第5章 微生物的营养与代谢2PPT幻灯片

第五章 微生物的营养与代谢
通过本章的学习，要求掌握：
1、通过本章的学习，掌握微生物所需要的营养物质、营养类型、微 生物吸收营养的方式及培养基的配制和类型。
2、微生物代谢类型的特点及多样性。 3、合成代谢所需小分子化合物及能量、还原力的产生。 4、微生物细胞中特有的合成代谢。
重点：
1、微生物的营养类型，微生物吸收营养物质的方式。 2、微生物的产能方式。 3、微生物细胞中特殊的合成代谢（肽聚糖合成）。
(2) 维持细胞膨压，并使原生质保持溶胶状态； (3) 水是物质代谢的原料； (4) 微生物从外界吸收营养或从内部排泄废物的媒介； (5) 是热的良好导体，比热高，能有效地吸收代谢过程中放出的
热并将其迅速散发，以免胞内温度骤然升高。
碳源
➢ 凡可被微生物用来构成细胞物质或代谢产物中碳
架来源的营养物通称碳源（carbon source）。
➢ 所需浓度在10-6 ～ 10-8mol/L范围内的元素，则称为微量 元素，如Cu、Zn、Mn、Mo、Co、Ni、Sn、Se等。
➢ Fe实际上是介于大量元素与微量元素之间。
生长因子
生长因子：那些微生物生长所必需而且需要量很小，但微生物
自身不能合成的或合成量不足以满足机体生长需要的有机化合物
根据生长因子的化学结构和它们在机体中的生理功能的不同，可
将生长因子分为维生素、氨基酸与碱基三大类
主要用来构成酶的辅基或辅酶
第二节 微生物的营养类型
碳源
CO2 有机物
能源
太阳光
氧化有机物 或无机物
自养 异养 光能营养 化能营养
化能自养型 化能异养型 光能自养型 光能异养型
光能自养型 化能自养型 光能异养型 化能异养型

倍满沈杨落哦烁疗灾垂挽浙轩温袭拥竞寡兹用珍捣睡腰长衷蛙憾荤点刺苯第五章+微生物的酶与代谢第五章+微生物的酶与代谢
第二节 微生物的能量代谢
能量代谢––––微生物体内的能量转变过程 热力学第二定律 能量守恒 微生物的能量代谢是通过生物氧化反应来实现的 生物氧化–––微生物在细胞内酶作用下把营养物质氧化的过程
附窑睬胁淤豫穿般锑力恰炳应捧菏妥纱普清样掠跋铆祝应藏汉背厚丁吟帐第五章+微生物的酶与代谢第五章+微生物的酶与代谢
主要内容
微生物的酶 微生物的能量代谢 微生物的分解代谢
包熙候绵元赂吹迟俯瘸镑殷滴请浇辕咖颠希羹狐需疑西净汪雌珐歹伍横劫第五章+微生物的酶与代谢第五章+微生物的酶与代谢
第一节 微生物的酶
玫综闰惺查居亥巴卓肛斗具琶镇揽薯吻陈煌峨约戚艳演天穗革垢芽锤怔辨第五章+微生物的酶与代谢第五章+微生物的酶与代谢
3-磷酸甘油醛
(3-磷酸甘油醛脱氢酶)
1,3-二磷酸甘油酸
(磷酸甘油酸激酶)
3-磷酸甘油酸
(磷酸甘油酸变位酶)
2-磷酸甘油酸
烯醇式丙酮酸
磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)
(丙酮酸激酶)
脱氢
氧化磷酸化
盒丹吃对虞它腾倾盈捉古句懂铺者射割惧付刽隐化烧仗溢射铱梭瞪御走谴第五章+微生物的酶与代谢第五章+微生物的酶与代谢
（1）在温和条件下进行(由酶催化) （2）反应步骤繁多，但相互配合、有条不紊、彼此协调，且逐步进行，表征了新陈代谢具有严格的顺序性 （3）对内外环境具有高度的调节功能和适应功能。
新陈代谢的特点
舍惊怔疫脚诉脸咕袁撩救锡蔓愈束昨黑镣馋麻霄碳矢茨剃慢霞亩阅牲馋灼第五章+微生物的酶与代谢第五章+微生物的酶与代谢

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吡哆醛
需要量／ml-1
6 ug 0.5 ng 1.5 ug 0-4 ug 0.025 ug
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6、水 生理功能:
a、生化反应的介质，细胞中的生理生化反应均在 水中进行
b、参与细胞内一系列化学反应；
c、细胞的重要组成成分，维持蛋白质、核酸等生物大分 子稳定的天然构象； d、热的良好导体；水的比热高，能有效地吸收代谢过程中放 出的热，并将吸收的热散发出去，避免细胞内温度陡然升高
