《微生物营养和代谢》PPT课件

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1、第二章微生物的营养与代谢（1）营养要求营养类型培养基能量代谢主要内容微生物需要的营养物质从元素成分看，需要最多的是C、O、H、N、S、P、K、Ca、Mg、Fe等10种，其中C、O、H、N、S、P六种还是碳水化合物、脂类、蛋白质和核酸的组成成分，其它元素用以组成酶及各种辅助因子.营养物质及其功能碳素养料碳是微生物的基本营养元素，它占细胞干重的50％。微生物可以利用的碳源总体上可分为无机碳和有机碳。不同的微生物种类利用碳源的差别很大。许多微生物在利用有机物作碳源的同时，也常常获得氧和氢，分子氧是部分微生物不可缺

2、少的成分，分子氢则可以作为能量来源。实验室中培养微生物时常用的碳源主要有葡萄糖、果糖、蔗糖、淀粉、甘油和一些有机酸等。碳素养料氮素养料氮是蛋白质的基本成分，也是核酸等重要细胞物质的必要元素。从分子态氮和无机氮到有机氮化合物都可以作为微生物的氮源。实验室中培养微生物常用的氮源主要有铵盐、硝酸盐、尿素、蛋白胨和牛肉膏。矿质元素养料大量元素：主要有磷、钾、镁、钙、硫、钠等。微量元素：铁、硼、铜、锌等。微生物多能从自来水和其他营养物质所含的微量矿物质中获得。生长因子（growthfactor）是一类对微生物正常代谢

3、所必需且不能用简单的碳源或氮源自行合成的有机物。通常包括三大类：维生素、氨基酸和核苷主要是用来构成酶的辅酶或辅基，是酶活性所必须的成分。微生物营养类型依据微生物获取能量和碳源的方式，可以将其区分为光能无机营养、光能有机营养、化能无机营养和化能有机营养四种类型。营养类型光能自养型光能异养型化能自养型化能异养型能源光能光能化学能化学能主要碳源CO2CO2和简单的小分子有机物CO2有机物氢或电子供体无机物有机物无机物有机物实例蓝细菌、藻类紫色无硫细菌硝化细菌、铁细菌、硫化细菌绝大多数细菌和全部真核微生物藻类、；蓝

4、细菌CO2+H2OLight+Chlorophyll（CH2O）+O2紫色细菌和绿色细菌CO2+2H2SLight+bacteriochlorophyll（CH2O）+H2O+2S红螺菌属CO2+2CH3CHOHCH3Light+bacteriochlorophyll（CH2O）+H2O+2CH3COCH3光能自养型光能异养型化能自养型Nitrifyingbacteria2NH4++3O22NO2-+2H2O+4H++132Kcal细菌电子供体电子受体产物AlcaligensandPseudomonassp

5、.H2O2H2ONitrobacterNO2-O2NO3-,H2ONitrosomonasNH4+O2NO2-,H2ODesulfovibrioH2SO42-H2O.H2SThiobacillusdenitrificansS0.H2SNO3-SO42-,N2ThiobacillusferrooxidansFe2+O2Fe3+,H2O化能异养型以有机物为能源和碳源的微生物，包含种类最多，目前在已知微生物中绝大多数细菌、全部真菌、原生动物和病毒都属于这一类。培养基（culturemedium）是一种人工配制的、

6、适合微生物生长繁殖或产生代谢产物用的混合养料。培养基的配制原则营养成分及配比要恰当，根据不同微生物的营养需要配制不同的培养基；培养基的浓度要恰当；物理化学条件适宜培养基的类型及其应用据化学组成分：合成培养基与天然培养基据物理状态分：液体培养基、固体培养基和半固体培养基据用途分：基础培养基、加富培养基、选择培养基和鉴别培养基。2.2微生物的能量代谢细胞中的氧化还原反应与能量产生高能化合物和ATP的合成在水解过程中能够释放大量自由能的有机物分子。一般水解时释放的自由能大于－29.3kJ/mol。细胞中的高能化合

7、物ATP、乙酰辅酶A、乙酰磷酸、1，3-二磷酸甘油酸等ATP合成途径细胞产生ATP有三种方式：底物水平磷酸化；氧化磷酸化（呼吸链磷酸化）；光合磷酸化。底物水平磷酸化通过转移底物在生物氧化过程中形成的高能化合物的高能磷酸键，直接形成ATP的过程称为底物水平磷酸化。下面是发生底物水平磷酸化的几种重要反应丙酮酸激酶PEP+ADP--------------ATP+丙酮酸磷酸甘油酸激酶1，3—二磷酸甘油酸+ADP-----------------ATP+3—磷酸甘油酸乙酶激酶乙酰磷酸+ADP---------

8、---ATP+乙酸底物水平磷酸化的特点底物在生物氧化中脱下的电子或氢不经过电子传递链传递，而是通过酶促反应直接交给底物自身的氧化产物，同时将释放出的能量(一般通过高能磷酸键)交给ADP，形成ATP。底物水平磷酸化是微生物在发酵中产生ATP的唯一方式，在呼吸过程虽也存在，但处于次要地位。氧化磷酸化底物在生物氧化过程中放出的电子通过电子传递链传到氧或其他氧化物，同时形成ATP的过程称为电子传递磷酸化或呼吸水平磷酸化。