微生物学 微生物的代谢
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微生物代谢途径及其应用微生物代谢是指微生物在生命活动中所经过的化学反应过程。
微生物代谢途径可以分为两类:有氧代谢和厌氧代谢。
有氧代谢是指微生物在有氧条件下进行的代谢过程,需要氧气参与其中。
而厌氧代谢是指微生物在缺氧或者不需要氧气的条件下进行代谢过程,不需要氧气参与其中。
1.有氧代谢途径(1)糖酵解糖酵解是一种普遍的有氧代谢途径。
糖酵解可以将葡萄糖等简单碳水化合物分解成乳酸、丙酮酸和二氧化碳等产物。
这个过程中,有酶参与其中,其中最重要的是磷酸戊糖激酶和辅酶A。
糖酵解产生的能量可以被细胞利用来维持其生命活动。
(2)三羧酸循环三羧酸循环也是一种重要的有氧代谢途径。
该代谢途径起始物质为乙酰辅酶A,最终产物为二氧化碳、水和ATP。
三羧酸循环在细胞中扮演重要的调节功能,不仅能产生能量,而且能够通过代谢产生许多物质,如酮体、胆固醇和氨基酸等。
(3)氧化磷酸化氧化磷酸化是细胞中产生ATP的最主要途径。
氧化磷酸化的产生需要氧气的参与,它的产生能量丰富,可以被微生物细胞广泛利用。
氧化磷酸化的特点是产生ATP时电子被氧气接受,氧气变成水。
2.厌氧代谢途径(1)乳酸发酵乳酸发酵是微生物在缺氧条件下产生能量的重要途径之一。
乳酸发酵是指葡萄糖经过糖酵解后而产生的乳酸。
乳酸在细胞中可以作为能量来源,也可以被利用于生产酸奶、牛奶和奶酪等食品中。
(2)乙醇发酵乙醇发酵是一种常见的厌氧代谢途径。
在乙醇发酵过程中,微生物将葡萄糖和其他碳水化合物转化为乙醇和CO2。
乙醇发酵可用于生产酒精和燃料等。
(3)丙酮酸发酵丙酮酸发酵是微生物在缺氧条件下的另一种常见代谢途径。
丙酮酸可以由草酸或其他有机物分解代谢而来,也可以由糖酵解初步分解得到。
丙酮酸的产生和利用不仅有助于微生物的生命活动,而且可以被利用于食品工业和药品生产等领域。
微生物代谢途径的应用微生物代谢途径可用于多个领域。
以下列举一些常见应用:1.医药领域微生物代谢制备药物是一种重要的手段。
微生物的代谢与应用微生物代谢是指微生物在特定的环境中进行化学反应,以维持生命活动所需要的能量和物质的过程。
微生物的代谢具有多样性和广泛的应用领域,对于生态环境修复、食品生产、制药和能源产业等方面都起到了重要作用。
一、微生物的代谢类型1. 好氧代谢:好氧微生物在充氧条件下进行代谢,例如许多细菌和真菌都属于好氧微生物。
好氧代谢主要通过氧化糖类物质来产生能量和二氧化碳。
2. 厌氧代谢:厌氧微生物在缺氧条件下进行代谢。
厌氧代谢主要包括酸性发酵、乳酸发酵、乙醇发酵、产氢发酵等多种类型,这些代谢过程在生物工程和环境领域具有广泛的应用价值。
3. 发酵代谢:发酵是一种无氧代谢过程,微生物通过代谢底物产生酒精、乳酸、醋酸等有机酸或醇类物质。
发酵过程在食品生产、乳制品加工、酿酒业等方面具有重要地位。
4. 光合代谢:光合微生物能够利用太阳能进行光合作用,将二氧化碳和水转化为有机物和氧气。
光合代谢是维持生命的重要途径,也是地球生态系统中能量流转和物质循环的关键过程。
二、微生物代谢的应用1. 生态环境修复:某些微生物具有降解有机污染物的能力,可以利用微生物降解技术去除土壤和水体中的有毒有害物质,实现环境修复和可持续发展。
