递H 受H结果
根据递氢特点尤其是受氢体性质的不同,可把生物氧化区分为呼吸,无氧呼吸和发酵
微生物独特合成代谢途径举例 自养微生物的CO2固定4种途径
一、Calvin循环 二、厌氧乙酰-CoA途径 三、逆向TCA循环 四、羟基丙酸途径 生物固氮:指大气中的分子氮通过微生物固氮酶的催化而还原成氨的过程,生物界中只有原核生物才具有固氮能力。 一 固氮微生物 固氮菌分三类
1.自生固氮菌:指一类不依赖与它种生物共生而能独立进行固氮的微生物 2.共生固氮菌:指必须与它种生物共生在一起时才能进行固氮的微生物
3.联合固氮菌:指必须生活在植物根际、叶面或动物肠道等处才能进行固氮的微生物
固氮酶: 一种复合蛋白,由固二蛋酶和固二蛋酶还原酶;两种相互分离的蛋白构成。固二蛋酶是一种含铁和钼的蛋白,铁和钼组成一个称为“FeMoCo”的辅助因子。固二蛋酶还原酶则是一种只含铁的蛋白
细菌光合作用
1)循环光合磷酸化
光反应中心的叶绿素通过吸收光能而逐出电子使自己处于氧化状态。逐出的电子通过电子呼吸链,再返回叶绿素本身,从而使叶绿素分子回复到原来的状态。电子在传递过程中产生ATP。这种由光能引起叶绿素分子逐出电子,并通过电子传递产生ATP的方式称为光合磷酸化。 特点:
a、光驱使下,电子自菌绿素上逐出后,经过类似呼吸链的循环,又回到菌绿素; b、产ATP和还原力[H]分别进行,还原力来自H2S等无机物; c、不产氧(O2)。 2)非循环光合磷酸化 特点:
a、电子传递非循环式; b、在有氧的条件下进行; c、存在两个光合系统
d、ATP、还原力、O2同时产生
当光反应中心I的叶绿素吸收光能后释放的电子,通过电子传递体还原NAD+(NADP’)生成NADH(NADPH)+H’(还原力)。光合系统II吸收光能,使水光解产生电子,电子通过电子传递链还原反应中心I的叶绿素,并产生ATP(琥珀酸,硫化氢等物质氧化放出电子,该电子通过电子传递链还原氧化型的反应中心I的叶绿素,并产生ATP )。
第六章 微生物的生长及其控制
测生长量
1. 直接法:有粗放的测体积法(在刻度离心管中测量沉降量)和精确的称干重法。微生物的干重一般为其湿重的
10%~20%
2. 间接法:1)比浊法:用分光光度法对无色的微生物悬浮液进行测定
2)生理指标法:与微生物生长量相平行的生理指标很多,可以根据实验目的和条件适当选用。 最重要的如测氮量法、DNA测定法
计繁殖数 只适用于测定处于单细胞状态的细菌和酵母菌,而对放线菌和霉菌等丝状生长的微生物而言,则只能计算其孢子数
1. 直接法:指用计数板在光学显微镜下直接观察细胞并进行计数的方法,方法常用但得到的数目是包括死细胞在
内的总菌数。
2. 间接法:活菌计数法
1) 平板菌落计数法:浇注平板 或 涂布平板 适用于好氧菌厌氧菌 主要操作 稀释后的一定量菌样通过浇注
或涂布的方法让其内的微生物单细胞一一分散在琼脂平板上,待培养后,每一个活细胞形成一个单菌落,按皿上形成的cfu数乘上稀释度就可推算出菌样含菌数。 2) 厌氧菌的菌落计数法:亨盖特滚管培养法
单细胞微生物的典型生长曲线 以细胞数目的对数值做纵坐标 培养时间做横坐标 可画出一条由延滞期、指数期、稳定期,衰亡期的生物典型生长曲线
4 合成代谢十分活跃,核糖体、酶类和ATP的合成加速,易产生各种诱导酶 5 对外界不良条件如NaCL溶液浓度、温度和抗生素等理化因素反应敏感
影响延滞期长短的因素与实践意义
接种龄: 对数期―种子‖,延滞期较短; 延滞期或衰亡期―种子‖,延滞期较长 接种量: 接种量大,延滞期较短;接种量小,延滞期较长;
培养基成分:培养基成分丰富的,延滞期较短;培养基成分与种子培养基一致, 延滞期较短; 现象:活菌数没增加,曲线平行于横轴。
延滞期原因:适应新的环境条件,合成新的酶,积累必要的中间产物。
二 指数期 :特点 1.生长速率常数R最大 2.细胞进行平衡生长,故菌体各部分的成分十分均匀 3.酶系活跃,代谢旺盛
影响指数期微生物代时长短因素
菌种: 不同菌种的代时差异极大 营养成分:营养越丰富,代时越短 营养物浓度:影响微生物的生长速率和总生长量 培养温度:影响微生物的生长速率 生产意义:指数期的实践意义
