关于微生物的营养与代谢课件
第三章微生物的营养与代谢
第三章微生物的营养与代谢源
氮是组成微生物蛋白质、酶和核酸的成分 能利用的氮源种类十分广泛。空气中分子
态的氮、无机和有机氮
第三章微生物的营养与代谢
氮源这类物质主要用来合成细胞中的含 氮物质，一般不作为能源，只有少数自 养微生物能利用铵盐、硝酸盐同时作为 氮源与能源。
第三章微生物的营养与代谢
主要元素包括磷、硫、钾、镁、钙、铁等
微量元素包括铜、锌、钠、硼、锰、氯、 钼、钴、硅等。
在配制培养基时，首选加入磷酸氢二钾和 硫酸镁，基本时可以同时提供4种需要量 最大的元素。
第三章微生物的营养与代谢
五、生长因子
生长因子通常指那些微生物生长所必需且需要 量很小,而且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
❖ 凡需要从外界吸收现成的氨基酸作氮源的微生 物就是氨基酸异养型生物
❖ 固氮微生物:利用分子氮
第三章微生物的营养与代谢
三、能源
指能为微生物的生命活动提供最初能量来 源的营养物或辐射能。
微生物的能源谱
化学物质 有机物 化能异养型微生物的能源（与C源相同）
能源物质
无机物 化能自养型微生物的能源（与C源不同）
在微生物各种各样的生理活动中必须有 水参加才能进行。
第三章微生物的营养与代谢
水是一种最优良的溶剂，可保证几乎一切生 物化学反应的进行
水可维持各种生物大分子结构的稳定性，并 参与某些重要的生物化学反应
水还有许多优良的物理性质，诸如高比热、 高汽化热、高沸点以及固态时密度小于液态 等，都是保证生命活动十分重要的特性
碳源既是微生物的组成成分，又是微生 物的能量来源。微生物可以利用的碳源 范围极广，分为有机碳源和无机碳源两 大类，糖类是最广泛利用的碳源。
高中生物微生物的营养、代谢和生长名师精编课件 旧人教 选修
培养基是一种人工配制的、适合微生物生长或产生代谢产 物用的混合养料。其分类如下：
（1）根据物理性质的不同分为
固体培养基：用于微生物的分离、鉴定
半固体培养基：用于观察微生物的运动、保藏菌种
液体培养基：用于工业生产
细菌在固体培养基中的生长情况
光滑型菌落
粗糙型菌落 粘液型菌落
细菌在液体培养基中的生长情况
1.微生物代谢的人工控制
改变微生物的遗传特性：例如诱变处理
措施 控制发酵条件：例如改变细胞膜的透性
1.发酵的概念与分类 概念：发酵是指通过微生物的培养大量产生各种代谢产物的过程
发酵分类： 固体发酵
根据培养基状态分 液体发酵
据产物分
维生素发酵 抗生素发酵 氨基酸发酵
需氧发酵：如抗生素发酵、氨基酸发酵 根据对氧的需求分
分解葡萄糖的酶是大肠杆菌细胞内一直存在 的酶
分解乳糖的酶是在乳糖诱导下合成的酶
①酶合成的调节
a.组成酶和诱导酶的区别：
•组成酶在细胞内一直存在，它的合成只受基因调控； 诱导酶只有环境中存在诱导物才能合成，它的合成 受基因与诱导物共同控制。
b.酶合成调节的对象、结果：
•酶合成调节的对象是诱导酶；调节的结果 是使细胞内酶的种类增多。
c.酶合成调节的机制（本质） ：
原核生物基因表达的调控，如大肠杆菌乳糖操纵子学说。
•d.酶合成调节的意义：
既保证代谢需要，又避免细胞内物质和能量浪费，增强适应性。
②酶活性的调节
资料
• 谷氨酸棒状杆菌能够利用 葡萄糖，经过复杂的代谢 过程形成谷氨酸；但当终 产物——谷氨酸的合成过 量时，就会抑制谷氨酸脱 氢酶的活性，从而导致合 成途径中断。当谷氨酸因 消耗而浓度下降时，抑制 作用就会被解除，该合成 反应又重新启动。
微生物学-第四章营养与代谢
微生物的生长因子
为某些微生物生长所必需、其自身又不能合成、需要 外源提供但需要量又很小的有机物质通称为 生长因 子 （ growth factor ）
狭义：维生素 广义：维生素、氨基酸、碱基、脂肪酸等
