微生物的生理

微生物的酶

微生物酶的概述人們對酶的認(rèn)識首先來源于生產(chǎn)實(shí)踐，我國有幾千年的制作發(fā)酵飲料和發(fā)酵食品的歷史。十九世紀(jì)初在法國為了解決酒的變質(zhì)問題，曾對酒的發(fā)酵過程進(jìn)行大量的研究，確定了發(fā)酵的總方程式為：1葡萄糖→2乙醇＋2CO2

，由此認(rèn)為酒精發(fā)酵是酵母細(xì)胞活動(dòng)的結(jié)果。1897年成功地使用不含細(xì)胞的酵母汁實(shí)現(xiàn)了發(fā)酵，人們逐步認(rèn)識到發(fā)酵的過程是由酶作用完成的。

1926年第一次從刀豆中提出了脲酶結(jié)晶。

定義：酶是一類由活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的特殊蛋白質(zhì)—生物催化劑酶的定義酶的組成非蛋白質(zhì)本身無催化作用，但是參與氧化還原和基團(tuán)載運(yùn)作用，若全酶失去非蛋白質(zhì)成分后也失去催化活性。酶單一酶：蛋白質(zhì)

結(jié)合酶（全酶）：酶蛋白＋輔助因子輔酶：與蛋白質(zhì)結(jié)合疏松輔基：與蛋白質(zhì)結(jié)合緊密NAD（煙酰胺腺嘌呤二核苷酸）：脫氫酶的輔酶NADP（煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸）：脫氫酶的輔酶FMN（黃素單核苷酸）：黃素蛋白的輔基FAD（黃素腺嘌呤二核苷酸）：與FMN相同鐵卟啉：細(xì)胞色素氧化酶的輔基輔酶A：?；D(zhuǎn)移酶的輔酶輔酶Q（泛醌）：電子傳遞體的組成部分硫胺素焦磷酸（TPP）：為羧化酶的輔酶磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺：轉(zhuǎn)氨酶的輔酶酶的組成—輔助因子酶的組成—輔助因子微生物的生理

微生物的酶

酶蛋白的結(jié)構(gòu)酶蛋白的結(jié)構(gòu)氨基酸是蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)單體，從微生物到人類，所有的蛋白質(zhì)都是由20種氨基酸構(gòu)成的。氨基酸的通式構(gòu)成蛋白質(zhì)的20種氨基酸蛋白質(zhì)有四種結(jié)構(gòu)層次：一級結(jié)構(gòu)，二級結(jié)構(gòu)，三級結(jié)構(gòu)，和四級結(jié)構(gòu)，每一級結(jié)構(gòu)決定了更高一級的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。

氨基酸—肽鏈—蛋白質(zhì)酶蛋白的一級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)是氨基酸以肽鏈鏈接的線性序列。酶蛋白的二級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)是指多肽鏈區(qū)段的規(guī)則折疊：α-螺旋β-折疊蛋白質(zhì)亞基酶蛋白的結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)：在二級結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，再盤旋或折疊形成的三維空間四級結(jié)構(gòu)：由亞基相互作用并結(jié)合形成的整個(gè)蛋白質(zhì)特定結(jié)構(gòu)微生物的生理

微生物的酶

微生物酶的催化機(jī)理酶的活性：是指酶催化反應(yīng)的能力酶的活性中心：酶蛋白分子中起作用的部位(結(jié)合部位和催化部位）

底物（S）酶蛋白（E）中間產(chǎn)物（ES)活性中心酶的活性中心酶與底物形成中間產(chǎn)物的原理酶促反應(yīng)的機(jī)理A、鎖和鑰匙模型B、誘導(dǎo)-契合模型酶促反應(yīng)的機(jī)理2酶促反應(yīng)舉例微生物的生理

微生物的酶

酶的分類與特性酶的命名

習(xí)慣命名：1961年以前使用。命名簡單，應(yīng)用歷史長，但是缺乏系統(tǒng)性。系統(tǒng)命名：1961年以后，由國際酶委會提出。系統(tǒng)不重復(fù)，但是命名復(fù)雜酶的命名——習(xí)慣名根據(jù)酶作用的底物命名：如淀粉酶、胃蛋白酶，根據(jù)酶所催化的反應(yīng)性質(zhì)命名：如轉(zhuǎn)氨酶、水解酶等結(jié)合上述兩種原則命名：如異檸檬酸脫氫酶、琥珀酸脫氫酶等酶的命名——系統(tǒng)名系統(tǒng)命名：國際系統(tǒng)命名法要求能確切表明底物的化學(xué)本質(zhì)及酶的性質(zhì)，包括

兩部分，即底物名稱及反應(yīng)類型。

例1：

習(xí)慣名：谷丙轉(zhuǎn)氨酶

丙氨酸酮戊二酸氨基轉(zhuǎn)移酶國際編號為：EC2.6.1.2例2:習(xí)慣名：醛縮酶二磷酸酮糖裂合酶國際編號為：EC3.4.1.1

酶的分類酶的國際系統(tǒng)分類：根據(jù)酶促反應(yīng)的性質(zhì)分為六大類1、氧化還原酶類：催化底物進(jìn)行氧化還原反應(yīng)2、轉(zhuǎn)移酶類：催化底物間進(jìn)行基團(tuán)轉(zhuǎn)移或交換3、水解酶類：催化底物發(fā)生水解反應(yīng)4、裂合酶類：催化從底物上脫去某種基團(tuán)而形成5、異構(gòu)酶類：催化同分異構(gòu)體的相互轉(zhuǎn)化6、合成酶類：催化兩分子作用物合成一分子產(chǎn)物酶具有催化劑的特性：用量少；可降低反應(yīng)的活能，加快反應(yīng)速度，但不改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點(diǎn)。酶的催化效率高：較一般催化反應(yīng)快107~1013

，非催化反應(yīng)快108~1020

。酶作用具有高度專一性酶具有不穩(wěn)定性：酶的作用需要在溫和條件下進(jìn)行，一般是常溫、常壓和PH值為中性的條件下進(jìn)行反應(yīng)。強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、高溫條件下酶容易失去活性。酶催化活性的調(diào)節(jié)控制酶的催化特性微生物的生理

微生物的酶

影響酶促反應(yīng)速度的因素

從圖可看到當(dāng)?shù)孜餄舛容^低時(shí)，底物濃度與反應(yīng)速度呈正比關(guān)系，表現(xiàn)為一級反應(yīng)。隨著底物濃度的增加，反應(yīng)速度雖然升高，但不再與底物濃度成正比，反應(yīng)為混合級反應(yīng)。當(dāng)?shù)孜餄舛群芨邥r(shí)，這時(shí)反應(yīng)速度逐漸趨近極限值，稱最大反應(yīng)速度（Vmax）。此時(shí)反應(yīng)速度與底物濃度無關(guān)，表現(xiàn)為零級反應(yīng)。底物濃度對酶促反應(yīng)速度的影響在一定的條件下，當(dāng)?shù)孜餄舛茸銐虼蟛⒈３植蛔儠r(shí)，酶促反應(yīng)速度與酶分子濃度成正比。酶濃度對酶促反應(yīng)速度的影響

溫度對酶促反應(yīng)的影響有兩方面：隨著溫度升高，活化分子數(shù)目增多，酶促反應(yīng)速度加快溫度繼續(xù)升高，酶蛋白逐漸變性失活，反應(yīng)速度也隨之降低因而酶促反應(yīng)必須在一定的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行