2. 食品生产:乳酸菌可以发酵食品原料,制成酸奶、酸菜等乳制品和蔬菜制品,具有保健作用和改善食品口感的功效。
3. 制药工业:微生物代谢产生的次级代谢产物具有丰富的药理活性,广泛应用于抗生素、抗肿瘤药物、免疫调节剂等药物的研发与生产。
4. 能源产业:微生物可以通过发酵代谢产生乙醇、丁醇、生物气体等可再生能源,为替代传统化石能源提供了新的途径。
5. 生物修饰和生物转化:通过改造微生物代谢途径或利用微生物酶的催化活性,可以实现对化合物的合成、分解、转化和修饰,为化学合成和有机合成提供了绿色环保的新方法。
综上所述,微生物代谢具有多样性和广泛的应用领域,为人类的生产和生活带来了诸多好处。
随着科学技术的进步,对微生物代谢的深入研究和应用的拓展,将会进一步推动微生物学的发展,为人类创造更多的利益。
微生物代谢途径
【微生物代谢途径】
微生物代谢途径是指微生物在其内部产生能量或物质的代谢过程。
这些过程可以分为三大类:新陈代谢、重组代谢和合成代谢。
1.新陈代谢:
新陈代谢是指微生物从外界获取的能量或物质,通过氧化降解的过程,转化成它们所需要的化学能,如糖类、脂肪、蛋白质等,并发放出氧气或二氧化碳等有机化合物。
其中最重要的过程是糖酵解,也叫作糖苷水解或糖酵解反应,即将糖苷分解成更小的物质,如乳糖、果糖、麦芽糖等,同时产生氧气。
2.重组代谢:
重组代谢是指微生物从外界获取的物质通过氧化或合成反应,在细胞内重新构建新的物质,用于生物组成的物质改变。
其包括:碳水化合物代谢、脂肪代谢、氨基酸代谢、脱氢代谢、磷酸酯代谢、光合作用、氧化还原反应等。
3.合成代谢:
合成代谢是指微生物从外界获取的能量或物质,经过重组代谢后重新构建出新的物质,用于细胞的生长和繁殖。
这个过程主要分为三个部分:合成物的构建、调节物质的合成比例及调节物质的转运。
它包括:脂肪酸合成、碳水化合物合成、蛋白质合成、核酸合成等。
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微生物的生理与代谢微生物是由单细胞生物组成的一个广泛的群体,其种类繁多,包括细菌、真菌、病毒等等。
虽然微生物微小无形,但是它们对人类生存和健康产生着极为重要的影响。
微生物不仅寄生在人体内,还广泛分布在海洋、土壤、空气等环境中。
微生物的生理与代谢研究是微生物学领域的一个重要内容,本文将介绍微生物的生理代谢过程以及其应用。
一、微生物的生理代谢过程微生物的生理代谢过程包括能量代谢和非能量代谢两个部分。
能量代谢主要通过三种生化途径来完成:糖酵解、无氧呼吸和有氧呼吸。
糖酵解是指将葡萄糖等简单碳水化合物分解,产生能量,同时生成乳酸等代谢产物。
无氧呼吸是指微生物在缺氧环境下,通过代谢糖类、脂肪酸或其他有机物质,产生ATP能量,并释放出二氧化碳和水等副产物。
而有氧呼吸则需要氧气参与,将有机物质完全氧化成CO2和H2O,并同时产生ATP能量。
非能量代谢主要包括一些特定的代谢途径。
例如产生酸性物质的乳酸发酵、醋酸发酵和丙酮酸发酵等;发酵坚果及肉类的曲霉、产奶酪的嗜热乳酸菌等。
此外,微生物还可以利用硫化氢、氨气和甲烷等无机化合物进行生物氧化或利用CO2进行光合作用。
