第六章 微生物的代谢
第六章 微生物的生长及其控制1
获得同步生长的方法： 获得同步生长的方法：
同步培养法
诱导法
筛选法
化化化化 物物化化
过过过 区区区区区区区区过 膜膜膜过
获得同步生长的方法主要有两类： 获得同步生长的方法主要有两类：
环境条件诱导法：变换温度、光线、培养基等。 环境条件诱导法：变换温度、光线、培养基等。造成与正常细 胞周期不同的周期变化。 胞周期不同的周期变化。 机械筛选法：选择性过滤、梯度离心。物理方法，随机选择， 机械筛选法：选择性过滤、梯度离心。物理方法，随机选择， 不影响细胞代谢。 不影响细胞代谢。
☆以细菌为例介绍无分支单细胞微生物群体生长规律，其结 以细菌为例介绍无分支单细胞微生物群体生长规律， 论也基本适用于酵母菌。 论也基本适用于酵母菌。 ☆生长曲线代表了细菌在新的环境中从开始生长、分裂直至 生长曲线代表了细菌在新的环境中从开始生长、 死亡的整个动态变化过程。 死亡的整个动态变化过程。 ☆每种细菌都有各自的典型生长曲线，但它们的生长过程却 每种细菌都有各自的典型生长曲线， 有着共同的规律性。一般可以将生长曲线划分为四个时期。 有着共同的规律性。一般可以将生长曲线划分为四个时期。
二、以数量变化对微生物生长情况进行测定 （一）直接法
将待测样品制成菌悬液，适当稀释， 将待测样品制成菌悬液，适当稀释，加入血球计数板方 格网的计数室内，在显微镜下直接计数； 格网的计数室内，在显微镜下直接计数；因为计数室的 体积一定， 体积一定，所以能够计算出每毫升待测样品中的细胞个 数； 特点：全菌计数，不区分死菌与活菌； 特点：全菌计数，不区分死菌与活菌； 适用于单细胞微生物：细菌、酵母菌； 适用于单细胞微生物：细菌、酵母菌； 要点：菌悬液浓度应在 个细胞/毫升左右 毫升左右； 要点：菌悬液浓度应在108个细胞 毫升左右；
第六章微生物的生长及其控制
t2 - t1
3.322(lgx2-lgx1) t2 - t1
3.322(lgx2-lgx1)
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一些细菌的代时
菌名
培养基 培养温度 代时
E. coli（大肠杆菌） 肉汤
37℃ 17min
E. coli
牛奶
37
12.5
Enterobacter aerogenes（产气肠细菌）
肉汤或牛奶 37
一般连续培养器 固定化细胞连续培养器
实验室科研用：连续培养器 发酵生产用：连续发酵罐
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（1）恒浊器 — 恒浊连续培养
Ø特点：基质过量，微生物始终以最高速率进行生长 ，并可在允许范围内控制不同的菌体密度；但工艺 复杂，烦琐。 Ø使用范围：用于生产大量菌体、生产与菌体生长相 平行的某些代谢产物，如乳酸、乙醇等。
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（二）指数期
1、特点： Ø 生长速率常数R最大，即代时最短; Ø细胞进行平衡生长，菌体大小、形态、生理特征等比较一致; Ø酶系活跃，代谢最旺盛。
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x2
2、指数期中的的
三个重要参数
x1
t1
t2
u繁殖代数 n=3.322(lgx2-lgx1)
u生长速率常数R= u代时G=