每一種酶都有其最適的反應(yīng)溫度，高等動(dòng)物體內(nèi)酶活性的最適溫度一般在36～40℃之間；大部分微生物酶的最適溫度在25～60℃之間，一般植物酶的最適溫度在45～60℃溫度對酶促反應(yīng)速度的影響

PH對酶活力的影響：①影響酶蛋白的構(gòu)象，至使酶變性失活。②改變底物和酶的帶電狀態(tài)，影響ES復(fù)合物的親和力。PH值對酶促反應(yīng)速度的影響

酶對環(huán)境PH值十分敏感：每一種酶只能在一定的PH值范圍內(nèi)才能發(fā)揮催化作用；在某一PH值時(shí)，催化能力最強(qiáng)，活性最高，這時(shí)的PH值稱為最適PH值

凡是能提高酶活性的物質(zhì)都稱為激活劑。激活劑包括無機(jī)離子和有機(jī)分子，其中大部分是金屬離子。例1,Mg2+

是己糖激酶的激活劑。

例2,動(dòng)物唾液中的α-淀粉酶受CI－

激活激活劑對酶促反應(yīng)速度的影響

凡是能降低或破壞酶作用的物質(zhì)都稱為抑制劑。有的抑制劑是細(xì)胞代謝途徑中正常調(diào)控的一部分，有的抑制劑則是致命的。抑制作用不可逆抑制可逆抑制競爭性抑制非競爭性抑制抑制劑對酶促反應(yīng)速度的影響抑制劑不可逆地與酶結(jié)合，永久性地使酶失去活性E+I（抑制劑）EIE+P

DIPF（二異丙基氟磷酸）是神經(jīng)毒氣的組分，與乙酰膽堿酯酶活性部位的絲氨酸作用，不可逆地抑制酶作用，阻滯神經(jīng)沖動(dòng)的傳導(dǎo)。不可逆抑制劑

競爭性抑制劑與酶的底物有近似的結(jié)構(gòu)，因此它與底物分子競爭地結(jié)合到酶的活性部位。酶既可以結(jié)合底物也可以結(jié)合抑制劑，但不能兩者同時(shí)結(jié)合。競爭性抑制劑

競爭性抑制作用可以通過提高底物濃度得以消除，酶對其底物的表觀親和力減低。

非競爭性抑制劑可逆地結(jié)合到酶活性中心以外的其他點(diǎn)位上，使酶總的三維形狀改變，導(dǎo)致其催化活性降低。由于抑制劑結(jié)合的部位不是酶的活性中心，因此酶可以同時(shí)與底物和抑制劑結(jié)合。

非競爭性抑制劑的效應(yīng)不能由提高底物濃度來克服，但酶對底物的親和力保持不變。非競爭性抑制劑缺少，白化癥酶促反應(yīng)異常的疾病

缺少尿黑酸氧化酶，尿黑酸不能氧化而自尿中排出，尿呈黑色—尿黑酸癥酶促反應(yīng)異常的疾病微生物的生理

微生物的營養(yǎng)

微生物的營養(yǎng)物質(zhì)及其功能

營養(yǎng)是指生物體從外界環(huán)境中攝取對其生命活動(dòng)必需的能量和物質(zhì)，以滿足正常生長和繁殖需要的一種最基本的生理功能。外界環(huán)境中具有營養(yǎng)功能的物質(zhì)稱為營養(yǎng)物，它們可為微生物的生命活動(dòng)提供結(jié)構(gòu)組分、能量、代謝調(diào)節(jié)物質(zhì)和良好生理環(huán)境。營養(yǎng)的定義

微生物細(xì)胞是由水、蛋白質(zhì)、核酸、多糖、脂質(zhì)、無機(jī)鹽、維生素等多種物質(zhì)組成。通常微生物營養(yǎng)細(xì)胞的70～90％是水，其余10～30％是干物質(zhì)，而細(xì)胞干物質(zhì)的96％是蛋白質(zhì)、核酸、多糖和脂質(zhì)這4類生物大分子。

微生物對營養(yǎng)的要求在元素水平上需要20種左右，其中以碳、氫、氧、氮、磷、硫6種元素為主。在營養(yǎng)要素水平上則主要為：碳源氮源能源生長因子礦質(zhì)元素水微生物的營養(yǎng)碳源

能提供微生物營養(yǎng)所需碳(元)素或碳架的營養(yǎng)物質(zhì)稱為碳源。碳是微生物細(xì)胞需要量最大的元素,占細(xì)胞干重的50%。CO2

NaHCO3

烴類

脂肪酸

糖

氨基酸核酸

蛋白質(zhì)

脂質(zhì)

牛肉膏

花生餅粉

糖蜜

石油

二甲苯

酚

纖維素

CaCO3

能源能源是提供微生物生命活動(dòng)所需能量的物質(zhì)。光合作用光照無機(jī)物

NH4+、NO2-、S、H2、Fe2+

有機(jī)物碳源雙功能營養(yǎng)物

有機(jī)物：化能異養(yǎng)微生物的能源（同碳源）

化學(xué)物質(zhì)

無機(jī)物：化能自養(yǎng)微生物的能源（不同于碳源）

輻射能：光能自養(yǎng)和光能異養(yǎng)微生物的能源

能源氮源

能提供微生物所需氮素的營養(yǎng)物質(zhì)稱為氮源。氮是微生物細(xì)胞需要量僅次于碳的元素，是構(gòu)成蛋白質(zhì)和核酸的主要元素，占細(xì)菌干重的12～15%。分子態(tài)氮

氨

銨鹽

硝酸鹽尿素

氨基酸嘌呤和嘧啶

牛肉膏、蛋白胨、酵母膏魚粉、黃豆餅粉等多功能營養(yǎng)物質(zhì)礦質(zhì)元素

微生物除了需要碳源、能源和氮源之外，還需要磷、硫、鎂、鈣、鉀、鈉、鐵、鋅、鈷、鉬、銅、錳、鎳和鎢等元素。需要濃度在10-3～10-4mol／L范圍內(nèi)的稱大量元素磷、硫、鎂、鈣、鉀、鈉、鐵等需要濃度在10-6-10-8mol／L范圍內(nèi)的稱微量元素

鋅、鈷、鉬、銅、錳、鎳、鎢等

細(xì)胞內(nèi)一般分子成分（P、S、Ca、Ma、Fe等）一般功能滲透壓的維持（Na+等）生理調(diào)節(jié)物質(zhì)酶的激活劑（Ma2+等）大量元素pH的穩(wěn)定化能自養(yǎng)菌的能源（S、Fe2+、NH4+、NO2-等）特殊功能無氧呼吸時(shí)的氫受體（NO3-、SO42-等）酶的激活劑（Cu2+、Mn2+

、Zn2+等）微量元素特殊分子結(jié)構(gòu)成分（Co、Mo等）礦質(zhì)元素的功能礦質(zhì)元素的功能1、微生物細(xì)胞化學(xué)組成中的重要元素之一；2、與酶的組成和活力有關(guān)；

3、調(diào)節(jié)和維持微生物的滲透壓、氫離子濃度和氧化還原電位等生長條件；4、作為某些化能自養(yǎng)細(xì)菌的能源物質(zhì)；5、作為呼吸鏈末端的氫受體。生長因子

微生物生長必不可少的微量有機(jī)物質(zhì)稱為生長因子。主要功能是提供微生物細(xì)胞重要化學(xué)物質(zhì)、輔助因子的組分和參與代謝。多數(shù)真菌、放線菌和部分細(xì)菌合成生長因子乳酸細(xì)菌補(bǔ)充多種維生素、氨基酸和堿基維生素、氨基酸、堿基、卟啉、固醇等生長因子阿舒假囊酵母生產(chǎn)維生素B2

