SSSSSSSSSSSSSSTSSSSSS胞外 胞膜 胞內2、促進擴散、促進擴散 以細胞內外的濃度梯度為動力，在以細胞內外的濃度梯度為動力，在載體載體物質參與下，物質從濃度高的胞外物質參與下，物質從濃度高的胞外向濃度低的胞內擴散（向濃度低的胞內擴散（真核微生物糖類物質） 。T S T S T二、微生物對營養(yǎng)物質的吸收方式二、微生物對營養(yǎng)物質的吸收方式第二節(jié)第二節(jié) 微生物營養(yǎng)物質的吸收

27、機制微生物營養(yǎng)物質的吸收機制SSSSSSSSSSSSSSTSSSSSS胞外 胞膜 胞內2、促進擴散、促進擴散 與單純擴散的相同點：與單純擴散的相同點：T S T S Tc.無需代謝能。無需代謝能。a.被動的擴散。被動的擴散。b.無化學變化。無化學變化。二、微生物對營養(yǎng)物質的吸收方式二、微生物對營養(yǎng)物質的吸收方式第二節(jié)第二節(jié) 微生物營養(yǎng)物質的吸收機制微生物營養(yǎng)物質的吸收機制二、微生物對營養(yǎng)物質的吸收方式二、微生物對營養(yǎng)物質的吸收方式SSSSSSSSSSSSSSTSSSSSS胞外 胞膜 胞內2、促進擴散、促進擴散促進擴散獨有的特點：促進擴散獨有的特點： 載體使營養(yǎng)物質的擴散加快，它會影載體使營養(yǎng)物

28、質的擴散加快，它會影響該營養(yǎng)物質在膜內外建立濃度的動態(tài)平響該營養(yǎng)物質在膜內外建立濃度的動態(tài)平衡狀態(tài)嗎？衡狀態(tài)嗎？T S T S T a. 載體的專一性載體的專一性 b. 運輸速率提高運輸速率提高第二節(jié)第二節(jié) 微生物營養(yǎng)物質的吸收機制微生物營養(yǎng)物質的吸收機制3、主動運輸、主動運輸 以代謝能為動力，在載體蛋白的參與下，將物質從胞外向胞內轉運。以代謝能為動力，在載體蛋白的參與下，將物質從胞外向胞內轉運。SSSSSSSSSSSSTSSSSSS胞外 胞膜 胞內T S T S T二、微生物對營養(yǎng)物質的吸收方式二、微生物對營養(yǎng)物質的吸收方式第二節(jié)第二節(jié) 微生物營養(yǎng)物質的吸收機制微生物營養(yǎng)物質的吸收機制3、主

29、動運輸、主動運輸主動運輸同促進擴散的共同點：主動運輸同促進擴散的共同點： SSSSSSSSSSSSTSSSSSS胞外 胞膜 胞內T S T S Ta. 載體載體b. 載體構型的變化。載體構型的變化。二、微生物對營養(yǎng)物質的吸收方式二、微生物對營養(yǎng)物質的吸收方式第二節(jié)第二節(jié) 微生物營養(yǎng)物質的吸收機制微生物營養(yǎng)物質的吸收機制3、主動運輸、主動運輸主動運輸與促進擴散的不同點：主動運輸與促進擴散的不同點：SSSSSSSSSSSSTSSSSSS胞外 胞膜 胞內T S T S Ta. 動力動力代謝能代謝能b. 載體構型變化原理載體構型變化原理需要能量需要能量二、微生物對營養(yǎng)物質的吸收方式二、微生物對營養(yǎng)物質

30、的吸收方式第二節(jié)第二節(jié) 微生物營養(yǎng)物質的吸收機制微生物營養(yǎng)物質的吸收機制4、基團轉位：、基團轉位： 被吸收物質以微生物的代謝能為動力，通過一個復雜的運輸系統(tǒng)從胞外轉被吸收物質以微生物的代謝能為動力，通過一個復雜的運輸系統(tǒng)從胞外轉運到胞內，并發(fā)生化學變化運到胞內，并發(fā)生化學變化（厭氧細菌和兼性厭氧細菌） 。大腸桿菌磷酸轉移酶體系對葡萄糖的運輸二、微生物對營養(yǎng)物質的吸收方式二、微生物對營養(yǎng)物質的吸收方式第二節(jié)第二節(jié) 微生物營養(yǎng)物質的吸收機制微生物營養(yǎng)物質的吸收機制三、幾種主要營養(yǎng)物質的吸收三、幾種主要營養(yǎng)物質的吸收1、糖：、糖： 促進擴散（真核）、基團轉位（厭氧）、主動運輸（多數）。促進擴散（真核

