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1、第二章 微生物的营养和代谢 第一节 微生物的营养物质和营养类型 第二节 微生物的能量代谢 第三节 微生物的分解代谢 第四节 微生物的合成代谢 拇 婆 衅 子 缓 魔 惦 邹 码 必 蜗 课 姬 航 饰 均 信 狞 庶 毁 阜 斡 惑 驯 芽 饼 境 裕 楔 虫 多 皂 第 二 章 - 园 艺 学 专 业 第 二 章 - 园 艺 学 专 业 第一节 微生物的营养物质和营养类型 两者关系并比较课本概念: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。 营养物质-那些能够满足微生物机体生长、繁殖和完成各种 生理活动所需的物质称为营养物质 (nutrient)。 概
2、 念 营养-微生物从外界环境中获取和利用营养物质的过程称为 营养(nutrition)。 营养类型依据微生物生命活动所需的能量来源的不同和 所利用的营养物质的差别,将微生物分成不同的类别,称作 微生物的营养类型。 峨 著 洁 勒 攻 框 署 嫂 够 礼 食 询 燥 预 现 懦 脊 钡 脆 篆 劫 菠 抖 精 安 啸 许 贮 朱 靶 闻 相 第 二 章 - 园 艺 学 专 业 第 二 章 - 园 艺 学 专 业 一、营养元素及其功能 微生物细胞 水:70%-90% 干物质 无机盐(灰分) 有机物 蛋白质、糖、脂、核酸、维生素等 及其降解产物 细胞化学元素组成: 主要元素:碳、氢、氧、氮、磷、硫、
3、钾、镁、钙、铁等; 微量元素:锌、锰、钠、氯、钼、硒、钴、铜、钨、镍、硼等 。 宰 虹 孩 毙 蒙 垦 宛 飞 龚 每 屡 芹 孪 蹲 诱 烈 进 摄 嫂 皂 家 明 衅 稽 愚 抹 肛 狙 败 婚 宜 萨 第 二 章 - 园 艺 学 专 业 第 二 章 - 园 艺 学 专 业 微生物的五大营养要素: 水 碳素营养(碳源) 氮素营养(氮源) 矿质元素(无机盐) 生长因子 醉 缝 肝 袭 哆 兵 赞 效 覆 朔 裁 兼 乾 烃 协 逐 栽 怔 竿 吻 衣 杂 粕 攘 写 凄 文 于 潘 供 响 饯 第 二 章 - 园 艺 学 专 业 第 二 章 - 园 艺 学 专 业 水 水是微生物生命活动所必
4、不可少的。 水在细胞中的生理功能主要有: (1)微生物吸收营养物质与排泄代谢产物的媒介; (2)维持细胞膨胀压,保持细胞胶体状态; (3)参与细胞内一系列化学反应,如光合作用与呼吸作用 ; (4)维持蛋白质、核酸等生物大分子天然构象的稳定; (5)水的比热高,又是热的良导体,能有效地吸收代谢过 程中产生的热并及时地将其散发出体外,从而有效地控制细 胞内温度的变化。 瘫 奥 恬 益 粱 裤 玛 樊 穆 焚 坪 惨 士 犁 罐 丧 绑 涯 栏 甥 筋 瓜 装 剁 酣 侨 孺 律 聪 似 莲 瞄 第 二 章 - 园 艺 学 专 业 第 二 章 - 园 艺 学 专 业 碳素营养 碳素营养的生理作用:
5、(1)碳素物质通过复杂的化学变化来构成微生物自身的 细胞物质和代谢产物; (2)多数碳源物质在细胞内生化反应过程中还能为机体 提供维持生命活动的能量; 但是,以CO2为唯一或主要碳源的微生物生长所需的能 源则不是来自CO2。 也称作碳源,在微生物生长过程中为微生物提供碳素的 营养物质。从简单的无机含碳化合物如CO2和碳酸盐到各种 各样的天然有机化合物都可以作为微生物的碳源,但不同的 微生物利用含碳物质具有选择性,利用能力也有差异。 世 素 朱 凸 偷 虹 弊 判 多 冒 炒 粱 琅 忽 贫 姆 酵 堰 谜 贤 娇 似 勉 酪 植 歌 染 耸 忧 分 棚 诵 第 二 章 - 园 艺 学 专 业
6、第 二 章 - 园 艺 学 专 业 种类类碳源物质质备备注 糖 葡萄糖、果糖、麦芽糖、蔗糖、淀粉、 半乳糖、乳糖、甘露糖、纤维纤维 二糖、纤纤 维维素、半纤维纤维 素、甲壳素、木质质素等 单单糖优优于双糖,己糖优优于戊糖,淀粉优优于 纤维纤维 素,纯纯多糖优优于杂杂多糖。 有机酸 糖酸、乳酸、柠柠檬酸、延胡索酸、低级级 脂肪酸、高级级脂肪酸、氨基酸等 与糖类类比效果较较差,有机酸较难进较难进 入细细胞 ,进进入细细胞后会导导致pH下降。当环环境中缺 乏碳源物质时质时 ,氨基酸可被微生物作为为碳 源利用。 醇乙醇 在低浓浓度条件下被某些酵母菌和醋酸菌利 用。 脂脂肪、磷脂 主要利用脂肪,在特定条
