微生物的代谢

2015-4-21
常规冶金技术在品位低的矿物加工过程中，成本比 较高，污染非常大，使用生物冶金技术，通俗的讲 就是用含细菌的菌液进行浸泡，这些微生物大多是 一些化能自养菌，它们以矿石为食，通过氧化获取 能量，这些矿石由于被氧化，从不溶于水变成可溶， 人们就能够从溶液中提取出矿物。生物冶金具有成 本低，污染小，可重复利用的特点，是未来冶金行 业发展的理想方向之一。

纤维素是由300到2500个葡萄糖分子通过糖苷键 连接起来的大分子聚合物，不溶于水，人和动物均 不能消化。但很多微生物，如青霉菌，木霉菌，曲 霉菌等很多真菌，都有分解纤维素的能力。能分解 纤维素的微生物都能分解纤维素酶，真菌的纤维素 是胞外酶，他们分解纤维素的能力较强。 纤维素酶是一种诱导酶，用于生产纤维素酶的 菌种常有绿色木霉，康氏木霉等。
2015-4-21
木质素和芳Байду номын сангаас族化合物的分解
植物木质中含有较多的木质素，木质素是由许多苯 丙烷单元通过醚键和碳键连接。分解木质素的主要 是真菌。细菌中某些类型也能分解木质素，木质素 通过微生物的解聚、氧化等作用，最后变成乙酸和 琥珀酸。 微生物对芳香族化合物的分解非常重要。因为芳香 族化合物可以为微生物提供碳源和能源，用于合成 菌体物质和代谢物质。微生物对于开发生物资源、 消除污染、保护环境等有重大意义。
2015-4-21
有机农药的危害
农药被土壤中的物质所吸附是影响农药在外界环境 中表现的重要因素之一。农药为土壤物质吸附不仅 影响农药向土壤深处移动和为地下水所冲刷,而且在 许多情况下,影响农药的生物活性。 高挥发性农药能 够在大气中蒸发并散布于大气上层。 有机磷农药的生产和应用量的迅速增长就出现了研 究有机磷农药在环境中积累的必要性,尤其是某些有 机磷化合物在小剂量的条件下就能影响医用药品在 温血动物机体内的代谢并表现胎毒作用。
2015-4-21
化能合成微生物的应用-----生物冶金
有些生物具有叶绿素,能通过光合作用得到能量,又有 些生物则是通过无机化合物的氧化,取得能量的,于是 自养生物又可再分为两小类:前一类直接从光取得能 量以进行合成作用的生物,叫做光能自养生物如高等 植物,兰绿菌等;后一类通过化学反应(无机化合物氧 化)取得能量进行合成作用的生物,叫做化能自养生物, 种类比较少,只限于一些细菌,所以也可以简单地把它 称作化能自养菌。归纳起来它们的特点是:1.利用无 机化合物的氧化取得生活必需的能量;2.用二氧化碳 作为碳源合成自己的细胞物质;
2015-4-21
滋养微生物的产能代谢
化能自养微生物 硝化细菌是化能自养菌类群中主要生理类群之一。 包括亚硝化细菌和硝化细菌(或称亚硝酸氧化细菌)两 个亚群。它们是需氧菌、利用无机物氧化过程获得 能量同化CO2，合成细胞物质。硫细菌和氢细菌都是 自养型微生物。 细菌的光合作用 光合作用利用光合色素包括叶绿素、菌绿素、辅助色 素。
2015-4-21
发酵类型
1. 乙醇发酵 包括酵母菌的乙醇发酵和细菌的乙醇发酵 酵母菌是兼性厌氧菌，在有氧的条件下丙酮酸就进入 三羧酸循环，彻底氧化成二氧化碳和水。 2、乳酸发酵 同型乳酸发酵和异性乳酸发酵、丙酮丁醇发酵、混合 酸发酵
2015-4-21
有氧呼吸三个阶段
1、在细胞质的基质中，这一阶段不需要氧的参与，是 在细胞质基质中进行的。反应式：C6H12O6酶 →2C3H4O3(丙酮酸)+4[H]+少量能量 (2ATP) 2、丙酮酸进入线粒体的基质中，这一阶段也不需要氧 的参与，是在线粒体基质中进行的。反应式： 2C3H4O3(丙酮酸)+6H2O酶→20[H]+6CO2+少量能量 (2ATP) 3、 在线粒体的内膜上,这一阶段需要氧的参与，是在 线粒体内膜上进行的。反应式：24[H]+6O2酶→12H2O+ 大量能量(34ATP)
2015-4-21
固氮微生物的类型
自生固氮微生物 共生固氮微生物 联合固氮微生物
2015-4-21
2015-4-21
2015-4-21
果胶质的分解