缺乏合成生長因子能力的微生物稱為“營養(yǎng)缺陷型”微生物。

水

1、水是微生物細(xì)胞的主要化學(xué)成分；2、水是營養(yǎng)物質(zhì)和代謝產(chǎn)物良好溶劑；

3、水是細(xì)胞生物化學(xué)反應(yīng)的介質(zhì)，并參與許多生化反應(yīng)；4、水還可維持各種生物大分子結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性；

5、能有效地吸收代謝過程中產(chǎn)生的熱量并將熱迅速散發(fā)。幾種生物的游離水含量人體：60%海蟄：96%微生物孢子營養(yǎng)體霉菌孢子：~39%細(xì)菌芽孢：皮層：~70%核心：極低細(xì)菌：~80%酵母：~75%霉菌：~85%

水

微生物的生理

微生物的營養(yǎng)

微生物的營養(yǎng)類型微生物的分類微生物的分類根據(jù)碳素來源的不同自養(yǎng)型微生物碳源：CO2異養(yǎng)型微生物碳源：有機(jī)物根據(jù)能量來源的不同光能營養(yǎng)型能源：光能化能營養(yǎng)型能源：無機(jī)物或有機(jī)物根據(jù)供氫體性質(zhì)的不同無機(jī)營養(yǎng)型供氫體：無機(jī)物有機(jī)營養(yǎng)型供氫體：有機(jī)物

根據(jù)能源、供氫體和碳源的不同，將微生物劃分為光能自養(yǎng)型、光能異養(yǎng)型、化能自養(yǎng)型、化能異養(yǎng)型四種營養(yǎng)類型微生物的營養(yǎng)類型碳源CO2

能源

光

氫供體

H2O、H2S光能自養(yǎng)型微生物：以CO2作為唯一碳源或主要碳源，并利用光能，以無機(jī)物如硫化氫、硫代硫酸鈉或其他無機(jī)硫化物作為供氫體將CO2還原成細(xì)胞物質(zhì)的微生物。

光能

CO2＋H2S[CH2O]+2S+H2O

光合色素光能自養(yǎng)型微生物包括藍(lán)細(xì)菌（含葉綠素）、紅硫細(xì)菌和綠硫細(xì)菌等少數(shù)微生物（含細(xì)菌葉綠素），由于含有光合色素，因而能使先能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能（ATP），供機(jī)體直接利用。光能自養(yǎng)型光能異養(yǎng)型

碳源CO2

及簡單有機(jī)物能源光

氫供體有機(jī)物光能異養(yǎng)型微生物：不以以CO2為主要碳源或唯一碳源，以有機(jī)物（如異丙醇）作為供氫體，利用光能將CO2還原成細(xì)胞物質(zhì)。紅螺菌屬中的一些細(xì)菌屬于此種營養(yǎng)類型。

光能異養(yǎng)型細(xì)菌在生長時(shí)大多數(shù)采要外源的生長因子利用光能，以簡單有機(jī)物（醇、有機(jī)酸），為供氫體同化CO2

CH3

│

光能CO2+2CH2-CHOH[CH2O]+2CH3COCH3+H2O

菌綠素例：紅螺菌屬（Rhodospirillum）光能異養(yǎng)型化能自養(yǎng)型碳源CO2

能源、氫供體無機(jī)物

化能自養(yǎng)型微生物：以CO2或碳酸鹽作為唯一或主要碳源，以無機(jī)物氧化釋放的化學(xué)能為能源,利用電子供體如氫氣、硫化氫、二價(jià)鐵離子或亞硝酸鹽等使CO2還原成細(xì)胞物質(zhì)。這類微生物主要有硫化細(xì)菌、硝化細(xì)菌、氫細(xì)菌與鐵細(xì)菌。它們在自然界物質(zhì)轉(zhuǎn)換過程中起著重要的作用。例如：產(chǎn)甲烷菌以H2作為能源和供氫體，以CO2作為碳源生長，反應(yīng)方程式為：

CO2＋4H2CH4+2H2O通過氧化無機(jī)物取得能量，并以CO2為唯一或主要碳源硝化細(xì)菌:亞硝化細(xì)菌

2NH4++3O2→2NO2-+2H2O+4H++132Kcal硝化細(xì)菌

NO2-+1/2O2→NO3-+18.1Kcal化能自養(yǎng)型細(xì)菌硫化細(xì)菌:通過氧化還原態(tài)的無機(jī)硫化物（H2S、S、S2O32-

、SO32-）獲得能量（硫桿菌屬，硫微螺菌屬）

H2S+1/2O2→S+H2O+50.1KcalS+O2+H2O→H2SO4+149.8Kcal化能自養(yǎng)型細(xì)菌鐵細(xì)菌：氧化Fe2+為Fe3+獲取能量并同化CO22Fe2++1/2O2+2H+→2Fe3++H2O+21.2Kcal氫細(xì)菌：具有氫化酶，從氫的氧化獲取能量，同化CO2

H2+1/2O2→H2O+56.7Kcal化能自養(yǎng)型細(xì)菌化能異養(yǎng)型碳源、能源、氫供體有機(jī)物多數(shù)微生物屬于化能異養(yǎng)型，其生長所需要能量和碳源通常來自同一種有機(jī)物。根據(jù)化能異養(yǎng)型微生物利用有機(jī)物的特性，又可以將其分為下列兩種類型：腐生型微生物：利用無生命活性的有機(jī)物作為生長的碳源。寄生型微生物：寄生在生活的細(xì)胞內(nèi)，從寄生體內(nèi)獲得生長所需要的營養(yǎng)物質(zhì)存在于寄生與腐生之間的中間過渡類型微生物，稱為兼性腐生型或兼性寄生型。肺炎鏈球菌幽門螺旋菌化能異養(yǎng)型營養(yǎng)類型能源氫供體基本碳源實(shí)例光能無機(jī)營養(yǎng)型（光能自養(yǎng)型）光無機(jī)物CO2藍(lán)細(xì)菌,紫硫細(xì)菌,綠硫細(xì)菌,藻類光能有機(jī)營養(yǎng)型（光能異養(yǎng)型）光有機(jī)物CO2及簡單有機(jī)物紅螺菌科的細(xì)菌（紫色無硫細(xì)菌）化能無機(jī)營養(yǎng)型（化能自養(yǎng)型）無機(jī)物無機(jī)物CO2硝化細(xì)菌,硫化細(xì) 菌,鐵細(xì)菌,氫細(xì)菌,硫磺細(xì)菌等化能有機(jī)營養(yǎng)型（化能異養(yǎng)型）有機(jī)物 有機(jī)物有機(jī)物絕大多數(shù)細(xì)菌和 全部真核微生物微生物的營養(yǎng)類型微生物的生理

微生物的營養(yǎng)培養(yǎng)基及其配制原則

培養(yǎng)基

培養(yǎng)基(medium)定義:是人工配制的適合于不同微生物生長繁殖或積累代謝產(chǎn)物的營養(yǎng)基質(zhì)。它是進(jìn)行科學(xué)研究，發(fā)酵生產(chǎn)微生物制品等的基礎(chǔ)特點(diǎn)：任何培養(yǎng)基都應(yīng)具備微生物所需要的六大營養(yǎng)要素，且應(yīng)比例適當(dāng)。所以一旦配成必須立即滅菌。用途：促使微生物生長；積累代謝產(chǎn)物；分離微生物菌種；鑒定微生物種類；微生物細(xì)胞計(jì)數(shù)；菌種保藏；制備微生物制品1.培養(yǎng)基組分應(yīng)適合微生物的營養(yǎng)特點(diǎn)（目的明確）2.營養(yǎng)物的濃度與比例應(yīng)恰當(dāng)（營養(yǎng)協(xié)調(diào)）3.物理化學(xué)條件適宜（條件適宜）4.根據(jù)培養(yǎng)目的選擇原料及其來源（經(jīng)濟(jì)節(jié)約）制備培養(yǎng)基的基本原則微生物的生理

