微生物营养与代谢课件.ppt

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1、微 生 物 营 养 微 生 物 摄 取 和 利 用 营 养 物 质 的 过 程 。微 生 物 代 谢 微 生 物 体 内 发 生 化 学 反 应 的 总 和 。有 了 营 养 微 生 物 才 能 代 谢 、 生 长 和 繁 殖 ， 并 为 人 类 提 供 各种 有 益 代 谢 产 物 起 点 。了 解 微 生 物 的 营 养 原 理 ， 是 研 究 和 利 用 微 生 物 的 必 要 基 础培 养 基 。第 三 章 微 生 物 营 养 与 代 谢 第 一 节 微 生 物 营 养 物 质 和 营 养 类 型第 二 节 微 生 物 营 养 物 质 的 吸 收 机 制第 三 节 培 养 基第 四 节

2、 微 生 物 代 谢 第 一 节 微 生 物 营 养 物 质 和 营 养 类 型一 、 微 生 物 营 养 物 质 及 其 功 能 水微生物营养物质 碳 素 化 合 物氮 素 化 合 物矿 质 元 素生 长 因 子 第 一 节 微 生 物 营 养 物 质 和 营 养 类 型一 、 微 生 物 营 养 物 质 及 其 功 能1、 碳 素 化 合 物 (碳 源 )：碳 源 ： 是 微 生 物 细 胞 内 碳 素 物 质 或 代 谢 产 物 中 的 C的 来 源 。 占 细 胞 干 重 的 50%。 第 一 节 微 生 物 营 养 物 质 和 营 养 类 型一 、 微 生 物 营 养 物 质 及 其

3、 功 能1、 碳 素 化 合 物 (碳 源 )：微 生 物 细 胞 中 碳 素 的 功 能 ：（ 2） 大 多 数 微 生 物 的 能 源 物 质（ 1） 构 成 微 生 物 体 有 机 分 子 的 骨 架 第 一 节 微 生 物 营 养 物 质 和 营 养 类 型一 、 微 生 物 营 养 物 质 及 其 功 能1、 碳 素 化 合 物 (碳 源 )：甘 薯 、 玉 米 粉 、 麸 皮 、 米 糠 、 野 生 植 物 的 淀 粉 、酒 糟 、 造 纸 厂 亚 硫 酸 液无 机 物 （ CO2）有 机 物 葡 萄 糖 、 果 糖 、 蔗 糖 、 麦 芽 糖 、 淀 粉有 机 酸 、 醇 类 、

4、 脂 类微 生 物 可 以 利 用 的 碳 源 种 类 非 常 广 泛 第 一 节 微 生 物 营 养 物 质 和 营 养 类 型一 、 微 生 物 营 养 物 质 及 其 功 能1、 碳 素 化 合 物 (碳 源 )：甲 烷 氧 化 菌 ： 甲 烷 、 甲 醇 根 据 不 同 微 生 物 对 碳 素 利 用 的 情 况 ， 可 以 做 什 么 工 作 ？不 同 的 微 生 物 利 用 碳 素 的 情 况洋 葱 假 单 胞 菌 ： 九 十 多 种 碳 素 化 合 物纤 维 素 分 解 菌 （ 部 分 ） ： 只 利 用 纤 维 素148种 碳 源 进 行 鉴 定 第 一 节 微 生 物 营 养

5、 物 质 和 营 养 类 型一 、 微 生 物 营 养 物 质 及 其 功 能2、 氮 素 化 合 物 （ 氮 源 ） 氮 源 ： 是 构 成 微 生 物 细 胞 含 氮 物 质 或 代 谢 产 物 中 的 N素 的 来 源 。 分 子 氮 N2（ 固 氮 菌 、 根 瘤 菌 、 少 数 放 线 菌 和 光 合 细 菌 、 蓝 细 菌 ）无 机 氮 NH 4 、 NO3 、 NO2 （ 多 数 微 生 物 ）有 机 氮 蛋 白 质 、 牛 肉 膏 、 酵 母 膏 （ 多 数 微 生 物 ） 、 多 肽 、 氨 基 酸 尿 素 、 玉 米 浆 、 饼 粕 （ 生 产 实 践 ）微 生 物 可 利

6、 用 的 氮 素 化 合 物 ：氮 素 化 合 物 的 功 能 ：构 成 细 胞 物 质 ， 少 数 微 生 物 的 能 源 物 质 （ 硝 化 细 菌 氨 ） 。 第 一 节 微 生 物 营 养 物 质 和 营 养 类 型3、 矿 质 元 素(无 机 盐 磷 酸 盐 、 硫 酸 盐 、 氯 化 物 等 ) 为 机 体 提 供 了 必 要 的 金 属 元 素 。 一 、 微 生 物 营 养 物 质 及 其 功 能 第 一 节 微 生 物 营 养 物 质 和 营 养 类 型3、 矿 质 元 素 (无 机 盐 )主 要 功 能 ：a. 构 成 微 生 物 细 胞 的 多 种 结 构 成 分b. 参

7、 与 酶 的 组 成 ， 构 成 酶 的 最 大 活 性 （ Mg、 Mn、 Fe）c. 维 持 细 胞 结 构 的 稳 定 性 （ Ca 、 Mg）d. 维 持 细 胞 渗 透 压 平 衡 ， 有 利 于 物 质 的 运 输 (K、 Na) e. 部 分 元 素 可 作 为 少 数 类 型 微 生 物 的 能 源 (Fe、 S)P、 S、 Fe、 Mg、 K、 Ca (大 量 元 素 )Mn、 Cu、 Zn、 Mo （ 微 量 元 素 ）一 、 微 生 物 营 养 物 质 及 其 功 能 第 一 节 微 生 物 营 养 物 质 和 营 养 类 型4、 生 长 因 子 是 指 微 生 物 生

8、长 必 需 的 但 本 身 不 能 合 成 （ 或 合 成 不 足 的 ） ， 需 要 从 外 界吸 收 的 且 需 要 量 又 很 小 的 有 机 物 质 。一 、 微 生 物 营 养 物 质 及 其 功 能 第 一 节 微 生 物 营 养 物 质 和 营 养 类 型4、 生 长 因 子 生 长 因 子 功 能 ： 构 成 酶 的 辅 基 或 辅 酶生 长 因 子 分 类 （ 化 学 结 构 、 生 理 作 用 ） ： 氨 基 酸 核 苷 (或 碱 基 ) 维 生 素一 、 微 生 物 营 养 物 质 及 其 功 能 第 一 节 微 生 物 营 养 物 质 和 营 养 类 型4、 生 长 因