1).生长因子自养型微生物（auxoautotrophs) 2).生长因子异养型微生物（auxoheterotrophs) 3).生长因子过量合成型微生物 4).营养缺陷型微生物（nutritional deficiency)
• 特点：
• 有特异性的载体蛋白参与
• 需要消耗能量
• 可以逆浓度梯度运输
• 微生物的主要物质运输方式
微生物主动运输示意图
基团转位
• 基团转位（ group transport ） 是一种既需要载体 蛋白又需要消耗能量的物质运输方式。其与主动运 输方式不同的是它有一个复杂的运输酶系统来完成 物质的运输，同时底物在运输过程中发生化学结构 变化。
• 例： 2NH3 + 2O2 • CO2 + 4H+
2HNO2 + 4H+ + 能量 (CH2O) + H2O
光能无机营养型微生物
• 光能无机营养型 又称为 光能自养型 。 这是一 类含有光合色素、能以 CO 2 作为唯一或主要 碳源并利用光能进行生长的微生物。它们能以 无机物如硫化氢、硫代硫酸钠或其他无机硫化 物，以及水作为供氢体，使 CO 2 还原成细胞 物质。藻类、蓝细菌、绿硫细菌和紫硫细菌就 属于这类微生物。
微量元素与微生物生理功能
无机盐及其生理功能
水
水在微生物机体中具有重要的功能，是维持微生物生命活动不可缺少的 物质：
• ① 水是微生物细胞的重要组成成分:它占微生物体湿重的 70 ％ ～ 90 ％，水还供给微生物氧和氢两种元素。
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2. HMP途径 (己糖一磷酸途径、戊糖磷酸途径)
6C6H12O6
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5葡糖-6-磷酸
35ATP
6CO2 9
特点
1）是一条葡萄糖不经EMP途径和TCA循环而彻底氧化产能、 产还原力[H]和许多中间代谢产物的途径；
2）进行一次周转需要六分子的葡萄糖同时参与，但实际只 消耗一分子的葡萄糖；
还原态无机物 化能自养型
通用能源ATP
ATP的结构
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一、化能异养微生物的生物氧化和产能
1. 生物氧化的定义
发生在活细胞内的一系列产能性氧化反应的总称。
燃烧
生物体外的氧化
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2. 生物氧化的形式：加氧、脱氢或失去电子； 3. 生物氧化的过程：脱氢、递氢、受氢 4. 生物氧化的结果: 产ATP、还原力[H]和小分子代 谢产物
比较各类无机盐呼吸的特点
➢ 硫呼吸
➢ 铁呼吸
➢ 碳酸盐呼吸
➢ 有机物呼吸
➢ 延胡索酸呼吸
➢ 甘氨酸呼吸 ➢ 氧化三甲胺呼吸
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C6H12O6
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2丙酮酸 2ATP 2NADH2
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特点
1）是大多数生物所共有的基本代谢途径;
2）有氧和无氧条件下都能进行; 有氧条件下，该途径与TCA途径连接; 无氧条件下，丙酮酸被还原，形成乳酸等发酵 产物;
3）该途径是糖代谢和脂类代谢的连接点(如磷酸二
羟丙酮可还原成甘油，进入脂类代谢 ；
（一）底物脱氢的四条途径
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底物脱氢的四条途径
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1.
