微生物生理第4章代谢印
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第1节食物与营养(一)食物与能量1.食物中的营养素主要有水、无机盐、糖类、蛋白质、脂肪、维生素和膳食纤维七大类,其中糖类、脂肪和蛋白质等有机物都能为人体提供能量2.同等质量的糖类、脂肪和蛋白质在体内完全氧化释放的能量:脂肪>蛋白质=糖类3.由于年龄、性别、体质和日常活动的激烈程度不同,人每天所需能量也不同,一般人处于婴幼儿期和青春期等快速生长期时,需要补充更多的能量(二)营养素的作用A.水1.功能:水不提供能量,却是构成细胞的主要成分,各种生物化学反应只有在水溶液中才能进行,并且体内的养分和废物都必须溶解在水中才能进行运输2.来源:各种食物与饮水B.无机盐1.功能:不提供能量,却是人体维持正常生理活动所必需的营养物质,如缺锌会导致儿童味蕾功能下降,食欲减弱;缺碘会引起人体甲状腺肿大,儿童智力低下2.来源:蔬菜、奶类、豆类、瘦肉等C.糖类1.功能:人体所需能量的主要来源2.来源:大米、小麦、马铃薯和玉米等D.蛋白质1.功能:细胞生长及组织修复的主要原料,占人体细胞干重的50%以上。
蛋白质也能为人体的生命活动提供能量2.来源:肉类、禽蛋、鱼、虾、乳制品和大豆等E.脂肪1.功能:生物体内储藏能量的主要物质2.来源:植物油、动物油、核桃和花生等F.膳食纤维1.功能:不能被消化吸收,却有重要的生理作用,如刺激消化腺分泌消化液,促进肠道蠕动,有利于及时排便;此外,膳食纤维还可减少大肠癌的发病率,有助于减少肠道对脂肪的吸收,预防心血管疾病的发生2.来源:植物性食物G.维生素1.功能:不提供能量,参与人体内许多重要的生理活动,对保持人的身体健康作用极大2.来源:蔬菜、水果、动物肝脏等(三)平衡膳食1.健康的饮食要求食物种类尽量多谢,数量适当、营养物质之间的比例合理,并且与身体消耗的营养物质保持相对平衡,即所谓的平衡膳食2.应用平衡膳食宝塔时,每人每天各类食物摄入量应根据个人的情况作适当调整,三餐食量分配要合理,一般以早、晚餐各30%,中餐占40%为宜第2节 食物的消化与吸收(一) 消化系统的组成A.消化系统的组成B.牙1. 牙是口腔内取食的重要器官,可咬切和磨碎食物 牙的结构消化系统消化道:口腔→咽→食道→胃→小肠→肛门 (进行食物的消化吸收)消化腺分布于消化道外:唾液腺、肝脏、胰腺分布于消化道壁上:胃腺、胰腺分泌消化液, 参与食物的消化3.龋齿的形成:龋齿俗称蛀牙,是由微生物分解食物中的糖类,产生酸性物质引起的C.小肠的结构特点1.小肠是消化系统中最长的源,其内表面有许多皱襞,皱襞上有许多小肠绒毛。
第四章微生物的生长及其环境为什么微生物生长曲线图中虚线微端没有下降而实线下降了?1.为什么稳定期细胞总数不再增加?①营养物质被消耗不能满足生长需要②代谢废物或有害物质积累到抑制生长水平③pH、氧化还原势等物化条件越来越不适应2.分批培养,就是指将微生物置于一定容积的培养基中,经过培养生长,最后一次收获的培养方式。
3.连续培养,基本上说来就是在一个恒定容积的流动系统中培养微生物,一方面以一定速率不断地加入新的培养基,另一方面又以相同的速率流出培养物(菌体和代谢产物),以使培养系统中的细胞数量和营养状态保持恒定,即处于稳态。
4.同步生长:就是指在培养物中所有微生物细胞都处于同一生长阶段,并都能同时分裂的生长方式。
同步培养法:就是能使培养物中所有微生物细胞都处于相同的生长阶段的培养方法。
同步培养的方法通常分为诱导法和选择法两种。
诱导法:是采用物理、化学因子使微生物细胞生长进行到某个阶段而停下来,使先期到达该阶段的微生物细胞不能进入下一生长阶段,待全部群体细胞都到达该生长阶段后,再除去该因子,使全部群体细胞同时进入下一个生长阶段,以达到诱导微生物细胞同步生长的目的。
选择法PPT截屏5.多重环境因子影响微生物生长的规律1、Liebig 最低浓度定律:即微生物总生物量由环境中满足于微生物生长所需营养物质的最低浓度所决定。
当环境中某种营养物质被消耗饴尽或至一定浓度以下时,可使微生物的生长停止,即使此时培养基中没有任何毒性物质存在,而且其他营养物质仍很丰富,当添加少量这种营养物质时则微生物的生长可以重新开始。
2、Shelford 耐受定律:当环境因子低于或高于某一个微生物不能生存或生长的阈值时,就成为生长限制因子,而与营养物质的供给无关。