二、微生物生理代谢的应用微生物的能量代谢和非能量代谢的研究无疑对现代生物技术的发展产生了很大的影响。
下面我们将依次介绍微生物在食品加工、生物污染控制、医药开发等方面的应用。
1. 食品加工微生物在食品加工中的应用是微生物学的一个重要领域。
比如酿酒,麦芽中的淀粉可以利用酵母发酵成乙醇和二氧化碳;制作奶酪的过程中,乳糖发酵成乳酸,使其凝固,形成奶酪。
此外,微生物还可以生产酸奶和豆浆等发酵食品,以及开发富含菌株蛋白质的饲料等。
2. 生物污染控制微生物在环境污染治理方面的应用也十分广泛,例如:在一些含高浓度污染物的土壤中,可以通过微生物进行生物清洁;微生物菌剂能够适用于受污染的土地疏浚,去除污染物,以及清除水体中的有毒化学物质等。
微生物菌剂选择合适的菌株可以有效地控制生物污染。
第五章微生物的代谢一、名词解释:01.新陈代谢(metabolism):简称代谢,泛指发生在活细胞中的各种化学反应的总和,也是生物细胞与外界环境不断进行物质交换的过程。
包括合成代谢和分解代谢,它是推动生物一切生命活动的动力源。
02.合成代谢(anabolism):又称同化作用。
微生物从环境吸收营养物质,在细胞内合成新的细胞物质和贮藏物质,并储存能量,建立生长、发育的物质基础的过程。
03.分解代谢(catabolism):又称异化作用。
微生物分解营养物质,释放能量,供给同化作用、机体运动、生长和繁殖等生命活动所用,产生中间代谢产物,并排泄代谢废物和部分能量的过程。
04.生物氧化(biological oxidation):分解代谢实际上是物质在生物体内经过一系列的氧化还原反应,逐步分解并释放能量的过程,这个过程也称为生物氧化。
05.呼吸作用(respiration):微生物在降解底物的过程中,将释放的电子交给电子载体,再经过电子传递系统传给外源电子受体,从而生成水或其他还原型产物并释放出能量的过程。
06.有氧呼吸(aerobic respiration):以分子氧作为氢和电子的最终受体的生物氧化过程,称为好氧呼吸或有氧呼吸。
07.无氧呼吸(anaerobic respiration):又称为厌氧呼吸,在无氧的条件下,微生物以无机氧化物作为最终氢和电子受体的生物氧化过程。
08.发酵(fermentation):狭义发酵:在无外源氢受体的条件下,细胞有机物氧化释放的[H]或电子交给某一内源性的中间代谢物,以实现底物水平磷酸化产能的一类生物氧化反应。
即电子供体是有机物,而最终电子受体也是有机物的生物氧化过程。
广义发酵:泛指任何利用微生物来生产有用代谢产物或食品、饮料的一类生产方式。
09.底物水平磷酸化(substrate level phosphorylation):物质在生物氧化过程中,常生成一些有高能键的化合物,这些化合物可直接偶联A TP或GTP的合成,这种产生ATP等高能键的方式称为底物水平磷酸化。
引言概述:医学微生物学是研究微生物在人体中的作用和影响的学科。
微生物在人体内进行新陈代谢活动,其中细菌是最常见的微生物类型之一。
细菌的新陈代谢是指细菌内部化学反应和能量转化的过程。
本文将深入探讨医学微生物学中细菌的新陈代谢。
正文内容:1.无氧代谢1.1好氧呼吸:细菌利用氧气进行有氧呼吸,将有机物氧化成水和二氧化碳,同时产生能量和ATP。
