微生物的营养代谢和生长学习教案.pptx

微生物的营养代谢微生物的营养代谢(dixi)和生长和生长第一页，共75页。什么什么什么什么(shn me)(shn me)叫叫叫叫“营养物质营养物质营养物质营养物质”？组成生物体的化学元素有哪些？组成生物体的化学元素有哪些？组成生物体的化学元素有哪些？组成生物体的化学元素有哪些？一、微生物的营养一、微生物的营养(yngyng)能够维持机体正常生命活动、保证机体生长发育和生能够维持机体正常生命活动、保证机体生长发育和生殖等的外源物质，叫做营养物质殖等的外源物质，叫做营养物质对人和动物，营养物质包括水、无机盐、糖类对人和动物，营养物质包括水、无机盐、糖类(tnli)、脂类、蛋白质和维生素六大类；、脂类、蛋白质和维生素六大类；对植物，营养物对植物，营养物质包括矿质元素、水、二氧化碳等三大类；而对微生物，质包括矿质元素、水、二氧化碳等三大类；而对微生物，则有水、无机盐、碳源、氮源、生长因子五大类。则有水、无机盐、碳源、氮源、生长因子五大类。大量元素大量元素C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等等微量元素微量元素Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等等第1页/共75页第二页，共75页。（一）微生物需要（一）微生物需要(xyo)的营养物质的营养物质及功能及功能种类种类(zhngli)：碳源、氮源、生长因子、碳源、氮源、生长因子、无机盐、水无机盐、水功能功能(gngnng)：为微生物正常生命活动提供结构为微生物正常生命活动提供结构物质、能量、代谢调节物质和良物质、能量、代谢调节物质和良好的生理环境好的生理环境第2页/共75页第三页，共75页。（1 1）什么是碳源？根据定义如何确定一种物）什么是碳源？根据定义如何确定一种物质是不是微生物的碳源？质是不是微生物的碳源？（2 2）哪些物质常作为碳源？其中最常用的碳）哪些物质常作为碳源？其中最常用的碳源是什么？源是什么？（3 3）碳源有什么作用？）碳源有什么作用？（4 4）自养）自养(z yn)(z yn)型和异养型微生物分别能型和异养型微生物分别能利用哪类碳源？其利用的能源又分别是什么？利用哪类碳源？其利用的能源又分别是什么？阅读阅读(yud)思考题：思考题：第3页/共75页第四页，共75页。一、碳一、碳源源概念概念(ginin)：凡能为微生物提供凡能为微生物提供(tgng)所需碳所需碳元素的营养物质元素的营养物质无机无机(wj)碳源：碳源：CO2、NaHCO3等等有机碳源：糖类、脂肪酸、花生饼粉、石油等有机碳源：糖类、脂肪酸、花生饼粉、石油等1、主要用于构成微生物的细胞物质、主要用于构成微生物的细胞物质和一些代谢产物和一些代谢产物2、异养微生物的主要能源物质、异养微生物的主要能源物质来源来源作用作用第4页/共75页第五页，共75页。研究课题一：关于自养研究课题一：关于自养(z yn)微生物微生物和异养微生物碳源的利用和能量的来源。和异养微生物碳源的利用和能量的来源。2、异养微生物生命、异养微生物生命(shngmng)活动所需活动所需的能源主要依靠物质氧化分解放能，碳的能源主要依靠物质氧化分解放能，碳源是异养微生物的主要能源物质。源是异养微生物的主要能源物质。1、自养微生物以、自养微生物以CO2或碳酸盐为唯一碳源进行或碳酸盐为唯一碳源进行代谢代谢(dixi)生长；异养微生物必须以有机物为生长；异养微生物必须以有机物为碳源进行代谢碳源进行代谢(dixi)生长。生长。第5页/共75页第六页，共75页。（1 1）什么是氮源？）什么是氮源？（2 2）氮源对微生物有什么作用）氮源对微生物有什么作用(zuyng)(zuyng)？（3 3）哪些物质常作为氮源？其中最常）哪些物质常作为氮源？其中最常用的氮源是什么？用的氮源是什么？（4 4）哪些微生物能够利用分子态氮？）哪些微生物能够利用分子态氮？氮源能否为微生物提供能量？氮源能否为微生物提供能量？阅读阅读(yud)思考题：思考题：第6页/共75页第七页，共75页。