7、件下将磷脂分解 为为甘油和脂肪酸而加以利用。 烃烃天然气、石油、石油馏馏分、石蜡油等 利用烃烃的微生物细细胞表面有一种由糖脂组组 成的特殊吸收系统统,可将难难溶的烃烃充分乳 化后吸收利用。 CO2CO2为为自养微生物所利用。 碳酸盐盐NaHCO3、CaCO3、白垩等为为自养微生物所利用。 其他 芳香族化合物、氰氰化物 蛋白质质、肽肽、核酸等 利用这这些物质质的微生物在环环境保护护方面有 重要作用。 当环环境中缺乏碳源物质时质时 ,可被微生物作 为为碳源而降解利用。 挞 勒 万 摆 英 谚 膜 秀 足 张 拌 娶 掀 围 康 招 炔 颂 火 烯 囤 亿 螟 振 韧 情 泳 鸣 科 卫 殆 灌 第
8、 二 章 - 园 艺 学 专 业 第 二 章 - 园 艺 学 专 业 能被微生物利用的氮源有:蛋白质及其各类降解产物、铵盐、 硝酸盐、亚硝酸盐、分子态氮、嘌呤、嘧啶、脲、酰胺、氰化 物。 氮源的作用:氮源物质能被微生物用来合成细胞中含氮化合 物,极少数情况下可作为能源,如某些厌氧微生物在厌氧条件 下可利用某些氨基酸作为能源。 微生物对氮源的利用具有选择性,如玉米浆相对于豆饼粉, NH4+相对于NO3-为速效氮源。铵盐作为氮源时会导致培养基pH 值下降,称为生理酸性盐,而以硝酸盐作为氮源时培养基pH值 会升高,称为生理碱性盐。 氮素营养 亦称作氮源,凡能被微生物用来构成细胞物质或代谢产 物中氮素
9、成分的营养物质通称为氮源(sourceofnitrogen)。 簿 悼 嚼 拉 竹 钙 印 硼 脉 脉 砂 删 惕 蝉 乘 状 砍 疟 匈 暮 菜 孝 敞 迸 银 页 镁 滨 祟 韶 盒 惭 第 二 章 - 园 艺 学 专 业 第 二 章 - 园 艺 学 专 业 种类类氮源物质质说说 明 蛋白质质 类类 蛋白质质及其不 同程度降解产产 物(胨胨、肽肽、 氨基酸等) 大分子蛋白质难进质难进 入细细胞,一些真菌和少数细细 菌能分泌胞外蛋白酶,将大分子蛋白质质降解利 用,而多数细细菌只能利用相对对分子质质量较较小其 降解产产物 氨及铵铵 盐盐 NH3、 (NH4)2SO4等 容易被微生物吸收利用 硝
10、酸盐盐KNO3等容易被微生物吸收利用 分子氮N2 固氮微生物可利用,但当环环境中有化合态态氮源 时时,固氮微生物就失去固氮能力 其他 嘌呤、嘧啶嘧啶 、脲脲、胺、 酰酰胺、氰氰化 物 大肠肠杆菌不能以嘧啶嘧啶 作为为唯一氮源,在氮限量 的葡萄糖培养基上生长时长时 ,可通过诱导过诱导 作用先 合成分解嘧啶嘧啶 的酶,然后再分解并利用嘧啶嘧啶 可 不同程度地被微生物作为为氮源加以利用 印 扳 侣 斌 莱 巡 沮 岗 锑 碑 请 艇 遁 谬 主 罢 拷 旦 擦 昭 誉 匣 灭 浓 洽 迂 闽 诈 胡 彭 姚 晕 第 二 章 - 园 艺 学 专 业 第 二 章 - 园 艺 学 专 业 氨基酸的自养与异
11、养型: 能以铵盐、硝酸盐或尿素等无机氮源为唯一氮源合成自 身所需的全部含氮有机物,称作氨基酸自养型微生物。 那些不能以无机氮源合成所需的全部氨基酸而必需从环 境中摄取某些必需氨基酸的微生物,称作氨基酸异养型微生物。 能以空气中氮气(N2)为唯一氮源,通过固氮酶将其还 原为氨(NH3),再进一步合成细胞所需的全部有机含氮化合 物的微生物称作固氮微生物。 暖 窗 何 翠 驹 氟 赐 羊 源 簇 汰 展 宅 妻 尸 咐 穗 卵 蓟 是 蜀 寸 侨 棒 睁 纶 点 闷 格 府 允 卜 第 二 章 - 园 艺 学 专 业 第 二 章 - 园 艺 学 专 业 矿物质营养 亦称作无机盐(inorganic
12、salt)是微生物生长必不可少的 一类营养物质,它们在机体中的生理功能主要是: (1)构成细胞的结构成分 (2)作为酶的活性中心的组成部分,维持酶的活性; (3)维持生物大分子和细胞结构的稳定性,调节并维持细 胞的渗透压平衡,控制细胞的氧化还原电位等; (4)作为某些微生物生长的能源物质,如铁细菌。 分作常量元素与微量元素: 常量元素:磷、硫、钾、镁、钙、钠等; 微量元素:锌、锰、氯、钼、硒、钴、铜、钨、镍、硼等。 坊 笑 颅 泼 脱 贺 资 蔷 雌 窥 鼻 惩 睛 勋 鞋 深 尘 吵 蔽 忍 卵 邀 柿 踌 镜 掏 竖 陵 房 饲 际 袍 第 二 章 - 园 艺 学 专 业 第 二 章 -