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（三）稳定期
1、特点： （1）R=0，即处于新繁殖的细胞数与衰亡的细胞数相等，或正生长与负生长相等的动态平衡之中。 （2）菌体产量达到了最高点。 （3）菌体产量与营养物质的消耗间呈现出有规律的比例关系。 （4）细胞内开始积聚糖原、异染颗粒和脂肪等内含物；芽孢杆菌一般在这时开始形成芽孢； （5）通过复杂的次生代谢途径合成各种次生代谢物。
微生物代谢
有机物 最初能源 日 光 无机物
化能异养菌 光能营养菌 化能自养菌 通用能源（ATP）
一、化能异养微生物的生物氧化和产能
生物氧化指糖、脂、蛋白质等有机物质在活细胞内 氧化分解产生H2O与CO2并释放能量的作用。
生物氧化的过程有脱氢（或电子）、递氢（或电 子）、和受氢（或电子）3个阶段。
产能（ATP） 生物氧化的功能： 产还原力[H] 产小分子中间代谢物
2.代谢调节在发酵工业上的应用 a. 应用营养缺陷型菌株解除反馈调节
高丝氨酸缺陷型菌株不能合成高丝氨酸酶，故不能合成高丝 氨酸，也不能合成苏氨酸和甲硫氨酸，在补给适量的高丝氨酸就 可产生大量的赖氨酸。
b. 应用抗反馈调节的突变株解除反馈调节 指一种 对反馈 抑制不 敏感或 对阻遏 有抗性 的菌株 或兼而 有之的 菌株
（3）初级代谢与微生物生长平行进行，但次级代谢 与微生物生长不平行，一般在生长后期才进行。
第三节 微生物的代谢调节与发酵生产
1. 代谢调节 微生物细胞代谢的调节主要是通过控制酶的作用来 实现的。 酶活性调节 调 节 类 型
调节的是已有酶分子的活性， 是在酶化学水平上发生的
酶合成调节
调节的是酶分子的合成量，是 在遗传学水平上发生的
NH4+、NO2-、H2S、S0、H2、Fe2+等
呼吸链的氧化磷酸化反应
硝化细菌、铁细菌、硫细菌、氢细菌等属于化能自养类型
（二）光能自养微生物
真核生物：藻类及绿色植物
产氧
原核生物：蓝细菌
光能自养微生物
不产氧
真细菌：光合细菌
古细菌：嗜盐菌
1. 环式光合磷酸化
特点：
①电子传递途径属循环方式
②产能与产还原力分别进行
第六章 微生物生长
恒化连续培养
随着细菌的生长，限制性因子的浓
度降低，致使细菌生长速率受限，但同 时通过自动控制系统来保持限制因子的 恒定流速，不断予以补充，就能使细菌 保持恒定的生长速率。 常见的限制性营养物质有作为氮源 的氨、氨基酸；作为碳源的葡萄糖、乳 酸及生长因子，无机盐等。
三、同步培养
微生物细胞极其微小，但它也有一个自小到大 的过程，即个体生长。要研究微生物的个体生 长，在技术上是极为困难的。 目前主要使用的方法是： 同步培养技术分析细胞各阶段的生物化学特性 变化。 电子显微镜观察细胞的超薄切片。
死亡原因？ 营养短缺；代谢毒物增 多；pH、Eh改变；溶氧 不足。
t
时间
稳定期与生产实践
指导思想：延长稳定期。 措施： 1.调节pH； 2.注意降温、通风； 3.中和排除有毒代谢产物； 4.稳定期是生产收获时期，注意把握好收获时机。
（4）衰亡期（老年）
死亡率＞出生率 ？ 细胞畸形 细胞死亡,出现自溶 有的微生物细胞产生或释放出一些产物。 如氨基酸、转化酶、抗生素等。现象。
单细胞微生物典型生长曲线
生 长 速 + 率 0 指 数 期
延滞期 指数期 稳定期 衰亡期
_
菌 数 目 的 对 数 值
延 滞 期
总菌数
稳定期
衰 亡 期
活菌数
0 时间t
微生物的数量很大，都是10的n次方，取对数作图时 方便，0-10代表1～1010
（1）延滞期－“万事开头难”