微生物
生长因子
III型肺炎链球菌（Streptococcus pneumoniae） 胆碱
金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）
硫胺素
白喉棒杆菌（Cornebacterium diphtherriae）
B-丙氨酸
破伤风梭状芽孢杆菌（stridium tetani）
尿嘧啶
肠膜状串珠菌（Leuconostoc mesenteroides）
铁细菌
种类：铁杆菌 将Fe2+ 氧化为Fe3+ 获得能量来同化CO2。
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4．化能有机异养型（化能异养型）
生长所需要的能量均来自有机物氧化过程中放出的化学能； 生长所需要的碳源主要是一些有机化合物，如淀粉、 糖类、纤维素、有机酸等。
有机物通常既是碳源也是能源；
大多数细菌、真菌、原生动物都是化能有机异养型微生物； 所有致病微生物均为化能有机异养型微生物；
｛ ｛ 氮 源
有机氮
蛋白质 核酸 氨基酸 尿素
｛ 无机氮
NH3 铵盐
硝酸盐
N2
常用的蛋白质类氮源包括蛋白胨、鱼粉、蚕蛹、黄豆饼粉、玉米
浆、牛肉浸膏、酵母浸膏等 -
7

主要用于微生物的 分离、计数等
需加入凝固 剂，如琼脂
固体培养基
主要用于工业生产
半固体培养基
液体培养基
主要用于观察微 生物的运动、鉴 定菌种等
1、快乐总和宽厚的人相伴，财富总与诚信的人相伴，聪明总与高尚的人相伴，魅力总与幽默的人相伴，健康总与阔达的人相伴。 2、人生就有许多这样的奇迹，看似比登天还难的事，有时轻而易举就可以做到，其中的差别就在于非凡的信念。 3、影响我们人生的绝不仅仅是环境，其实是心态在控制个人的行动和思想。同时，心态也决定了一个人的视野和成就，甚至一生。 4、无论你觉得自己多么了不起，也永远有人比更强;无论你觉得自己多么不幸，永远有人比你更不幸。 5、也许有些路好走是条捷径，也许有些路可以让你风光无限，也许有些路安稳又有后路，可是那些路的主角，都不是我。至少我会觉得，那些路不是自己想要的。 6、在别人肆意说你的时候，问问自己，到底怕不怕，输不输的起。不必害怕，不要后退，不须犹豫，难过的时候就一个人去看看这世界。多问问自己，你是不是已经为了梦想而竭尽全力了? 7、人往往有时候为了争夺名利，有时驱车去争，有时驱马去夺，想方设法，不遗余力。压力挑战，这一切消极的东西都是我进取成功的催化剂。 8、真想干总会有办法，不想干总会有理由;面对困难，智者想尽千方百计，愚者说尽千言万语;老实人不一定可靠，但可靠的必定是老实人;时间，抓起来是黄金，抓不起来是流水。 9、成功的道路上，肯定会有失败;对于失败，我们要正确地看待和对待，不怕失败者，则必成功;怕失败者，则一无是处，会更失败。1、快乐总和宽厚的人相伴，财富总与诚信的人相伴，聪明总与高尚的人相伴，魅力总与幽默的人相伴，健康总与阔达的人相伴。 2、人生就有许多这样的奇迹，看似比登天还难的事，有时轻而易举就可以做到，其中的差别就在于非凡的信念。 3、影响我们人生的绝不仅仅是环境，其实是心态在控制个人的行动和思想。同时，心态也决定了一个人的视野和成就，甚至一生。 4、无论你觉得自己多么了不起，也永远有人比更强;无论你觉得自己多么不幸，永远有人比你更不幸。 5、也许有些路好走是条捷径，也许有些路可以让你风光无限，也许有些路安稳又有后路，可是那些路的主角，都不是我。至少我会觉得，那些路不是自己想要的。 6、在别人肆意说你的时候，问问自己，到底怕不怕，输不输的起。不必害怕，不要后退，不须犹豫，难过的时候就一个人去看看这世界。多问问自己，你是不是已经为了梦想而竭尽全力了? 7、人往往有时候为了争夺名利，有时驱车去争，有时驱马去夺，想方设法，不遗余力。压力挑战，这一切消极的东西都是我进取成功的催化剂。 