第四章 产生有机酸和醇类的微生物
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第四章其它微生物第一节放线菌和丝状细菌在自然界中,还有一些单细胞而有细长分枝的放线菌。
此外,铁细菌、硫细菌和球衣细菌又常称为丝状细菌。
这类细菌的菌丝体外面有的包着一个圆筒状的粘性皮鞘(细胞外有皮鞘包围的细菌,又称衣细菌,“伯杰细菌鉴定手册”称鞘细菌),组成鞘的物质相当于普通细菌的英膜,由多糖类物质组成。
工程上常把菌体细胞能相连而形成丝状的微生物统称丝状菌,如丝状细菌、放线菌、丝状真菌和丝状藻类(如蓝细菌)等。
一、放线菌放线菌是一种有细长分枝的单细胞菌丝体,它的菌体由不同长短的纤细的菌丝组成。
菌丝相当长,约在50~600µm之间,直径与细菌的大小较接近一般约0.5~1µm,最大不超过1.5µm,内部相通,一般无隔膜。
菌丝分两部分:伸入营养物质内或漫生于营养物表面吸取养料的菌丝,称为营养菌丝。
当营养菌丝发育到一定程度,就会在它上面生长出伸向空中的菌丝,这部分菌丝叫做气生菌丝。
气生菌丝的顶端能形成孢子丝,产生孢子,叫分生孢子(也叫气生孢子),见图4-1。
孢子对于不良的外界环境有较强的抵抗力。
散落的孢子遇到适宜条件就萌发长出菌丝,菌丝分枝再分枝,最后形成网状的菌丝体。
放线菌容易在培养基上生长,固体培养基上的菌落通常由一个孢子或一小块营养菌丝形成一团有分枝的细丝。
菌落表面常呈粉末状或皱褶状,有的则呈紧密干硬的圆形,有些属的菌落为糊状。
不同的放线菌的菌落呈不同的颜色,如无色、白、黑、红、褐、灰、黄、绿等颜色。
菌落的正面和背面的颜色往往不同,正面是孢子的颜色。
背面是营养菌丝及它所分泌的色素的颜色。
放线菌菌落不易用接种环桃起。
这些特征都是菌种鉴定的重要依据。
大多数放线菌是好氧性的。
一般生长最适宜的pH值为7~8,也就是中性偏碱。
最适宜的温度为25~30℃。
放线菌多数是腐生性的,也有寄生性的,有些寄生种能使动植物致病。
不少抗菌素(约占目前巳知抗菌素的2/3)是由放线菌产生的,其中有链霉素、氯霉素、土霉素、四环素等。
第四章 微生物的营养和培养基学习要点4.1 微生物的六类营养要素一、碳源凡是被用来构成细胞物质或代谢产物中碳素来源的营养物质均可作碳源。
其主要功能是;构成细胞及代谢产物的骨架;是大多数微生物代谢所需的能量来源。
碳源的种类包括:无机含碳化合物,如CO2和碳酸盐等;有机含碳化合物:糖类、脂类、有机酸以及各种含氮的化合物。
二、氮源氮源是用来构成菌体物质或代谢产物中氮素来源的营养物质。
其主要功能有:提供合成细胞中含氮物,如蛋白质、核酸以及含氮代谢物等的原料;少数细菌可以铵盐、硝酸盐等氮源作为能源。
如,硝化细菌。
氮源的种类包括:分子态氮,只有固氮微生物以分子态氮作为唯一氮源;无机态氮,包括硝酸盐、铵盐等,几乎所有的微生物都能利用;有机态氮,主要是蛋白质及其降解产物。
三、能源能源为微生物生命活动提供最初的能量来源的物质。
微生物的能源种类包括化学能和光能,如,化能异养微生物利用有机物,化能自养微生物利用无机物,光能营养微生物利用光能作为能源。
四、生长因子生长因子是一类调节微生物正常代谢必不可少,但又不能自行合成的极微量的有机物。
主要包括维生素、AA、碱基等。
其主要功能是参与合成核酸和辅酶,如嘌呤和嘧啶。
提供生长因子的物质包括酵母膏、玉米浆、麦芽汁、复合维生素等营养物质。
五、无机盐为微生物细胞的生长提供碳、氮源以外的多种重要的元素物质,多以无机盐的形式供给。
其主要功能有:构成微生物细胞的组分;调节微生物细胞的渗透压,pH值和氧化还原电位;有些无机盐,如S、Fe还可作为自养微生物的能源;构成酶活性基的组分,维持酶活性。
无机盐的种类有大量元素 S、P、K 、Na、Ca、Mg、Fe(以无机盐阳离子形式被吸收,配培养基时要加磷酸盐、硫酸盐)和微量元素 Zn、Cu、Mn、Co、Mo等(在微生物培养中的浓度很低,自来水中的就够用,不需另加)。
六、水微生物细胞的含水量约占细胞鲜重的70-90%,水以游离态或结合态存在。