9、 子 特 点 ：（ 1） 不 同 的 微 生 物 ， 它 们 生 长 所 需 要 的 生 长 因 子 各 不 相 同克 氏 杆 菌 生 物 素 、 对 氨 基 苯 甲 酸肠 膜 明 串 珠 菌 十 七 种 氨 基 酸一 、 微 生 物 营 养 物 质 及 其 功 能 第 一 节 微 生 物 营 养 物 质 和 营 养 类 型4、 生 长 因 子（ 2） 微 生 物 生 长 需 要 的 生 长 因 子 会 随 着 外 界 条 件 的 变 化 而 变 化鲁 毛 霉 ： 厌 氧 条 件 下 ： 需 维 生 素 B与 生 物 素 好 氧 条 件 下 ： 无 需 生 长 因 子一 、 微 生 物 营 养

10、 物 质 及 其 功 能 第 一 节 微 生 物 营 养 物 质 和 营 养 类 型4、 生 长 因 子（ 3） 对 生 长 因 子 未 知 微 生 物 的 培 养酵 母 膏 、 牛 肉 膏 或 动 物 、 植 物 的 组 织 液加 入 天 然 成 分一 、 微 生 物 营 养 物 质 及 其 功 能 第 一 节 微 生 物 营 养 物 质 和 营 养 类 型5、 水 分 微 生 物 水 分 含 量 ： 营 养 细 胞 90%， 孢 子 40%。生 长 、 代 谢 必 不 可 少 的 物 质 。一 、 微 生 物 营 养 物 质 及 其 功 能 第 一 节 微 生 物 营 养 物 质 和 营

11、养 类 型5、 水 分 水 分 在 微 生 物 生 长 代 谢 中 的 功 能 ：a. 机 体 内 生 理 生 化 反 应 的 基 础b. 溶 剂 与 运 输 介 质c. 细 胞 体 内 温 度 的 缓 冲 剂 作 用一 、 微 生 物 营 养 物 质 及 其 功 能 第 一 节 微 生 物 营 养 物 质 和 营 养 类 型5、 水 分水 的 活 度 （ Aw） （ 有 效 性 ） 一 定 温 度 和 压 力 条 件 下 ， 溶 液 中 水 的 蒸 汽 压 力 与 同 样 条 件 (T、 P)下 纯水 蒸 汽 压 力 之 比 。 溶 液 充 分 稀 释 时 Aw=Pw/P0w=n1/（ n2

12、+n1） (n1为 溶 剂 的 摩 尔 数 ， n2为 溶 质 摩 尔 数 )定 义 公 式 是 ： Aw=Pw/P0w Pw:溶 液 中 水 的 蒸 汽 压 ； P 0 w:纯 水 的 蒸 汽 压一 、 微 生 物 营 养 物 质 及 其 功 能 第 一 节 微 生 物 营 养 物 质 和 营 养 类 型5、 水 分微 生 物 最 适 水 的 活 度 值细 菌 ： 0.93 0.99酵 母 菌 ： 0.880.91霉 菌 ： 0.80左 右正 常 ： 0.660.99 特 殊 营 养 条 件 氧 一 、 微 生 物 营 养 物 质 及 其 功 能 适 宜 aw值 范 围 微 生 物 类 群

13、实 例 最 适 aw值 0.970.96 革 兰 氏 阴 性 杆 菌 假 单 胞 菌 属 0.97 不 动 杆 菌 属 大 肠 埃 希 氏 菌0.950.91 大 多 数 细 菌 枯 草 芽 孢 杆 菌 梭 菌 属 0.95 乳 杆 菌 属 0.94 链 球 菌 属0.940.87 酵 母 菌 产 朊 假 丝 酵 母 酿 酒 酵 母 0.940.900.86 革 兰 氏 阴 性 球 菌 微 球 菌 属 0.90 金 黄 色 葡 萄 球 菌 0.86 0.930.80 霉 菌 黑 根 霉 黑 曲 霉 0.930.800.75 嗜 盐 细 菌 盐 生 盐 杆 菌 0.75 0.650.60 耐 (

14、嗜 )高 渗 酵 母 菌 鲁 氏 酵 母 0.62 各种微生物最低水的活度值 第 一 节 微 生 物 营 养 物 质 和 营 养 类 型5、 水 分一 、 微 生 物 营 养 物 质 及 其 功 能 从 营 养 的 角 度 分 异 养 型 生 物 自 养 型 生 物 所 需 要 营 养 物 质 有 机 物 无 机 物 生 物 种 类 动 物 植 物第 一 节 微 生 物 营 养 物 质 和 营 养 类 型二 、 微 生 物 的 营 养 类 型微 生 物 属 于 哪 类 生 物 ， 自 养 还 是 异 养 ？微 生 物营 养 型 自 养 型异 养 型 能 源碳 源 CO2有 机 化 合 物光 能

15、 型化 能 型 光 能化 学 能 光 能 自 养 型化 能 自 养 型光 能 异 养 型化 能 异 养 型 第 一 节 微 生 物 营 养 物 质 和 营 养 类 型 1、 光 能 自 养 型 （ 光 能 无 机 营 养 型 ） 能 够 利 用 光 能 并 以 CO2作 为 唯 一 或 主 要 碳 源 进 行 生 长 的 微 生 物 念 珠 蓝 细 菌基 本 特 点 ：B、 供 氢 体 ： 还 原 性 无 机 物 ， 还 原 CO 2A、 光 合 色 素 （ 叶 绿 素 、 细 菌 叶 绿 素 、类 胡 萝 卜 素 和 藻 胆 素 ）蓝 细 菌 二 、 微 生 物 的 营 养 类 型 实 例

16、： 光叶 绿 素H 2O CO2 (CH 2O)+O2（ 蓝 细 菌 ）光菌 绿 素2H 2S+CO2 (CH 2O)+H 2O+2S（ 绿 硫 细 菌 和 紫 硫 细 菌 ） 第 一 节 微 生 物 营 养 物 质 和 营 养 类 型 1、 光 能 自 养 型 （ 光 能 无 机 营 养 型 ）二 、 微 生 物 的 营 养 类 型 第 一 节 微 生 物 营 养 物 质 和 营 养 类 型2、 光 能 异 养 型 (光 能 有 机 营 养 型 ） 利 用 光 能 并 以 有 机 化 合 物 作 为 唯 一 或 主 要 碳 源 进 行 生 长 的 一 类 微 生 物 。 紫色非硫细菌基 本

17、特 点 ：b.供 氢 体 ： 有 机 物 ， 还 原 CO2 或 有 机 物 形 成 细 胞 物 质a.光 合 色 素 ， 光 合 作 用二 、 微 生 物 的 营 养 类 型 第 一 节 微 生 物 营 养 物 质 和 营 养 类 型二 、 微 生 物 的 营 养 类 型2、 光 能 异 养 型 (光 能 有 机 营 养 型 ） 光 能 异 养 型 微 生 物 在 C源 利 用 上 的 特 殊 性 ： 以 有 机 质 作 为 主 要 C源 ， 能 利 用 CO2， 但 它 不 是 唯 一 碳 源 。光 能 细 菌 叶 绿（ 红 螺 菌 ） CH 3 CO2+2CH OH CH 2O+2CH