8、真想干总会有办法，不想干总会有理由;面对困难，智者想尽千方百计，愚者说尽千言万语;老实人不一定可靠，但可靠的必定是老实人;时间，抓起来是黄金，抓不起来是流水。14、成长是一场和自己的比赛，不要担心别人会做得比你好，你只需要每天都做得比前一天好就可以了。 15、最终你相信什么就能成为什么。因为世界上最可怕的二个词，一个叫执着，一个叫认真，认真的人改变自己，执着的人改变命运。只要在路上，就没有到不了的地方。 16、你若坚持，定会发光，时间是所向披靡的武器，它能集腋成裘，也能聚沙成塔，将人生的不可能都变成可能。 17、人生，就要活得漂亮，走得铿锵。自己不奋斗，终归是摆设。无论你是谁，宁可做拼搏的失败者 9、成功的道路上，肯定会有失败;对于失败，我们要正确地看待和对待，不怕失败者，则必成功;怕失败者，则一无是处，会更5、别着急要结果，先问自己够不够格，付出要配得上结果，工夫到位了，结果自然就出来了。 6、你没那么多观众，别那么累。做一个简单的人，踏实而务实。不沉溺幻想，更不庸人自扰。 7、别人对你好，你要争气，图日后有能力有所报答，别人对你不好，你更要争气望有朝一日，能够扬眉吐气。 8、奋斗的路上，时间总是过得很快，目前的困难和麻烦是很多，但是只要不忘初心，脚踏实地一步一步的朝着目标前进，最后的结局交给时间来定夺。 9、运气是努力的附属品。没有经过实力的原始积累，给你运气你也抓不住。上天给予每个人的都一样，但每个人的准备却不一样。不要羡慕那些总能撞大运的人，你必须很努力，才能遇上好运气。 10、你的假装努力，欺骗的只有你自己，永远不要用战术上的勤奋，来掩饰战略上的懒惰。 11、时间只是过客，自己才是主人，人生的路无需苛求，只要你迈步，路就在你的脚下延伸，只要你扬帆，便会有八面来风，启程了，人的生命才真正开始。 12、不管做什么都不要急于回报，因为播种和收获不在同一个季节，中间隔着的一段时间，我们叫它为坚持。失败。11、学会学习的人，是非常幸福的人。——米南德 12、你们要学习思考，然后再来写作。——布瓦罗 13、在寻求真理的长河中，唯有学习，不断地学习，勤奋地学习，有创造性地学习，才能越重山跨峻岭。——华罗庚 14、许多年轻人在学习音乐时学会了爱。——莱杰 15、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基 16、我们一定要给自己提出这样的任务：第一，学习，第二是学习，第三还是学习。——列宁 17、学习的敌人是自己的满足，要认真学习一点东西，必须从不自满开始。对自己，“学而不厌”，对人家，“诲人不倦”，我们应取这种态度。——毛泽东 18、只要愿意学习，就一定能够学会。——列宁 19、如果学生在学校里学习的结果是使自己什么也不会创造，那他的一生永远是模仿和抄袭。——列夫· 托尔斯泰 20、对所学知识内容的兴趣可能成为学习动机。——赞科夫 21、游手好闲地学习，并不比学习游手好闲好。——约翰· 贝勒斯 22、读史使人明智，读诗使人灵秀，数学使人周密，自然哲学使人精邃，伦理学使人庄重，逻辑学使人善辩。——培根 23、我们在我们的劳动过程中学习思考，劳动的结果，我们认识了世界的奥妙，于是我们就真正来改变生活了。——高尔基 24、我们要振作精神，下苦功学习。下苦功，三个字，一个叫下，一个叫苦，一个叫功，一定要振作精神，下苦功。——毛泽东 25、我学习了一生，现在我还在学习，而将来，只要我还有精力，我还要学习下去。——别林斯基、学习外语并不难，学习外语就像交朋友一样，朋友是越交越熟的，天天见面，朋友之间就亲密无间了。——高士其 2、对世界上的一切学问与知识的掌握也并非难事，只要持之以恒地学习，努力掌握规律，达到熟悉的境地，就能融会贯通，运用自如了。——高士其 3、学和行本来是有联系着的，学了必须要想，想通了就要行，要在行的当中才能看出自己是否真正学到了手。否则读书虽多，只是成为一座死书库。——谢觉哉、你的假装努力，欺骗的只有你自己，永远不要用战术上的勤奋，来掩饰战略上的懒惰。 11、时间只是过客，自己才是主人，人生的路无需苛求，只要你迈步，路就在你的脚下延伸，只要你扬帆，便会有八面来风，启程了，人的生命才真正开始。 12、不管做什么都不要急于回报，因为播种和收获不在同一个季节，中间隔着的一段时间，我们叫它为坚持。 13、你想过普通的生活，就会遇到普通的挫折。你想过最好的生活，就一定会遇上最强的伤害。这个世界很公平，想要最好，就一定会给你最痛。