微生物的營養(yǎng)培養(yǎng)基的類型按配制方式天然培養(yǎng)基半合成培養(yǎng)基合成培養(yǎng)基按物理狀態(tài)液體培養(yǎng)基

固體培養(yǎng)基半固體培養(yǎng)基按目的和用途選擇培養(yǎng)基鑒別培養(yǎng)基加富培養(yǎng)基培養(yǎng)基的分類①天然培養(yǎng)基(complexmedium)：也稱作chemicallyundefinedmedium。利用化學(xué)成分還不完全清楚或不恒定的天然物質(zhì)，（如肉湯、蛋白胨、麥芽汁、酵母汁、豆芽汁、玉米粉、牛奶、血清等）制成的培養(yǎng)基，天然培養(yǎng)基比較經(jīng)濟(jì)，除實(shí)驗(yàn)室經(jīng)常使用外，更適宜于在生產(chǎn)上用來大規(guī)模地培養(yǎng)微生物和生產(chǎn)微生物產(chǎn)品。根據(jù)培養(yǎng)基成分分類②合成（組合）培養(yǎng)基(syntheticmedium)：也稱作chemicallydefinedmedium.由化學(xué)成分完全了解的物質(zhì)配制而成的培養(yǎng)基，該類培養(yǎng)基的組成成分精確、清楚，重復(fù)性強(qiáng)，但微生物生長較慢，且價(jià)格昂貴，故一般適于在實(shí)驗(yàn)室范圍內(nèi)他有關(guān)研生物營養(yǎng)需要、代謝、分類鑒定、生物測定以及菌種選育、遺傳分析等方面的研究工作。如高氏培養(yǎng)基、察氏培養(yǎng)基等.根據(jù)培養(yǎng)基成分分類③半組合培養(yǎng)基(semi-definedmedium)：在合成培養(yǎng)基的基礎(chǔ)上添加些天然成份，以更有效地滿足微生物對營養(yǎng)物的需要.如馬鈴薯蔗糖培養(yǎng)基根據(jù)培養(yǎng)基成分分類根據(jù)培養(yǎng)基的物理狀態(tài)分類液體培養(yǎng)基(liquidmedium)：液體培養(yǎng)基不含任何凝固劑，菌體與培養(yǎng)基充分接觸，操作方便，常用于大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)以及在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行微生物生理代謝等基本理論的研究工作?？蓳?jù)培養(yǎng)后的濁度判斷微生物的生長程度.

②固體培養(yǎng)基(solidmedium)：天然固體營養(yǎng)基質(zhì)制成的培養(yǎng)基，或液體培養(yǎng)基中加入一定量凝固劑（瓊脂1.5～2％)而呈固體狀態(tài)的培養(yǎng)基。為微生物的生長提供營養(yǎng)表面。常用于微生物的分離、純化、計(jì)數(shù)等方面的研究?？梢朗褂媚康牟煌瞥尚泵?、平板等形式根據(jù)培養(yǎng)基的物理狀態(tài)分類③半固體培養(yǎng)基(semi-solidmedium)：在液體培養(yǎng)基中加入0.2-0.7％的瓊脂構(gòu)成的培養(yǎng)基。常用來觀察細(xì)菌特征，以進(jìn)行菌種鑒定和噬菌體效價(jià)滴定等方面的實(shí)驗(yàn)工作。根據(jù)培養(yǎng)基的物理狀態(tài)分類不被微生物分解、利用、液化；不因消毒滅菌而被破壞；在微生物的生長溫度內(nèi)保持固態(tài)；凝固點(diǎn)的溫度對微生物無害；透明度好，粘著力強(qiáng)理想凝固劑應(yīng)具備的條件理想凝固劑應(yīng)具備的條件根據(jù)培養(yǎng)基的功能①基礎(chǔ)培養(yǎng)基(minimummedium):

是含有一般微生物生長繁殖所需的基本營養(yǎng)物質(zhì)的培養(yǎng)基；另外基礎(chǔ)培養(yǎng)基也可作為一些特殊培養(yǎng)基的基礎(chǔ)成分（如制備糖發(fā)酵培養(yǎng)基時(shí)）.②選擇性培養(yǎng)基(selectivemedium)：

是根據(jù)某種或某一類群微生物的特殊營養(yǎng)需要，或?qū)δ撤N化合物的敏感性不同而設(shè)計(jì)出來的一類培養(yǎng)基。利用這種培養(yǎng)基可用來將某種或某類微生物從混雜的微生物群體中分離出來.③鑒別性培養(yǎng)基(differentialmedium)：

用于鑒別不同類型微生物的培養(yǎng)基，在普通培養(yǎng)基中加入能與某種代謝產(chǎn)物發(fā)生反應(yīng)的指示劑或化學(xué)藥品，從而產(chǎn)生某種明顯的特征性變化，以區(qū)別不同的微生物，例：伊紅美蘭乳糖培養(yǎng)基（EosinMethyleneBlue）④加富培養(yǎng)基(enrichedmedium)：

在普通培養(yǎng)基中加入某些特殊的營養(yǎng)物，如血、血清、動(dòng)、植物組織液或其他營養(yǎng)物質(zhì)（或生長因子）的一類營養(yǎng)豐富的培養(yǎng)基。用來培養(yǎng)營養(yǎng)要求苛刻的微生物，或用以富集（數(shù)量上占優(yōu)勢）和分離某中微生物.根據(jù)培養(yǎng)基的功能微生物的生理

微生物的營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)出微生物細(xì)胞的方式—單純擴(kuò)散

營養(yǎng)物質(zhì)要從環(huán)境中進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)才能參與代謝。細(xì)胞壁對物質(zhì)有過濾作用，可以阻擋大分子物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞。細(xì)胞質(zhì)膜為雙層磷脂分子，具有選擇透性。脂溶性高的小分子物質(zhì)易通過細(xì)胞質(zhì)膜，水溶性好的分子則通透性差，因此CO2、H2O、O2易于透過，而糖、氨基酸、金屬離子等則不能通過，它們需要借助細(xì)胞膜中負(fù)責(zé)運(yùn)輸?shù)妮d體蛋白才可進(jìn)出細(xì)胞。物質(zhì)進(jìn)出微生物細(xì)胞的方式營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞，可有多種途徑：單純擴(kuò)散促進(jìn)擴(kuò)散主動(dòng)運(yùn)輸基團(tuán)轉(zhuǎn)位微生物對某種營養(yǎng)物質(zhì)常常有一種以上的吸收方式，一個(gè)細(xì)胞也能同時(shí)運(yùn)輸多種營養(yǎng)物質(zhì)，這也是微生物在不同環(huán)境下自我調(diào)節(jié)、保護(hù)的一種方式；細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行的代謝過程和代謝強(qiáng)度，亦決定吸收營養(yǎng)物質(zhì)的數(shù)量與速度。物質(zhì)進(jìn)出微生物細(xì)胞的方式