13、园 艺 学 专 业 元素化合物形式(常用)生理功能 磷KH2PO4,K2HPO4核酸、核蛋白、磷脂、辅辅酶及ATP等高能分子的 成分,作为缓为缓 冲系统调节统调节 培养基pH。 硫(NH4)2SO4,MgSO4含硫氨基酸(半胱氨酸、甲硫氨酸等)、维维生素的 成分,谷胱甘肽肽可调节调节 胞内氧化还还原电电位。 镁镁MgSO4己糖磷酸化酶、异柠柠檬酸脱氢氢酶、核酸聚合酶等 活性中心组组分,叶绿绿素和细细菌叶绿绿素成分。 钙钙CaCl2,Ca(NO3)2某些酶的辅辅因子,维维持酶(如蛋白酶)稳稳定性,芽 孢孢和某些孢孢子形成所需,建立细细菌感受态态所需 。 钠钠NaCl细细胞运输输系统组统组 分,维
14、维持细细胞渗透压压,维维持某 些酶的稳稳定性。 钾钾KH2PO4,K2HPO4某些酶的辅辅因子,维维持细细胞渗透压压,某些嗜盐盐 细细菌核糖体的稳稳定因子。 铁铁FeSO4细细胞色素及某些酶的组组分,某些铁细铁细 菌的能源 物质质,合成叶绿绿素、白喉毒素所需。 虫 是 撰 戳 靳 轮 铱 埋 裕 酸 鼻 襟 先 签 马 偿 丫 爱 鸳 造 渡 仟 案 毁 声 矫 其 泥 侩 戎 牛 友 第 二 章 - 园 艺 学 专 业 第 二 章 - 园 艺 学 专 业 元素生理功能 锌锌 存在于乙醇脱氢氢酶、乳酸脱氢氢酶、碱性磷酸酶、醛缩醛缩 酶 、RNA与DNA聚合酶中 锰锰存在于过过氧化物歧化酶、柠柠
15、檬酸合成酶中 钼钼存在于硝酸盐还盐还 原酶、固氮酶、甲酸脱氢氢酶中 硒存在于甘氨酸还还原酶、甲酸脱氢氢酶中 钴钴存在于谷氨酸变变位酶中 铜铜存在于细细胞色素氧化酶中 钨钨存在于甲酸脱氢氢酶中 镍镍存在于脲脲酶中,为氢细为氢细 菌生长长所必需 亚 驼 伎 振 大 内 蟹 乙 迭 乱 娩 毛 侠 同 亮 寒 僻 嘿 匿 痪 姿 亨 各 野 冤 林 锹 杯 暂 吸 秋 篱 第 二 章 - 园 艺 学 专 业 第 二 章 - 园 艺 学 专 业 生长因子(growth factor)通常指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或合成量不足以满足机体生 长需要的有机化合物。 生长因子
16、 生长因子主要包括:维生素(vitamin)、氨基酸与嘌呤与嘧啶三大 类。其功用: 维生素主要是作为酶的辅基或辅酶参与新陈代谢; 有些微生物自身缺乏合成某些氨基酸的能力,因此必须在培 养基中补充这些氨基酸或含有这些氨基酸的小肽类物质,微生物 才能正常生长; 嘌呤与嘧啶作为生长因子在微生物机体内的作用主要是作为 酶的辅酶或辅基,以及用来合成核苷、核苷酸和核酸。 饶 茬 坠 鼻 水 拧 骂 则 秘 妨 遭 瞥 杯 蓑 挚 童 蚕 差 要 份 玻 邮 校 施 王 摸 骚 姻 序 甜 前 侣 第 二 章 - 园 艺 学 专 业 第 二 章 - 园 艺 学 专 业 化合物代谢谢中的作用 对对氨基苯甲酸
17、四氢氢叶酸的前体,一碳单单位转转移的辅辅酶 生物素 催化羧羧化反应应的酶的辅辅酶 辅辅酶M甲烷烷形成中的辅辅酶 叶酸四氢氢叶酸包括在一碳单单位转转移辅辅酶中 泛酸辅辅酶A的前体 硫辛酸丙酮酮酸脱氢氢酶复合物的辅辅基 尼克酸NAD、NADP的前体,它们们是许许多脱氢氢酶的辅辅酶 吡哆素(B6)参与氨基酸和酮酮酶的转转化 核黄素(B2)黄素单单磷酸(FMN)和FAD的前体,它们们是黄素蛋白的辅辅基 钴钴胺素(B12)辅辅酶B12包括在重排反应应里(为为谷氨酸变变位酶) 硫胺素(B1)硫胺素焦磷酸脱羧羧酶、转醛转醛 醇酶和转酮转酮 醇酶的辅辅基 维维生素K甲基酮类酮类 的前体,起电电子载载体作用(如
18、延胡索酸还还原酶 ) 氧肟肟酸促进铁进铁 的溶解性和向细细胞中的转转移 滥 整 通 澳 涝 惑 鞋 尽 沦 单 宴 毗 砂 剥 坷 蝉 朴 笔 斥 睫 荧 迁 淆 斥 免 魁 鼻 倪 样 阶 并 爪 第 二 章 - 园 艺 学 专 业 第 二 章 - 园 艺 学 专 业 二、微生物的营养类型(四种) 1.光能无机营养型(光能自养型) (photolithoautotrophy) 2.光能有机营养型(光能异养型) (photoorganoheterophy) 3.化能无机营养型(化能自养型) (chemolithoautotrophy) 4.化能有机营养型(化能异养型) (chemoorgano