二、氮源二、氮源说明说明(shumng)：作用作用(zuyng)：来源来源(liyun)概念：概念：凡能为微生物提供所需氮元素的营凡能为微生物提供所需氮元素的营养物质养物质无机氮源：无机氮源：N2、氨、铵盐、硝酸盐等、氨、铵盐、硝酸盐等有机氮源：有机氮源：氨基酸、嘌呤、嘧啶、尿素、牛氨基酸、嘌呤、嘧啶、尿素、牛肉膏、蛋白胨、鱼粉、玉米浆、花生粉饼肉膏、蛋白胨、鱼粉、玉米浆、花生粉饼主要用于合成蛋白质、核酸以及含氮的代主要用于合成蛋白质、核酸以及含氮的代谢产物谢产物异养微生物：含异养微生物：含C、H、O、N的化的化合物既是碳源，又是氮源合物既是碳源，又是氮源第7页/共75页第八页，共75页。探究课题探究课题(kt)二：关于氮源物质的来源和作二：关于氮源物质的来源和作用用1、对许多微生物来说，既可利用无机含氮化、对许多微生物来说，既可利用无机含氮化合物，也可利用有机含氮化合物作为合物，也可利用有机含氮化合物作为(zuwi)氮源；氮源；2、固氮微生物利用氮气作为、固氮微生物利用氮气作为(zuwi)氮源进氮源进行生长；行生长；3、铵盐、硝酸盐等既可作为、铵盐、硝酸盐等既可作为(zuwi)微生物微生物最常用的氮源，也可作为最常用的氮源，也可作为(zuwi)某些化能自某些化能自养微生物的能源物质；养微生物的能源物质；4、自养微生物与异养微生物类型的划分主要、自养微生物与异养微生物类型的划分主要是依靠能否以是依靠能否以CO2作为作为(zuwi)生长的主要或生长的主要或唯一碳源，而不决定于氮源。唯一碳源，而不决定于氮源。第8页/共75页第九页，共75页。有些微生物，如乳酸杆菌，在得到充足的碳有些微生物，如乳酸杆菌，在得到充足的碳源、氮源、水、无机盐供应时，并不能正常源、氮源、水、无机盐供应时，并不能正常(zhngchng)生长，假如要使乳酸杆菌正常生长，假如要使乳酸杆菌正常(zhngchng)生长，则需要在培养基中补充部分生长，则需要在培养基中补充部分维生素、氨基酸等，但补充的量往往很少，那么，维生素、氨基酸等，但补充的量往往很少，那么，为何乳酸杆菌缺乏这些物质时不能正常为何乳酸杆菌缺乏这些物质时不能正常(zhngchng)生长生长?这些物质的作用机理是什么这些物质的作用机理是什么?这些物质属于微生物所需的哪一类营养物质这些物质属于微生物所需的哪一类营养物质?第9页/共75页第十页，共75页。三、生长因子三、生长因子微生物微生物生长因子生长因子需要量需要量(微克微克)肠膜状乳杆菌肠膜状乳杆菌胱氨酸胱氨酸5 5白喉棒杆菌白喉棒杆菌丙氨酸丙氨酸1.51.5破伤风梭状芽孢杆菌破伤风梭状芽孢杆菌尿嘧啶尿嘧啶4 4阿拉伯聚糖乳杆菌阿拉伯聚糖乳杆菌泛酸泛酸0.020.02粪链球菌粪链球菌叶酸叶酸200200干酪乳杆菌干酪乳杆菌生物素生物素0.0010.001生长(shngzhng)不可缺少、微量、有机物，主要包括维生素、氨基酸和碱基等，它们一般是酶和核酸的组成成分。第10页/共75页第十一页，共75页。讨论(toln)：如何证明某种物质是某种微生物的生长因子？思路：在含碳源、氮源、水、无机盐但缺乏思路：在含碳源、氮源、水、无机盐但缺乏(quf)某种物质的培养基中培养微生物，微某种物质的培养基中培养微生物，微生物不能生长或生长极差，向培养基加入该生物不能生长或生长极差，向培养基加入该种物质，微生物正常生长。种物质，微生物正常生长。第11页/共75页第十二页，共75页。营养营养物质物质概念概念来源来源功能功能碳碳源源氮氮源源生生长长因因子子凡能为微生物提凡能为微生物提供所需碳元素供所需碳元素(yun s)的物质的物质主要主要(zhyo)是是葡萄糖，还有葡萄糖，还有CO2、NaHCO3、脂肪酸、花生、脂肪酸、花生、石油石油构成细胞物质和一些代构成细胞物质和一些代谢产物谢产物(chnw)；有些；有些碳源是异养微生物的主碳源是异养微生物的主要能源物质要能源物质凡能为微生物提凡能为微生物提供所需氮元素的供所需氮元素的物质物质常用：铵盐、硝常用：铵盐、硝酸盐；其他如酸盐；其他如N2、氨、尿素、牛肉膏、氨、尿素、牛肉膏、蛋白胨蛋白胨合成蛋白质、合成蛋白质、核酸及含氮的核酸及含氮的代谢产物代谢产物某些微生物生长不某些微生物生长不可缺少的微量有机可缺少的微量有机物，如维生素、氨物，如维生素、氨基酸、碱基等基酸、碱基等酵母膏、蛋白酵母膏、蛋白胨、麦芽汁、胨、麦芽汁、玉米浆、动植玉米浆、动植物组织提取液物组织提取液等等酶和核酸的组成酶和核酸的组成成分成分第12页/共75页第十三页，共75页。