擴(kuò)散動(dòng)能—濃度梯度，擴(kuò)散過程不需要消耗能量

能進(jìn)行單純擴(kuò)散的物質(zhì)還有那些？單純擴(kuò)散純粹的物理學(xué)過程，物質(zhì)非特異性地從濃度較高的一側(cè)被動(dòng)或自由地透過膜向濃度較低的一次擴(kuò)散的過程，其驅(qū)動(dòng)力是細(xì)胞膜兩側(cè)的物質(zhì)濃度梯度（濃度差），如細(xì)胞膜兩側(cè)的物質(zhì)濃度梯度消失，細(xì)胞兩側(cè)的物質(zhì)濃度相等，單純擴(kuò)散就停止。擴(kuò)散的物質(zhì)主要是一些氣體，水喝乙醇、甘油等小分子物質(zhì)單純擴(kuò)散

單純擴(kuò)散模式圖細(xì)胞膜外細(xì)胞膜內(nèi)細(xì)胞膜單純擴(kuò)散擴(kuò)散是非特異性的營養(yǎng)物質(zhì)吸收方式：如營養(yǎng)物質(zhì)通過細(xì)胞膜中的含水小孔，由高濃度的胞外環(huán)境向低濃度的胞內(nèi)擴(kuò)散；在擴(kuò)散過程中營養(yǎng)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)不發(fā)生變化：即既不與膜上的分子發(fā)生反應(yīng)，本身的分子結(jié)構(gòu)也不發(fā)生變化；物質(zhì)運(yùn)輸?shù)乃俾瘦^慢：速率與胞內(nèi)外營養(yǎng)物質(zhì)的濃度差有關(guān)，即隨細(xì)胞膜內(nèi)外該物質(zhì)濃度差的降低而減小，直到胞內(nèi)外物質(zhì)濃度相同；不需要載體參與；擴(kuò)散是一個(gè)不需要代謝能的運(yùn)輸方式，因此，物質(zhì)不能進(jìn)行逆濃度運(yùn)輸?？蛇\(yùn)送的養(yǎng)料有限：限于水、溶于水的氣體，及分子量小，脂溶性、極性小的營養(yǎng)物質(zhì)。單純擴(kuò)散的特點(diǎn)微生物的生理

微生物的營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)出微生物細(xì)胞的方式—促進(jìn)擴(kuò)散營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞，可有多種途徑：單純擴(kuò)散促進(jìn)擴(kuò)散主動(dòng)運(yùn)輸基團(tuán)轉(zhuǎn)位微生物對某種營養(yǎng)物質(zhì)常常有一種以上的吸收方式，一個(gè)細(xì)胞也能同時(shí)運(yùn)輸多種營養(yǎng)物質(zhì)，這也是微生物在不同環(huán)境下自我調(diào)節(jié)、保護(hù)的一種方式；細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行的代謝過程和代謝強(qiáng)度，亦決定吸收營養(yǎng)物質(zhì)的數(shù)量與速度。物質(zhì)進(jìn)出微生物細(xì)胞的方式

物質(zhì)借助細(xì)胞膜上與他們進(jìn)行特異性結(jié)合的蛋白，從濃度高的一側(cè)透過膜向濃度低的一側(cè)擴(kuò)散，在這種擴(kuò)散方式稱促進(jìn)擴(kuò)散。

與物質(zhì)結(jié)合并運(yùn)載他們的的膜蛋白稱為載體蛋白

通過促進(jìn)擴(kuò)散吸收的營養(yǎng)物質(zhì)有氨基酸、單糖、維生素及無機(jī)鹽等。促進(jìn)擴(kuò)散擴(kuò)散動(dòng)能—濃度梯度，擴(kuò)散過程不需要消耗能量促進(jìn)擴(kuò)散促進(jìn)擴(kuò)散模式圖細(xì)胞膜細(xì)胞膜外細(xì)胞膜內(nèi)恢復(fù)原構(gòu)象移位再循環(huán)結(jié)合構(gòu)象改變促進(jìn)擴(kuò)散

特點(diǎn)：在促進(jìn)擴(kuò)散過程中營養(yǎng)物質(zhì)本身在分子結(jié)構(gòu)上也不會發(fā)生變化不消耗代謝能量，故不能進(jìn)行逆濃度運(yùn)輸運(yùn)輸?shù)乃俾视砂麅?nèi)外該物質(zhì)的濃度差決定需要細(xì)胞膜上的載體蛋白（透過酶）參與物質(zhì)運(yùn)輸被運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)與載體蛋白有高度的特異性養(yǎng)料濃度過高時(shí),與載體蛋白出現(xiàn)飽和效應(yīng)促進(jìn)擴(kuò)散的運(yùn)輸方式多見于真核微生物中，例如通常在厭氧生活的酵母菌中，某些物質(zhì)的吸收和代謝產(chǎn)物的分泌是通過這種方式完成的。促進(jìn)擴(kuò)散微生物的生理

微生物的營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)出微生物細(xì)胞的方式—主動(dòng)運(yùn)輸營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞，可有多種途徑：單純擴(kuò)散促進(jìn)擴(kuò)散主動(dòng)運(yùn)輸基團(tuán)轉(zhuǎn)位微生物對某種營養(yǎng)物質(zhì)常常有一種以上的吸收方式，一個(gè)細(xì)胞也能同時(shí)運(yùn)輸多種營養(yǎng)物質(zhì)，這也是微生物在不同環(huán)境下自我調(diào)節(jié)、保護(hù)的一種方式；細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行的代謝過程和代謝強(qiáng)度，亦決定吸收營養(yǎng)物質(zhì)的數(shù)量與速度。物質(zhì)進(jìn)出微生物細(xì)胞的方式這種消耗能量，由載體蛋白參與的逆濃度梯度的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)方式成為主動(dòng)運(yùn)輸。主動(dòng)運(yùn)輸不但要借助于鑲嵌在細(xì)胞膜上的一種特異性的傳遞蛋白質(zhì)分子作為載體(即每種物質(zhì)都由專門的載體進(jìn)行運(yùn)輸)，而且還必須消耗細(xì)胞代謝所產(chǎn)生的能量來完成。通過主動(dòng)運(yùn)輸轉(zhuǎn)運(yùn)的物質(zhì)有：無機(jī)離子（如K+、SO42-、PO43-等）、糖類（如乳糖、葡萄糖、果糖等）、氨基酸和有機(jī)酸等。主動(dòng)運(yùn)輸質(zhì)子泵果糖果糖果糖果糖果糖果糖果糖果糖果糖質(zhì)子泵主動(dòng)運(yùn)輸模式圖細(xì)胞膜細(xì)胞膜外細(xì)胞膜內(nèi)恢復(fù)原構(gòu)象移位再循環(huán)結(jié)合構(gòu)象改變ADP+PiATP主動(dòng)運(yùn)輸營養(yǎng)物質(zhì)本身在分子結(jié)構(gòu)上也不會發(fā)生變化消耗代謝能量，逆濃度運(yùn)輸物質(zhì)需要細(xì)胞膜上的載體蛋白參與物質(zhì)運(yùn)輸物質(zhì)與載體蛋白有高度的特異性養(yǎng)料濃度過高時(shí),與載體蛋白出現(xiàn)飽和效應(yīng)

主動(dòng)運(yùn)輸是微生物吸收營養(yǎng)物質(zhì)的一種主要方式主動(dòng)運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)微生物的生理