31、）、基團轉位（厭氧）、主動運輸（多數）。2、肽與氨基酸：、肽與氨基酸： 主動運輸（主要方式）、促進擴散（次要方式）主動運輸（主要方式）、促進擴散（次要方式）3、離子：、離子： 主動運輸主動運輸第三節(jié)第三節(jié) 培養(yǎng)基培養(yǎng)基培養(yǎng)基：培養(yǎng)基： 是人工配制的適合微生物生長繁殖或是人工配制的適合微生物生長繁殖或積累代謝產物的營養(yǎng)物質。積累代謝產物的營養(yǎng)物質。培養(yǎng)基的作用：培養(yǎng)基的作用： 為微生物提供理想的人工培養(yǎng)環(huán)境，以為微生物提供理想的人工培養(yǎng)環(huán)境，以進行微生物進行微生物生命活動規(guī)律生命活動規(guī)律的研究和微生物的研究和微生物生生物制品物制品的生產。的生產。第三節(jié)第三節(jié) 培養(yǎng)基培養(yǎng)基1、適合不同微生物的營養(yǎng)

32、特點。、適合不同微生物的營養(yǎng)特點。 (1)從營養(yǎng)型的角度看從營養(yǎng)型的角度看生理特點不同生理特點不同細菌細菌放線菌放線菌霉菌霉菌營養(yǎng)要求不同營養(yǎng)要求不同牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基高氏一號培養(yǎng)基高氏一號培養(yǎng)基馬丁氏培養(yǎng)基馬丁氏培養(yǎng)基(2)從類群的角度看從類群的角度看自養(yǎng)微生物自養(yǎng)微生物 合成能力強合成能力強 簡單的無機物簡單的無機物異養(yǎng)微生物異養(yǎng)微生物 合成能力弱合成能力弱 至少提供一種有機物至少提供一種有機物一、配制培養(yǎng)基的基本原則一、配制培養(yǎng)基的基本原則第三節(jié)第三節(jié) 培養(yǎng)基培養(yǎng)基2、調配好培養(yǎng)基中各種營養(yǎng)成分的比例和濃度。、調配好培養(yǎng)基中各種營養(yǎng)成分的比例和濃度。 (1) 濃度適中原

33、則濃度適中原則 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一、配制培養(yǎng)基的基本原則一、配制培養(yǎng)基的基本原則第三節(jié)第三節(jié) 培養(yǎng)基培養(yǎng)基2、調配好培養(yǎng)基中各種營養(yǎng)成分的比例和濃度。、調配好培養(yǎng)基中各種營養(yǎng)成分的比例和濃度。 (2) 營養(yǎng)比例適宜原則營養(yǎng)比例適宜原則 a. C/Nb. 其它營養(yǎng)的比例（礦質元素、氨基酸）其它營養(yǎng)的比例（礦質元素、氨基酸）同一種微生物在不同同一種微生物在不同C/N培養(yǎng)基培養(yǎng)時，表現(xiàn)不同。培養(yǎng)基培養(yǎng)時，表現(xiàn)不同。 短棒桿菌的谷氨酸發(fā)酵短棒桿菌的谷氨酸發(fā)酵 培養(yǎng)基培養(yǎng)基C/N=4:1，菌體繁殖；，菌體繁殖； C/N=3

34、:1，谷氨酸形成，谷氨酸形成不同的微生物，所需營養(yǎng)物不同的微生物，所需營養(yǎng)物C/N不同。不同。 細菌、酵母菌細胞的細菌、酵母菌細胞的C/N=5:1，而霉菌，而霉菌=10:1一、配制培養(yǎng)基的基本原則一、配制培養(yǎng)基的基本原則第三節(jié)第三節(jié) 培養(yǎng)基培養(yǎng)基3、控制培養(yǎng)條件、控制培養(yǎng)條件pHO2CO2滲透壓滲透壓微生物生長繁殖微生物生長繁殖培養(yǎng)條件培養(yǎng)條件影響影響影響影響微生物培養(yǎng)體系微生物培養(yǎng)體系一、配制培養(yǎng)基的基本原則一、配制培養(yǎng)基的基本原則(1) 培養(yǎng)基的培養(yǎng)基的pH值的控制。值的控制。 第三節(jié)第三節(jié) 培養(yǎng)基培養(yǎng)基a.根據各類微生物的特點來調節(jié)培養(yǎng)基的根據各類微生物的特點來調節(jié)培養(yǎng)基的pH值。值。