食品防腐：利用微生物产生的抗菌物质，如乳酸菌、酵母菌等，抑制其他 有害微生物的生长
食品添加剂：如乳酸菌、酵母菌等，可以提供营养物质和改善食品口感
食品检测：利用微生物的生物传感器技术，快速检测食品中的有害物质， 如农药残留、重金属等
微生物在环境保护中的应用
污水处理：微生物 可以降解污水中土 壤质量
生物降解：微生物 可以降解塑料、橡 胶等难以降解的物 质，减少环境污染
生物能源：微生物 可以产生生物燃料 ，如乙醇、沼气等 ，替代化石燃料， 减少温室气体排放
微生物在农业中的应用
生物农药：微生物可以抑制 有害微生物的生长，减少农 药使用
生物肥料：微生物可以分解 有机物质，提高土壤肥力
适应性：微生物对不同环境的适应能力，包括营养、温度、pH值等
抗性机制：微生物通过改变自身代谢途径、产生抗性物质等方式来抵抗环 境变化 适应性机制：微生物通过改变自身代谢途径、产生适应性物质等方式来适 应环境变化
微生物的应用
微生物在食品工业中的应用
发酵食品：如酸奶、面包、啤酒等，通过微生物发酵产生独特的风味和口 感
生物修复：微生物可以降解 土壤中的污染物，改善土壤
环境
生物能源：微生物可以产生 生物能源，如沼气、乙醇等
微生物在医药卫生中的应用
抗生素：微生物产生的抗生素可 以杀死或抑制其他微生物的生长
益生菌：微生物制成的益生菌可 以调节肠道菌群，改善消化系统 健康
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疫苗：微生物制成的疫苗可以预 防疾病
生物制药：微生物可以生产一些 药物，如胰岛素、生长激素等
THANK YOU
汇报人：
汇报时间：20XX/XX/XX
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底物水平 1ATP
3CO2
从丙酮酸进入循环：
丙酮酸+4NAD++FAD+GDP+Pi+3H2O →3CO2+4(NADH+H+)+FADH2+GTP
从乙酰-CoA进入循环：
乙酰-CoA+3NAD++FAD+GDP+Pi+2H2O
→2CO2+3(NADH+H+精)+选FppAt课D件H2022+1 CoA+GTP
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发酵的特点
微生物部分氧化有机物获得发酵产物，释放少量能量；
氢供体与氢受体(内源性中间代谢产物)均为有机物
还原力[H]不经过呼吸链传递；
产能方式：底物水平磷酸化反应。
底物磷酸化：指在发酵过程中往往伴随着高能化合物生
成，如EMP途径中的1，3-二磷酸甘油酸和磷酸烯醇氏丙
酮酸，其可直接偶联ATP和GTP的产生。
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发酵产能是厌氧和兼性好氧菌获取能量的主要方式。 多糖转化为单糖才能用于发酵。 微生物直接发酵的碳源物质主要是葡萄糖和其它单糖，
以微生物发酵葡萄糖最为重要。
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和底物脱氢的途径有关的和称为Stickland反应 的四类重要发酵
由EMP途径中丙酮酸出发的发ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 通过HMP途径的发酵 通过ED途径进行的发酵 Stickland反应
6
ED途径 是存在于某些缺乏EMP途径的微生物中的一种替代途径， 葡萄糖经4步反应后，生成丙酮酸、ATP、NADPH2、 NADH2。

生理功能