18、3COCH 3+H 2O CH 3典 型 实 例 ： 第 一 节 微 生 物 营 养 物 质 和 营 养 类 型3、 化 能 自 养 型 (化 能 无 机 营 养 型 ） 利 用 无 机 化 合 物 氧 化 时 释 放 的 能 量 作 为 能 源 ， 利 用 CO2或 碳 酸 盐 作 为 唯 一或 主 要 碳 源 进 行 生 长 的 一 类 微 生 物 。 产 甲 烷 细 菌典 型 实 例 ： 硫 化 细 菌 、 硝 化 细 菌 、 氢 细 菌 、 铁 细 菌 H 2S、 NO2 、 H 2、 Fe基 本 特 点 ： a. 能 源 ： 无 机 物 氧 化 b. 供 氢 体 ： 无 机 物 ，

19、还 原 CO2二 、 微 生 物 的 营 养 类 型 第 一 节 微 生 物 营 养 物 质 和 营 养 类 型4、 化 能 异 养 型 （ 化 能 有 机 营 养 型 ） 以 有 机 化 合 物 为 碳 源 ， 利 用 有 机 化 合 物 氧 化 过 程 中 产 生 的 能 量 作 为 能 源 而生 长 的 一 类 微 生 物 。 苏云 金杆菌基 本 特 点 ： a. 能 源 ： 有 机 物 氧 化 b. 碳 源 ： 有 机 物多 数二 、 微 生 物 的 营 养 类 型 第 一 节 微 生 物 营 养 物 质 和 营 养 类 型4、 化 能 异 养 型 （ 化 能 有 机 营 养 型 ）化

20、 能 异 养 型 微 生 物 的 分 类 （ 生 活 场 所 、 获 取 养 料 方 式 ） ： 兼 性 寄 生 菌 ： 既 营 寄 生 又 营 腐 生 生 活 的 (结 核 杆 菌 ) 。 寄 生 菌 ： 只 能 在 活 寄 主 体 吸 收 营 养 物 生 活 的 。 腐 生 菌 ： 利 用 无 生 命 的 有 机 物 作 为 营 养 物 质 (大 多 数 ) 。二 、 微 生 物 的 营 养 类 型 第 一 节 微 生 物 营 养 物 质 和 营 养 类 型 小 结1、 微 生 物 营 养 型 划 分 的 依 据 是 什 么 ？碳 源 能 源2、 微 生 物 营 养 划 分 的 相 对 性

21、 同 一 微 生 物 在 不 同 培 养 条 件 下 生 长 时 ， 它 们 的 营 养 型 可 能 发 生 变 化 。微 生 物 提 供 的 环 境 条 件 能 源 利 用 情 况 营 养 型假 单 胞 菌 单 纯 的 无 机 物 环 境 利 用 氢 的 氧 化 获 得 能 量 ， 自 养 生 活 将 CO2还 原 成 细 胞 物 质 提 供 有 机 物 利 用 有 机 物 获 得 能 量 异 养 生 活红 螺 菌 ： 光 照 利 用 光 能 作 能 源 光 能 异 养 暗 处 理 利 用 有 机 物 氧 化 产 能 异 养 生 活二 、 微 生 物 的 营 养 类 型 第 二 节 微 生

22、物 营 养 物 质 的 吸 收 机 制一 、 影 响 微 生 物 对 营 养 物 质 吸 收 的 因 素1、 第 一 因 素 ： 细 胞 膜 细 胞 膜 选 择 性 透 膜 （ 防 止 外 流 ） 细 胞 荚 膜 、 粘 液 层 以 及 细 胞 壁2、 第 二 因 素 ： 微 生 物 细 胞 生 活 的 环 境 pH 值 、 温 度 (溶 解 度 、 细 胞 膜 的 流 动 性 和 运 输 系 统 的 活 性 )3、 第 三 因 素 ： 被 吸 收 物 质 的 特 性 。 分 子 量 、 溶 解 度 、 非 极 性 、 脂 溶 性 第 二 节 微 生 物 营 养 物 质 的 吸 收 机 制 是

23、 否 消 耗 能 量 是 否 需 要 载 体 是 否 发 生 被 吸 收 物 的 化 学 变 化 。 。 。 。 。 。 。 单 纯 扩 散促 进 扩 散主 动 运 输基 团 转 位根 据 微 生 物 对 物 质 的 吸 收 过 程 的 特 点 ：一 、 影 响 微 生 物 对 营 养 物 质 吸 收 的 因 素 第 二 节 微 生 物 营 养 物 质 的 吸 收 机 制1、 单 纯 扩 散 （ 称 被 动 扩 散 ） 被 吸 收 物 质 依 靠 其 在 细 胞 内 外 的 浓 度 梯 度 为 动 力 ， 从 浓 度 高 的 地 区 向 浓 度低 的 胞 内 扩 散 的 过 程 。S S SS

24、SS SS SSS SSSSSS S SSSS S胞 外 胞 膜 胞 内SS S最 简 单 、 纯 物 理二 、 微 生 物 对 营 养 物 质 的 吸 收 方 式 第 二 节 微 生 物 营 养 物 质 的 吸 收 机 制1、 单 纯 扩 散 （ 称 被 动 扩 散 ）单 纯 扩 散 的 特 点 ： S SSSSS SS SSS SSSSSS S SSSS S胞 外 胞 膜 胞 内SS Sc. 不 需 要 能 量a. 非 特 异 性 的b. 吸 收 过 程 不 发 生 化 学 变 化二 、 微 生 物 对 营 养 物 质 的 吸 收 方 式 第 二 节 微 生 物 营 养 物 质 的 吸 收

25、 机 制1、 单 纯 扩 散 （ 称 被 动 扩 散 ） 营 养 物 质 单 纯 扩 散 能 力 的 影 响 因 素 ： S SSSSS SS SSS SSSSSS S SSSS S胞 外 胞 膜 胞 内SS Sa. 吸 收 营 养 物 质 的 分 子 大 小b. 溶 解 性 (脂 溶 性 或 水 溶 性 )c. 极 性 大 小 （ 膜 内 外 极 性 表 面 ）d. 膜 外 pHe. 温 度 。水 、 气 体 、 无 机 盐 、 甘 油 等 小 分 子不 是 主 要 的 吸 收 方 式二 、 微 生 物 对 营 养 物 质 的 吸 收 方 式 第 二 节 微 生 物 营 养 物 质 的 吸