1 是代谢、生理研究的良好材料2是增殖噬菌体的最适宿主菌龄
3是发酵生产中用作“种子”的最佳种龄 4 G+染色鉴定时采用此期微生物 三)稳定期 特点:
? 活细胞总数维持不变,即新繁殖的细胞数与衰亡的细胞数相等,菌体总数达到最高点。 ? 细胞生长速率为零
? 细胞生理上处于衰老,代谢活力钝化,细胞成分合成缓慢。 稳定期的实践意义
? 是发酵生产中以菌体为终产品的最佳收获期; ? 某些代谢产物特别是次生代谢产物发生在此阶段,某些细菌的芽孢也发生在此阶段,故又称作代谢产物合
成期;
? 导致了连续培养原理的提出和工艺技术的改进。
四)衰亡期 特点:
? 细胞以指数速率死亡;
细胞变形退化,有的发生自溶。 影响衰亡期的因素及实践意义
1 与菌种的遗传特性有关: 有些细菌的培养经历所有的各个生长时期,几天以后死亡, 有些细菌培养几个月乃至几年以后仍然有一些活的细胞;
2 与是否产芽孢有关:产芽孢的细菌更易于幸存下来;
3 与营养物质和有毒物质有关:补充营养和能源,以及中和环境毒性,可以减缓死亡期细胞的死亡速率,延长细菌培养物的存活时间。
微生物的连续培养 又称开放培养相对于绘制典型生长曲线时所采用的那种单批培养或密闭培养 连续培养技术——恒化连续培养 外控制 控制培养液流速及R
概念:以恒定流速使营养物质浓度恒定而保持细菌生长速率恒定的方法。
特点:维持营养成分的亚适量,控制微生物生长速率。菌体生长速率恒定,菌体均一、密度稳定,产量低于最高菌体产量。
应用范围:实验室科学研究。
连续培养技术——恒浊培养 内控制 控制菌体密度
概念:通过调节培养基流速,使培养液浊度保持恒定的连续培养方法。
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。 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。
影响微生物生长的主要因素 温度 pH 氧气
温度 生长三温度基点 一、最低生长温度 二、最适生长温度 三、最高生长温度 最适生长温度:某菌分裂代时最短或生长速率最高时的培养温度
专性好氧菌:超氧化物歧化酶(SOD)和 过氧化氢酶 兼性厌氧菌:细胞含SOD和过氧化氢酶 微好氧菌
耐氧菌 他们的生长不需要任何氧,但分子氧对他们也无害 耐氧的机制是细胞内存在SOD和过氧化物酶 厌氧菌 细胞内缺乏SOD和细胞色素氧化酶,大多数还缺乏过氧化氢酶
氧的危害
氧毒害厌氧菌的机制:超氧阴离子是活性氧的形式之一,带奇数电子,负电荷。它即有分子性质,也有离子性质,反应力极强,性质极不稳定。在体内可破坏各种重要生物高分子和膜,也可形成其他活性氧化物。在体内,超氧阴离子自由基可以自由酶促(如黄嘌呤氧化酶) 或非酶促方式形成。
生物体的针对措施:超氧化物歧化酶(superoxide dismutase-SOD)是其中之一。
好氧、耐氧微生物的超氧化物歧化酶将超氧阴离子转化为毒性稍低的过氧化氢,过氧化氢酶再将过氧化氢转化为无毒的水。厌氧微生物因为没有超氧化物歧化酶,超氧阴离子自由基可造成其损害。
PH 除不同种类微生物有其最适生长pH外,即使同一种微生物在其不同的生长的阶段和不同的生理、生化过程,也有不同的最适pH要求、
微生物培养法概论
好氧菌的固体培养 :试管斜面,培养皿琼脂平板
厌氧菌的固体培养:1)高层琼脂柱 2)厌氧培养皿 3)亨盖特滚管技术 推动了严格厌氧菌的分离和研究 4)厌氧罐 5)厌氧手套箱
有害微生物的控制
灭菌 :采用强烈的理化因素是任何物体内外部的一切微生物永远丧失其生长繁殖的能力的措施
消毒 :采用较温和的理化因素,仅杀死物体表面或内部一部分对人体或动植物有害的病菌原,而对被消毒对象基本无害的措施。例如 对啤酒牛奶等消毒处理的巴氏消毒法
防腐:1 低温 2 缺氧 3 干燥 4 高渗 5 高酸度 6 高醇度 7 加防腐剂 化疗 :即化学治疗 具有高度选择毒力 化学治疗剂:磺胺类
高温灭菌的种类 :
1 干热灭菌法: 最彻底的是灼烧
2湿热灭菌法(消毒)一百摄氏度以上加压蒸汽进行灭菌 常压法:
1) 巴斯消毒法 2)煮沸消毒法 3)间歇灭菌法
临床最早使用的消毒剂:石炭酸 抗代谢药物代表 ——磺胺类药物
抗生素