果胶质是高等植物细胞间质的主要组分，占植物体干重的1 5％～30％。果胶质主要是由D一半乳糖醛酸通过α-1，4一糖苷 键连壕的直链高分子化合物。链上的羧基可部分或全部被甲醇 酯化，也可部分或全部与阳离子结合。不含甲基酯的果胶质称 为果胶酸，含甲基酯的果胶质称果胶酯，后者可进一步与钙离 子结合成不溶于水的原果胶。植物体内的原果胶常与多缩戊糖 结合。 微生物对果胶质的分解需借助其分泌的果胶质酶。 果胶质酶主要有三类，即果胶质酯酶，果胶质水解酶和果 胶质裂解酶。 微生物对果胶质的分解需借助其分泌的果胶质酶。 果胶质酶主要有三类，即果胶质酯酶，果胶质水解酶和果胶质 裂解酶。
2015-4-21
氨基酸的分解
氨基酸（Amino acid）是构成蛋白质的基本单
位，赋予蛋白质特定的分子结构形态，使他的分子 具有生化活性。蛋白质是生物体内重要的活性分子， 包括催化新陈代谢的酵素和酶。 氨基酸分解包括脱氨基作用、脱羧基作用。 脱氨基作用包括氧化脱氨基、还原脱氨基、水解脱 氨基、氧化还原脱氨基。
粗纤维食物
粗纤维食物是指每百克食物含粗纤维2克以上的食物。粗 纤维食品的主要消费群应该是成年人和老年人，吃的时 候也要根据营养学上对于粗纤维的推荐摄入量为准 每人 每天20-35克，多吃反而降低其他营养素的利用率。
、粗纤维食物 粗纤维是植物细胞壁的主要组 成成分，包括纤维素、半纤维素、木质素及角质等 成分。 含粗纤维的食物 玉米、小米、高粱、豆类、苹 果、芹菜、干果类、海带、紫菜
微生物的代谢
微生物对有机物质的分解 微生物的产能代谢 微生物的固氮作用
2013级生物技术刘勇亮
微生物对有机物质的分解