35、霉菌、酵母菌適于酸性，霉菌、酵母菌適于酸性， (pH4.5-6.0左右左右) 細菌、放線菌喜中性或偏堿性細菌、放線菌喜中性或偏堿性 (pH7.0-7.5左右左右)3、控制培養(yǎng)條件、控制培養(yǎng)條件一、配制培養(yǎng)基的基本原則一、配制培養(yǎng)基的基本原則(1) 培養(yǎng)基的培養(yǎng)基的pH值的控制。值的控制。 第三節(jié)第三節(jié) 培養(yǎng)基培養(yǎng)基 磷酸鹽、碳酸鹽、蛋白胨、氨基酸磷酸鹽、碳酸鹽、蛋白胨、氨基酸(配制培養(yǎng)時加入配制培養(yǎng)時加入) 磷酸鹽緩沖作用的反應式為：磷酸鹽緩沖作用的反應式為： H+(強酸強酸)+HPO 4 = (弱堿弱堿) H2PO 4 - (弱酸弱酸) OH-(強堿強堿)+H2PO4 -(弱酸弱酸) HPO

36、 4 = (弱堿弱堿)+H2O 碳酸鈣碳酸鈣（配制培養(yǎng)基時加入）（配制培養(yǎng)基時加入） 酸或堿酸或堿（培養(yǎng)過程中加入）（培養(yǎng)過程中加入）b.使用使用pH值緩沖劑值緩沖劑3、控制培養(yǎng)條件、控制培養(yǎng)條件一、配制培養(yǎng)基的基本原則一、配制培養(yǎng)基的基本原則由微生物與氧氣的關系形成了三類微生物：由微生物與氧氣的關系形成了三類微生物： 專性好氧性微生物專性好氧性微生物 專性厭氧性微生物專性厭氧性微生物 兼性厭氧的微生物兼性厭氧的微生物第三節(jié)第三節(jié) 培養(yǎng)基培養(yǎng)基實踐對策：實踐對策： 專性好氧性微生物：空氣提供氧氣、工業(yè)上采用通氣裝置。專性好氧性微生物：空氣提供氧氣、工業(yè)上采用通氣裝置。 專性厭氧性微生物：采用理

37、化方法除氧、向培養(yǎng)體系加入專性厭氧性微生物：采用理化方法除氧、向培養(yǎng)體系加入還原劑還原劑 （胱氨酸、巰基乙酸鈉、（胱氨酸、巰基乙酸鈉、Na2S和抗壞血酸）和抗壞血酸）(2) O2濃度的調節(jié)濃度的調節(jié)3、控制培養(yǎng)條件、控制培養(yǎng)條件一、配制培養(yǎng)基的基本原則一、配制培養(yǎng)基的基本原則（3）CO2的調節(jié)的調節(jié) 對自養(yǎng)微生物來說，空氣中只占容積的對自養(yǎng)微生物來說，空氣中只占容積的0.03%的的CO2量意味著什么？量意味著什么？第三節(jié)第三節(jié) 培養(yǎng)基培養(yǎng)基增加增加CO2供應的途徑：供應的途徑：紫硫細菌和綠硫細菌等厭氧性自養(yǎng)菌：培養(yǎng)基中加入紫硫細菌和綠硫細菌等厭氧性自養(yǎng)菌：培養(yǎng)基中加入NaHCO33、控制培養(yǎng)條

38、件、控制培養(yǎng)條件一、配制培養(yǎng)基的基本原則一、配制培養(yǎng)基的基本原則3、控制培養(yǎng)條件、控制培養(yǎng)條件第三節(jié)第三節(jié) 培養(yǎng)基培養(yǎng)基一、配制培養(yǎng)基的基本原則一、配制培養(yǎng)基的基本原則（4）滲透壓的控制）滲透壓的控制 培養(yǎng)基中溶質濃度過高使?jié)B透壓太高從而抑制微生物生長培養(yǎng)基中溶質濃度過高使?jié)B透壓太高從而抑制微生物生長按培養(yǎng)基成分分按培養(yǎng)基成分分按培養(yǎng)基的用途分按培養(yǎng)基的用途分按物理性狀分按物理性狀分第三節(jié)第三節(jié) 培養(yǎng)基培養(yǎng)基培養(yǎng)基類型培養(yǎng)基類型合成培養(yǎng)基合成培養(yǎng)基天然培養(yǎng)基天然培養(yǎng)基半合成培養(yǎng)基半合成培養(yǎng)基基本培養(yǎng)基基本培養(yǎng)基富集培養(yǎng)基富集培養(yǎng)基鑒別培養(yǎng)基鑒別培養(yǎng)基固體培養(yǎng)基固體培養(yǎng)基液體培養(yǎng)基液體培養(yǎng)基半固