微生物的營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)出微生物細(xì)胞的方式—基團(tuán)轉(zhuǎn)位營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞，可有多種途徑：單純擴(kuò)散促進(jìn)擴(kuò)散主動(dòng)運(yùn)輸基團(tuán)轉(zhuǎn)位微生物對某種營養(yǎng)物質(zhì)常常有一種以上的吸收方式，一個(gè)細(xì)胞也能同時(shí)運(yùn)輸多種營養(yǎng)物質(zhì)，這也是微生物在不同環(huán)境下自我調(diào)節(jié)、保護(hù)的一種方式；細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行的代謝過程和代謝強(qiáng)度，亦決定吸收營養(yǎng)物質(zhì)的數(shù)量與速度。物質(zhì)進(jìn)出微生物細(xì)胞的方式

基團(tuán)轉(zhuǎn)位是一種特殊的主動(dòng)運(yùn)輸，是物質(zhì)在運(yùn)輸?shù)耐瑫r(shí)由于受到化學(xué)修飾而源源不斷地進(jìn)入細(xì)胞的一種運(yùn)輸方式。與普通的主動(dòng)運(yùn)輸相比，營養(yǎng)物質(zhì)在運(yùn)輸?shù)倪^程中發(fā)生了化學(xué)變化（糖在運(yùn)輸?shù)倪^程中發(fā)生了磷酸化）?；鶊F(tuán)轉(zhuǎn)位主要存在于厭氧和兼性厭氧型細(xì)菌中，也主要是用于單（或雙）糖與糖的衍生物，以及核苷與脂肪酸的運(yùn)輸?；鶊F(tuán)轉(zhuǎn)位運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)除了葡萄糖、甘露糖、乳糖、果糖等外，還有嘌呤、嘧啶和脂肪酸等。

基團(tuán)轉(zhuǎn)位時(shí)的化學(xué)修飾是磷酸化基團(tuán)轉(zhuǎn)位

運(yùn)送機(jī)制：是依靠磷酸轉(zhuǎn)移酶系統(tǒng),即磷酸烯醇式丙酮酸-己糖磷酸轉(zhuǎn)移酶系統(tǒng).

運(yùn)送步驟:熱穩(wěn)載體蛋白(HPr)的激活

細(xì)胞內(nèi)高能化合物磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）的磷酸基團(tuán)把HPr激活。

HPr是一種低分子量的可溶性熱穩(wěn)蛋白，結(jié)合在細(xì)胞膜上，具有高能磷酸載體的作用。

酶Ⅰ

PEP+HPr

丙酮酸+P-HPr基團(tuán)轉(zhuǎn)位機(jī)制糖被磷酸化后運(yùn)入膜內(nèi)

膜外環(huán)境中的糖先與外膜表面的酶Ⅱ結(jié)合，再被轉(zhuǎn)運(yùn)到內(nèi)膜表面。這時(shí)，糖被P-HPr上的磷酸激活，并通過酶Ⅱ的作用將糖-磷酸釋放到細(xì)胞內(nèi)。

酶Ⅱ

P-HPr+糖

糖-P+HPr

酶Ⅱ是一種結(jié)合于細(xì)胞膜上的蛋白，它對底物具有特異性選擇作用，因此細(xì)胞膜上可誘導(dǎo)出一系列與底物分子相應(yīng)的酶Ⅱ

。基團(tuán)轉(zhuǎn)位機(jī)制在酶Ⅰ的作用下HPr被激活營養(yǎng)物質(zhì)受到化學(xué)修飾改變分子結(jié)構(gòu)消耗代謝能量，逆濃度運(yùn)輸物質(zhì)需要細(xì)胞膜上的載體蛋白參與物質(zhì)運(yùn)輸物質(zhì)與載體蛋白有高度的特異性養(yǎng)料濃度過高時(shí),與載體蛋白出現(xiàn)飽和效應(yīng)基團(tuán)轉(zhuǎn)位的特點(diǎn)微生物的生理

微生物的營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)出微生物細(xì)胞的方式

營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞，可有多種途徑：單純擴(kuò)散促進(jìn)擴(kuò)散主動(dòng)運(yùn)輸基團(tuán)轉(zhuǎn)位

物質(zhì)進(jìn)出微生物細(xì)胞的方式四種運(yùn)輸營養(yǎng)物質(zhì)方式的比較比較項(xiàng)目單純擴(kuò)散促進(jìn)擴(kuò)散主動(dòng)運(yùn)輸基團(tuán)轉(zhuǎn)位特異載體蛋白運(yùn)輸速度物質(zhì)運(yùn)輸方向胞內(nèi)外濃度運(yùn)輸分子能量消耗運(yùn)輸后物質(zhì)的結(jié)構(gòu)載體飽和效應(yīng)與溶質(zhì)類似物運(yùn)送抑制劑運(yùn)送對象舉例無慢由濃至稀相等無特異性不需要不變無無競爭性無H2O、CO2、O2、甘油、乙醇、鹽類有快由濃至稀相等特異性不需要不變有有競爭性有SO42-、PO43-、糖有快由稀至濃胞內(nèi)濃度高特異性需要不變有有競爭性有氨基酸、乳糖等糖類，Na+、Ca2+等無機(jī)粒子有快由稀至濃胞內(nèi)濃度高特異性需要改變有有競爭性有葡萄糖、果糖、甘露糖、嘌呤、核苷、脂肪酸

不同的微生物運(yùn)輸物質(zhì)的方式不同，即使是對同一種物質(zhì)，不同的微生物攝取的方式也不一樣。物質(zhì)基團(tuán)轉(zhuǎn)位主動(dòng)運(yùn)輸促進(jìn)擴(kuò)散半乳糖金色葡萄球菌大腸桿菌葡萄糖大腸桿菌枯草桿菌巴氏芽孢梭菌金色葡萄球菌銅綠假單孢菌維涅蘭德國氮菌藤黃微球菌酵母菌

不同微生物攝取物質(zhì)的方式物質(zhì)進(jìn)出微生物細(xì)胞的方式微生物的生理

微生物的產(chǎn)能代謝

微生物產(chǎn)能代謝的概述

微生物的產(chǎn)能代謝

代謝（metabolism）：細(xì)胞內(nèi)發(fā)生的各種化學(xué)反應(yīng)的總稱代謝分解代謝(catabolism)合成代謝(anabolism)復(fù)雜分子（有機(jī)物）分解代謝合成代謝簡單小分子ATP[H]

生物

分解能源物質(zhì)

產(chǎn)生能量生命活動(dòng)CO2+H2O微生物的產(chǎn)能代謝——將最初能源轉(zhuǎn)換成通用的ATP過程

葡萄糖降解代謝途徑生物氧化：

發(fā)酵作用產(chǎn)能過程呼吸作用（有氧或無氧呼吸）

微生物的產(chǎn)能代謝生物氧化的形式：某物質(zhì)與氧結(jié)合、脫氫或脫電子三種生物氧化的功能為：產(chǎn)能（ATP）、產(chǎn)還原力[H]和產(chǎn)小分子中間代謝物自養(yǎng)微生物利用無機(jī)物異養(yǎng)微生物利用有機(jī)物生物氧化能量微生物直接利用儲存在高能化合物（如ATP）中以熱的形式被釋放到環(huán)境中