26、收 机 制 SSSSSSSSS SSS SS T SSS SS S胞 外 胞 膜 胞 内2、 促 进 扩 散 以 细 胞 内 外 的 浓 度 梯 度 为 动 力 ， 在 载 体 物 质 参 与 下 ， 物 质 从 浓 度 高 的 胞 外向 浓 度 低 的 胞 内 扩 散 （ 真 核 微 生 物 糖 类 物 质 ） 。T S T S T二 、 微 生 物 对 营 养 物 质 的 吸 收 方 式 第 二 节 微 生 物 营 养 物 质 的 吸 收 机 制 SSSSSSSSS SSS SS T SSS SS S胞 外 胞 膜 胞 内2、 促 进 扩 散 与 单 纯 扩 散 的 相 同 点 ： T S

27、 T S Tc.无 需 代 谢 能 。a.被 动 的 扩 散 。b.无 化 学 变 化 。二 、 微 生 物 对 营 养 物 质 的 吸 收 方 式 第 二 节 微 生 物 营 养 物 质 的 吸 收 机 制二 、 微 生 物 对 营 养 物 质 的 吸 收 方 式 SSSSSSSSS SSS SS T SSS SS S胞 外 胞 膜 胞 内2、 促 进 扩 散促 进 扩 散 独 有 的 特 点 ： 载 体 使 营 养 物 质 的 扩 散 加 快 ， 它 会 影响 该 营 养 物 质 在 膜 内 外 建 立 浓 度 的 动 态 平衡 状 态 吗 ？ T S T S T a. 载 体 的 专 一

28、 性 b. 运 输 速 率 提 高 第 二 节 微 生 物 营 养 物 质 的 吸 收 机 制3、 主 动 运 输 以 代 谢 能 为 动 力 ， 在 载 体 蛋 白 的 参 与 下 ， 将 物 质 从 胞 外 向 胞 内 转 运 。 SSSSSSSS S SS ST SSS SS S胞 外 胞 膜 胞 内T S T S T二 、 微 生 物 对 营 养 物 质 的 吸 收 方 式 第 二 节 微 生 物 营 养 物 质 的 吸 收 机 制3、 主 动 运 输主 动 运 输 同 促 进 扩 散 的 共 同 点 ： SSSSSSSS S SS ST SSS SS S胞 外 胞 膜 胞 内T S

29、T S Ta. 载 体b. 载 体 构 型 的 变 化 。 二 、 微 生 物 对 营 养 物 质 的 吸 收 方 式 第 二 节 微 生 物 营 养 物 质 的 吸 收 机 制3、 主 动 运 输主 动 运 输 与 促 进 扩 散 的 不 同 点 ： SSSSSSSS S SS ST SSS SS S胞 外 胞 膜 胞 内T S T S Ta. 动 力 代 谢 能b. 载 体 构 型 变 化 原 理 需 要 能 量 二 、 微 生 物 对 营 养 物 质 的 吸 收 方 式 第 二 节 微 生 物 营 养 物 质 的 吸 收 机 制4、 基 团 转 位 ： 被 吸 收 物 质 以 微 生 物

30、 的 代 谢 能 为 动 力 ， 通 过 一 个 复 杂 的 运 输 系 统 从 胞 外 转运 到 胞 内 ， 并 发 生 化 学 变 化 （ 厌 氧 细 菌 和 兼 性 厌 氧 细 菌 ） 。 大肠杆菌磷酸转移酶体系对葡萄糖的运输 二 、 微 生 物 对 营 养 物 质 的 吸 收 方 式 第 二 节 微 生 物 营 养 物 质 的 吸 收 机 制三 、 几 种 主 要 营 养 物 质 的 吸 收1、 糖 ： 促 进 扩 散 （ 真 核 ） 、 基 团 转 位 （ 厌 氧 ） 、 主 动 运 输 （ 多 数 ） 。2、 肽 与 氨 基 酸 ： 主 动 运 输 （ 主 要 方 式 ） 、 促

31、进 扩 散 （ 次 要 方 式 ）3、 离 子 ： 主 动 运 输 第 三 节 培 养 基培 养 基 ： 是 人 工 配 制 的 适 合 微 生 物 生 长 繁 殖 或积 累 代 谢 产 物 的 营 养 物 质 。培 养 基 的 作 用 ： 为 微 生 物 提 供 理 想 的 人 工 培 养 环 境 ， 以进 行 微 生 物 生 命 活 动 规 律 的 研 究 和 微 生 物 生 物 制 品 的 生 产 。 第 三 节 培 养 基1、 适 合 不 同 微 生 物 的 营 养 特 点 。 (1)从 营 养 型 的 角 度 看 生 理 特 点 不 同细 菌放 线 菌霉 菌 营 养 要 求 不 同

32、牛 肉 膏 蛋 白 胨 培 养 基高 氏 一 号 培 养 基马 丁 氏 培 养 基(2)从 类 群 的 角 度 看自 养 微 生 物 合 成 能 力 强 简 单 的 无 机 物异 养 微 生 物 合 成 能 力 弱 至 少 提 供 一 种 有 机 物一 、 配 制 培 养 基 的 基 本 原 则 第 三 节 培 养 基2、 调 配 好 培 养 基 中 各 种 营 养 成 分 的 比 例 和 浓 度 。 (1) 浓 度 适 中 原 则 大 量 元 素 10-3-10-4 mol/L 微 量 元 素 10-6-10-8 mol/L一 、 配 制 培 养 基 的 基 本 原 则 第 三 节 培 养

33、基2、 调 配 好 培 养 基 中 各 种 营 养 成 分 的 比 例 和 浓 度 。 (2) 营 养 比 例 适 宜 原 则 a. C/N b. 其 它 营 养 的 比 例 （ 矿 质 元 素 、 氨 基 酸 ）同 一 种 微 生 物 在 不 同 C/N培 养 基 培 养 时 ， 表 现 不 同 。 短 棒 杆 菌 的 谷 氨 酸 发 酵 培 养 基 C/N=4:1， 菌 体 繁 殖 ； C/N=3:1， 谷 氨 酸 形 成不 同 的 微 生 物 ， 所 需 营 养 物 C/N不 同 。 细 菌 、 酵 母 菌 细 胞 的 C/N=5:1， 而 霉 菌 =10:1 一 、 配 制 培 养 基