其作用包括:是细胞生化反应的良好介质;营养物质和代谢产物都必须溶解在水里,才能被吸收或排出细胞外;水的比热高,能有效的吸收代谢过程中放出的热量,不致使细胞的温度骤然上升;维持细胞的膨压(控制细胞形态)。
姓名:白静静学号:2017215435 第四章名词解释⏹第76页✓微生物的营养( nutrition):这是微生物生理学的重要研究领域,主要研究内容是阐明营养物质在微生物生命活动过程中的生理功能,以及微生物细胞从外界环境摄取营养物质的具体机制。
(第一段)✓营养物质( nutrient ):那些能够满足微生物机体生长、繁殖和完成各种生理话动所需的物质,而微生物获得和利用营养物质的过程称为营养。
营养物质是微生物生存的物质基础,而营养是微生物维持和延续其生命形式的一种生理过程。
(第一段)✓化学元素( chemical element):构成微生物细胞的物质基础。
根据微生物生长时对各种化学元素的需要量的大小,分为主要元素( macro element ),微量元素(micro element)。
(第二段)⏹第77页✓灰分( ash constituent):分析细胞无机成分时一般将干细胞在高温炉(550C)中焚烧成灰,所得到的灰是各种无机元素的氧化物。
(第一段)✓碳源( carbon source):在微生物生长过程中为微生物提供碳素来源的物质。
碳源物质在细胞内经过一系列复杂的化学变化后,成为微生物自身的细胞物质(如糖类、脂、蛋白质等)和代谢产物,碳可占细菌细胞干重的一半。
同时,绝大部分碳源物质在细胞内生化反应过程中还能为机体提供维持生命活动所需的能源,因此碳源物质通常也是能源物质。
但是有此以CO,作为唯一或主要碳源的微生物生长所需的能源则并非来自碳源物质。
(第四段)✓甲基营养型(methylotrophs)微生物:只能利用甲醇或甲烷等一碳化合物作为碳源物质。
微生物利用的碳源物质主要有糖、有机酸、醇、脂、烃、碳酸盐等。
(第六段)⏹第78页✓氮源(nitrogen source):为微生物提供氮素的物质,这类物质主要用来合成细胞中的含氮物质,一般不作为能源,只有少数自养微生物能利用铵盐、硝酸盐同时作为氙源与能源。
填空题1.组成微生物细胞的主要元素包括、、、、和等。
2.微生物生长繁殖所需六大营养要素是、、、、和。
3.碳源物质为微生物提供和,碳源物质主要有、、、、等。
4.氮源物质主要有、、、等,常用的速效氮源如、,有利于;迟效氮源如、它有利于。
5.无机盐的生理作用包括、、、和。
6.生长因子主要包括、和,其主要作用是、。
7.水的生理作用主要包括、、、、和。
8.根据 ,微生物可分为自养型和异养型。
9.根据 ,微生物可分为光能营养型和化能营养型。
10.根据 ,微生物可分为无机营养型和有机营养型。
ll.根据碳源、能源和电子供体性质的不同,微生物的营养类型可分为、、和。
12.设计、配制培养基所要遵循的原则包括、、、、和。
13.按所含成分划分,培养基可分为和。
14.按物理状态划分,培养基可分为、和。
15.按用途划分,培养基可分为、、和等4种类型。
16,常用的培养基凝固剂有和、和。
17.营养物质进人细胞的主要影响因素是、和。
18.营养物质进人细胞的方式有、、和。
选择题(四个答案选I)1.在含有下列物质的培养基中,大肠杆菌首先利用的碳物质是( )。
(1)蔗糖 (2)葡萄糖 (3)半乳糖 (4)淀粉2.在工业生产中为提高土霉素产量,培养基中可采用的混合氮源是( )。
(1)蛋白胨/酵母浸膏 (2)黄豆饼粉/花生饼粉(3)玉米浆/黄豆饼粉 (4)玉米浆/(NH4)2 SO43.下列物质可用作生长因子的是( )。
(1)葡萄糖 (2)纤维素 (3)NaCl (4)叶酸4.一般酵母菌生长最适水活度值为( )。
(1)0.95 (2)0.76 (3)0.60 (4)0.885.大肠杆菌属于( )型的微生物。
(1)光能无机自养 (2)光能有机异养 (3)化能无机自养 (4) 化能有机异养6.蓝细菌和藻类属于( )型的微生物。
(1)光能无机自养 (2)光能有机异养 (3)化能无机自养 (4)化能有机异养7.硝化细菌属于( )型的微生物。