1.2基质胞内呼吸:某些细菌在缺氧条件下进行代谢,通过无氧呼吸系统将有机物转化为酸、酒精或溶解性气体。
1.3乳酸发酵:某些细菌无法利用氧气进行呼吸,而是通过乳酸菌酶将糖转化为乳酸。
2.合成代谢2.1蛋白质合成:细菌通过蛋白质合成酶将氨基酸合成为蛋白质,以满足自身对蛋白质的需求。
2.2核酸合成:细菌通过核酸合成酶将核苷酸合成为核酸,包括DNA和RNA。
2.3脂质合成:细菌合成脂质以构建细胞膜,并储存能量。
脂质合成包括脂肪酸的合成和脂质的组装。
2.4糖类合成:细菌通过吸收外源性糖类和内源性合成来获得能量。
3.分解代谢3.1糖类分解:细菌通过糖酶将糖分解为能量。
不同细菌对糖类的分解途径有所不同。
3.2脂肪分解:细菌通过脂肪酶将脂肪分解为脂肪酸和甘油。
3.3蛋白质分解:细菌通过蛋白酶将蛋白质分解为氨基酸。
3.4核酸分解:细菌通过核酸酶将核酸分解为核苷酸和核糖。
4.运输代谢4.1氨基酸运输:细菌通过载体蛋白质将外源性氨基酸从外部运输到细胞内。
4.2糖类运输:细菌通过载体蛋白质将外源性糖类从外部运输到细胞内。
4.3脂质运输:细菌通过载体蛋白质将外源性脂质从外部运输到细胞内。
4.4离子运输:细菌通过质子泵和离子通道等机制将离子从外部运输到细胞内。
5.外源化合物利用代谢5.1多糖分解:细菌通过多糖酶将外源性多糖分解为单糖并利用。
5.2醇类代谢:细菌通过醇酶将外源性醇类代谢为能量和有机物。
5.3芳香化合物降解:某些细菌具有芳香化合物降解能力,可以将有机废弃物降解为无毒无害的物质。
总结:细菌的新陈代谢是一个复杂而多样化的过程。
微生物的代谢与营养需求微生物是指那些不能用肉眼直接观察到的微小生物体,包括细菌、真菌、病毒等。
尽管微生物的个体微小,但它们在生态系统中扮演着重要角色。
微生物通过代谢活动实现其生命活动,并具有各种营养需求。
本文将探讨微生物代谢和其营养需求的相关内容。
一、微生物的代谢类型微生物的代谢类型主要包括两种:厌氧代谢和好氧代谢。
1.厌氧代谢厌氧代谢指微生物在缺氧或氧气有限的环境中进行代谢活动。
典型的例子是厌氧呼吸,其中微生物使用无氧电子受体代替氧气作为最终电子受体,产生能量。
此外,还包括发酵代谢,微生物通过发酵过程将有机物转化为能量和代谢产物。
2.好氧代谢好氧代谢指微生物在氧气充足的环境中进行代谢活动。
其中最典型的是呼吸过程,微生物利用氧气作为最终电子受体来产生能量。
好氧代谢比厌氧代谢产生更多的能量,因此在营养丰富的环境中,微生物通常采用好氧代谢。
二、微生物的营养需求微生物的营养需求包括能源源、碳源、氮源、矿物质和生长因子等。
1.能源源微生物的能源源主要有有机物和无机物两种。
光合微生物通过光合作用将光能转化为化学能,用以合成有机物质。
而化能微生物则通过氧化有机物或无机物来获取能量。
2.碳源微生物的碳源可以是无机碳(如CO2)或有机碳(如葡萄糖)。
光合微生物主要通过固定CO2来合成有机物;而化能微生物则以有机物为碳源,通过降解有机物来获取碳源。
3.氮源微生物的氮源可以是无机氮(如硝酸盐、氨)或有机氮(如氨基酸、蛋白质)。
氮是构成生物体中重要的元素之一,对微生物的正常生长和代谢都至关重要。