34、 的 基 本 原 则 第 三 节 培 养 基3、 控 制 培 养 条 件 pHO 2CO2渗 透 压 微 生 物 生 长 繁 殖培 养 条 件 影 响影 响微 生 物 培 养 体 系一 、 配 制 培 养 基 的 基 本 原 则 (1) 培 养 基 的 pH 值 的 控 制 。 第 三 节 培 养 基a.根 据 各 类 微 生 物 的 特 点 来 调 节 培 养 基 的 pH 值 。 霉 菌 、 酵 母 菌 适 于 酸 性 ， (pH 4.5-6.0左 右 ) 细 菌 、 放 线 菌 喜 中 性 或 偏 碱 性 (pH 7.0-7.5左 右 )3、 控 制 培 养 条 件一 、 配 制 培 养

35、 基 的 基 本 原 则 (1) 培 养 基 的 pH 值 的 控 制 。 第 三 节 培 养 基 磷 酸 盐 、 碳 酸 盐 、 蛋 白 胨 、 氨 基 酸 (配 制 培 养 时 加 入 ) 磷 酸 盐 缓 冲 作 用 的 反 应 式 为 ： H +(强 酸 )+H PO 4 = (弱 碱 ) H 2PO 4 - (弱 酸 ) OH -(强 碱 )+H 2PO4 -(弱 酸 ) H PO 4 = (弱 碱 )+H 2O 碳 酸 钙 （ 配 制 培 养 基 时 加 入 ） 酸 或 碱 （ 培 养 过 程 中 加 入 ）b.使 用 pH 值 缓 冲 剂3、 控 制 培 养 条 件一 、 配 制

36、培 养 基 的 基 本 原 则 由 微 生 物 与 氧 气 的 关 系 形 成 了 三 类 微 生 物 ： 专 性 好 氧 性 微 生 物 专 性 厌 氧 性 微 生 物 兼 性 厌 氧 的 微 生 物第 三 节 培 养 基实 践 对 策 ： 专 性 好 氧 性 微 生 物 ： 空 气 提 供 氧 气 、 工 业 上 采 用 通 气 装 置 。 专 性 厌 氧 性 微 生 物 ： 采 用 理 化 方 法 除 氧 、 向 培 养 体 系 加 入 还 原 剂 （ 胱 氨 酸 、 巯 基 乙 酸 钠 、 Na2S和 抗 坏 血 酸 ）(2) O2浓 度 的 调 节3、 控 制 培 养 条 件一 、

37、配 制 培 养 基 的 基 本 原 则 （ 3） CO2的 调 节 对 自 养 微 生 物 来 说 ， 空 气 中 只 占 容 积 的 0.03%的 CO2量 意 味 着 什 么 ？第 三 节 培 养 基增 加 CO2供 应 的 途 径 ：紫 硫 细 菌 和 绿 硫 细 菌 等 厌 氧 性 自 养 菌 ： 培 养 基 中 加 入 NaH CO33、 控 制 培 养 条 件一 、 配 制 培 养 基 的 基 本 原 则 3、 控 制 培 养 条 件 第 三 节 培 养 基一 、 配 制 培 养 基 的 基 本 原 则（ 4） 渗 透 压 的 控 制 培 养 基 中 溶 质 浓 度 过 高 使 渗

38、 透 压 太 高 从 而 抑 制 微 生 物 生 长 按 培 养 基 成 分 分按 培 养 基 的 用 途 分按 物 理 性 状 分第 三 节 培 养 基培 养 基 类 型 合 成 培 养 基天 然 培 养 基半 合 成 培 养 基基 本 培 养 基富 集 培 养 基鉴 别 培 养 基固 体 培 养 基液 体 培 养 基半 固 体 培 养 基二 、 培 养 基 的 类 型 1、 按 照 培 养 基 成 分 分 ： a. 合 成 培 养 基 化 学 成 分 和 浓 度 完 全 清 楚 的 物 质 配 制 的 培 养 基 。第 三 节 培 养 基 高 氏 一 号 合 成 培 养 基 可 溶 性 淀

39、 粉 20.0克KNO3 1.0克K2H PO4 0.5克MgSO47H 2O 0.5 克NaCl 0.5克FeSO 4 7H 2O 溶 液 2滴 （ 10%）蒸 馏 水 1000毫 升 二 、 培 养 基 的 类 型 1、 按 照 培 养 基 成 分 分 ： 第 三 节 培 养 基b. 天 然 培 养 基 以 动 植 物 组 织 或 微 生 物 浸 出 液 为 原 料 配 制 的 培 养 基 。 （ 牛 肉 膏 蛋 白 胨 ） 牛 肉 膏 蛋 白 胨 培 养 基 牛 肉 膏 3.0 克蛋 白 胨 10.0 克食 盐 5.0 克蒸 馏 水 （ 自 来 水 ） 1000毫 升二 、 培 养 基

40、的 类 型 第 三 节 培 养 基1、 按 照 培 养 基 成 分 分 ：c. 半 合 成 培 养 基 （ 综 合 培 养 基 ） 在 天 然 有 机 物 的 基 础 上 加 入 已 知 成 分 的 无 机 盐 或 在 合 成 培 养 基 的 基 础 上添 加 某 些 天 然 成 分 （ 如 马 铃 薯 ） 二 、 培 养 基 的 类 型 2、 按 照 培 养 用 途 ： 第 三 节 培 养 基二 、 培 养 基 的 类 型b. 富 集 培 养 基 (增 殖 培 养 基 ） 为 分 离 某 种 微 生 物 配 制 出 的 适 合 它 生 长 而 不 利 于 其 他 微 生 物 生 长 的培 养

41、 基 。a. 基 本 培 养 基 将 多 种 微 生 物 都 需 要 的 营 养 物 质 配 而 成 培 养 基 。 n例 如 筛 选 能 降 解 石 油 的 细 菌 ？ c. 鉴 别 培 养 基 根 据 微 生 物 的 代 谢 特 点 ， 通 过 指 示 剂 的 呈 色 反 应 ， 用 以 鉴 别 不 同 微 生物 的 培 养 基 。 （ 伊 红 -甲 基 蓝 培 养 基 鉴 别 大 肠 杆 菌 和 产 气 肠 杆 菌 ） 3、 按 照 培 养 基 的 物 理 性 状 第 三 节 培 养 基二 、 培 养 基 的 类 型b. 液 体 培 养 基 未 加 凝 固 剂 呈 液 态 的 培 养 基

42、 称 为 液 体 培 养 基 。c. 半 固 体 培 养 基 在 液 体 培 养 基 中 加 入 少 量 琼 脂 （ 0.2%-0.5%）a. 固 体 培 养 基 在 液 体 培 养 基 中 加 入 凝 固 剂 使 呈 固 体 状 态 ， 称 为 固 体 培 养 基 。 （ 1.5%-1.8%） 微生物的代谢微 生 物 代 谢 ： 微 生 物 细 胞 所 进 行 的 化 学 反 应 的 总 和 。微 生 物 合 成 代 谢 ： 小 分 子 合 成 复 杂 大 分 子 的 过 程 ；微 生 物 分 解 代 谢 ： 细 胞 物 质 或 营 养 物 质 降 解 形 成 简 单 产 物 并 产 生 能