39、體培養(yǎng)基半固體培養(yǎng)基二、培養(yǎng)基的類型二、培養(yǎng)基的類型1、按照培養(yǎng)基成分分：、按照培養(yǎng)基成分分： a. 合成培養(yǎng)基合成培養(yǎng)基 化學成分和濃度完全清楚的物質配制的培養(yǎng)基?；瘜W成分和濃度完全清楚的物質配制的培養(yǎng)基。第三節(jié)第三節(jié) 培養(yǎng)基培養(yǎng)基高氏一號合成培養(yǎng)基高氏一號合成培養(yǎng)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%）蒸餾水蒸餾水 1000毫升毫升二、培養(yǎng)基的類型二、培養(yǎng)基的類型1、按照培養(yǎng)基成分分：、按照培養(yǎng)基成分分：第三節(jié)第三節(jié) 培養(yǎng)基培養(yǎng)基b. 天然培養(yǎng)基天然

40、培養(yǎng)基 以動植物組織或微生物浸出液為原料配制的培養(yǎng)基。（牛肉膏蛋白胨）以動植物組織或微生物浸出液為原料配制的培養(yǎng)基。（牛肉膏蛋白胨） 牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基 牛肉膏牛肉膏 3.0 克克蛋白胨蛋白胨 10.0 克克食鹽食鹽 5.0 克克蒸餾水（自來水）蒸餾水（自來水） 1000毫升毫升二、培養(yǎng)基的類型二、培養(yǎng)基的類型第三節(jié)第三節(jié) 培養(yǎng)基培養(yǎng)基1、按照培養(yǎng)基成分分：、按照培養(yǎng)基成分分：c. 半合成培養(yǎng)基（綜合培養(yǎng)基）半合成培養(yǎng)基（綜合培養(yǎng)基） 在天然有機物的基礎上加入已知成分的無機鹽或在合成培養(yǎng)基的基礎上在天然有機物的基礎上加入已知成分的無機鹽或在合成培養(yǎng)基的基礎上添加某些天然成分（

41、如馬鈴薯）添加某些天然成分（如馬鈴薯） 二、培養(yǎng)基的類型二、培養(yǎng)基的類型2、按照培養(yǎng)用途：、按照培養(yǎng)用途：第三節(jié)第三節(jié) 培養(yǎng)基培養(yǎng)基二、培養(yǎng)基的類型二、培養(yǎng)基的類型b. 富集培養(yǎng)基富集培養(yǎng)基(增殖培養(yǎng)基）增殖培養(yǎng)基） 為分離某種微生物配制出的適合它生長而不利于其他微生物生長的為分離某種微生物配制出的適合它生長而不利于其他微生物生長的培養(yǎng)基。培養(yǎng)基。a. 基本培養(yǎng)基基本培養(yǎng)基 將多種微生物都需要的營養(yǎng)物質配而成培養(yǎng)基。將多種微生物都需要的營養(yǎng)物質配而成培養(yǎng)基。n例如例如 篩選能降解石油的細菌？篩選能降解石油的細菌？c. 鑒別培養(yǎng)基鑒別培養(yǎng)基 根據微生物的代謝特點，通過指示劑的呈色反應，用以鑒別不