三、培养基的配制三、培养基的配制(pizh)原则原则第一个原则是目的要明确第一个原则是目的要明确:目的包含两层含义，目的包含两层含义，一指培养的微生物种类、二指培养的目的，一指培养的微生物种类、二指培养的目的，是用于生产还是科学研究，因为二者对培养是用于生产还是科学研究，因为二者对培养基的化学成分、物理基的化学成分、物理(wl)状态等方面要求状态等方面要求不同，例如用于生产的培养基应具有原料易不同，例如用于生产的培养基应具有原料易得、价格低廉、配制方便等特点，而用于科得、价格低廉、配制方便等特点，而用于科学研究的培养基应具有成分含量准确，可多学研究的培养基应具有成分含量准确，可多次重复实验的特点。次重复实验的特点。第14页/共75页第十五页，共75页。第二个原则是营养第二个原则是营养(yngyng)要要协调协调:它表现在两个方面，一是营养物质的浓度要它表现在两个方面，一是营养物质的浓度要适宜，二是营养物质间的浓度比例要适宜。适宜，二是营养物质间的浓度比例要适宜。例如，蔗糖是多种微生物的主要营养物质，例如，蔗糖是多种微生物的主要营养物质，但是高浓度的蔗糖反而会抑制但是高浓度的蔗糖反而会抑制(yzh)微生物微生物的生长。又如，在谷氨酸生产中，当培养基的生长。又如，在谷氨酸生产中，当培养基中的碳源和氮源的比为中的碳源和氮源的比为4 1时，菌体大量生时，菌体大量生长而合成谷氨酸少；当碳源与氮源比为长而合成谷氨酸少；当碳源与氮源比为3 1时，菌体的繁殖受抑制时，菌体的繁殖受抑制(yzh)，但谷氨酸合，但谷氨酸合成量大增。成量大增。第15页/共75页第十六页，共75页。第三个原则第三个原则(yunz)是是pH要适宜：要适宜：由于微生物在生长代谢过程中营养物质利用由于微生物在生长代谢过程中营养物质利用和代谢产物和代谢产物(chnw)的形成往往会改变环的形成往往会改变环境中的境中的pH，为了维持培养基中出的相对恒，为了维持培养基中出的相对恒定，可在培养基中加入缓冲剂，最常用的缓定，可在培养基中加入缓冲剂，最常用的缓冲剂是磷酸氢二钾或磷酸二氢钾。冲剂是磷酸氢二钾或磷酸二氢钾。第16页/共75页第十七页，共75页。（二）培养基的种类（二）培养基的种类(zhngli)按照按照按照按照(nzho)(nzho)物理性质划分物理性质划分物理性质划分物理性质划分培养基培养基培养基培养基 固体固体(gt)培培养基养基半固体培养基半固体培养基液体培养基液体培养基主要用于微生物的主要用于微生物的分离、计数等分离、计数等主要用于观察微生物主要用于观察微生物的运动、鉴定菌种等的运动、鉴定菌种等主要用于工业生产主要用于工业生产需加入凝固需加入凝固剂，如琼脂剂，如琼脂第17页/共75页第十八页，共75页。思考(sko)：液体液体液体液体(yt)(yt)培养基为什么适于工业生产？培养基为什么适于工业生产？培养基为什么适于工业生产？培养基为什么适于工业生产？在固体培养基上鉴定在固体培养基上鉴定在固体培养基上鉴定在固体培养基上鉴定(jindng)(jindng)菌种的依据菌种的依据菌种的依据菌种的依据是什么？是什么？是什么？是什么？液体培养基营养物质分布均匀，与菌体充分接液体培养基营养物质分布均匀，与菌体充分接触，有利于微生物更快吸收营养，有利于菌体触，有利于微生物更快吸收营养，有利于菌体繁殖、积累产物，因而适于大规模生产繁殖、积累产物，因而适于大规模生产 依据菌落的大小、形状、颜色、硬度、透明度依据菌落的大小、形状、颜色、硬度、透明度等特征。等特征。第18页/共75页第十九页，共75页。按照化学成分划分培养基按照化学成分划分培养基按照化学成分划分培养基按照化学成分划分培养基 天然培养基天然培养基天然培养基天然培养基合成培养基合成培养基合成培养基合成培养基按照培养基的用途按照培养基的用途按照培养基的用途按照培养基的用途选择选择选择选择(xunz)(xunz)培养基培养基培养基培养基鉴别培养基鉴别培养基鉴别培养基鉴别培养基常用常用(chnyn)于分于分类、鉴定等类、鉴定等常用常用(chnyn)于于工业生产工业生产分离所需的微生物分离所需的微生物鉴别不同种类的微生物鉴别不同种类的微生物大肠杆菌大肠杆菌 沙门氏菌沙门氏菌 第19页/共75页第二十页，共75页。