43、 量 的 的 过 程 。物 质 代 谢能 量 代 谢 产 能 代 谢耗 能 代 谢分 解 代 谢合 成 代 谢第 四 节 微 生 物 的 代 谢 微 生 物 代 谢 ： 微 生 物 细 胞 所 进 行 的 化 学 反 应 的 总 和 。微 生 物 合 成 代 谢 ： 小 分 子 合 成 复 杂 大 分 子 的 过 程 ；微 生 物 分 解 代 谢 ： 细 胞 物 质 或 营 养 物 质 降 解 形 成 简 单 产 物 并 产 生 能 量 的 的 过 程 。第 四 节 微 生 物 的 代 谢复 杂 分 子（ 有 机 物 ） 分 解 代 谢合 成 代 谢 简 单 小 分 子 ATP H 分 解 代

44、 谢 的 三 个 阶 段 第 四 节 微 生 物 的 代 谢 第 四 节 微 生 物 的 能 量 代 谢 （ 一 ） 氧 化 还 原 反 应 与 能 量 产 生 生 物 氧 化 :是 物 质 在 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 （ 在 此 过 程 中 实 现 氢 和 电 子 的 转 移 脱 氢 作 用 ） 。 还 原 势 （ V或 mV） ： 物 质 质 给 出 电 子 被 氧 化 和 接 受 电 子 被 还 原 的 趋 势 。 净 能 量 ： 决 定 于 最 初 电 子 供 体 和 最 终 电 子 受 体

45、之 间 的 还 原 势 差 。 电 子 传 递 体 ： 一 类 是 游 离 的 ； 另 一 类 是 牢 固 地 结 合 在 细 胞 膜 中 的 辅 酶 上 。 一 、 微 生 物 的 产 能 代 谢 第 四 节 微 生 物 的 能 量 代 谢 比 较 项 目 燃 烧 生 物 氧 化反 应 步 骤 一 步 式 快 速 反 应 顺 序 严 格 的 系 列 反 应 条 件 激 烈 由 酶 催 化 ， 条 件 温 和产 能 形 式 热 、 光 大 部 分 为 ATP 能 量 利 用 率 低 高 生 物 氧 化 与 燃 烧 的 比 较一 、 微 生 物 的 产 能 代 谢 第 四 节 微 生 物 的 能

46、 量 代 谢 （ 一 ） 氧 化 还 原 反 应 与 能 量 的 产 生 生 物 氧 化 反 应 发 酵呼 吸 有 氧 呼 吸厌 氧 呼 吸一 、 微 生 物 的 产 能 代 谢 第 四 节 微 生 物 的 代 谢（ 二 ） 高 能 键 化 合 物高 能 键 化 合 物 的 共 性 ： 高 能 键 的 形 成 和 断 开 可 逆 ， 沟 通 了 微 生 物 两 个 代 谢 类 型 光 能光 能 营 养 型 微 生 物化 能 营 养 型 微 生 物 化 学 能 高 能 键化 合 物 提 供 给 机 体 使 用三 磷 酸 腺 苷 (ATP)合 成 代 谢 和 分 解 代 谢一 、 微 生 物 的

47、产 能 代 谢 （ 三 ） 合 成 ATP的 方 式第 四 节 微 生 物 的 代 谢底 物 水 平 磷 酸 化 、 氧 化 磷 酸 化 、 光 合 磷 酸 化1 底 物 水 平 磷 酸 化 ： XP+ ADP X + ATP 底 物 在 其 氧 化 过 程 中 形 成 某 些 具 有 高 能 磷 酸 键 的 中 间 产 物 ， 这 类 中间 产 物 ， 可 将 其 高 能 键 通 过 酶 的 作 用 转 给 ADP而 形 成 ATP的 过 程 。2 氧 化 磷 酸 化 ： 物 质 氧 化 产 生 的 电 子 经 电 子 传 递 体 从 电 子 供 体 传 到 电 子 受 体 的 过 程 ，

48、并 伴 随 着 大 量 ATP的 形 成 3 光 合 磷 酸 化 ： 光 能 化 学 能 ATP的 过 程电 子 传 递 体 ： 泛 醌 细 胞 色 素 系 统光 合 生 物 ， 光 合 色 素 （ 叶 绿 素 、 细 菌 叶 绿 素 ）一 、 微 生 物 的 产 能 代 谢 索 球 藻 属 （ Gomphosphaeria） 这 种 蓝 细 菌 覆 盖 在 水 面 上 ， 覆盖 几 毫 米 厚 ， 把 水 的 表 面 染 成 深 绿 色 。 每 团 索 球 藻 有 100m大 ， 团 里 的 细 胞 都 裹 在 粘 液 里 。 细 胞 团 外 部 的 黑 色 物 质 是 由许 多 细 菌 构

49、 成 的 ， 也 许 他 们 要 呼 吸 蓝 细 菌 通 过 光 合 作 用 生 成的 氧 气 吧 。 （ 1） 蓝 藻 （ 蓝 细 菌 ） 叶 绿 体 第 四 节 微 生 物 的 代 谢一 、 微 生 物 的 产 能 代 谢 一 种 池 塘 中 的 蓝 藻 （ 蓝 细 菌 ）Aphanizomenon flos-aqua; 在 有营 养 的 水 中 很 常 见 ， 能 毒 害 水体 ， 放 出 臭 味 左 图 的 放 大 的 某 一 纤 维 。 充 满 气的 泡 使 纤 维 能 浮 在 水 面 上 ， 以 便 更好 的 获 得 阳 光 （ 1） 蓝 藻 （ 蓝 细 菌 ） 第 四 节 微 生

50、 物 的 代 谢一 、 微 生 物 的 产 能 代 谢 （ 2） 光 合 细 菌厌 氧 条 件 下 靠 细 菌 叶 绿 素 进 行 光 合 作 用第 四 节 微 生 物 的 代 谢（ 3） 嗜 盐 细 菌不 含 叶 绿 素 ， 不 存 在 电 子 传 递 系 统 ， 只 有 色 素 蛋白 （ 视 黄 醛 ）一 、 微 生 物 的 产 能 代 谢 第 四 节 微 生 物 的 代 谢（ 四 ） 微 生 物 的 主 要 产 能 方 式 共 同 点 ： 氧 化 还 原 反 应区 别 点 ： 电 子 最 终 受 体 氧 化 基 质产 能 方 式 发 酵呼 吸光 能 转 化一 、 微 生 物 的 产 能