4.矿物质微生物的矿物质需求包括多种元素,如磷、钾、钙、镁、铁等。
这些矿物质在微生物的酶促反应和细胞功能中起到重要的作用,缺乏某种矿物质会影响微生物的生长和代谢。
5.生长因子生长因子是微生物生长和代谢所必需的有机物,如维生素和氨基酸等。
由于微生物无法合成某些生长因子,需要从外部环境中摄取,否则无法进行正常的生长和代谢。
结语微生物的代谢和营养需求对其生存和生长至关重要。
微生物学重点与难点剖析第七章微生物的代谢微生物学重点与难点剖析第七章微生物的代谢第七章微生物的代谢重点与难点剖析代谢的概念1、代谢是细胞内发生的所有化学反应的总称,包括分解代谢和合成代谢,分解代谢产生能量,合成代谢消耗能量。
2.生物氧化:生物体内发生的所有氧化还原反应。
生物氧化过程中释放的能量可以被微生物直接利用,也可以通过能量转换储存在高能化合物(如ATP)中,以便逐步利用。
一些能量以热的形式释放到环境中。
生物氧化的功能是:生产能力(ATP)、还原力[H]和小分子中间代谢物。
3、异养微生物利用有机物,自养微生物则利用无机物,通过生物氧化来进行产能代谢。
二、异养微生物产能代谢发酵生物氧化有氧呼吸无氧呼吸1、发酵:有机物氧化释放的电子直接交给本身未完全氧化的某种中间产物,同时释放能量并产生各种不同的代谢产物。
在发酵过程中,有机化合物只被部分氧化,所以只有一小部分能量被释放。
发酵过程中的氧化与有机物的还原相耦合。
还原的有机物来自初始发酵的分解代谢,也就是说,不需要外部电子受体。
发酵的种类有很多,可发酵的底物有碳水化合物、有机酸、氨基酸等,其中以微生物发酵葡萄糖最为重要。
生物体内葡萄糖被降解成丙酮酸的过程称为糖酵解(glycolysis)。
糖酵解是发酵的基础,主要有四种途径:emp途径、hmp途径、ed途径、磷酸解酮酶途径。
主要发酵类型(1)酵母乙醇发酵有三种类型:I型发酵:glucosepyralcohol二型发酵:当环境中存在nahso4,与乙醛结合,而不能受氢,不能形成乙醇。
磷酸二羟丙酮a-磷酸甘油甘油三型发酵:在碱性条件下,乙醛发生歧化反应产物:乙醇、乙酸和甘油。
(2)乳酸发酵高乳酸发酵(EMP途径):葡萄糖丙酮酸乳酸异型乳酸发酵(PK或HK途径,肠系膜明串珠菌)葡萄糖乳酸+乙酸或乙醇(hk途径)戊糖乳酸+乙酸(pk途径)双歧杆菌途径(PK+HK途径,双歧杆菌)葡萄糖乳酸+乙酸(hk和pk途径)(3)氨基酸发酵产能(stickland反应)在一些厌氧产孢梭菌中,如产孢梭菌,一些氨基酸可以同时作为碳源、氮源和能量。
第四章真核微生物1.试比较细菌、放线菌、酵母菌和霉菌细胞壁成分的异同,并讨论它们的原生质体制备方法。
*答:细胞壁成分的异同细菌分为G+和G-,G+肽聚糖含量高,G-含量低;G+磷壁酸含量较高,而G-不含磷壁酸;G+类脂质一般无,而G-含量较高;G+不含蛋白质,G-含量较高。
放线菌为G-,其细胞壁具有G-所具有的特点。
酵母菌和霉菌为真菌,酵母菌的细胞壁外层为甘露聚糖,内层为葡聚糖;而霉菌的细胞壁成分为几丁质、蛋白质、葡聚糖。
原生质体制备方法: G+菌原生质体获得:青霉素、溶菌酶;G-菌原生质体获得:EDTA鳌合剂处理,溶菌酶;放线菌原生质体获得:青霉素、溶菌酶;霉菌原生质体获得:纤维素酶。
2.试图示并说明真核微生物“9+2”型鞭毛的构造和生理功能。