途径 EMP
第三章_微生物的营养与代谢
第三章_微生物的营养与代谢微生物的营养类型,微生物对阴阳物质的吸收,代谢的类型微生物的营养类型,微生物对阴阳物质的吸收,代谢的类型细胞从外界环境中摄取化学物质，使其在生长过程中获取生命活动所需的能量及其结构物质的生理过程称为营养或营养作用。
微生物的营养类型,微生物对阴阳物质的吸收,代谢的类型第一节微生物的营养一、微生物细胞的化学组成从微生物细胞的组成来看，都是含有碳、氢、氧、氮和各种矿质元素(P、S等),由这些元素组成细胞中有机和无机成分，其中主要是水分、蛋白质、碳水化合物、脂肪、核酸和无机盐。
微生物的营养类型,微生物对阴阳物质的吸收,代谢的类型微生物细胞中水分含量最多，干物质中碳、氮、氢、氧四种元素约占90%-97%,还有矿质元素磷、铁、铜、锰等组成微生物细胞的各类化学元素的比例常因微生物种类的不同而不同不仅如此，微生物细胞的化学元素组成也常随菌龄及培养条件的不同而在一定范围内发生变化微生物的营养类型,微生物对阴阳物质的吸收,代谢的类型微生物细胞中几种主要元素的相对含量(%干重)微生物的营养类型,微生物对阴阳物质的吸收,代谢的类型二、营养物质及其生理功能营养物质主要功用：①供给微生物合成细胞物质的原料；②用以产生能量；③有的营养物如维生素主要用于调节新陈代谢碳源、氮源、能源、无机盐、生长因子、水、微生物的营养类型,微生物对阴阳物质的吸收,代谢的类型一、碳源凡是构成微生物细胞和代谢产物中碳架微生物的营养类型,微生物对阴阳物质的吸收,代谢的类型碳源物质在细胞内经过一系列复杂的化学变化后成为微生物自身的细胞物质(如碳水化合物、脂、蛋白质等)和代谢产物，碳可占一般细菌细胞干重的一半。
主要功能 1.用来构成细胞物质的骨架。
2.提供生理活动所需的能量。
微生物的营养类型,微生物对阴阳物质的吸收,代谢的类型二、氮源：凡是能提供微生物生长繁殖所需氮元素的营养源，称为氮源氮是组成微生物蛋白质、酶和核酸的成分能利用的氮源种类十分广泛。
微生物的代谢课件
微生物的代谢课件一、教学内容本节课的教学内容来自小学科学教材，第六单元“我们身边的微生物”，第二节“微生物的代谢”。
本节课主要讲述微生物的基本代谢过程，包括微生物的营养方式、呼吸作用和废物排出等。
二、教学目标1. 让学生了解微生物的基本代谢过程，知道微生物的营养方式、呼吸作用和废物排出等。
2. 培养学生观察、思考、探究的能力，提高学生对微生物的兴趣。
3. 培养学生团结协作、积极参与的精神，提高学生的科学素养。
三、教学难点与重点重点：微生物的基本代谢过程，微生物的营养方式、呼吸作用和废物排出等。
难点：微生物的代谢过程的理解和应用。
四、教具与学具准备教具：PPT、显微镜、微生物标本、实验器材等。
学具：笔记本、彩笔、实验报告表格等。
五、教学过程1. 实践情景引入：通过展示微生物在自然界中的作用，引发学生对微生物的兴趣。
2. 知识讲解：利用PPT讲解微生物的基本代谢过程，包括营养方式、呼吸作用和废物排出等。
3. 例题讲解：通过观察微生物标本，让学生了解微生物的形态结构和代谢特点。
4. 随堂练习：让学生运用所学知识，分析微生物在自然界中的作用。
5. 实验演示：进行微生物代谢实验，让学生直观地感受微生物的代谢过程。
6. 小组讨论：让学生分组讨论微生物代谢实验的结果，培养学生的团队合作精神。
六、板书设计微生物的代谢1. 营养方式2. 呼吸作用3. 废物排出七、作业设计1. 描述一下微生物的代谢过程。
答案：微生物的代谢过程包括营养方式、呼吸作用和废物排出等。
2. 列举两种微生物在自然界中的作用。
答案：酵母菌可以发酵产生二氧化碳，促使面包膨胀；乳酸菌可以发酵产生乳酸，使酸奶具有独特的口感。