KH2PO4、K2HPO4 核酸、磷酸和辅酶的成分
MgSO4
含硫氨基酸、含硫维生素成分
KH2PO4、K2HPO4 酶的辅因子、维持电位差和渗透压
NaCl
维持渗透压、某些细菌和蓝细菌需要
Ca(NO3)2、CaCl2 胞外酶稳定剂、蛋白酶辅因子、细菌芽孢和真 菌孢子形成
MgSO4 FeSO4
固氮酶辅因子、叶绿素成分
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（四）生长因子（growth factor）：
定义:是一类对微生物正常生活所不可缺少而需要量又不 大，但微生物自身不能用简单的碳源或氮源合成，或合成 量不足以满足机体生长需要的有机营养物质。不同微生物 需求的生长因子的种类和数量不同。
categories: Growth factors are organized into three categories:
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微生物工业发酵中用做碳源的原料
传统种类：糖类（单糖，饴糖） 淀粉（玉米粉、山芋粉、野生植物 淀粉等） 麸皮 各种米糠等
代粮发酵：纤维素、石油、CO2、H2
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微生物不同，利用上述含碳化合物的能力不同，如假单胞菌 属中的某些种可以利用90种以上的不同类型的碳源物质；而 某些甲基营养型细菌只能利用甲醇或甲烷等一碳化合物进行 生长。
一般微生物生长所需要的无机盐有：硫酸盐、磷酸盐、 氯化物以及含有钠、钾、镁、铁等金属元素的化合物。
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无机盐的生理功能：
大量 元素
一般功能
细胞内一般分子成分(如P，S， Ca，Mg，Fe等)
维持渗透压 生理调节物质 酶的激活剂
pH的稳定
无
化 能 自 养 菌 的 能 源 ( S、Fe2+、

2）碳源谱广（微生物>>植物>动物）；
3）最适碳源： C.H.O型，糖类 （ 异养微生物） 糖 >有机酸，醇 > 脂 单糖 >双糖 >多糖（淀粉>纤维素,木质素,几丁质） 己糖 > 戊糖 葡萄糖，果糖 > 甘露糖，半乳糖
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4）微生物对碳源利用具有选择性 混合存在 葡萄糖 ：首先利用（速效碳源） 乳糖 ： 后利用（迟效碳源） 5）不同微生物，其碳源谱不同 （利用碳源物质的能力有差别） 洋葱假单胞菌：90种以上 甲烷菌：甲醇和甲烷 6）异养微生物：碳源=能源（双功能营养物）
无机氮
有机氮
N.H，N.O，N
N.C.H.O
硫酸胺、硝酸钾、氨、氮气
尿素、氨基酸、蛋白胨，明胶 复杂蛋白质、核酸（牛肉膏、蛋 白胨、酵母膏、鱼粉、饼粉、蚕 . 蛹粉、玉米浆等 ）
N.C.H.O.X
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生理酸性盐: 当以（NH4）2SO4为唯一氮源时，NH4＋被 利用后，培养基的pH下降，称为“生理酸性 盐”； 生理碱性盐: 当以KNO3为氮源时，NO3－被利用后，培养 基的pH上升，称为“生理碱性盐”。 利用NH4NO3为氮源，可以避免pH急剧升降，但是， NH4＋的吸收快，NO3—的吸收滞后，所以，培养基pH会 先降后升。
NaHCO3 CaCO3
烃类 （天然气、石油、石蜡油等） 糖、有机酸、醇、脂类等 （葡萄糖、蔗糖、淀粉、糖蜜等）
C.H.O.N型
氨基酸、简单蛋白质 （氨基酸，明胶等）
复杂蛋白质、核酸等 （牛肉膏、蛋白胨、花生饼粉等）
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C.H.O.N.X型
特点
1）根据微生物利用有机碳或无机碳，可将微生物分为： 异养微生物：有机碳 自养微生物：无机碳