19、heterotrophy) 门 己 厨 澡 和 朵 端 皋 部 拟 支 野 懊 钳 捐 球 狄 瞧 暑 日 羡 椭 轨 钠 提 溺 募 慈 漠 轰 界 啃 第 二 章 - 园 艺 学 专 业 第 二 章 - 园 艺 学 专 业 1.光能无机营养型 光能无机营营养型 也称光能自养型,这这是一类类能以CO2 为为唯一碳源或主要碳源并利用光能进进行生长长的的微生物, 它们们能以无机物如水、硫化氢氢、硫代硫酸钠钠或其他无机化 合物为电为电 子和氢氢供体,使CO2固定还还原成细细胞物质质,并且 伴随元素氧(硫)的释释放。 藻类、蓝细菌和光合细菌属于这一类营养类型。 瓮 评 必 氛 汝 士 缕 他 厨 腐
20、 硝 舰 芭 瘴 锹 魄 划 褒 襟 宾 卖 述 霍 贵 署 资 竭 像 翟 嫁 赦 指 第 二 章 - 园 艺 学 专 业 第 二 章 - 园 艺 学 专 业 这与高等植物光合作用是一致的。 这与藻类、蓝细菌和高等植物是不同的。 光合细菌: 藻类和蓝细菌: 阜 笨 库 傻 咏 唆 谷 汰 掸 墟 揩 弛 警 殃 婆 洪 郧 胎 痒 命 歌 牵 尊 蠕 巡 闹 拥 营 渡 址 佯 市 第 二 章 - 园 艺 学 专 业 第 二 章 - 园 艺 学 专 业 2. 光能有机营养型 光能有机营养型 或称光能异养型,这类微生物以 CO2或简单有机物作为碳源,以CO2为碳源时需要有 机物作为供氢体,利用
21、光能将CO2还原为细胞物质。 红螺属的一些细菌就是这一营养类型的代表: 光能有机营养型细菌在生长时通常需要外源的 生长因子。 蛹 芹 翌 锥 铁 岳 郊 源 页 拎 桂 攫 腊 乙 企 袱 付 所 阁 捧 袒 闭 块 捕 功 耶 间 亥 真 羔 账 署 第 二 章 - 园 艺 学 专 业 第 二 章 - 园 艺 学 专 业 3. 化能无机营养型 化能无机营养型 或称化能自养型,这类微生物利 用无机物氧化过程中放出的化学能作为它们生长所 需的能量,以CO2或碳酸盐作为的唯一或主要碳源进 行生长,利用电子供体如氢气、硫化氢、二价铁离 子或亚硝酸盐等使CO2还原成细胞物质。 属于这类微生物的类群有硫
22、化细菌、硝化细菌、 氢细菌与铁细菌等(参见微生物的产能方式)。例 如氢细菌: 万 船 赛 坐 捎 做 徐 螺 齿 谎 皑 绦 周 巴 蜀 指 炔 蜒 竖 裙 搀 瞄 徒 弓 徽 墙 栋 修 顿 洱 盅 茧 第 二 章 - 园 艺 学 专 业 第 二 章 - 园 艺 学 专 业 4. 化能有机营养型 化能有机营养型 或称化能异养型,这类微生物生长所 需的能量来自有机物氧化过程放出的化学能,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,也即化能有机营养型微生物里的有机物 通常既是它们生长的碳源物质又是能源物质。 大多数微生物属于化能有机营养型:绝大多数的细菌、 全部真菌
23、、原生动物以及病毒(?)。 如果化能有机营养型微生物利用的有机物不具有生命活 性,则是腐生型;若是生活在生活细胞内从寄生体内获 得营养物质,则是寄生型。 清 拒 助 桩 堡 廉 蛆 无 莉 帆 恨 呈 颈 晶 宪 徽 柒 发 肇 独 鞘 含 锑 炒 研 譬 汲 霹 慎 红 泅 酒 第 二 章 - 园 艺 学 专 业 第 二 章 - 园 艺 学 专 业 划分 依据 营营养类类型特点 碳源 自养型(autotrophs)以CO2为为唯一或主要碳源 异养型(heterotrophs)以有机物为为碳源 能源光能营营养型 (phototrophs) 以光为为能源 化能营营养型 (chemotrophs)
24、 以有机物或无机物氧化释释放 的化学能为为能源 电电子 供体 无机营营养型(lithotrophs) 以还还原态态无机物为电为电 子供 体 有机营营养型 (organotrophs) 以有机物为电为电 子供体 微生物营养类型划分小结 汪 求 午 添 恬 彭 葵 歪 朝 辜 渤 姑 陡 荆 济 瓦 瞅 款 吵 哩 翔 刻 输 漆 坟 淌 甩 皆 蚀 萄 酷 美 第 二 章 - 园 艺 学 专 业 第 二 章 - 园 艺 学 专 业 营营养类类型电电子供体碳源能源代表类类群 光能无机营营养型 H2、H2S、S 、或H2O CO2光能 着色细细菌、蓝细蓝细 菌、藻 类类 光能有机营营养型有机物 CO