特征： 代谢活跃，个体体积、重量增加，
（2）指数期（青年）
快，平均代时（繁殖一代的时间）最短， 生长速率常数最大。 细胞的化学组成、形态、生理特性比较一致。
生物化学第六章 糖类代谢
H
OH
HO
H
HO
H
H
OH
OH
CH2OH
HO H OH
H
H
OH H
OH OH
核糖(ribose) ——戊醛糖
O
H
OH
H
OH
H
OH
OH
HOH 2C
O OH
H H
HH
HO
OH
2. 寡糖 能水解生成2-20个分子单糖的糖，各单
糖之间借脱水缩合的糖苷键相连。
常见的几种二糖有
麦芽糖 (maltose) 葡萄糖 — 葡萄糖 还原糖
ATP ADP
G-6-P
F-6-P
ATP ADP
F-1,6-2P
ⅱ放能阶段
⑨2-磷酸甘油酸脱水生成磷酸烯醇式丙酮酸
烯醇化酶
磷酸二 3-磷酸 羟丙酮 甘油醛
NAD+
NADH+H+
1,3-二磷酸甘油酸
ADP ATP
3-磷酸甘油酸
2-磷酸甘油酸
磷酸烯醇式丙酮酸
ADP
ATP
丙酮酸
催化此反应的酶是烯醇化酶，它在结合底物前必 须先结合2价阳离子如Mg2+、Mn2+，形成复合物， 才能表现出活性。该酶的相对分子量为85000，氟 化物是该酶强烈的抑制剂，原因是氟与Mg2+和无 机磷酸结合形成一个复合物，取代了酶分子上 Mg2+的位置，从而使酶失活。
Glu
ATP ADP
G-6-P
F-6-P
ATP ADP
F-1,6-2P
ⅱ放能阶段
⑥3-磷酸甘油醛氧化成1,3-二磷酸甘油酸
生成1分子 NADH+H+
微生物学各章知识点总结
微生物学各章知识点总结第一章：微生物的概念和分类体系1. 微生物的概念微生物是指肉眼不可见的微小生物体，包括细菌、真菌、病毒和原生动物等。
它们在自然界中广泛分布，对生态系统的循环和平衡起着重要作用。
2. 微生物的分类体系微生物按照生物学特征可以分为原核生物和真核生物两大类，其中原核生物包括细菌和蓝藻，真核生物包括真菌和原生动物。
此外，病毒是一种非细胞生物，通常被单独归类。
第二章：微生物的结构和形态1. 细菌的结构和形态细菌是单细胞微生物，其主要结构包括细胞壁、细胞膜、胞质和遗传物质。
细菌的形态多样，包括球菌、杆菌和螺旋菌等。
2. 真菌的结构和形态真菌是多细胞或单细胞微生物，其主要结构包括菌丝、分生子、孢子和细胞壁等。
真菌的形态多样，包括酵母菌、霉菌和子囊菌等。
3. 病毒的结构和形态病毒是非细胞微生物，其主要结构包括蛋白质外壳、遗传物质和蛋白质套等。
病毒的形态多样，包括线状、球状和多棱体等。
第三章：微生物的生长和繁殖1. 细菌的生长和繁殖细菌的生长是指细胞的增加和分裂过程，主要包括营养摄取、分裂和排泄等。
细菌的繁殖有二分裂、分裂和梭孢子等方式。
2. 真菌的生长和繁殖真菌的生长是指菌丝的延伸和分支过程，主要包括分生子的产生和分裂等。
真菌的繁殖有无性生殖和有性生殖两种方式。
3. 病毒的生长和繁殖病毒的生长是指在寄主细胞内复制遗传物质和合成蛋白质，主要包括吸附、穿透和复制等。
病毒的繁殖有裸核和包膜两种方式。
第四章：微生物的代谢和营养1. 细菌的代谢和营养细菌的代谢包括异养和自养两种方式，同时也可根据在氧气的存在下进行厌氧和需氧代谢。
细菌的营养包括糖类、氨基酸和脂肪等多种。
2. 真菌的代谢和营养真菌的代谢包括异养和自养两种方式，同时也可根据生长温度进行低温菌和高温菌。
真菌的营养包括糖类、氨基酸和无机盐等多种。
3. 病毒的代谢和营养病毒是非细胞生物，因此没有自身代谢和营养循环，其复制和生长需要依赖寄主细胞的物质和能量。
