专题二微生物的代谢与生长(新).要点.ppt

专题二 微生物的代谢与生长 本章内容 2.1.1 微生物的营养要求 水污染的生物净化。。。 2.1.2 微生物的营养类型 自然界生物的营养类型包括： 异养型：以复杂的有机物作为营养物质，动物属此。 自养型：以简单的无机物作为营养物质，植物属此。 微生物兼有上面两种类型。 硝化细菌 属硝化菌种，两大群 ①亚硝化细菌群：将铵盐氧化为亚硝酸。 ②硝化细菌群：将亚硝酸进一步氧化为硝酸；获取能量后，硝化细菌将CO2合成为有机碳 这两类菌通常生活在一起，这样便避免了亚硝酸盐在环境中的积累，有利于机体正常生长 硫化细菌 种类：硫化杆菌 氧化H2S，获取能量，固定CO2合成有机物 H2S+O2 → H2O+S+能量 硫化细菌广泛分布于土壤和水中，其氧化作用提供了植物可利用的硫酸态硫素营养。 2.1.3 微生物对营养物质的吸收 对绝大多数属于渗透营养型的微生物来说，营养物质通过细胞膜进入细胞的问题，是一个较复杂又很重要的生理学问题 细胞壁在营养物质运送上不起多大作用，仅简单地排阻分子量过大的溶质的进入，细胞膜则是控制营养物进入和代谢产物排出的主要屏障 细胞膜以四种方式控制物质的运送，即单纯扩散（被动扩散）、促进扩散、主动运送和基团移位（基团转位），其中尤以主动运送为最重要。 三、主动运输 膜上载体蛋白与养料结合后，可以逆浓度梯度运输养料的方式。 2.1.4.2 培养基的类型及应用 培养基种类繁多，根据其成分、物理状态和用途可将培养分成多种类型。 生命活动需要能量，生活机体主要通过生物氧化反应获得能量. 已知异养型微生物都是以有机物为能源，它们从有机物的氧化反应中获得能量，自养型微生物从光或无机物的氧化反应中得到能量。 在以有机物为基础的生物氧化反应中，以O2作为最终电子受体的称为有氧呼吸，以无机氧化物中的氧作为最终电子受体的称为无氧呼吸。以有机物作为电子受体的称为发酵。 有氧呼吸，无氧呼吸和发酵过程中都能产生能量。 硝化细菌 亚硝化细菌在氧化NH4+ →NO2时获得能量供细胞生长 NH4+＋ 1／2O2 →NO2- ＋H2O＋2H+＋64.7千卡 硝化细菌在氧化NO2- → NO3-时获得能量供细胞生长 NO2- ＋1／2O2 →NO3- ＋18.5千卡 硫化细菌 硫化细菌在氧化元素硫和硫化物为硫酸时获得能量供细胞生长。 S＋3／2O2＋H2O→SO42-＋2H+＋139.8千卡 S2-＋2O2 →SO42- ＋189.9千卡 2.2.2.3 光能微生物的能量代谢 2.2.3 微生物分解及合成代谢 自然界中的微生物绝大多数是化能异养型的微生物，这些微生物从外界吸收营养物质以后，通过微生物细胞中的酶进行分解代谢产生能量ATP和小分子有机物。 一、 大分子有机物的降解 不含氮有机物的降解 淀粉的降解：淀粉→ 葡萄糖 纤维素的降解：纤维素→葡萄糖 半纤维素的降解：半纤维素 →单糖 + 糖醛酸 果胶质的降解：果胶→ 半乳糖醛酸 + 甲醇 木质素的降解 木质素的化学结构较复杂，它是由许多芳香族亚基缩合而成的聚合物。 木质素――― ―――→乙酸 + 琥珀酸 含N有机物的降解 蛋白质的降解 蛋白质―→多肽―→AA―→ CO2 +NH3 几丁质的降解 几丁质―→寡聚糖―→N-乙酰葡萄糖胺→乙酸+葡萄 糖胺―→葡萄糖+NH3 尿素的降解 尿素+2H2O―→（NH4）2 CO3 ―→2NH3 + CO2 ＋ H2O 核酸―― ― →核苷酸―― ― ― →磷酸+核苷―→嘌呤+嘧啶 含S有机物的降解 胱氨酸+3H2O + 1/2O2 → 2 乙酸+2CO2 +2H2S+2NH3 油脂的降解 油脂―――→脂肪酸 ―― →乙酰COA→TCA 甘油 ＋Pi --→P－甘油 → EMP 烃类物质的降解 甲烷是最简单的烃类物质，能被甲基营养菌作C源利用。 次级代谢模式 营养物质 小分子 产物 抗生素 对他种微生物有抑制或者杀伤作用的一大类次生代谢产物。 生长刺激素 是一类刺激植物生长的生理活性物质。 例如 镰刀菌产生的赤霉素，目前用于杂交水稻制种中，可刺激稻穗伸长后便于授粉。 毒素 是某些微生物在一定的条件下产生的对动植物和人有毒 害的化合物，大多数是蛋白质。 例如：1）白喉杆菌产