上述规律也适用于人工条件下的微生物生长。
6.微生物群体感应作用就是细菌能够通过感应信号分子的水平监测自身的群体密度,该信号分子浓度随着细菌群体数量的增加而增加,直到达到某个阈值,就将群体密度已达到某个临界水平或数量的信息传递给细菌,引起细菌表达一系列密度感应-依赖的基因,控制群体数量的增加。
第四章异养微生物的产能代谢第一节新陈代谢的概念与微生物代谢的特点第二节发酵第三节呼吸作用第四节天然多聚物的氧化分解第五节能量转换第四章异养微生物的产能代谢第一节新陈代谢的概念与微生物代谢的特点一、新陈代谢(metabolism)的概念新陈代谢简称代谢,这是微生物生命活动的基本特征之一。
它包括微生物体内所进行的全部化学反应的总和。
二、新陈代谢的途径当营养物质(A)进入微生物体内后,发生一系列的化学反应:A→B→C→D→E,称为代谢途径。
途径中的物质(B→D)称为中间产物。
经过不同的中间产物,进行一系列化学反应,最后形成终点产物(E)。
每一步反应都有专一的酶催化进行。
A到E得到一个终点产物,是直线途径。
一种营养物质有时可被代谢成一个以上的终点产物,是分支代谢途径。
(A)和(C)都是前体。
所谓前体是指微生物从外界吸收的、或在代谢途径中形成的、可被进一步转变成终点产物的化合物。
F→GA→B→C→D→EH三、代谢分类代谢作用包括分解代谢和合成代谢,或分别称异化代谢和同化代谢。
1、分解代谢催化分解代谢的酶称为分解酶类。
营养物质在分解酶类催化下,由结构复杂的大分子变成简单的小分子物质的反应为分解代谢,所经历的过程为分解途径,所得到的产物称为分解产物。
在物质分解过程中同时产生能量。
分解代谢的三个阶段2、合成代谢催化合成代谢的酶类称为合成酶类。
在合成酶的催化下,不同的小分子结构的物质被合成为大分子物质的过程称为合成代谢,所经途径为合成途径。
所得产物为合成产物。
合成代谢过程中需要能量。
合成代谢能量与代谢关系3、两向代谢途径由于多数酶促反应是可逆的,所以某些代谢途径就不只具有一种功能。
例如EMP途径,不仅作为使糖分解成小分子物质的分解途径,而且也能作为使小分子物质(二羧酸)合成糖原(糖原异生)的合成途径。
这种具有双重功能的途径称为两向代谢途径。
4、初级代谢一般把具有明确的生理功能,对维持生命活动不可缺少的物质代谢过程,称为初级代谢。
营养:指生物体从外部环境中摄取对其生命活动必需的能量和物质,以满足正常生长和繁殖需要的一种最基本的生理功能。
营养物:具有营养功能的物质,在微生物学中,营养物还包括非常规物质形式的光辐射能在内。
营养物的分类:根据营养物质在机体中的生理功能的不同,可将营养物质分为碳源、氮源、能源、生长因子、无机盐和水六大类。
碳源:一切能满足微生物生长繁殖所需碳元素的营养物质。
作用:碳源物质在细胞内经过机体的一系列复杂的化学变化后可成为微生物自身的细胞物质(如糖、脂、蛋白质等)和代谢产物,或为机体提供维持生命活动所需要的能源。
自养型微生物和异养型微生物:根据碳源是无机碳还是有机碳,将微生物分为自养微生物和异样微生物。
自养型微生物能以co2作为主要碳源或唯一碳源来合成各种物质。
异样型微生物的碳源是有机碳化物,碳源同时也能作为能量物质。
氮源:凡能提供微生物生长繁殖所需氮元素的营养物质称为氮源。
作用:构成重要生命物质蛋白质和核酸等的主要元素。
生理酸性盐:以(NH4)2SO4等铵盐为氮源培养微生物时,由于NH4+被吸收,会导致培养基PH下降,因而将其称为生理酸性盐。
生理碱性盐:以硝酸盐(如KNO3)为氮源培养物时,由于NO3-被吸收,会导致培养基PH 上升,因为将其称为生理碱性盐。
氨基酸自养型微生物:微生物不需要利用氨基酸作氮源的,能把尿素、铵盐、硝酸盐甚至分子态氮等简单氮源自行合成所需要的一切氨基酸。
氨基酸异养型微生物:凡需要从外界吸收现成的氨基酸作为氮源的微生物。
所有动物和大量的异样微生物属于氨基酸异养型生物;所有植物和不少微生物属于氨基酸自养型生物。
能源:能为微生物生命活动提供最初能量来源的营养物或辐射能。
双功能营养物:对异养微生物来说,其碳源同时又作能源。
生长因子:指微生物生长所必须而且需要量很小,但微生物自身不能合成或合成量不足以满足机体生长需要的有机化合物。
作用:提供微生物细胞的重要化学物质(蛋白质、核酸和脂质)、辅因子(辅酶和辅基)的组分和参与代谢。