微生物的產(chǎn)能代謝生物細(xì)胞呼吸的能量轉(zhuǎn)換率是比較高的

微生物的產(chǎn)能代謝微生物的生理

微生物的產(chǎn)能代謝

三磷酸腺苷

微生物的產(chǎn)能代謝

代謝（metabolism）：細(xì)胞內(nèi)發(fā)生的各種化學(xué)反應(yīng)的總稱代謝分解代謝(catabolism)合成代謝(anabolism)復(fù)雜分子（有機(jī)物）分解代謝合成代謝簡單小分子ATP[H]三磷酸腺苷腺嘌呤核苷三磷酸是一種不穩(wěn)定的高能化合物，由1分子腺嘌呤，1分子核糖和3分子磷酸基團(tuán)組成。又稱三磷酸腺苷，簡稱ATP。ADPATP與ADP的互相轉(zhuǎn)化ATP是一種高能磷酸化合物，在細(xì)胞中，它能與ADP的相互轉(zhuǎn)化實(shí)現(xiàn)貯能和放能，從而保證了細(xì)胞各項(xiàng)生命活動(dòng)的能量供應(yīng)。30.54KJ放能貯能微生物的生理

微生物的產(chǎn)能代謝

發(fā)酵途徑—EMP途徑

廣義的發(fā)酵是指利用微生物生產(chǎn)有用代謝產(chǎn)物的一種生產(chǎn)方式。

狹義的發(fā)酵是指在能量代謝或生物氧化中以有機(jī)物作為最終氫（電子）受體的產(chǎn)能過程。發(fā)酵

微生物在厭氧條件下分解葡萄糖產(chǎn)生能量的途徑有EMP途徑（糖酵解途徑或二磷酸己糖途徑）、HMP途徑（磷酸戊糖途徑）、DE途徑（2-酮-3-脫氧-6-磷酸葡萄糖裂解途徑）、PK途徑（磷酸酮解酶徑）。

EMP途徑是大多數(shù)微生物共有的一條基本代謝途徑，對于有的微生物來說是唯一的產(chǎn)能途徑。發(fā)酵途徑

EMP途徑第一階段—耗能

EMP途徑第一階段—耗能過程：4個(gè)步驟反應(yīng)物：葡萄糖產(chǎn)物：2分子3-磷酸甘油酸能量：消耗2分子ATP沒有發(fā)生生物氧化還原反應(yīng)EMP途徑第二階段—產(chǎn)能EMP途徑第二階段—產(chǎn)能過程：6個(gè)步驟反應(yīng)物：2分子3-磷酸甘油酸產(chǎn)物：2分子丙酮酸能量：產(chǎn)生4ATP發(fā)生生物氧化：2NAD+→2（NADH+H+）EMP途徑C6H12O6耗能階段2三磷酸甘油酸-2ATP產(chǎn)能階段2丙酮酸+4ATP2(NADH+H+)EMP途徑產(chǎn)物2丙酮酸2ATP2(NADH+H+)EMP途徑EMP途徑的總反應(yīng)式為：C6H12O6+2ADP+2H3PO4+2NAD+→2CH3COCOOH+2ATP+2（NADH+H+）

EMP途徑也稱為糖酵解途徑，是以一分子葡萄糖為底物，經(jīng)過二個(gè)階段，十步催化反應(yīng)，被降解為2分子丙酮酸，2分子（NADH+H+）和產(chǎn)生2分子ATP的過程。微生物的生理

微生物的產(chǎn)能代謝

發(fā)酵的類型發(fā)酵類型

在1，3—二磷酸甘油酸的合成過程中，NAD+被還原為NADH+H+。微生物以葡萄糖分解過程中形成的各種中間產(chǎn)物為氫（電子）受體來接受NADH+H+的氫，使其氧化為NAD+再利用，于是就產(chǎn)生了各種各樣的發(fā)酵產(chǎn)物。發(fā)酵類型根據(jù)發(fā)酵產(chǎn)物的種類，可以把發(fā)酵分為：乙醇發(fā)酵乳酸發(fā)酵混合酸發(fā)酵丁二醇發(fā)酵乙酸發(fā)酵丙酸發(fā)酵

乙醇發(fā)酵有酵母型乙醇和細(xì)菌型乙醇發(fā)酵。發(fā)酵產(chǎn)生2ATP，產(chǎn)能效率為26%條件：

PH3.5—4.5

厭氧條件

乙醇發(fā)酵

丙酮酸→乙醛+亞硫酸氫鈉→磺化羥基乙醛↓NADH+H++磷酸二羥丙酮→α—磷酸甘油+NAD+

↓

甘油a.加入亞硫酸氫鈉

b.PH＞7.5的弱堿條件下CH3CHO+H2O+NAD+→CH3COOH+NADH+H+CH3CHO+NADH+H+→CH3CH2OH+NAD+受氫體—磷酸二羥丙酮乙醇發(fā)酵特殊情況

能利用葡萄糖產(chǎn)生乳酸的細(xì)菌，稱為乳酸細(xì)菌。根據(jù)產(chǎn)物的不同，乳酸發(fā)酵有兩種類型：同型乳酸發(fā)酵和異型乳酸發(fā)酵。同型乳酸發(fā)酵EMP途徑同型乳酸發(fā)酵是指發(fā)酵產(chǎn)物只有乳酸的發(fā)酵PK途徑

異型乳酸發(fā)酵異型乳酸發(fā)酵是指發(fā)酵產(chǎn)物中除了乳酸外還有乙酸或者乙醇等其他產(chǎn)物的發(fā)酵混合酸酸發(fā)酵是指發(fā)酵產(chǎn)物中含有多種有機(jī)酸的發(fā)酵?；旌纤岚l(fā)酵是以EMP途徑為基礎(chǔ)的，它的多種產(chǎn)物是由葡萄糖分解生成的丙酮酸，在多種酶的催化下生成的。混合酸發(fā)酵甲酸氫解酶微生物的生理

微生物的產(chǎn)能代謝

三羧酸循環(huán)三羧酸循環(huán)①丙酮酸脫氫酶復(fù)合物②檸檬酸合成酶合成檸檬酸③順烏頭酸梅順烏頭酸梅④異檸檬酸脫氫酶第一次脫氫—異檸檬酸脫氫酶⑥酮戊二酸脫氫酶復(fù)合物⑤異檸檬酸脫氫酶第二次脫氫——α-酮戊二酸脫氫酶⑦琥珀酰輔酶A合成酶底物磷酸化生成ATP⑧琥珀酸脫氫酶第三次脫氫—琥珀酸脫氫酶⑨延胡索酸酶⑩蘋果酸脫氫酶第四次脫氫—蘋果酸脫氫酶（草酰乙酸再生）三羧酸循環(huán)反應(yīng)物：乙酰輔酶A+草酰乙酸過程：10個(gè)步驟，4次脫氫，1次底物水平磷酸化產(chǎn)物：2CO2+

CoA-SH

4(NADH+H+)+FADH2

GTP生物氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生能量三羧酸循環(huán)TCA循環(huán)的總反應(yīng)式為：Acetyl-CoA+3NAD++FAD+GDP+Pi+2H2O→CoA-SH+3NADH+3H++FADH2+GTP+2CO2

三羧酸循環(huán)又稱TCA循環(huán)，是一個(gè)由一系列酶促反應(yīng)構(gòu)成的循環(huán)反應(yīng)系統(tǒng)，在該反應(yīng)過程中，首先由乙酰輔酶A與草酰乙酸縮合生成含有3個(gè)羧基的檸檬酸，經(jīng)過4次脫氫（3分子NADH+H+和1分子FADH2），1次底物水平磷酸化（GTP），最終生成2分子CO2，并且重新生成草酰乙酸的循環(huán)反應(yīng)過程。為機(jī)體提供能量：一般生理?xiàng)l件下，各種組織細(xì)胞（除紅細(xì)胞外）皆從糖的有氧氧化獲得能量。糖的有氧氧化不但產(chǎn)能效率高，而且逐步釋能，并逐步儲存于ATP分子中，因此能的利用率也極高。三羧酸循環(huán)是三大營養(yǎng)物質(zhì)的共同氧化途徑：乙酰CoA，不但是糖氧化分解的產(chǎn)物，也是脂肪酸和氨基酸代謝的產(chǎn)物，因此三羧酸循環(huán)是三大有機(jī)物質(zhì)在體內(nèi)氧化供能的共同主要途徑。

