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时间:2019-10-14
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1、第二章细菌的生理特性细菌的生理特性,主要从三方面来分析:(1)营养;(2)呼吸;(3)其它环境因素对它们生活的影响。第一节细菌的营养一、细菌细胞的化学组成及生理功能细胞重量(湿重)水70~90%干物质10~20%无机盐10%有机物90%碳水化合物蛋白质脂肪DNARNA等组成微生物细胞1、化学组成2、各化学组分的生理功能可被细菌吸收利用的物质:1水分2无机盐3碳源4氮源5生长因子(1)水分水分是最重要、不可缺少的组分之一。水在细菌细胞内的存在有两种状态:自由水和结合水。它们的生理作用主要有以下几点:1)溶剂作用。所有物质都必须先溶解于水,然后才能参与各种生化反应。2)参与生化反应(如脱水、
2、加水反应)。3)运输物质的载体。4)维持和调节一定的温度。(2)无机盐无机盐类在细胞中的主要作用是:1)构成细胞的组成成分,如H3PO4是DNA和RNA的重要组成成分。2)酶的组成成分,如蛋由质和氨基酸的-SH。3)酶的激活剂,如Mg2+、K+。4)维持适宜的渗透压。如Na+、K+、Cl-。5)自养型细菌的能源,如S、Fe2+。(3)碳源有机碳源糖类蛋白质脂肪有机酸无机碳源CO2CO3=多数微生物最好的碳源:葡萄糖、果糖、麦芽糖、淀粉生产中常见的碳源:玉米粉、麸皮、米糠、酒糟碳源的作用:提供细胞骨架和代谢物质中碳素的来源以及生命活动所需要的能量。(提供细胞碳素来源的物质)(4)氮源提供细
3、菌细胞氮素来源的物质。有机氮源蛋白质蛋白胨氨基酸无机氮源NH4ClNH4NO3实验室常用氮源:牛肉膏、蛋白胨生产上常用氮源:尿素、玉米浆、饼粕氮源的作用:A、提供细胞新陈代谢中所需的氮素合成材料;B、极端情况下(如饥饿状态),氮源也可为细胞提供生命活动所需的能量。(5)生长因子概念:把某些细菌在生长过程中不能自身合成的,同时又是生长所必需的须由外界供给的营养物质,叫做“生长因子”。?有三类氨基酸类嘌呤、嘧啶类维生素类实验室常用:酵母膏、蛋白胨作为综合生长素;硫辛酸、VC、VK是重要的生长因子。当我们供给细菌营养时应注意什么?为什么?1、质量要求:不同的细菌,同一细菌不同的生长阶段,营养质
4、和量的要求不同。2、营养元素之间有比例要求:主要是指碳氮的比例关系,通常称碳氮比。根瘤菌要求碳氮比为11.5:1,固氮菌要求碳氮比为27.6:1,土壤中许多微生物在一起生活综合要求的碳氮比约为25:1。废水生物处理中,微生物群体对营养物质也有一定的比例要求(好氧生物处理中对BOD5:N:P要求一般为100:5:1)。3、总体来说,细菌的代谢能力很强,可利用的化合物种类很广,要防止把细菌养“娇”。细菌往往优先利用易被吸收的有机物质。如果这种物质的量已经满足要求,它就不再利用其它的物质了。在工业废水的生物处理中,常加入生活污水补充工业废水中某些营养物质的不足。加多少酌情而定,否则反而会把细菌
5、养“娇”,不利于工业废水的处理。因为生活污水中的有机物比工业废水中的有机物易被吸收利用。微生物利用废水营养的情况二、细菌的营养类型根据细菌所需碳源和能源的不同,营养类型分四类:自养型光能自养化能自养异养型光能异养化能异养1、光能自养(Photolithotroph)属于这一类的细菌都含有光合色素,能进行光合作用。藻类、绿色细菌、光合细菌(紫硫细菌、绿硫细菌)碳源——以CO2为惟一碳源能源——光转变为ATP如:高等绿色细菌、藻类CO2+H2O[CH2O]+O2↑光能叶绿素如何将无机物还原为有机物的?2、化能自养(chemolithotroph)有些细菌,如硝化细菌、铁细菌、某些硫磺细菌等,
6、能氧化一定的无机化合物,利用其所产生的化学能,还原二氧化碳,合成有机碳化物,这一作用称为化学合成作用。碳源——以CO2为惟一碳源。能源——无机物氧化产生能量。产能有限,生长迟缓。如硝化细菌中的亚硝酸细菌可推进下列反应:2NH3+2O2CO2+4H+2HNO2+4H++ATP[CH2O]+H2O3、化能异养(chemoorganotroph)大部分细菌(绝大多数细菌、放线菌和全部真菌、病毒)都以这种营养类型生活和生长,利用有机物作为生长所需的碳源和能源。碳源——有机物能源——有机物氧化获得在异养细菌中,有很多从死的有机残体中获得养料而生活,仅少数生活在活的生物体中,前者称为腐生细菌,后者称
7、为寄生细菌。腐生细菌在自然界的物质转化中起着决定性作用,而很多寄生细菌则是人和动植物的病原细菌。4、光能异养(photorganotroph)属于这一营养类型的细菌很少,如红螺菌中的一些细菌以这种方式生长。一般来说,光能营养型细菌生长时大多需要生长因子。碳源——有机物作供氢体和碳源,要有CO2存在。能源——光CO2+2CH3CH3CHOH[CH2O]+2CH3COCH3+H2O光能光合色素红螺菌红螺菌(Rhodospirillums
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