(1)光能无机自养 (2)光能有机异养 (3)化能无机自养 (4)化能有机异养8.某种细菌可利用无机物为电子供体而以有机物为碳源,属于( )型的微生物。
第四章微生物的营养和培养基A部分习题一、选择题1. 大多数微生物的营养类型属于:()A. 光能自养B. 光能异养C. 化能自养D. 化能异养2. 蓝细菌的营养类型属于:()A.光能自养 B. 光能异养 C.化能自养 D. 化能异养3. 碳素营养物质的主要功能是:()A. 构成细胞物质B. 提供能量C. A,B 两者4. 占微生物细胞总重量70%-90% 以上的细胞组分是:()A. 碳素物质B. 氮素物质C. 水5. 能用分子氮作氮源的微生物有:()A. 酵母菌B. 蓝细菌C. 苏云金杆菌6. 腐生型微生物的特征是:()A. 以死的有机物作营养物质B. 以有生命活性的有机物作营养物质C. A,B 两者7. 自养型微生物和异养型微生物的主要差别是:()A. 所需能源物质不同B. 所需碳源不同C. 所需氮源不同8. 基团转位和主动运输的主要差别是:()A. 运输中需要各种载体参与B. 需要消耗能量C. 改变了被运输物质的化学结构9. 单纯扩散和促进扩散的主要区别是:()A. 物质运输的浓度梯度不同B. 前者不需能量,后者需要能量C. 前者不需要载体,后者需要载体10. 微生物生长所需要的生长因子(生长因素)是:()A. 微量元素B. 氨基酸和碱基C. 维生素D. B,C二者11. 培养基中使用酵母膏主要为微生物提供:()A. 生长因素B. C 源C. N 源12. 细菌中存在的一种主要运输方式为:()A. 单纯扩散B. 促进扩散C. 主动运输D. 基团转位13. 微生物细胞中的C素含量大约占细胞干重的:()A. 10%B. 30%C. 50% %14. 用牛肉膏作培养基能为微生物提供:()A. C 源B. N 源C. 生长因素D. A,B,C 都提供15. 缺少合成氨基酸能力的微生物称为:()A. 原养型B. 野生型C. 营养缺陷型二、是非题1. 最常用的固体培养基的凝固剂是琼脂。
2. 大多数微生物可以合成自身所需的生长因子,不必从外界摄取。
第四章微生物的代谢代谢(metabolism):也称新陈代谢,指生物体内进行的全部化学反应的总和。
(一)分解代谢:细胞将大分子物质降解成小分子物质,并在此过程中产生能量的过程。
不同营养类型的微生物进行分解代谢所利用的物质不同,异氧微生物利用的是有机物,自养微生物利用的是无机物。
(二)合成代谢:细胞利用简单的小分子物质合成复杂的大分子物质,并在此过程中贮藏能量的过程。
(三)物质代谢:物质在体内进行转化的过程。
(四)能量代谢:伴随物质转化而发生的能量形式相互转化的过程。
(五)初级代谢:能使营养物转化为结构物质、具生理活性物质或提供生长能量的一类代谢。
产物有小分子前体物、单体、多聚体等生命必需物质。
(六)次级代谢:某些微生物进行的非细胞结构物质和维持其正常生命活动的非必须物质的代谢。
产物有抗生素、酶抑制剂、毒素、甾体化合物等,与生命活动无关,不参与细胞结构,也不是酶活性必需,但对人类有用。
合成代谢和分解代谢的关系1.分解代谢为合成代谢提供能量和原料,保证正常合成代谢的进行,合成代谢又为分解代谢创造更好的条件。
2.合成代谢和分解代谢都是由一系列连续的酶促反应构成的,前一步反映的产物是后续反应的底物。
微生物代谢的特点1.代谢旺盛(代谢强度高、转化能力强)2.代谢类型多样化(导致营养类型的多样化)3.某些微生物在代谢过程中除产生其生命活动必须的初级代谢产物和能量外,还会产生一些次级代谢产物,次级代谢产物与人类生产与生活密切相关,是微生物学的重要研究领域。
4.微生物的代谢作用使得微生物在自然界的物质循环中起着极其重要的作用。
第一节微生物的能量代谢第二节微生物的物质代谢第三节微生物代谢的调节第四节微生物次级代谢与次级代谢产物第一节微生物的能量代谢微生物能量代谢是指微生物把环境提供的能源或本身储存的能源转变为微生物生命活动所需能源的过程。
微生物的产能代谢是指生物体内经过一系列连续的氧化还原反应,逐步分解并释放能量的过程,又称生物氧化。