*鞭毛(flagella),长100-200 μm,以挥鞭方式推动细胞运动。
鞭毛由伸出细胞外的鞭杆、嵌埋在细胞质膜上的基体以及把这两者相连的过渡区共3部分组成。
鞭杆的横切面呈9+2型,即中心有一对中央微管,其外有9个微管二联体,整个鞭杆由细胞质膜包裹。
每条微管二联体由A,B两条中空的亚纤维组成,其中A亚纤维是一完全微管,而B亚纤维则有10个亚基围成,所缺3个亚基与A亚基纤维共用。
通过动力蛋白臂与相邻的微管二联体的作用,可使鞭毛作弯曲运动。
3.试简介真核细胞所特有的几种细胞器的结构及主要功能答:(线粒体、溶酶体、叶绿体、高尔集体、液泡、内质网、微体、膜边体、氢化酶体、几丁质酶体。
)膜边体又称须边体或质膜外泡,为许多真菌所特有。
它是一种位于菌丝细胞四周的质膜与细胞壁间,由单层膜包裹的细胞器。
膜边体可由高尔基体或内质网特定部位形成,各个膜边体能互相结合,也可与别的细胞器或膜相结合,功能可能与分泌水解酶或合成细胞壁有关。
几丁质酶体又壳体,一种活跃于各种真菌菌体顶端细胞中的微小泡囊,内含几丁质合成酶,其功能是把其中所含的酶源源不断地运输到菌丝尖端细胞壁表面,使该处不断合成几丁质微纤维,从而保证菌丝不断向前延伸。
氢化酶体一种由单层膜包裹的球状细胞器,内含氢化酶,氧化还远酶,铁氧化蛋白和丙酮酸。
通常存在于鞭毛基体附近,为其运动提供能量。
氢化酶体只存在于厌氧性的原生动物和近年来才发现的厌氧性真菌中,它们只存在于反刍动物的瘤胃中。
4.试简介菌丝、菌丝体、菌丝球、真酵母、假酵母、芽痕、蒂痕、真菌丝、假菌丝等名词。
菌丝、单条管状细丝,为大多数真菌的结构单位。
即菌丝体。
菌丝体、很多菌丝聚集在一起组成真菌的营养体菌丝球、丝状真菌在液体培养基中振荡培养,菌丝体有时会缠绕在一起,形成紧密的小球,俗称菌丝球。
真酵母、只进行无性繁殖的酵母菌假酵母、具有有性繁殖的酵母菌芽痕、酵母出芽生殖时新细胞与母细胞分离后在母细胞表面留下的圆形突起的痕迹蒂痕、酵母出芽生殖时新细胞与母细胞分离后在新生细胞表面留下的痕迹真菌丝、假菌丝:出芽繁殖是酵母菌最普遍的方式,先在细胞一端生一小突起,叫生“芽”,当芽长到正常大小时,或脱离母细胞;或与母细胞相连接,在子细胞上又长出新芽,如此反复进行,最后成为具有发达或不发达分枝状的假菌丝5.霉菌的营养菌丝和气生菌丝各有何特点?它们分别可分化成哪些特化构造?1)营养菌丝体:伸入培养基吸收营养2)气生菌丝体:向空中生成,形成繁殖器官。
营养菌丝的特化结构:①假根②吸器③附着枝附着胞⑤菌核⑥菌索⑦匍匐菌丝⑧菌环和菌网气生菌丝的特化结构:子实体6.试列表比较各种真菌孢子的特点。
**8.什么叫锁状联合?其生理意义如何?试图示其过程。
*答:锁状联合: 担子菌亚门中多数担子菌的双核菌丝,在进行细胞分裂时,于菌丝的分隔处形成的一个侧生的喙状结构称锁状联合。
生理意义:保证了双核菌丝在进行细胞分裂时,每节(每个细胞)都能含有两个异质(遗传型不同)的核,为进行有性生殖,通过核配形成担子打下基础。
锁状联合是双核菌丝的鉴定标准,凡是产生锁状联合的菌丝均可断定为双核。
锁状联合也是担子菌亚门的明显特征之一。
