第二章微生物的生理Word

　　第二章 微生物的生理

　　本章目录第一节 第二节 第三节 第四节 微生物的营养 微生物的代谢 微生物的生长 微生物生长的控制

　　第一节 微生物的营养

　　第一

　　微生物的营养需求

　　新陈代谢 ( Metabolism ) :从外界不断的吸收适宜的营养物质加以 利用，在细胞内将其转化为新的细 胞物质和储藏物资，并从中获得生 命活动所需的能量，同时排出代谢 产物。

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　　一、营养物质与营养物生长、繁殖和完成各种生理活动所需能量 的物质，是微生物维持生命活动的基本物质。 养物质并在细胞内利用营养物质的过程。

　　营养物质 nutrient 就是能够满足微生

　　营养 nutrition 是微生物从外界吸收营

　　营养物质是微生物维持生命活动的物质基础， 而营养是微生物利用营养物质的生理过程，两者互 相影响，互相依赖。

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　　二、微生物细胞的化学组成

　　1.元素组成碳 C ,氮 N ,氢 H ,氧 O 磷 P ,硫 S ,钾 K ,钙 Ca ,钠 Na 镁 Mg ,铁 Fe ,锌 Zn ,锰 Mn ,钴 Co回本章目录

　　三、微生物生长所需营养物质 及其生理功能

　　(一)水及其生理功能1.水的生理功能 游离水和结合水 结合水：不流动、不蒸发、不冻结、 不渗透，也不能作为溶剂。回本章目录

　　(1)溶剂和媒介作用溶剂作用：水作为营养物质或代谢产物提供了溶解的前提和载体。 媒介作用：水作为运输介质，提供 了运输条件。

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　　(2)参与化学反应 (3)维持蛋白质和核酸等重要生物大分 子结构

　　(4)控制细胞温度 比热高、传热快，可以很好的调节细胞 温度 (5)细胞物质的组成成分，维持细胞膨 胀压的必要条件回本章目录

　　2.微生物生长所需最低相对湿度

　　霉菌 (mold) 65~85% 酵母菌 (yeast) 88~95% 细菌 (bacteria) 、90~98% 芽孢、孢子 (spore) 40%

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　　(二)碳源物质及其生理功能1.概念 凡是可被微生物利用，构成微生物细 胞和代谢产物中碳架来源的物质称为碳源。

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　　2.碳源物质的生理功能①

　　构成细胞物质 产生维持生命所需能量

　　②

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　　3.微生物利用碳源物质的特点①

　　不同种类微生物利用的碳源物质不 同。

　　②

　　微生物对碳源物质的利用具有选择 性——葡萄糖阻遏效应选择性原则：结构简单相对分子量小 的优先于结构复杂相对分子量大的。回本章目录

　　(三)氮源物质及其生理功能1.氮源类型

　　(1)空气中分子态氮 N2 (2)无机氮化合物 NH4+ NO3- 尿素

　　(3)有机氮化合物 蛋白质 氨

　　基酸回本章目录

　　固氮菌

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　　2.氮源物质的生理功能①

　　合成微生物细胞成分 调节微生物代谢对于某些微生物可作为能量来源

　　②

　　③

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　　3.微生物利用氮源物质的特点①

　　②

　　不同种类微生物利用的氮源物质种 类不同。 微生物对氮源物质的利用具有选择 性。

　　选择性原则：铵离子优于硝酸盐，氨 基酸优于蛋白质。回本章目录

　　(四)无机盐及其生理功能1.种类

　　P S Mg K Ca Fe Zn Mn Se Co回本章目录

　　2.生理功能①②

　　③

　　④

　　构成细胞的组成成分 作为酶的活性基部分和酶的激活 剂 调节细胞渗透压，酸碱度，氧化 还原电位和能量转移 对于个别微生物还可以提供能量回本章目录

　　(五)生长因子及其生理功能 1.概念 生长因子是指微生物需求量微少，自身不能合成或合成量不足，却起 着重要作用的特殊有机营养物。

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　　2.种类(1)维生素 (2)氨基酸 (3)碱基及其衍生物

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　　第二 微生物对营养物质的吸收 影响营养物质进入细胞的因素：1. 2. 3.

　　营养物质本身的性质 微生物所处的环境 微生物细胞的透过屏障

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　　一、细胞膜的通透性

　　细胞膜允许物质透过的特性称为通透性。 膜容易透过某些物质而不容易透过另一些物质， 这种现象称为选择性通透。 大分子的化合物(淀粉、蛋白质), 必需经微生物分泌的胞外酶水解成小分 子的可溶性物质后才能透过。回本章目录

　　二、营养吸收方式1.被动扩散(单纯扩散)利用浓度差，从高向低扩散，不消耗能 量，非特异性(无选择性),速度慢。

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　　2.促进扩散利用浓度差，不消耗能量，多见于真核生物。 有一种载体像渡船一样运输，可大大加快速度， 这种载体是一种蛋白质，称为透过酶/渗透酶。

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　　3.主动运输在提供能量的前提下，有酶参与下，可将 营养物质逆浓度运送。

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　　4.基团转移在能量参加下，将营养物结构作些改变， 使之不能透过细胞膜而留在体内，可逆浓度的 把胞外营养物质积累在细胞内。 主要是糖和糖的衍生物被磷酸化。

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　　三、影响营养物进入的因素细胞内外营养物质的浓度差。 2. 营养物的特性 (1)大分子不易通过，需被酶水解成小分 子后才能被吸收。 (2)脂溶性的较水溶性的更易通过。 (3)不易电离的较易电离的易通过。1.

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　　类型

　　浓度 梯度 顺 顺 逆 逆

　　能量 需要 否 否 是 是

　　载体 平衡点 渗透酶 无 有 有 有 不改变 不改变 改变 改变

　　实例

　　单纯 扩散促进 扩散 主动 运输 基团 转移

　　水气体分子 金属离子

　　氨基酸 大部分 物

　　质

　　糖类回本章目录

　　第三一、概述

　　微生物的营养类型

　　微生物对营养物质的利用，就其总体 而言，地球上几乎没有一种有机物不被他 们所利用，但就某一种而言，他们所需要 的营养物却有一定范围。 根据微生物对碳源的要求是无机碳化合物 还是有机化合物可以把微生物分为自养型 微生物和异养型微生物两大类。回本章目录

　　根据微生物生命活动中能量的来 源不同，将微生物分为两种能量代谢 类型：

　　利用吸收的营养物质的降解产生的化学

　　能，称为化能型微生物。 吸收光能来维持其生命活动，称为光能型 微生物。回本章目录

　　将碳源物质的性质和代谢能量的来 源结合起来微生物可分为：

　　光能自养型微生物

　　光能异养型微生物 化能自养型微生物 化能异养型微生物回本章目录

　　二、光能自养型微生物 (Photoautotrophs)利用光能为能源，以二氧 化碳 CO2 或可溶性的碳酸盐 CO32- 作为唯一的碳源或主要碳 源，以无机化合物水 H2O ,硫 化氢 H2S ,硫代硫酸钠 Na2S2O2 为供氢体，还原二氧化 碳 CO2 生成有机物质。回本章目录

　　高等绿色植物和蓝细菌CO2 + 2H2O —→ [CH2O] + H2O +O2叶绿素 光

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　　光合细菌(绿硫细菌)CO2 + 2H2S —→ [CH2O] + H2O +2S光合色素 光

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