42、同微生根據微生物的代謝特點，通過指示劑的呈色反應，用以鑒別不同微生物的培養(yǎng)基。（物的培養(yǎng)基。（伊紅伊紅-甲基藍培養(yǎng)基甲基藍培養(yǎng)基鑒別大腸桿菌和產氣腸桿菌）鑒別大腸桿菌和產氣腸桿菌）3、按照培養(yǎng)基的物理性狀、按照培養(yǎng)基的物理性狀第三節(jié)第三節(jié) 培養(yǎng)基培養(yǎng)基二、培養(yǎng)基的類型二、培養(yǎng)基的類型b. 液體培養(yǎng)基液體培養(yǎng)基 未加凝固劑呈液態(tài)的培養(yǎng)基稱為液體培養(yǎng)基。未加凝固劑呈液態(tài)的培養(yǎng)基稱為液體培養(yǎng)基。c. 半固體培養(yǎng)基半固體培養(yǎng)基 在液體培養(yǎng)基中加入少量瓊脂在液體培養(yǎng)基中加入少量瓊脂（0.2%-0.5%）a. 固體培養(yǎng)基固體培養(yǎng)基 在液體培養(yǎng)基中加入在液體培養(yǎng)基中加入凝固劑凝固劑使呈固體狀態(tài)，稱為固體培養(yǎng)

43、基。使呈固體狀態(tài)，稱為固體培養(yǎng)基。 （1.5%-1.8%） 微生物的代謝微生物的代謝微生物代謝微生物代謝：微生物細胞所進行的化學反應的總和。：微生物細胞所進行的化學反應的總和。微生物合成代謝微生物合成代謝：小分子合成復雜大分子的過程；：小分子合成復雜大分子的過程；微生物分解代謝微生物分解代謝：細胞物質或營養(yǎng)物質降解形成簡單產物并產生能量的的過程。：細胞物質或營養(yǎng)物質降解形成簡單產物并產生能量的的過程。物質代謝物質代謝能量代謝能量代謝產能代謝產能代謝耗能代謝耗能代謝分解代謝分解代謝合成代謝合成代謝第四節(jié)第四節(jié) 微生物的代謝微生物的代謝微生物代謝微生物代謝：微生物細胞所進行的化學反應的總和。：微生

44、物細胞所進行的化學反應的總和。微生物合成代謝微生物合成代謝：小分子合成復雜大分子的過程；：小分子合成復雜大分子的過程；微生物分解代謝微生物分解代謝：細胞物質或營養(yǎng)物質降解形成簡單產物：細胞物質或營養(yǎng)物質降解形成簡單產物 并產生能量的的過程。并產生能量的的過程。第四節(jié)第四節(jié) 微生物的代謝微生物的代謝復雜分子復雜分子（有機物）（有機物）分解代謝分解代謝合成代謝合成代謝簡單小分子簡單小分子ATPH分解代謝的三個階段分解代謝的三個階段第四節(jié)第四節(jié) 微生物的代謝微生物的代謝第四節(jié)第四節(jié) 微生物的能量代謝微生物的能量代謝 （一）氧化還原反應與能量產生（一）氧化還原反應與能量產生生物氧化生物氧化: :是物質

45、在生物體內經過一系列連續(xù)的氧化還原反應逐步分解并是物質在生物體內經過一系列連續(xù)的氧化還原反應逐步分解并釋放能量的過程釋放能量的過程（在此過程中實現(xiàn)氫和電子的轉移（在此過程中實現(xiàn)氫和電子的轉移脫氫作用）。脫氫作用）。 還原勢（還原勢（V或或mV）：物質質給出電子被氧化和接受電子被還原的趨勢。：物質質給出電子被氧化和接受電子被還原的趨勢。 凈能量：凈能量：決定于最初電子供體和最終電子受體之間的還原勢差。決定于最初電子供體和最終電子受體之間的還原勢差。 電子傳遞體：電子傳遞體：一類是游離的；另一類是牢固地結合在細胞膜中的輔酶上。一類是游離的；另一類是牢固地結合在細胞膜中的輔酶上。 一、微生物的產能代

46、謝一、微生物的產能代謝第四節(jié)第四節(jié) 微生物的能量代謝微生物的能量代謝比比較較項項目目燃燃燒燒生生物物氧氧化化反反應應步步驟驟一步式快速反應順序嚴格的系列反應條條件件激烈由酶催化，條件溫和產產能能形形式式熱、光大部分為 ATP能能量量利利用用率率低高生物氧化與燃燒的比較生物氧化與燃燒的比較一、微生物的產能代謝一、微生物的產能代謝第四節(jié)第四節(jié) 微生物的能量代謝微生物的能量代謝 （一）氧化還原反應與能量的產生（一）氧化還原反應與能量的產生生物氧化反應生物氧化反應發(fā)酵發(fā)酵呼吸呼吸有氧呼吸有氧呼吸厭氧呼吸厭氧呼吸一、微生物的產能代謝一、微生物的產能代謝第四節(jié)第四節(jié) 微生物的代謝微生物的代謝（二）高能鍵化