第七章微生物的代谢3.4.5.什么叫循环光合磷酸化?什么叫做非循环光合磷酸化?答:循环光合磷酸化是一种存在于光合细菌中的原始光合作用机制,可在光能驱动下通过电子的循环式传递而完成磷酸化产能反应。
非循环光合磷酸化是各种绿色植物、藻类和蓝细菌所共有的利用光能产生ATP的磷酸化反应,即通常所说的光合作用。
6.试述嗜盐菌紫膜光合作用的基本原理。
答:嗜盐菌在无氧条件下,利用光能所造成的紫膜蛋白上视黄醛辅基构象的变化,可使质子不断驱至膜外,从而在这个质子泵的作用下使膜两侧建立一个质子梯度差,根据化学渗透学说,这一梯度差(即质子动势)驱使H+通过A TP酶的孔道进入膜内以到达质子平衡,推动ATP酶合成A TP,此为光介导ATP合成,即紫膜的光合作用。
7. 试列表比较呼吸、无氧呼吸和发酵的异同点。
9. 细菌的酒精发酵途径如何?它与酵母菌的酒精发酵有何不同?细菌的酒精发酵有何优缺点?答:酵母菌通过EMP (即糖酵解)途径发酵,某些缺乏完整EMP 途径的微生物通过ED 途径发酵。
EMP 途径总共十步反应,总反应式见课本103页,ED 途径只经过四步反应即可获得由EMP 途径须经十步反应才能形成的丙酮酸。
总反应式及途径简图见课本105页。
细菌酒精发酵的优点:代谢速率高,产物转化率高,菌体生长少,代谢副产物少,发酵温度较高,以及不必定期供氧等;细菌酒精发酵的缺点:生长pH 较高(细菌约pH5,酵母菌为pH3),较易染杂菌,并且对乙醇的耐受力较酵母菌低(细菌约耐7%乙醇,酵母菌为8%~10%)。
10. 试列表比较同型和异型乳酸发酵。
类型 途径 产物/1葡萄糖 产能/1葡萄糖 菌种代表同型 EMP 2乳酸2A TP 德氏乳杆菌 粪链球菌 异型HMP1乳酸 1乙醇 1CO2 1A TP 肠膜明串球菌 1乳酸 1乙酸 1CO2 2A TP 短乳杆菌 1乳酸 1.5乙酸2.5A TP两歧双歧杆菌12. 14.. 16. 17. 19.20. 试用简图表示细菌细胞壁上肽聚糖的合成途径。
哪些化学因子可抑制其合成?其抑止部位如何? (一)在细胞质中的合成(P139-140)1、由葡萄糖合成N-乙酰葡萄胺,N-乙酰胞壁酸2、由N-乙酰胞壁酸合成“Park”核苷酸 (二)在细胞膜上的合成肽聚糖单体(三)在细胞膜外的聚合交联(教材142页) 自溶酶(autolysin ):切出新接口 转糖基作用(transglycosylation ):主链的连接 转肽作用(transpeptidation ):侧链的连接呼吸无氧呼吸发酵同 底物均发生脱氢氧化反应,为微生物生长发育提供能量 异需氧(必需) 无氧条件下 无氧条件下完整的呼吸链部分呼吸链递氢不经呼吸链递氢[H]受体为外源的O 2 [H]受体是外源无机氧化物(少数为有机氧化物) [H]受体为内源性中间代谢物 氧化磷酸化反应产生ATP 氧化磷酸化产能 底物水平磷酸化产能 产能效率高产能效率比较低产能效率低以下几种抗生素抑止肽聚糖合成●磷霉素:PEP的结构类似物,抑制胞壁酸的形成●D-环丝氨酸:D- Ala的类似物,抑制短肽链的形成●青霉素:D-Ala-D-Ala的类似物,抑制肽链的交联●杆菌肽:阻止C55聚异戊二烯载体脂磷酸的再生●万古霉素:阻止肽聚糖亚单位转移到肽聚糖生长点上由Park核苷酸合成的肽聚糖单体是在细胞膜上进行的。