25、2或 有机物 光能 红红螺细细菌 化能无机营营养型 H2、H2S、 Fe2+、NH3、 或NO-2 CO2 化学能 (无机物氧化) 氢细氢细 菌、硫杆菌、 亚亚硝化单单胞菌属 (Nitrosomonas)、硝化 杆菌属(Nitrobacter) 、甲烷烷杆菌属 (Methanobacterium)、 醋酸杆菌属 (Acetobacter) 化能有机营营养型有机物有机物 化学能 (有机物氧化) 假单单胞菌属、芽孢孢杆菌 属、乳酸菌属、真菌、 原生动动物 打 脱 泅 酋 摊 募 嘘 趟 酸 焰 式 祝 念 遏 螟 酞 互 诫 抓 郴 阻 鸵 痞 腕 霉 厌 宴 薯 意 卒 外 篱 第 二 章 -
26、园 艺 学 专 业 第 二 章 - 园 艺 学 专 业 三、微生物摄取营养的方式 营养物的摄取方式:胞吞作用 渗透吸收 营养物通过渗透方式进入细胞的第一屏障是细胞壁, 细胞壁可允许通过的物质的分子量为800u, (u为原子量单位,1u1.6610-27Kg) 因此,大分子物质进入细胞前需要胞外酶对其进行分解。 营养物进入细胞的方式有: 简单扩散 促进扩散 主动运输 基团转位(移) 疗 拌 流 螺 钦 万 铺 绿 郴 康 储 阂 疽 曰 绷 沤 葵 朝 秉 磷 喜 郴 办 骨 褂 仕 汲 噬 迪 旷 妆 欠 第 二 章 - 园 艺 学 专 业 第 二 章 - 园 艺 学 专 业 营养物质吸收与代
27、谢产物的分泌, 涉及到物质的运输,而关键是细胞膜 。 笆 觅 烤 阔 秧 瘤 渣 闹 谎 惭 拴 氨 晦 霸 窃 琴 锐 褐 驾 蚌 丛 任 午 谋 诸 任 胆 器 辆 煎 俭 偶 第 二 章 - 园 艺 学 专 业 第 二 章 - 园 艺 学 专 业 简单扩散 不耗能 跨膜 促进扩散 运输 主动运送 耗能 基团移位 癸 姬 铁 馆 铆 凯 醚 涝 讹 畦 摘 乱 涣 怠 郊 确 熬 壶 辽 拢 屈 座 巳 流 予 峭 昏 经 娟 下 蟹 怀 第 二 章 - 园 艺 学 专 业 第 二 章 - 园 艺 学 专 业 又称作被动运输 (passive transport) 营养物依靠细 胞膜内外浓
28、度差,从高浓度到低浓度扩散进行运输。 细胞膜是一道屏障,但是细胞膜有通透性。 运输的能量是浓度梯度所形成的势能。 可运输营养物: 氧、二氧化碳、乙醇、氨基酸等小分子;亲脂性分 子。 简单扩散 (simple diffusion) 金 嚎 翱 欺 柒 振 俺 艘 脆 替 寿 更 鸡 继 残 么 向 厘 碘 淤 撅 采 羡 竣 夺 狈 炭 擎 山 谤 癌 匹 第 二 章 - 园 艺 学 专 业 第 二 章 - 园 艺 学 专 业 人工脂双层膜对不同分子的透过作用 镐 伯 消 壳 犀 匡 砰 封 思 荒 赂 锰 贿 仇 所 呛 孩 功 品 勾 慧 临 真 夫 唇 哄 媳 弃 官 噎 釉 婉 第 二
29、章 - 园 艺 学 专 业 第 二 章 - 园 艺 学 专 业 水的扩散渗透 奴 埔 女 凳 博 仇 恤 脑 麓 湍 蜀 陋 粱 邀 开 界 迂 诧 愤 见 额 输 冲 道 辰 蔬 辛 丰 商 澈 急 颤 第 二 章 - 园 艺 学 专 业 第 二 章 - 园 艺 学 专 业 细胞对渗透的反应 卫 盏 厌 倦 娱 格 疯 颁 迪 莹 吝 照 滥 蜂 钎 升 吴 骤 削 呐 镇 韦 道 敏 履 殿 积 农 颗 兴 棉 葛 第 二 章 - 园 艺 学 专 业 第 二 章 - 园 艺 学 专 业 需要特异性载体蛋白 (carrier protein),有:渗透酶 (permease)(大多为诱导酶)
30、、移位酶(traslocase)、 移位蛋白(traslocator)。 原理:每种载体蛋白运输相应的物质。利用膜内、膜外被运输 物质和载体蛋白的亲和力的不同。从高浓度到低浓度。 运输的能量是浓度梯度所形成的势能。 举例:酿酒酵母对各种糖、氨基酸和维生素的吸收,及大肠杆 菌对甘油的吸收。 促进扩散 (facilitated diffusion) 疑 冕 科 痕 西 糜 片 校 证 唾 腊 懂 医 颁 械 叮 侄 扯 亚 利 蜘 惕 脉 抚 霓 梁 塌 搞 宦 效 吭 姓 第 二 章 - 园 艺 学 专 业 第 二 章 - 园 艺 学 专 业 短杆菌肽构成的通道 宾 诛 踢 欢 丘 内 纽 赏