47、合物（二）高能鍵化合物高能鍵化合物的共性：高能鍵化合物的共性： 高能鍵的形成和斷開可逆，溝通了微生物兩個代謝類型高能鍵的形成和斷開可逆，溝通了微生物兩個代謝類型光能光能光能營養(yǎng)型微生物光能營養(yǎng)型微生物化能營養(yǎng)型微生物化能營養(yǎng)型微生物化學能化學能高能鍵高能鍵化合物化合物提供給機體使用提供給機體使用三磷酸腺苷三磷酸腺苷(ATP)合成代謝合成代謝 和和 分解代謝分解代謝一、微生物的產能代謝一、微生物的產能代謝（三）合成（三）合成ATP的方式的方式第四節(jié)第四節(jié) 微生物的代謝微生物的代謝底物水平磷酸化、氧化磷酸化、光合磷酸化底物水平磷酸化、氧化磷酸化、光合磷酸化底物水平磷酸化：底物水平磷酸化： XP+

48、ADP X + ATP 底物在其氧化過程中形成某些具有高能磷酸鍵的中間產物，這類中底物在其氧化過程中形成某些具有高能磷酸鍵的中間產物，這類中間產物，可將其高能鍵通過酶的作用轉給間產物，可將其高能鍵通過酶的作用轉給ADP而形成而形成ATP的過程。的過程。2 氧化磷酸化：氧化磷酸化： 物質氧化產生的電子經電子傳遞體從電子供物質氧化產生的電子經電子傳遞體從電子供 體傳到電子受體的過程，并伴隨著大量體傳到電子受體的過程，并伴隨著大量ATP的形成的形成 3 光合磷酸化：光合磷酸化： 光能光能 化學能化學能ATP的過程的過程電子傳遞體：泛醌電子傳遞體：泛醌 細胞色素系統(tǒng)細胞色素系統(tǒng)光合生物，光合色素（光合

49、生物，光合色素（葉綠素、細菌葉綠素葉綠素、細菌葉綠素）一、微生物的產能代謝一、微生物的產能代謝索球藻屬（索球藻屬（Gomphosphaeria） 這種藍細菌覆蓋在水面上，覆這種藍細菌覆蓋在水面上，覆蓋幾毫米厚蓋幾毫米厚 ，把水的表面染成深綠色。每團索球藻有，把水的表面染成深綠色。每團索球藻有100m大，團里的細胞都裹在粘液里。大，團里的細胞都裹在粘液里。 細胞團外部的黑色物質是由細胞團外部的黑色物質是由許多細菌構成的，也許他們要呼吸藍細菌通過光合作用生成許多細菌構成的，也許他們要呼吸藍細菌通過光合作用生成的氧氣吧。的氧氣吧。 （1） 藍藻（藍細菌）藍藻（藍細菌） 葉綠體葉綠體第四節(jié)第四節(jié) 微生

50、物的代謝微生物的代謝一、微生物的產能代謝一、微生物的產能代謝一種池塘中的藍藻（藍細菌）一種池塘中的藍藻（藍細菌）Aphanizomenon flos-aqua; 在有在有營養(yǎng)的水中很常見，能毒害水營養(yǎng)的水中很常見，能毒害水體，放出臭味體，放出臭味 左圖的放大的某一纖維。充滿氣左圖的放大的某一纖維。充滿氣的泡使纖維能浮在水面上，以便更的泡使纖維能浮在水面上，以便更好的獲得陽光好的獲得陽光 （1） 藍藻（藍細菌）藍藻（藍細菌）第四節(jié)第四節(jié) 微生物的代謝微生物的代謝一、微生物的產能代謝一、微生物的產能代謝（2） 光合細菌光合細菌厭氧條件下靠細菌葉綠素進行光合作用厭氧條件下靠細菌葉綠素進行光合作用第四

51、節(jié)第四節(jié) 微生物的代謝微生物的代謝（3） 嗜鹽細菌嗜鹽細菌不含葉綠素，不存在電子傳遞系統(tǒng)，只有色素蛋不含葉綠素，不存在電子傳遞系統(tǒng)，只有色素蛋白（視黃醛）白（視黃醛）一、微生物的產能代謝一、微生物的產能代謝第四節(jié)第四節(jié) 微生物的代謝微生物的代謝（四）微生物的主要產能方式（四）微生物的主要產能方式共同點：共同點：氧化還原反應氧化還原反應區(qū)別點：區(qū)別點：電子最終受體電子最終受體 氧化基質氧化基質產能方式產能方式發(fā)酵發(fā)酵呼吸呼吸光能轉化光能轉化一、微生物的產能代謝一、微生物的產能代謝1、發(fā)酵（代謝發(fā)酵）、發(fā)酵（代謝發(fā)酵）第四節(jié)第四節(jié) 微生物的代謝微生物的代謝說明基質在發(fā)酵過程中氧化不徹底，發(fā)酵的結果