纤维素的分解 淀粉的分解 果胶质的分解 木质素和芳香族化合物的分解 几丁质的分解 蛋白质的分解 氨基酸的分解 烃类及有机农药的分解
纤维素的分解
2015-4-21
几丁质的分解
几丁质是构成真菌细胞壁、昆虫体壁和节肢动物甲 壳的主要成分。它比较难分解，嗜几丁质芽孢杆菌 等细菌和链霉菌等放线菌能分泌几丁质酶，有较强 的分解几丁质能力。 根据某些细菌能分解几丁质的特性，以几丁质为碳 源，氮源的选择培养基可以筛选分解几丁质的微生 物。
2015-4-21
2015-4-21
生物冶金技术，又称生物浸出技术，通常指矿石的 细菌氧化或生物氧化，由自然界存在的微生物进行。 这些微生物被称作适温细菌，大约有0.5-2.0微米长、 0.5微米宽，只能在显微镜下看到，靠无机物生存， 对生命无害。这些细菌靠黄铁矿、砷黄铁矿和其他 金属硫化物如黄铜矿和铜铀云母为生。适温细菌和 其他细菌通常生活在因硫氧化而产生的酸性环境中， 如温泉、火山附近地区和富含硫的地区
蛋白质的分解
蛋白质的肽键水解。将蛋白质分解至最基本单位氨 基酸的，称为完全水解，将达不到上述程度的水解， 称为限量水解。可以用化学方法在酸或碱中加热进 行分解（如6N盐酸，110℃，24小时），也可以用蛋 白酶在温和的条件下进行分解。用适当的蛋白酶进 行限量分解是确定蛋白质的氨基酸排列顺序所必要 的方法。
2015-4-21
微生物的产能代谢
异养微生物的产能代谢 自养微生物的产能代谢
2015-4-21
异养微生物的产能代谢
1. 发酵 发酵的途径 包括EMP途径和HMP途径，还有ED途径， 磷酸解酮酶途径
2015-4-21
1、EMP途径可为微生物的生理活动提供ATP和NADH， 是连接三羧酸循环、HMP途径、ED途径等几个重要代 谢途径的桥梁；其中间产物可为微生物的合成代谢提 供碳架，在一定条件下多糖。 2、HMP途径不是产能途径，主要是提供生物合成所需 的大量还原力和不同长度的碳架原料。 3、ED途径在格兰氏阴性细菌种分部交广，特别是假单 胞杆菌和某些固氮菌中较多存在。
2015-4-21
淀粉的分解

淀粉广泛存在于植物种子、块茎以及块根中，是 葡萄糖通过糖苷键连接而成的大分子聚合物。淀粉 有直链淀粉和直链淀粉之分。绝大多数微生物能分 泌淀粉酶水解淀粉。 淀粉酶又分为糖化型淀粉酶和液化型淀粉酶。
2015-4-21
淀粉酶的应用
造纸上的应用
中温α-淀粉酶能改变淀 粉内部结构，使淀粉粘度下降，达到生产要求。 该酶是一种枯草芽孢杆菌经深层发酵产生的中 温α-淀粉酶。能够将淀粉水解成长短不一的糊 精及少量的低分子糖类、葡萄糖和麦芽糖。使 用淀粉转化酶切断淀粉链，降低淀粉粘度，以 达到熬浆要求。大大节省因变性淀粉使用的成 本。
2015-4-21
第三节 微生物的固氮作用
生物固氮是大气中的游离态氮分子在微生物体内还原为结合态 的氨分子的过程。具有这种能力的生物称固氮生物。生物固氮 对于植物和土壤的氮肥供应有重要作用。 在自然界中，有很多原核微生物，包括细菌和放线菌，它们可 以在特定条件下把氮气还原为氨，因而被称为固氮微生物。固 氮微生物的固氮过程完全是生物和微生物自发进行的，无须提 供任何能源和设备，因而它减少了能源的消耗。由于全部固氮 过程都是生物活动，无污染物排放，有利于保护生态环境。同 时，由于减少和免除了化学氮素的投入，使农产品中硝酸和亚 硝酸物质大幅度降低，提高了农产品的品质，减少致癌物质对 人类的危害。
有机农药，指利用生物活体或其代谢产物对害虫、 病菌、杂草、线虫、鼠类等有害生物进行防治的一 类农药制剂，或者是通过仿生合成具有特异作用的 农药制剂。有机生物农药还要通过有机认证，可以 用于相关有机标准的加工、生产的生物农药。 农药中属于有机化合物的品种总称，是以有机氯、 有机磷、有机氟、有机硫、有机铜等化合物为有效 成分的一类农药。英文名称organic pesticide。这类 农药有杀虫剂、杀菌剂、杀螨剂、除草剂、杀线虫 剂及杀鼠剂，例如敌百虫、对硫磷等。是使用最多 的一类农药。