31、怒 帜 逾 鱼 刨 忧 指 磁 川 拽 躁 鞍 踊 祝 斯 偏 舷 虽 踊 壤 肮 极 萧 豪 第 二 章 - 园 艺 学 专 业 第 二 章 - 园 艺 学 专 业 单纯扩散和促进扩散的比较 商 资 髓 笆 钾 葬 愁 枣 眠 涝 巩 顷 蔗 膜 溃 沪 汲 侯 钉 启 批 货 真 怔 萌 绸 被 严 哟 毗 过 盎 第 二 章 - 园 艺 学 专 业 第 二 章 - 园 艺 学 专 业 是微生物吸收营养的主要方式 需要特异性载体蛋白 需要能量来改变载体蛋白的构象 是逆浓度梯度的运输 主动运送 (active transport) 汰 奶 舱 盆 店 觅 舔 昂 遍 忍 魄 妙 罗 策 卖
32、傀 稗 颊 瞳 狈 狰 仟 息 莎 氦 病 混 尉 舍 扒 聂 环 第 二 章 - 园 艺 学 专 业 第 二 章 - 园 艺 学 专 业 ABC运输系统 ABC运输系统(ATP-binding cassette transport system) 利用ATP提供能量的运输过程 不同的转运器可转运离子、氨基酸、核苷酸、多糖、多肽、甚 至蛋白质 肯 钎 剖 镍 棠 能 信 笔 蚌 郎 心 檀 誉 驭 窜 挺 陕 袒 雷 琼 漠 货 划 母 烧 控 民 愧 吓 吨 奶 雪 第 二 章 - 园 艺 学 专 业 第 二 章 - 园 艺 学 专 业 第一个被发现的真核细胞的ABC转运器多药抗性蛋白 (m
33、ultidrug resistance protein, MDR) 或 觉 屁 鞘 秤 凹 裔 殉 握 掐 质 挨 鹃 争 淖 烧 政 颧 兢 颗 衍 蜗 徽 沙 纠 贯 溃 今 牙 烹 缔 昭 第 二 章 - 园 艺 学 专 业 第 二 章 - 园 艺 学 专 业 钠离子运输钠离子运输 钠离子主动运送。钠离子主动运送。 1 antiport, 对向运输过程 :质子从胞外(高浓度) 到胞内(低浓度),同时 钠离子从胞内(低浓度) 到胞外(高浓度)。 2 symport, 同向运输过程 :钠离子从胞外(高浓度 )到胞内(低浓度), 同 时营养物质从胞外(高浓 度)到胞内(低浓度)。 钠离子同向运
34、输在真核细胞的 糖和氨基酸吸收中起重要作用 允 掘 抽 彦 栋 毒 搜 戊 垫 遣 晋 钓 淑 梗 觅 罕 朔 秋 歌 簇 醚 殴 尧 犊 擎 逝 茬 氟 际 缚 澎 拐 第 二 章 - 园 艺 学 专 业 第 二 章 - 园 艺 学 专 业 Na+, K+-ATP酶系统,一种重要的离子通道蛋白。 作用:富集K+ 存在于原生质膜上面 铸 盘 懦 桂 年 揉 常 愉 传 奎 逼 巾 浇 揍 粳 唤 六 穿 楔 颖 锦 抵 淫 竹 陷 逗 硫 险 慑 炊 秆 媚 第 二 章 - 园 艺 学 专 业 第 二 章 - 园 艺 学 专 业 基团移位 (group translocation) 在运输过程
35、中,物质分子发生了化学变化。 每输入一个葡萄糖分子,就要消耗一个ATP的能量。 轧 仁 憎 悄 叁 祟 荔 草 酋 凌 镇 殆 草 盆 烹 扁 畸 今 垮 肋 岛 唯 擦 湃 恐 洼 就 去 余 净 匡 杨 第 二 章 - 园 艺 学 专 业 第 二 章 - 园 艺 学 专 业 细菌 PTS运输。 (PTS: phosphotransferase system 基团移位 慕 巩 噪 预 复 僧 宏 智 将 珍 铡 抑 墩 篓 洲 猪 黎 苍 隧 帧 铜 卜 管 捡 吴 荧 情 料 拎 掷 斤 舱 第 二 章 - 园 艺 学 专 业 第 二 章 - 园 艺 学 专 业 侯 拖 糖 桃 而 组 折
36、 接 嘿 脊 勿 罐 街 矗 掩 术 蚕 啄 禹 盗 茁 辙 羡 蓬 缴 虫 撵 锨 迁 懂 坚 嗽 第 二 章 - 园 艺 学 专 业 第 二 章 - 园 艺 学 专 业 胞饮作用胞饮作用 胞吞作用 胞吐作用胞吐作用 酣 退 渗 墒 蔓 慌 幼 毅 被 饲 坯 抗 套 许 省 苯 似 裤 药 菲 陷 辉 牌 摹 杆 搐 昂 袄 宋 庭 搭 纤 第 二 章 - 园 艺 学 专 业 第 二 章 - 园 艺 学 专 业 胞吞作用、胞饮作用和胞吐作用 拯 滔 矾 养 郴 润 娠 徒 踌 瘸 印 既 骏 芭 江 畸 茵 日 恕 笑 炔 珍 森 恬 问 准 缸 气 驶 串 邓 曲 第 二 章 - 园 艺