52、必然仍積累某些有機物。說明基質在發(fā)酵過程中氧化不徹底，發(fā)酵的結果必然仍積累某些有機物。有機物有機物氧化的基質氧化的基質 最終受氫體最終受氫體有機物有機物氧化氧化有機物有機物(1)發(fā)酵的特點：發(fā)酵的特點：工業(yè)發(fā)酵工業(yè)發(fā)酵：利用微生物進行大規(guī)模生產的過程，均稱發(fā)酵。：利用微生物進行大規(guī)模生產的過程，均稱發(fā)酵。微生物或細胞在微生物或細胞在不需要氧不需要氧的條件下轉化物質的形態(tài)并將底物中的化學能轉的條件下轉化物質的形態(tài)并將底物中的化學能轉移產生移產生ATP的一種方式。的一種方式。 一、微生物的產能代謝一、微生物的產能代謝發(fā)酵的種類有很多，可發(fā)酵的底物有碳水化合物、有機酸、氨基發(fā)酵的種類有很多，可發(fā)酵的

53、底物有碳水化合物、有機酸、氨基酸等，其中以微生物發(fā)酵葡萄糖最為重要。酸等，其中以微生物發(fā)酵葡萄糖最為重要。生物體內葡萄糖被降解成丙酮酸的過程稱為糖酵解（生物體內葡萄糖被降解成丙酮酸的過程稱為糖酵解（glycolysis）糖酵解是發(fā)酵的基礎糖酵解是發(fā)酵的基礎主要有四種途徑：主要有四種途徑：EMP途徑、途徑、HMP途徑、途徑、ED途徑、磷酸解酮酶途徑。途徑、磷酸解酮酶途徑。EMP途徑（途徑（Embden-Meyerhof pathway）日本人腸內酵母感染導致醉酒（P99）微生物學與第一次世界大戰(zhàn)德國：（Carl Neuberg）丙酮酸CO2乙醛NADHNAD+乙醇磷酸二羥基丙酮NADHNAD+磷

54、酸甘油甘油3%的亞硫酸氫鈉（pH7）Saccharomyces cerevisiae厭氧發(fā)酵（磺化羥基乙醛）第一次世界打戰(zhàn)期間德國主要用這種方法生產甘油產量：1000噸/月目前的甘油生產方法：使用的微生物：Dunaliella aslina（一種嗜鹽藻類）胞內積累高濃度的甘油從而使細胞的滲透壓保持平衡生活在鹽湖及海邊的巖池等鹽濃度很高環(huán)境不同微生物發(fā)酵產物的不同，也是細菌分類鑒定的重要依據。不同微生物發(fā)酵產物的不同，也是細菌分類鑒定的重要依據。大腸桿菌：大腸桿菌：丙酮酸裂解生成乙酰丙酮酸裂解生成乙酰CoA與甲酸，甲酸在酸性條件下可與甲酸，甲酸在酸性條件下可進一步裂解生成進一步裂解生成H2和和C

55、O2產酸產氣產酸產氣志賀氏菌：志賀氏菌：丙酮酸裂解生成乙酰丙酮酸裂解生成乙酰CoA與甲酸，但不能使甲酸裂解產與甲酸，但不能使甲酸裂解產生生H2和和CO2產酸不產氣產酸不產氣第四節(jié)第四節(jié) 微生物的代謝微生物的代謝(2) 酵母菌乙醇發(fā)酵酵母菌乙醇發(fā)酵（1）氧化基質：葡萄糖）氧化基質：葡萄糖（2）最終的受氫體：乙醛）最終的受氫體：乙醛（3）丙酮酸脫羧酶）丙酮酸脫羧酶發(fā)酵特點發(fā)酵特點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1，3-二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

