微生物细胞的化学组成和营养要求.ppt

1．光能自养型（光能无机营养型） 能以CO2为唯一或主要碳源； 通过光合作用获取生长所需能量； 以无机物（如H2、H2S、S等）作为供氢体，使CO2还原为细胞物质； 例如，藻类及蓝细菌。同植物一样，以水为供氢体，进行产氧型的光合作用，合成细胞物质。而红硫细菌，以H2S为供氢体，产生细胞物质，并伴随硫元素的产生。 CO2+ 2H2A 光能 光合色素 [ CH2O] + 2A+ H2O * 2．光能异养型（光能有机营养型） 不能以CO2为主要或唯一的碳源； 以有机物为供氢体，通过光能将CO2还原为细胞物质； 生长时大多数需要外源的生长因子。 例如，红螺菌属中的一些细菌能利用异丙醇作为供氢体，将CO2还原成细胞物质，同时积累丙酮。 CHOH + CO2 H3C H3C 2 光能 光合色素 2 CH3C0CH3 +[ CH2O] + H2O * 光能自养型和光能异养型微生物可利用光能生长， 在地球早期生态环境的演化过程中起重要作用。 目前在高浓度有机废水的处理中应用意义重大。 代表菌种 主要的氢供体 主要碳源 生长条件 绿硫细菌 H2S, H2SO3, H2 CO2 厌气,明 红硫细菌 H2S, H2SO3, H2 , 也利用有机物 CO2 ,有机物 厌气,明 红螺菌 H2,主要利用有机物 CO2,主要是有机物 厌气,明 好气,明 好气,暗 表　光合菌种类及其特性菌 * 3.化能自养型（化能无机营养型） 生长所需能量来自无机物氧化产生的化学能； 以CO2或碳酸盐为唯一或主要碳源； 以H2、H2S、Fe2+、NH3或NO2-等作供氢体，使CO2还原成细胞物质。 化能自养型只存在于微生物中，可在完全无机及无光的环境中生长。它们广泛分布于土壤及水环境中,参与地球物质循环。 2NH3＋3O2＋2H2O 2HNO2＋4H+＋4OH－＋能量 亚硝酸细菌 CO2＋4H+ [CH2O]＋H2O * * 4.化能异养型（化能有机营养型） 生长所需能量来自有机物氧化过程产生的化学能； 生长所需的碳源主要是有机物（如淀粉、糖类、纤维素、有机酸等） 有机物通常既是碳源也是能源。（通过糖酵解途径既可产生用于生物合成的碳骨架，也可释放出ATP和NADH） 大多数细菌、真菌、原生动物都是化能异养型微生物； 所有致病微生物均为化能异养型微生物。 * 化能异养型分为： 腐生型(metatrophy)： 利用无生命的有机物(如动植物尸体和残体)作为碳源。 寄生型(paratrophy)： 寄生在活的寄主体内吸取营养物,离开寄主不能生存。 腐生型和寄生型之间还存在中间类型： 兼性腐生型(facultive metatrophy)或兼性寄生型(facultive paratrophy)，如：人和动物肠道内普遍存在的大肠杆菌。 * 四种基本营养类型的比较： * 不同营养类型之间的界限并非绝对： 异养型微生物并非绝对不能利用CO2； 自养型微生物也并非不能利用有机物进行生长； 有些微生物在不同生长条件下生长时,其营养类型也会发生改变； 举例： 紫色非硫细菌(purple nonsulphur bacteria) 没有有机物时，同化CO2， 为自养型微生物； 有机物存在时，利用有机物生长，为异养型微生物； 光照和厌氧条件下，利用光能，为光能营养型微生物； 黑暗与好氧条件下，依靠有机物氧化产生的化学能生长，为化能营养型微生物； 微生物营养类型的可变性无疑有利于提高其对环境条件变化的适应能力 * 第五章 微生物的营养 * 本章内容 第一节，微生物的化学组成和营养要求 第四节，培养基 第三节，营养物质进入细胞的方式 第二节，微生物的营养类型 * 第一节 微生物细胞的化学组成和营养要求 一、微生物细胞的化学组成 微生物细胞 水（70%-90%） 干物质 有机物 无机物（盐） 微生物、动物、植物之间存在“营养上的统一性” 蛋白质、多糖、脂、核酸、维生素、有机酸等及其降解产物 * 这些化学元素都来自胞外环境。 微生物细胞利用这些化学元素物质制造其细胞物质和组分，并进一步将它们组织成为细胞结构。 细胞化学元素组成： 主要元素：碳、氢、氧、氮、磷、硫 、钾、镁、钙、铁； 微量元素：锌、锰、钠、氯、钼、硒、钴、铜、钨、镍、硼等。