三羧酸循環(huán)是三大物質(zhì)代謝聯(lián)系的樞紐：糖有氧氧化過程中產(chǎn)生的α-酮戊二酸、丙酮酸和草酰乙酸等與氨結(jié)合可轉(zhuǎn)變成相應(yīng)的氨基酸；而這些氨基酸脫去氨基又可轉(zhuǎn)變成相應(yīng)的酮酸而進(jìn)入糖的有氧氧化途徑。同時(shí)脂類物質(zhì)分解代謝產(chǎn)生的甘油、脂肪酸代謝產(chǎn)生的乙酰CoA也可進(jìn)入糖的有氧氧化途徑進(jìn)行代謝。三羧酸循環(huán)微生物的生理

微生物的產(chǎn)能代謝

有氧呼吸—電子傳遞鏈電子傳遞鏈呼吸鏈?zhǔn)侵笍钠咸烟腔蚱渌衔锷厦撓聛淼碾娮樱洌?經(jīng)過一系列按氧化還原勢由低到高順序排列的電子（氫）載體，定向有序的傳遞系統(tǒng).煙酰胺腺嘌呤二核苷酸

(NAD+），為體內(nèi)很多脫氫酶的輔酶，是連接作用物與呼吸鏈的重要環(huán)節(jié)，分子中除含煙酰胺（維生素PP）外，還含有核糖、磷酸及一分子腺苷酸（AMP）。NAD+的主要功能是接受從代謝物上脫下的2H（2H++2e-），然后傳給另一傳遞體黃素蛋白。電子傳遞鏈的組成?NAD+/NADH2

黃素蛋白種類很多，其輔基有兩種，一種為黃素單核苷酸(FMN），另一種為黃素腺嘌呤二核苷酸(FAD），兩者均含核黃素（維生素B2），此外FMN尚含一分子磷酸，而FAD則比FMN多含一分子腺苷酸（AMP）。多數(shù)黃素蛋白參與呼吸鏈組成，與電子轉(zhuǎn)移有關(guān)電子傳遞鏈的組成?黃素蛋白

又稱鐵硫中心，其特點(diǎn)是含鐵原子。鐵是與無機(jī)硫原子或是蛋白質(zhì)肽鏈上半胱氨酸殘基的硫相結(jié)合。鐵硫蛋白中的鐵可以呈兩價(jià)（還原型），也可呈三價(jià)（氧化型），由于鐵的氧化、還原而達(dá)到傳遞電子作用。在呼吸鏈中它多與黃素蛋白或細(xì)胞色素b結(jié)合存在。電子傳遞鏈的組成?鐵硫蛋白

泛醌，亦稱輔酶Q(CoQ），為一脂溶性苯醌，帶有一很長的側(cè)鏈，是由多個(gè)異戊二烯單位構(gòu)成的，不同來源的泛醌其異戊二烯單位的數(shù)目不同，在哺乳類動(dòng)物組織中最多見的泛醌其側(cè)鏈由10個(gè)異戊二烯單位組成。泛醌接受一個(gè)電子和一個(gè)質(zhì)子還原成半醌，再接受一個(gè)電子和質(zhì)子則還原成二氫泛醌，后者又可脫去電子和質(zhì)子而被氧化恢復(fù)為泛醌。電子傳遞鏈的組成?輔酶Q（CoQ）

細(xì)胞色素是一類含有鐵卟啉輔基的色蛋白，屬于電子傳遞體?？煞譃槿悾篴,b,c。呼吸鏈中至少有5種：b、c1、c、a、a3（按電子傳遞順序）。細(xì)胞色素aa3以復(fù)合物形式存在，又稱細(xì)胞色素氧化酶，是最后一個(gè)載體，將電子直接傳遞給氧。鐵卟啉輔基所含F(xiàn)e2+，起到傳遞電子的作用從a傳遞到a3的是兩個(gè)銅原子，有價(jià)態(tài)變化電子傳遞鏈的組成?細(xì)胞色素體系（Cyt.）

典型呼吸遞鏈的主要組分是3個(gè)大的蛋白質(zhì)復(fù)合體，分別為NADH脫氫酶、細(xì)胞色素bc1復(fù)合體和細(xì)胞色素氧化酶，它們之間由2個(gè)小的電子載體連接起來。電子傳遞鏈FADH2電子傳遞鏈2個(gè)電子從FADH2經(jīng)呼吸鏈傳遞到分子氧可以形成2分子ATPNADH電子傳遞鏈2個(gè)電子從（NADH+H+）經(jīng)呼吸鏈傳遞到分子氧可以形成3分子ATP

H+穿過膜被泵出，結(jié)果造成跨膜兩側(cè)不均衡分布，產(chǎn)生質(zhì)子動(dòng)力。當(dāng)質(zhì)子從細(xì)胞的外側(cè)返回內(nèi)側(cè)時(shí)，能量被釋放出來，與ADP磷酸化耦聯(lián)，推動(dòng)合成ATP。電子傳遞鏈電子傳遞鏈呼吸鏈?zhǔn)侵笍钠咸烟腔蚱渌衔锷厦撓聛淼碾娮樱洌?經(jīng)過一系列按氧化還原勢由低到高順序排列的電子（氫）載體，定向有序的傳遞系統(tǒng)。電子傳遞的意義葡萄糖通過EMP途徑和三羧酸循環(huán)氧化分解所產(chǎn)生的能量少部分直接形成ATP，大部分保留在NADH+H+和FADH2中。通過呼吸鏈高能電子從NADH+H+和FADH2最終傳遞給分子氧，同時(shí)隨著電子能量水平的逐步下降，高能電子所釋放出的能量通過磷酸化貯存到ATP分子中。微生物的生理

微生物的產(chǎn)能代謝

有氧呼吸微生物的產(chǎn)能代謝微生物的產(chǎn)能代謝呼吸有氧呼吸無氧呼吸發(fā)酵發(fā)酵：在能量代謝或生物氧化中以自身代謝產(chǎn)物作為最終氫（電子）受體的產(chǎn)能過程。呼吸：從葡萄糖或其他有機(jī)物質(zhì)脫下的電子或氫，經(jīng)過系列載體最終傳遞給外源氧或其他氧化型化合物并產(chǎn)生較多ATP的生物氧化過程。有氧呼吸：以外源的分子氧作為最終電子受體的呼吸無氧呼吸：以氧以外的其他氧化型化合物作為最終電子受體的呼吸有氧呼吸的步驟有氧呼吸EMP途徑2分子丙酮酸2分子（NADH+H+）2分子ATP丙酮酸脫羧脫氫與CoA結(jié)合（NADH+H+）乙酰-CoA三羧酸循環(huán)3CO23分子（NADH+H+）FADH2GTP電子呼吸鏈H2OATP有氧呼吸的產(chǎn)能有氧呼吸EMP途徑2分子丙酮酸2分子（NADH+H+）2分子ATP丙酮酸脫羧脫氫與CoA結(jié)合（NADH+H+）乙酰-CoA三羧酸循環(huán)3CO23分子（NADH+H+）FADH2GTP電子呼吸鏈H2OATP2ATP3AT