八、课后反思及拓展延伸本节课通过讲解、实验、讨论等多种教学手段，使学生了解了微生物的代谢过程。
在教学过程中，学生积极参与，课堂气氛活跃。
但仍有部分学生对微生物的代谢过程理解不够深入，需要在今后的教学中加强引导和辅导。
拓展延伸：引导学生课后观察身边的微生物，了解它们在生活中的应用，如发酵食品、污水处理等。
微生物的代谢ppt课件
酶制剂发酵
利用微生物产生各种酶类的代谢过程 ，将酶提取后广泛应用于食品加工、 洗涤剂等领域。
微生物代谢在环境保护中应用
废水处理
利用微生物降解有机污染物的代 谢能力，将废水中的有害物质转 化为无害物质，达到废水处理的
目的。
生物脱硫脱氮
利用微生物分解有机垃圾的代谢 过程，将有机垃圾转化为稳定的 腐殖质，实现有机垃圾的资源化
也最快。
酸碱度对微生物代谢影响
酸碱度（pH值）对微生物的生长和 代谢有很大影响。
pH值通过影响微生物细胞膜的通透 性、酶的活性以及营养物质的吸收等 方式来影响微生物的代谢。
不同微生物对pH值的适应性不同， 有些微生物只能在酸性或碱性环境中 生长。
微生物在适宜的pH值范围内，其代 谢活动才能正常进行。
医疗健康
微生物代谢与人类健康密切相 关，研究微生物代谢有助于了 解疾病的发生机制并开发新的 治疗方法。
农业领域
微生物代谢在农业领域也有重 要作用，如生物肥料、生物农
药的研制和应用等。
02
微生物能量代谢
能量代谢基本概念
能量代谢
指生物体内能量的转移和转换过程， 包括能量的释放、传递、储存和利用 。
氧化还原反应
通过改变酶分子的数量来调节代谢速率，如酶合成和降解的速
率控制。
基因表达调控机制
转录水平调控
通过控制基因转录的速率来调节基因表达，如启动子和转录因子的 相互作用。
翻译水平调控
通过控制mRNA的翻译速率来调节基因表达，如核糖体结合位点和 翻译起始因子的作用。
转录后和翻译后调控
通过控制mRNA和蛋白质的修饰、加工和降解来调节基因表达，如 RNA剪接和蛋白质磷酸化。
微生物的代谢ppt课件
第三章 微生物的营养与代谢
3.鉴别培养基
根据微生物的代谢特点，通过指示剂的显
色反应用以鉴别不同微生物的培养基。
第二节 微生物酶
生化反应多数是在特定酶的参与下进行的 酶促反应。具有很强的催化活性和高度专一性， 称为生物催化剂。酶的主要成分是蛋白质，结 构有两种：
单纯蛋白酶：单成分酶，它本身就是具有
催化活力的蛋白质。
结合蛋白酶：双成分酶，由蛋白质和非蛋
最好的能源为葡萄糖，其他糖类代谢产生
能量的速度慢。发酵工业选用玉米粉、米糠、
麦麸、马铃薯、甘薯和野生淀粉，作为廉价碳 源。
（二）氮源 氮源：能提供微生物细胞组成成分或代谢 产物中的氮素来源的营养物质。 合成氨基酸和碱基，进而合成蛋白质、核 酸等细胞成分。地球氮循环从微生物固氮作用 开始。发酵工业中常用鱼粉、血粉、蚕蛹粉、 豆饼粉和花生饼粉。
质的膜囊，膜囊游离于细胞质中。专一性不强，
摄取物质被胞内酶逐步分解。
胞吐作用 胞吞作用
胞饮作用
四、培养基
培养基：人工配制适合微生物生长、繁殖
和积累代谢产物所需要的营养基质。根据不同
微生物的营养要求，加入适当种类和数量的营
养物，注意碳氮比、酸碱度、氧化还原电位。
（一）根据成分划分
1.天然培养基
解酶在细胞质中；呼吸酶在中间体上或线粒体
上；蛋白合成酶在核蛋白体上。
三、微生物酶在食品工业中的应用
动植物蛋白酶水解生产蛋白肽；烘焙工业
中对淀粉和蛋白质改良；果胶酶澄清果汁。
Better dough makes better bread
For bigger, better-looking baked goods
兼性寄生：既能在活生物体上生活，又能
在死的有机残体上生长。