第3章微生物的生长与代谢.ppt

第三章 微生物的生长与代谢 微生物的营养物质 培养基的配置原则 第二节 微生物的代谢 酶蛋白的结构 酶蛋白的结构 酶的活性中心 酶的活性中心 结合部位（Binding site） 酶分子中与底物结合的部位或区域 酶的活性中心 酶的活性中心 “三点结合”催化理论 认为酶与底物的结合处至少有三个点，而且只有一种情况是完全结合的形式。只有这种情况下，不对称催化作用才能实现。 酶的命名与分类 酶的命名与分类 酶的命名与分类 酶的催化特性 影响酶活力的因素 影响酶活力的因素 一方面是温度升高,酶促反应速度加快。 另一方面,温度升高,酶的高级结构将发生变化或变性，导致酶活性降低甚至丧失。 因此大多数酶都有一个最适温度。 在最适温度条件下,反应速度最大。 影响酶活力的因素 影响酶活力的因素 米氏常数Km的意义： 不同的酶具有不同Km值，它是酶的一个重要的特征物理常数。 Km值只是在固定的底物，一定的温度和pH条件下，一定的缓冲体系中测定的，不同条件下具有不同的Km值。 Km值表示酶与底物之间的亲和程度：Km值大表示亲和程度小，酶的催化活性低; Km值小表示亲和程度大,酶的催化活性高。 EMP和TCA的电子传递链 化学渗透假说（chemiosmosis) 化学渗透假说（chemiosmosis) 底物水平磷酸化 呼吸作用的本质： 呼吸作用（respiration）是生物的氧化和还原的统一过程。在这一过程中有能量的产生、转移。 微生物的呼吸类型 好氧呼吸作用 葡萄糖的好氧分解 糖酵解途径的总体变化 EMP途径反应 EMP途径的葡萄糖磷酸化 三羧酸循环的总体变化 三羧酸循环反应过程 好氧呼吸产能情况 自养微生物的好氧呼吸 厌氧呼吸 厌氧呼吸的二种类型 分子内无氧呼吸-1 分子内无氧呼吸-2 分子内无氧呼吸-3 分子外无氧呼吸-例1 分子外无氧呼吸-例2 分子外无氧呼吸-例3 呼吸类型在环境工程中的应用 四、微生物的同化作用 合成作用三要素： 小分子前提物资 能量 还原力 第三节 微生物的生长繁殖 生长与繁殖的概念 生长测定方法 第四节 环境因素对微生物生长的影响 环境因素对微生物的影响 １、营养物质 ２、氧和氧化还原电位 ３、温度 ４、水 ５、氢离子浓度 ６、辐射 ７、超声波 ８、压力 ９、化学物资 10、生物因素 氧化还原电位（E) 温度 氢离子 干燥 渗透压 辐射 化学药剂 思　考　题 思 考 题 思 考 题 另一典型的分子内无氧呼吸是乳酸发酵 糖酵解途径（glycolysis） 反硝化作用：以NO3-为最终电子受体 反硝化作用：以NO3-为最终电子受体 反硫化作用：以SO4=为最终电子受体 H2SO4 + 24[H] ?? 3H2S + 12H2O 生长： 微生物进行各种新陈代射反应，如果同化作用大于异化作用，则细胞质的量不断增加，表现在细胞自身就是体积或重量的不断增加。 繁殖： 微生物生长到一定阶段，以二分裂的方式形成二个子细胞，其特征是微生物个数增加。 直接测定 间接测定 重 量 法 其它生理生化指标法 显微镜直接计数法 比浊计数法 平板计数法 液体计数法 薄膜计数法 涂片染色法 计数器测定法 比例计数法 测细胞干重 细胞含氮量 DNA含量 营养物质的消耗 溶解氧的消耗 有机酸的产生 H2和CH4的产生 生长测定方法 直接测定： 测总菌数 死活不分 比浊计数 分批培养 将少量微生物一次接种于一定容积的培养基中生长培养,最后一次收获,称为分批培养. 分批培养的微生物群体生长存在一定的规律.在微生物生长繁殖过程中定期取样进行菌数测定,以培养时间为横坐标,以微生物数目为纵坐标,绘制成的曲线,称为微生物的生长曲线. 微生物生长曲线 微生物生长曲线 延滞期(lag phase)特点： 生长速率常数等于零 细胞形态变大或增长 对外界不良条件反应敏感 影响延滞期长短的因素： 接种龄 接种量 培养基成分 微生物生长曲线 对数期(exponential phase)特点： 生长速率最大 细胞形态整齐，平衡生长 酶活力高，代谢旺盛 影响对数期长短的因素： 菌种 营养物质成分 营养物质浓度 微生物生长曲线 稳定期(stationary phase)特点： 生长速率常数等于零（繁殖数目＝死亡数目） 细胞开始贮存糖原、异染颗粒和脂肪等贮藏物 多数芽孢杆菌在这时开始形成芽孢 一种或数种营养物质成为生长限制因素 稳定期到来的原因： 生长限制因子的耗尽 营养物质的比例失调 有害代谢产物的积累 pH、氧化还原势等物化条件越来越不适宜 微生物生长曲线 衰老期(decline