37、 学 专 业 第 二 章 - 园 艺 学 专 业 四、培养基 培养基 (medium,culture medium) 是一种人工配制的、适合微生物生长繁殖 或产生代谢产物用的营养基质。 蜡状芽孢杆菌琼脂培养基 斑 半 副 颧 籽 氢 沧 瞎 蒋 甚 尔 突 烩 尤 舆 园 叁 听 傣 勺 仰 监 醉 萤 酿 玄 嗅 悉 藻 难 徊 独 第 二 章 - 园 艺 学 专 业 第 二 章 - 园 艺 学 专 业 配制培养基的原则 1. 满足微生物的营养需求 每种培养基中要含有适当的碳源 、氮源、无机盐以及生长因子。当然 ,还需要水。 细菌: 牛肉膏蛋白胨培养基 放线菌:高氏一号培养基 酵母菌:麦芽汁
38、培养基 霉菌:查氏培养基 马铃薯葡萄糖琼脂培养基 扇 偿 译 瞪 摩 哺 搔 蝗 徐 豫 吟 谨 膏 才 凯 贿 妄 敝 晤 镐 堂 瞄 捎 框 联 讼 含 裸 潮 巡 丸 泵 第 二 章 - 园 艺 学 专 业 第 二 章 - 园 艺 学 专 业 2. 各种各营养物的浓度及比例合适 各种营养物的浓度和比例要适宜。设计培养基 前,需要分析微生物的细胞成分,由此得到各种营 养物的比例;设计培养基时,需要用正交试验法试 验各种营养物的比例与浓度。 碳氮比(C/N),即培养基中碳元素与氮元素 含量之比;也指还原糖与粗蛋白质含量之比。 一般培养基C/N为6/1;真菌培养基的C/N为10/1。 闻 倪
39、颁 漱 浅 较 林 秽 怀 战 岭 口 睦 秘 祝 柞 浆 胺 板 义 菱 鸳 宵 谎 影 砸 绣 拯 遵 掂 恭 霸 第 二 章 - 园 艺 学 专 业 第 二 章 - 园 艺 学 专 业 3. 物理化学条件适宜 各类微生物都有其生长繁殖的最适pH值、氧化还原电位 和渗透压,配制培养基时需要调节到相应的值。 涉及:pH值,一般:细菌嗜中性微碱,最适pH7.07.5; 放线菌偏碱,pH7.5及以上; 酵母菌及霉菌嗜酸,pH4.66.0。 需要缓冲液成分调节pH,例如,磷酸盐、 碳酸钙(CaCO3)等。 氧化还原电位:利用还原剂调节,如维生素C、 巯基乙醇等 渗透压:嗜盐微生物需要高渗环境,一般
40、加入 2.86.2mol/L NaCl来实现。 玄 任 申 某 肘 嘎 滤 己 寇 露 芝 释 沾 鸳 萨 泡 抡 逗 叙 秘 畜 镁 卸 妻 屋 敌 再 歌 疆 湃 沂 洽 第 二 章 - 园 艺 学 专 业 第 二 章 - 园 艺 学 专 业 培养基的类型及应用 按对培养基中营养物的化学成分的了解程度来区分: 复合培养基(天然培养基) 利用动植物或微生物的 组织、器官或由其得到的提取物制成的培养基。如牛肉膏蛋 白胨培养基。其化学成分复杂,营养丰富,取材容易,配制 方便,但是成分不稳定,实验重复结果差。 合成培养基(限定培养基) 用化学成分已知的化学 物质配制的培养基。如高氏一号培养基、查氏
41、培养基。其化 学成分明确,实验重复好,适合于生理生化研究。但是,配 制复杂,费用高,微生物在其上生长较慢。 半合成培养基由部分天然材料和部分纯化学药品制 成的培养基。例如马铃薯葡萄糖琼脂培养基(PDA培养基) 。 概 督 痞 手 降 益 涌 言 颤 添 邓 蒂 罚 公 遣 媚 寺 遗 旋 枕 睦 焚 页 尺 操 裙 境 黎 赫 从 性 桩 第 二 章 - 园 艺 学 专 业 第 二 章 - 园 艺 学 专 业 按培养基的物理状态分为: 液体培养基(liquid medium) 培养基中未 加 凝固剂。 用途:大量培养微生物、研究生理代谢等。 固体培养基(solid medium) 一般加有足量
42、凝 固剂;凝固剂琼脂含量在1.52.5。 用途:由于固体培养基能提供表面,形成单菌落,因 此可用于:菌种分离、鉴定、保藏等。 半固体培养基(semi-solid medium) 凝固剂 含量不足,一般琼脂含量约为0.50.7%。 用途:观察细菌的运动、测定噬菌体效价等。 吨 遇 护 掠 刁 扩 屏 抒 使 键 希 舔 酒 者 姬 棠 煌 斗 睫 句 焚 兢 番 更 妙 钨 蒂 弓 尧 契 酬 恭 第 二 章 - 园 艺 学 专 业 第 二 章 - 园 艺 学 专 业 凝固剂的特点: 不被微生物分解利用; 生长温度范围内保持固体状态; 凝固点温度对微生物无害; 不因灭菌而破坏; 透明度好、配制方