51、代 谢 1、 发 酵 （ 代 谢 发 酵 ） 第 四 节 微 生 物 的 代 谢说 明 基 质 在 发 酵 过 程 中 氧 化 不 彻 底 ， 发 酵 的 结 果 必 然 仍 积 累 某 些 有 机 物 。有 机 物氧 化 的 基 质 最 终 受 氢 体有 机 物氧 化 有 机 物(1)发 酵 的 特 点 ：工 业 发 酵 ： 利 用 微 生 物 进 行 大 规 模 生 产 的 过 程 ， 均 称 发 酵 。微 生 物 或 细 胞 在 不 需 要 氧 的 条 件 下 转 化 物 质 的 形 态 并 将 底 物 中 的 化 学 能 转移 产 生 ATP的 一 种 方 式 。 一 、 微 生 物

52、的 产 能 代 谢 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 、 H MP途 径 、 ED途 径 、 磷 酸 解 酮 酶 途 径 。 EMP途 径 （ Embden-Meyerhof pathway） 日 本 人 肠 内 酵 母 感 染 导 致 醉 酒 （ P99）

53、 微 生 物 学 与 第 一 次 世 界 大 战德 国 ：（ Carl Neuberg）丙 酮 酸 CO2 乙 醛 NADH NAD+ 乙 醇磷 酸 二 羟 基 丙 酮 NADH NAD+ 磷 酸 甘 油 甘 油3%的 亚 硫 酸 氢 钠 （ pH7）Saccharomyces cerevisiae厌 氧 发 酵（ 磺 化 羟 基 乙 醛 ） 第 一 次 世 界 打 战 期 间 德 国 主 要 用 这 种 方 法 生 产 甘 油产 量 ： 1000吨 /月目 前 的 甘 油 生 产 方 法 ：使 用 的 微 生 物 ：Dunaliella aslina（ 一 种 嗜 盐 藻 类 ）胞 内 积

54、累 高 浓 度 的 甘 油 从 而 使 细 胞 的 渗 透 压 保 持 平 衡生 活 在 盐 湖 及 海 边 的 岩 池 等 盐 浓 度 很 高 环 境 不 同 微 生 物 发 酵 产 物 的 不 同 ， 也 是 细 菌 分 类 鉴 定 的 重 要 依 据 。大 肠 杆 菌 ：丙 酮 酸 裂 解 生 成 乙 酰 CoA与 甲 酸 ， 甲 酸 在 酸 性 条 件 下 可进 一 步 裂 解 生 成 H 2和 CO2产 酸 产 气志 贺 氏 菌 ：丙 酮 酸 裂 解 生 成 乙 酰 CoA与 甲 酸 ， 但 不 能 使 甲 酸 裂 解 产生 H 2和 CO2产 酸 不 产 气 第 四 节 微 生 物

55、 的 代 谢(2) 酵 母 菌 乙 醇 发 酵 （ 1） 氧 化 基 质 ： 葡 萄 糖 （ 2） 最 终 的 受 氢 体 ： 乙 醛（ 3） 丙 酮 酸 脱 羧 酶发 酵 特 点C6H 12O6+2ADP+2Pi 2CH 3CH 2OH +2CO2+2ATP葡 萄 糖1， 6-二 磷 酸 果 糖3-磷 酸 甘 油 醛1， 3-二 磷 酸 甘 油 酸3-磷 酸 甘 油 酸2-磷 酸 甘 油 酸 乙 醇乙 醛丙 酮 酸磷 酸 烯 醇 式 丙 酮 酸 2NAD+2NADH2ATP2ADP 2ADP2ATP 2ADP2ATPO H 丙 酮 酸脱 羧 酶一 、 微 生 物 的 产 能 代 谢 酵 母

56、菌 乙 醇 发 酵 应 严 格 控 制 三 个 条 件 厌 氧 不 含 NaHSO3 PH小 于 7.6 (3) 乳 酸 发 酵 （ 同 型 ） C6H 12O6+2ADP+2Pi 2CH 3CH OH COOH +2ATP葡 萄 糖1， 6-二 磷 酸 果 糖3-磷 酸 甘 油 醛1， 3-二 磷 酸 甘 油 酸 3-磷 酸 甘 油 酸2-磷 酸 甘 油 酸 乳 酸丙 酮 酸磷 酸 烯 醇 式 丙 酮 酸 2NAD2NADH2ATP2ADP 2ADP2ATP 2ADP2ATPO H （ 1） 氧 化 基 质 ： 葡 萄 糖（ 2） 最 终 的 受 氢 体 ： 丙 酮 酸发 酵 特 点 第 四

57、 节 微 生 物 的 代 谢一 、 微 生 物 的 产 能 代 谢 第 四 节 微 生 物 的 代 谢 (4)发 酵 类 型 的 比 较两 个 发 酵 类 型 的 共 同 点 ：a. 糖 酵 解 途 径 (EM)是 发 酵 的 主 要 途 径 。b. 糖 酵 解 过 程 是 两 发 酵 类 型 ATP产 生 的 唯 一 来 源 。 基 质 （ 底 物 ） 水 平 的 磷 酸 化一 、 微 生 物 的 产 能 代 谢 巴 斯 德 效 应 ： 一 些 兼 性 厌 氧 菌 在 无 氧 条 件 下 进 行 发 酵 作 用 ， 而 有 氧 条 件 下 进行 呼 吸 作 用 的 现 象 。 第 四 节 微

58、 生 物 的 代 谢 (4)发 酵 类 型 的 比 较不 同 点 ： 丙 酮 酸 丁 酸 丁 醇 发 酵 丙 酸 发 酵混 合 酸 发 酵丁 二 醇 发 酵 正 型 乳 酸 发 酵酒 精 发 酵一 、 微 生 物 的 产 能 代 谢 第 四 节 微 生 物 的 代 谢2、 呼 吸 微 生 物 以 O2或 其 它 无 机 物 为 电 子 最 终 受 体 进 行 有 机 物 氧 化 的 过 程 。一 、 微 生 物 的 产 能 代 谢 第 四 节 微 生 物 的 代 谢2、 呼 吸 (1) 特 点 ：b. 电 子 载 体 传 递 电 子 伴 随 ATP大 量 形 成 。 （ 氧 化 磷 酸 化 电

59、 子 传 递 水 平磷 酸 化 ）a. 电 子 载 体 传 递 电 子 。电 子 传 递 链 一 系 列 电 子 载 体 按 照 氧 化 还 原 电 位 升 高 的 顺 序 排 列 而 成 的 链 。一 、 微 生 物 的 产 能 代 谢 第 四 节 微 生 物 的 代 谢2、 呼 吸 (2) 类 型 （ 据 电 子 最 终 受 体 分 ） a. 有 氧 呼 吸 ： (高 效 产 能 过 程 ）最 终 电 子 受 体 ： 分 子 氧 ；葡 萄 糖 有 氧 条 件 下 的 分 解 ： 糖 酵 解 生 成 乙 酰 辅 酶 A TCA 进 入 呼 吸 链 产 能底 物 ： 有 机 物 （ 化 能 异