因此细胞膜属疏水性,故要把细胞质中合成的亲水性分子——“Park”核苷酸掺入细胞膜并进一步接上N-乙酰葡萄糖胺核甘氨酸五肽桥,最后把肽聚糖单体)双糖肽亚单位)插入细胞膜外的细胞壁生长点出,必须通过类脂载体的运送。
细菌萜醇是一种含11个异戊二烯单位的C55类异戊二烯,它可通过两个磷酸基与N-乙酰细胞壁酸分子相接,使糖的中间代谢物产生很强的舒水性,从而使它能够顺利通过舒水性很强的的细胞膜而转移到膜外,机构式如右:类脂载体除在细菌肽聚糖的合成中具有重要作用外,还可参与各类微生物多种胞外多糖和脂多糖的生物合成,包括细菌的磷壁酸、脂多糖,细菌和真菌的纤维素,以及真菌的几丁质和甘露聚糖等,故十分重要青霉素是肽聚糖单体五肽尾末端的D-Ala-D-Ala(D-丙氨酰-D-丙氨酸)结构类似物。
抑制肽链的交联即:他们两者可相互竞争转肽酶的活力中心。
转肽酶一旦被青霉素结合,前后2个肽聚糖单体间不能形成肽桥,因此合成的肽聚糖是缺乏机械强度的“次品”,由此产生了原生质体或球状体之类的细胞壁缺损细菌,当它们处于不利的环境下时,极易裂解死亡。
因为青霉素的作用机制肽聚糖分子中肽桥的生物合成,因此对处于生长繁殖旺盛阶段的细菌有明显的抑制作用,相反,对于处于生长停滞状态的休止细胞(rest cell),却无明显抑制作用。
图示可见书本142页第八章微生物的生长与环境条件2.3.5.什么叫典型生长曲线?它可分几期?划分的依据是什么?以细胞数目的对数值作纵坐标,以培养时间作横坐标,就可画出一条由延滞期、指数期、稳定期和衰亡期4个阶段组成的曲线。
根据微生物的生长速率常数,即每小时分裂次数(R)的不同,一般可把典型生长曲线粗分为延滞期、指数期、稳定期和衰亡期等4个时期。
6.延滞期有何特点?如何缩短延滞期?培养开始最初细胞数目没有增加的一段时期。
特点为:(1)生长速率为0;(2)细胞形态变大或增长;(3)细胞内的RNA尤其是rRNA含量增高,原生质呈嗜碱性;(4)合成代谢活跃(5)对外界不良条件反应敏感。
影响延滞期的因素有三:(1)接种龄如果以对数期接种龄的种子接种,则子代培养物的延滞期就短;以延滞期或衰亡期的种子接种,则子代培养物的延滞期就长;以稳定期的种子接种,则延滞期居中。
(2)接种量一般来说,接种量大,则延滞期短,反之则长。
(3)培养基成分接种到营养丰富的天然培养基中的微生物,要比接种到营养单调的组合培养基中延滞期要短。
(4)菌种生长快的菌比生长缓慢的菌延滞期短。
7.8.9.10.11.什么叫连续培养?有何优点?为何连续时间是有限的?连续培养又称开放培养,是相对于单批培养或密闭培养而言的。
是在研究典型生长曲线的基础上,通过深刻认识稳定期到来的原因,并采取相应的防止措施而实现的。
具体的说,当微生物以单批培养到指数期的后期时,一方面以一定速度连续流入新鲜培养基和通入无菌空气,并且立即搅拌均匀;另一方面,利用溢流的方式,以同样的流速不断流出培养物。
于是容器内的培养物就可以打到动态平衡,其中的微生物就可以长期保持在指数期的平衡生长状态和恒定的生长速率上,于是形成了连续生长。
优点:1、高效,简化了装料、灭菌、出料、清洗发酵罐等许多单元操作,从而减少了非生产时间和提高了设备的利用率;2、自控,即便于利用各种传感器和仪表进行自控3。
产品质量较稳定4、节约了大量动力、人力、水和蒸汽。