动物生物化学 第六章 糖的代谢
2. 糖原的 合成
（UDP-葡萄 糖焦磷酸化 酶、糖原合 成酶、糖原 分支酶）
糖原合成酶催化的反应
糖原的合成与分解总反应示意图
3. 糖原代谢的调节
• 葡萄糖分解代谢总反应式 • C6H6O6 + 6 H2O + 10 NAD+ + 2 FAD + 4 ADP +
4Pi 6 CO2 + 10 NADH + 10 H+ + 2 FADH2 + 4 ATP • 按照一个NADH能够产生3个ATP，1个FADH2能够产 生2个ATP计算，1分子葡萄糖在分解代谢过程中共产 生38个ATP： • 4 ATP +（10 3）ATP + （2 2）ATP = 38 ATP
Байду номын сангаас
CH2OH CO
HO C H
CHO
H C OH + H C OH
H C OH H C OH
CH2O P
转醛酶
CH2O P
7-磷酸景天庚酮糖 3-磷酸甘油醛
CHO
H C OH +
H C OH CH2O P
4-磷酸赤藓糖
CH2OH CO HO C H HO C H H C OH CH2O P
6-磷酸果糖
H
O
H
OH H HO
H OH
H2O
H C OH
HO C H
O 内酯酶
H C OH
H C OH
G-6-P
6-磷酸葡萄 糖酸内酯
CH2O P 6-磷酸葡萄糖酸
COOH H C OH
NADP+
+ NADPH + H
微生物学第二版参考答案
微生物学第二版参考答案微生物学第二版参考答案微生物学是研究微生物的科学，涉及到生物学、医学、环境科学等多个学科领域。
对于学习微生物学的学生来说，掌握正确的参考答案是提高学习效果的关键。
本文将为大家提供微生物学第二版参考答案，帮助大家更好地理解和掌握微生物学的知识。
第一章：微生物的概述1. 微生物的定义：微生物是一类不能用肉眼观察到的生物，包括细菌、真菌、病毒和原生动物等。
2. 微生物的分类：微生物可以根据其细胞结构、生活方式和遗传物质等特征进行分类。
3. 微生物的重要性：微生物在生态系统中起着重要的角色，如参与物质循环、维持生态平衡等。
第二章：微生物的结构和功能1. 细菌的结构：细菌包括细胞壁、细胞膜、细胞质、核糖体和核酸等结构。
2. 细菌的功能：细菌具有多样的功能，如合成蛋白质、分解有机物、产生抗生素等。
3. 真菌的结构：真菌包括菌丝、孢子、菌核和菌盖等结构。
4. 真菌的功能：真菌可以分解有机物、产生酶、参与土壤生态系统等。
第三章：微生物的生长和繁殖1. 微生物的生长：微生物的生长包括营养摄取、代谢、生长分裂等过程。
2. 微生物的繁殖：微生物可以通过二分裂、芽生、孢子形成等方式进行繁殖。
3. 微生物的生长曲线：微生物的生长曲线包括潜伏期、指数期、平台期和死亡期等阶段。
第四章：微生物的遗传与变异1. 微生物的遗传物质：微生物的遗传物质包括DNA和RNA，其中DNA是主要的遗传物质。
2. 微生物的遗传变异：微生物可以通过基因突变、基因重组等方式发生遗传变异。
3. 微生物的遗传传递：微生物的遗传信息可以通过垂直传递和水平传递进行传递。
第五章：微生物的代谢与生态1. 微生物的代谢类型：微生物的代谢包括光合作用、呼吸作用、发酵作用等多种类型。
2. 微生物的生态功能：微生物在生态系统中参与物质循环、能量转化等功能。
3. 微生物的微生态系统：微生物可以形成微生态系统，如肠道微生态系统、土壤微生态系统等。
第六章：微生物与人类1. 微生物与人类的关系：微生物与人类有着密切的关系，如参与人体免疫、引起疾病等。