60、 样 微 生 物 ） 如 葡 萄 糖一 、 微 生 物 的 产 能 代 谢 a.有 氧 呼 吸 葡 萄 糖糖 酵 解 作 用丙 酮 酸 发 酵 有 氧无 氧各 种 发 酵 产 物 三 羧 酸 循 环被 彻 底 氧 化 生 成 CO2和 水 ， 释 放 大 量 能 量 。 最 终 电 子 受 体 ： 无 机 物 NO3 SO4 CO3 硝 酸 还 原 、 硫 酸 盐 还 原 、 碳 酸 盐 还 原底 物 ： 有 机 物 。 某些厌氧和兼性厌氧微生物在无氧条件下进行无氧呼吸；无氧呼吸也需要细胞色素等电子传递体，并在能量分级释放过程中伴随有磷酸化作用，也能产生较多的能量用于生命活动。由于部分能量随电

61、子转移传给最终电子受体，所以生成的能量不如有氧呼吸产生的多。b. 厌 氧 呼 吸 ： 反 硝 化 作 用 的 生 态 学 作 用 ：硝 酸 盐 还 原 细 菌 进 行 厌 氧 呼 吸土 壤 及 水 环 境好 氧 性 机 体 的 呼 吸 作 用氧 被 消 耗 而 造 成 局 部 的 厌 氧 环 境土 壤 中 植 物 能 利 用 的 氮（ 硝 酸 盐 NO 3-） 还 原 成氮 气 而 消 失 ， 从 而 降 低了 土 壤 的 肥 力 。松 土 ， 排 除 过 多 的 水 分 ， 保证 土 壤 中 有 良 好 的 通 气 条 件 。 反 硝 化 作 用 在 氮 素 循 环 中 的 重 要 作 用硝

62、 酸 盐 是 一 种 容 易 溶 解 于 水 的 物 质 ， 通 常通 过 水 从 土 壤 流 入 水 域 中 。 如 果 没 有 反 硝化 作 用 ， 硝 酸 盐 将 在 水 中 积 累 ， 会 导 致 水质 变 坏 与 地 球 上 氮 素 循 环 的 中 断 。 第 四 节 微 生 物 的 代 谢c、 无 机 物 氧 化 ： （ 好 氧 的 化 能 自 养 型 ）H 2、 NH 3、 H NO2、 H 2S（ 氢 细 菌 、 硝 化 细 菌 和 硫 细 菌 ）H2+1/2O2 H2O底 物 ： 无 机 物 ； 最 终 电 子 受 体 ： 氧 气 电 子 传 递 水 平 磷 酸 化 或 底

63、物 水 平 磷 酸 化 一 、 微 生 物 的 产 能 代 谢 (1)、 氨 的 氧 化 NH 3、 亚 硝 酸 （ NO2-） 等 无 机 氮 化 物 可 以 被 某 些 化 能 自 养 细 菌 用 作 能 源亚 硝 化 细 菌 ：硝 化 细 菌 ： 将 氨 氧 化 为 亚 硝 酸 并 获 得 能 量将 亚 硝 氧 化 为 硝 酸 并 获 得 能 量这 两 类 细 菌 往 往 伴 生 在 一 起 ， 在 它 们 的 共 同 作 用 下 将 铵 盐 氧 化成 硝 酸 盐 ， 避 免 亚 硝 酸 积 累 所 产 生 的 毒 害 作 用 。 这 类 细 菌 在 自 然 界 的 氮 素 循 环 中

64、也 起 者 重 要 的 作 用 ， 在 自 然 界 中 分 布 非 常 广 泛 。 (2)、 硫 的 氧 化硫 细 菌 （ sulfur bacteria） 能 够 利 用 一 种 或 多 种 还 原 态 或 部 分还 原 态 的 硫 化 合 物 （ 包 括 硫 化 物 、 元 素 硫 、 硫 代 硫 酸 盐 、 多硫 酸 盐 和 亚 硫 酸 盐 ） 作 能 源 。俄 国 著 名 微 生 物 学 家 Winogradsky的 杰 出 贡 献 ：化 能 无 机 自 养 型 微 生 物 的 发 现 ：氧 化 无 机 物 获 得 能 量 ；没 有 光 和 叶 绿 素 的 条 件 下 也 能 同 化

65、CO 2为 细 胞 物 质（ 能 以 CO2为 唯 一 或 主 要 碳 源 ） 硫 细 菌 在 进 行 还 原 态 硫 物 质 的 氧 化 时 会 产 酸 （ 主 要 是 硫 酸 ） ，因 此 它 们 的 生 长 会 显 著 地 导 致 环 境 的 pH 下 降 ， 有 些 硫 细 菌 可以 在 很 酸 的 环 境 ， 例 如 在 pH 低 于 1的 环 境 中 生 长 。 (3)、 铁 的 氧 化 以 嗜 酸 性 的 氧 化 亚 铁 硫 杆 菌 （ Thiobacillus ferrooxidans） 为 例 ：从 亚 铁 到 高 铁 状 态 的 铁 的 氧 化 ， 对 于 少 数 细 菌

66、来 说 也 是 一 种产 能 反 应 ， 但 从 这 种 氧 化 中 只 有 少 量 的 能 量 可 以 被 利 用 。 因此 该 菌 的 生 长 会 导 致 形 成 大 量 的 Fe 3+ （ Fe(OH )3） 。 三 自 养 微 生 物 的 生 物 氧 化氧 化 亚 铁 硫 杆 菌 （ Thiobacillus ferrooxidans）在 富 含 FeS 2的 煤 矿 中 繁 殖 ， 产 生 大 量 的 硫 酸和 Fe(OH)3， 从 而 造 成 严 重 的 环 境 污 染 。它 的 生 长 只 需 要 FeS2及 空 气 中 的 O2和 CO2， 因 此要 防 止 其 破 坏 性 大 量 繁 殖 的 唯 一 可 行 的 方 法 是 封闭 矿 山 ， 使 环 境 恢 复 到 原 来 的 无 氧 状 态 。 第 四 节 微 生 物 的 代 谢3、 光 能 转 换 ： （ 光 合 磷 酸 化 ） 光 合 磷 酸 化 是 指 光 能 转 变 为 化 学 能 的 过 程 。 特 点 ： 光 合 生 物 、 光 合 色 素 （ 蓝 细 菌 ： 叶 绿 素 ， 放 氧 光 合 作 用 ；