[教育]sp02第二章微生物的营养和代谢1.ppt

第二章?? 微生物的营养和代谢 第一节 微生物的营养 第二节 微生物的培养基 第三节 微生物的酶 第四节 微生物的能量代谢 第五节 微生物的合成代谢与分解代谢 第六节 微生物的发酵 第一节 微生物的营养 营养（或营养作用，nutrition）：是指生物体从外部环境摄取其生命活动所必需的能量和物质，以满足其生长和繁殖需要的一种生理功能。 营养物（或营养，nutrient）：则指具有营养功能的物质。在微生物学中，常包括光能这种非物质形式的能源。 一、微生物细胞的化学组成?? 从微生物细胞的组成来看，都是含有碳、氢、氮和各种矿质元素，由这些元素组成细胞中有机和无机成分，其中主要是水分、蛋白质、碳水化合物、脂肪、核酸和无机盐。 微生物细胞中水分含量最多，干物质中碳、氮、氢、氧四种元素约占90％－97％，还有矿质元素磷、铁、铜、锰等。 微生物细胞的化学组成：碳、氢、氧、氮、硫、磷、钙、镁、钾、氯及多种微量元素。 二、微生物的六种营养要素 营养物质：不论从元素水平还是从营养要素水平看，微生物的营养与摄食型的动物（包括人类）和光合自养型的植物非常相似，它们之间存在着“营养上的统一性”，也有六种营养要素。见表2-1： 对氮源的分析： （1）从所能利用的氮源种类来看，一部分微生物不需要氨基酸作为氮源，能把非氨基酸类的简单氮源自行合成所需要的一切氨基酸，称为“氨基酸自养型生物”，如需要从外界吸收现成的氨基酸作氮源的微生物，则称为“氨基酸异养型生物”。所有的动物和大量的异养微生物是氨基酸异养型生物，而所有绿色植物和很多的微生物是氨基酸自养型生物。 （2）氮源种类： 无机氮：铵态氮、硝态氮、氮气等； 有机氮源：尿素、氨基酸、蛋白质等。 （3）实验室和发酵工业生产中，常用的氮源有铵盐、硝酸盐、牛肉膏、蛋白胨、酵母膏、鱼粉、蚕蛹粉、豆饼粉、花生饼粉等。 生长因子在微生物代谢中有着极其重要的作用，其功能为：构成细胞成分；调节代谢，维持生命的正常活动。 生长因子分析： （1）各种微生物与生长因子的关系可分以下几类： 生长因子自养型微生物 生长因子异养型微生物 生长因子过量合成微生物 （2）在配制微生物培养基时，如果配制的是天然培养基，则可加入富含生长因子的原料：酵母膏、玉米浆、肝浸液、麦芽汁或其他新鲜的动植物组织浸液；如果配制的是合成培养基，可加入复合维生素液。 无机盐的分析： （1）在配制细菌培养基时，对于大量元素来说，可以加入有关化学试剂，其中首选的是K2HPO4及MgSO4，因为它们可以同时提供4种需要量最大的元素。 （2）对其他需要量少些的元素，除非研究代谢等有特殊要求，一般不需外源添加。 三、营养物质的跨膜运输 外界环境的营养物质只有被微生物吸收到细胞内，才能被微生物分解与利用，微生物生长过程中产生的一些代谢产物也必须分泌到细胞外，在这两个过程中，细胞膜起着重要作用。 一般认为，细胞膜以四种方式控制物质的运送，即单纯扩散、促进扩散、主动运送和基团移位，以主动运送最为重要。 2. 促进扩散（facilitated diffusion) 促进扩散指溶质在运送过程中，必须借助存在于细胞膜上的底物特异载体蛋白的协助，但不消耗能量的一类扩散性运送方式。 特点：物质由高浓度区向低浓度区扩散； 不需要能量； 扩散特异性载体蛋白（渗透酶、易位酶、易位蛋白）参与； 扩散速度较快。 运送的物质：无机离子和糖类等。 3. 主动运输（active transport) 主动运输是指一类必须提供能量并通过细胞膜上特异性载体蛋白构象的变化，使膜外环境中低浓度的溶质运入膜内的一种运送方式。 特点： 逆浓度梯度运输； 需要提供能量； 需要特异性载体蛋白参与； 运送速度较快 运送的物质：无机离子、有机离子和一些糖类等。 4. 基团转位(group translocation) 基团转位：指一类既特异性载体蛋白的参与，又需耗能的一种物质运送方式，其特点是溶质在运送前后会发生分子结构的变化，而不同于一般的主动运送。 磷酸转移酶系统。该磷酸转移酶系统包括酶I、酶II和Hpr。 第一步 ： PEP+HPr-------P~HPr+丙酮酸 第二步： P-Hpr+糖--------糖-P+Hpr 基团转位特点： 逆浓度梯度运输； 需要能量； 需要特异性载体蛋白； 被转运的物质改变了化学结构。 运送的物质：某些细菌运送的葡萄糖、果糖、甘露糖、嘌呤、核苷、脂肪酸等 四、影响微生物吸