56、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丙酮酸丙酮酸脫羧酶脫羧酶一、微生物的產能代謝一、微生物的產能代謝酵母菌乙醇發(fā)酵應嚴格控制三個條件酵母菌乙醇發(fā)酵應嚴格控制三個條件 厭氧 不含NaHSO3 PH小于7.6(3) 乳酸發(fā)酵（同型）乳酸發(fā)酵（同型）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

57、 2NAD2NADH2ATP2ADP2ADP2ATP2ADP2ATPOH（1）氧化基質：葡萄糖）氧化基質：葡萄糖（2）最終的受氫體：丙酮酸）最終的受氫體：丙酮酸發(fā)酵特點發(fā)酵特點第四節(jié)第四節(jié) 微生物的代謝微生物的代謝一、微生物的產能代謝一、微生物的產能代謝第四節(jié)第四節(jié) 微生物的代謝微生物的代謝 (4)發(fā)酵類型的比較發(fā)酵類型的比較兩個發(fā)酵類型的共同點兩個發(fā)酵類型的共同點：a. 糖酵解途徑糖酵解途徑(EM)是發(fā)酵的主要途徑。是發(fā)酵的主要途徑。b. 糖酵解過程是兩發(fā)酵類型糖酵解過程是兩發(fā)酵類型ATP產生的唯一來源。產生的唯一來源。 基質（底物）水平的磷酸化基質（底物）水平的磷酸化一、微生物的產能代謝一

58、、微生物的產能代謝巴斯德效應：巴斯德效應：一些一些兼性厭氧菌兼性厭氧菌在無氧條件下進行發(fā)酵作用，而有氧條件下進在無氧條件下進行發(fā)酵作用，而有氧條件下進行呼吸作用的現(xiàn)象。行呼吸作用的現(xiàn)象。第四節(jié)第四節(jié) 微生物的代謝微生物的代謝 (4)發(fā)酵類型的比較發(fā)酵類型的比較不同點：不同點：丙酮酸丙酮酸丁酸丁醇發(fā)酵丁酸丁醇發(fā)酵丙酸發(fā)酵丙酸發(fā)酵混合酸發(fā)酵混合酸發(fā)酵丁二醇發(fā)酵丁二醇發(fā)酵正型乳酸發(fā)酵正型乳酸發(fā)酵酒精發(fā)酵酒精發(fā)酵一、微生物的產能代謝一、微生物的產能代謝第四節(jié)第四節(jié) 微生物的代謝微生物的代謝2、呼吸、呼吸 微生物以微生物以O2或其它無機物為電子最終受體進行有機物氧化的過程?；蚱渌鼰o機物為電子最終受體進行

59、有機物氧化的過程。一、微生物的產能代謝一、微生物的產能代謝第四節(jié)第四節(jié) 微生物的代謝微生物的代謝2、呼吸、呼吸 (1) 特點：特點：b. 電子載體傳遞電子伴隨電子載體傳遞電子伴隨ATP大量形成。大量形成。（氧化磷酸化（氧化磷酸化電子傳遞水平電子傳遞水平磷酸化）磷酸化）a. 電子載體電子載體傳遞電子。傳遞電子。電子傳遞鏈電子傳遞鏈一系列電子載體按照氧化還原電位升高的順序排列而成的鏈。一系列電子載體按照氧化還原電位升高的順序排列而成的鏈。一、微生物的產能代謝一、微生物的產能代謝第四節(jié)第四節(jié) 微生物的代謝微生物的代謝2、呼吸、呼吸 (2) 類型類型 （據電子最終受體分）（據電子最終受體分） a. 有

60、氧呼吸：有氧呼吸：(高效產能過程）高效產能過程）最終電子受體最終電子受體：分子氧；：分子氧；葡萄糖有氧條件下的分解：葡萄糖有氧條件下的分解：糖酵解糖酵解 生成乙酰輔酶生成乙酰輔酶A TCA 進入呼吸鏈產能進入呼吸鏈產能底物：底物：有機物有機物 （化能異樣微生物）（化能異樣微生物） 如如 葡萄糖葡萄糖一、微生物的產能代謝一、微生物的產能代謝 a.有氧呼吸有氧呼吸葡萄糖葡萄糖糖酵解作用糖酵解作用丙酮酸丙酮酸發(fā)酵發(fā)酵有氧有氧無氧各種發(fā)酵產物各種發(fā)酵產物三羧酸循環(huán)三羧酸循環(huán)被徹底氧化生成被徹底氧化生成CO2和水，釋放大量能量。和水，釋放大量能量。最終電子受體最終電子受體：無機物：無機物 NO3 SO4