43、便、价格低。 凝固剂: 琼脂,常用,熔点95以上,凝固点45; 明胶,熔点、凝固点均约22,用于细菌的鉴 定试验; 硅胶,用于无机营养型微生物(化能自养微生物) 培养,固氮菌、土壤微生物的研究试验。 涛 币 率 艇 濒 茧 阂 威 罩 饼 品 跋 诈 倒 移 柞 饯 悠 墩 奋 以 固 榆 缅 熏 雀 摹 俏 略 悄 纪 港 第 二 章 - 园 艺 学 专 业 第 二 章 - 园 艺 学 专 业 按培养基的用途或功能分为: 选择培养基(selected medium) 根据某种微生 物生长的特殊要求或对某些化学物理因素的抗性而设计的 培养基。可以让一类微生物在其中正常生长而其它微生物 生长缓慢
44、甚至不能生长的培养基。 用途:将混合菌中所需的目的微生物分离出来。 例如:马丁氏培养基 葡萄糖 10g 蛋白胨 5g K2HPO4 1g MgSO47H2O 0.5g 琼脂 20g H2O 1000ml 另外加有抑制细菌生长的 孟加拉红(1/3万),链霉素(30 单位/每毫升)或金霉素(2单位/毫升)。 酌 忻 醒 渊 帆 坝 楞 映 哦 族 挝 馅 念 径 嘿 鄙 腋 迫 躬 绢 累 瘴 投 扫 篙 呻 箔 宋 浅 尹 掂 凶 第 二 章 - 园 艺 学 专 业 第 二 章 - 园 艺 学 专 业 富集培养基(enriched medium)一种常用的选 择培养基,培养基中有选择性营养物,达
45、到富集某种微生 物的目的。 鉴别培养基(differential medium) 培养基中加 入了化学指示剂或加入了能与微生物的代谢产物发生显色 反应的化学试剂,在培养前后发生显色反应,以区别微生 物,用于微生物的鉴定。 例如:大肠杆菌鉴定培养基:伊红美蓝培养基。 加富培养基普通培养基中添加了特殊的营养物, 如血清、组织浸出液等,以适应特殊的、营养需求苛刻的 微生物的营养需求的培养基。 藏 税 堤 质 野 经 啪 壹 芳 败 指 夸 僻 眩 号 随 新 蜡 磐 砧 食 蒸 险 栈 秸 橡 吮 软 耕 颧 声 肺 第 二 章 - 园 艺 学 专 业 第 二 章 - 园 艺 学 专 业 培养基3:
46、 牛肉膏 3g 蛋白胨 10g NaCl 5g H2O 1000mL pH ? 培养基1: 葡萄糖 5g NH4H2PO4 1g NaCl 5g MgSO47H2O 0.2g K2HPO4 1g H2O 1000mL pH ? 培养基2: S 10g MgSO47H2O 0.5g (NH4)2SO4 0.4g FeSO4 0.01g KH2PO4 4g CaCl2 0.25g H2O 1000mL pH ? 是什么培养基,即名称? pH值是多少? 有何用途? 用 炼 世 涯 壳 储 罢 冉 绕 伶 墟 亮 疗 召 猪 寂 劫 菩 饭 蚕 欢 耀 幼 脉 约 霄 碧 携 摘 瞎 蓝 勒 第 二
47、章 - 园 艺 学 专 业 第 二 章 - 园 艺 学 专 业 第二节 微生物的能量代谢 代谢(metabolism): 发生在活细胞中的各种分解代谢(catabolism)和 合成代谢(anabolism)的总和。 新陈代谢 = 分解代谢 + 合成代谢 代谢的概念 泌 急 愉 弯 痉 珠 嘉 政 翟 蒜 蕊 草 挖 肇 玉 村 八 辣 洪 抠 效 蒙 葛 缅 百 诈 刮 虞 胚 梁 席 研 第 二 章 - 园 艺 学 专 业 第 二 章 - 园 艺 学 专 业 分解代谢: 指复杂的有机物分子通过分解代谢酶系的催化,产生 简单分子、腺苷三磷酸(ATP)形式的能量和还原力的作 用。亦称异化作用 合成代谢: 指在合成代谢酶系的催化下,由简单小分子、ATP形 式的能量和还原力一起合成复杂的大分子的过程。亦称同 化作用 复杂分子 (有机物) 分解代谢 简单小分子 ATP H 合成代谢 炊 诚 细 盏 滋 嫡 吁 困 泳 捍 灶 碎 厄 九 处 曰 束 增 哈 吵 瘤 鸯 腰 废 宙 票 竣 越 趴 进 釉 带 第 二 章 - 园 艺 学 专 业 第 二 章 - 园 艺 学 专 业 按物质转化方式分: 分解代谢:指细胞将大分子物质降解成小分子物质,并在 这个
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