(3)(3)常见微生物的分离实例：常见微生物的分离实例：常见微生物的分离实例：常见微生物的分离实例：真菌、霉菌真菌、霉菌真菌、霉菌真菌、霉菌(mjn)(mjn)：用含青霉素的：用含青霉素的：用含青霉素的：用含青霉素的培养基分离培养基分离培养基分离培养基分离金黄色葡萄球菌：用含高浓度食盐的金黄色葡萄球菌：用含高浓度食盐的金黄色葡萄球菌：用含高浓度食盐的金黄色葡萄球菌：用含高浓度食盐的培养基分离培养基分离培养基分离培养基分离固氮微生物：用无氮培养基分离固氮微生物：用无氮培养基分离固氮微生物：用无氮培养基分离固氮微生物：用无氮培养基分离自养型微生物：用无机碳源的培养基自养型微生物：用无机碳源的培养基自养型微生物：用无机碳源的培养基自养型微生物：用无机碳源的培养基分离分离分离分离光合细菌：用无机碳源的培养基在无光合细菌：用无机碳源的培养基在无光合细菌：用无机碳源的培养基在无光合细菌：用无机碳源的培养基在无氧而有光照的环境中分离。氧而有光照的环境中分离。氧而有光照的环境中分离。氧而有光照的环境中分离。第20页/共75页第二十一页，共75页。厌氧型和兼性厌氧型微生物：用普厌氧型和兼性厌氧型微生物：用普通培养基在无氧条件下分离。通培养基在无氧条件下分离。在培养基中加入伊红和美蓝在培养基中加入伊红和美蓝 用来鉴别饮用水和乳制品中是否存用来鉴别饮用水和乳制品中是否存在大肠杆菌等细菌：如果有大肠杆在大肠杆菌等细菌：如果有大肠杆菌，其代谢产物菌，其代谢产物(chnw)就与伊红就与伊红和美蓝结合，使菌落呈深紫色，并和美蓝结合，使菌落呈深紫色，并带有金属光泽。带有金属光泽。第21页/共75页第二十二页，共75页。练习练习(linx)设计：设计：1、含、含C、H、0、N的某相对大分子的某相对大分子化合物可以作为化合物可以作为(zuwi)A.异养微生物的氮源、能源异养微生物的氮源、能源B.异养微生物的碳源、能源异养微生物的碳源、能源C.自养微生物的碳源、氮源、能源自养微生物的碳源、氮源、能源D.异养微生物的碳源、氮源、能源异养微生物的碳源、氮源、能源D第22页/共75页第二十三页，共75页。练习练习(linx)设计：设计：2、下列叙述中不正确的是、下列叙述中不正确的是A.碳源主要用于构成碳源主要用于构成(guchng)微生物微生物的细胞物质和一些代谢产物的细胞物质和一些代谢产物B.微生物最常用的氮源是铵盐和硝酸盐微生物最常用的氮源是铵盐和硝酸盐C.蛋白质既可作碳源，又可作氮源，分蛋白质既可作碳源，又可作氮源，分解成氨基酸后还可作生长因子解成氨基酸后还可作生长因子D.牛肉膏只能作氮源，而不能为生物提牛肉膏只能作氮源，而不能为生物提供能量供能量D第23页/共75页第二十四页，共75页。3.3.由由NH4NO3NH4NO3、KNO3KNO3、KH2PO4KH2PO4、CaCl2CaCl2、NaHCO3NaHCO3、一些微量元素和水按一定比、一些微量元素和水按一定比例配成的营养液适合于培养例配成的营养液适合于培养(piyng)(piyng)A.A.根瘤菌根瘤菌 B.B.绿藻绿藻 C.C.酵母菌酵母菌 D.D.变形虫变形虫B练习练习(linx)设计：设计：第24页/共75页第二十五页，共75页。4.红螺菌生活在湖泊、池塘的淤红螺菌生活在湖泊、池塘的淤泥中，它的体内具有光合色素，能泥中，它的体内具有光合色素，能利用光能在缺氧的条件下，以有机利用光能在缺氧的条件下，以有机酸、醇等有机物作为营养物质，使酸、醇等有机物作为营养物质，使自身迅速繁殖。红螺菌同化作用的自身迅速繁殖。红螺菌同化作用的类型属于类型属于(shy)A 光能自养型光能自养型 B 光能异养型光能异养型 C 化能自养型化能自养型 D 化能异养型化能异养型B练习练习(linx)设计：设计：第25页/共75页第二十六页，共75页。5.下列物质中，不能用作酵母菌下列物质中，不能用作酵母菌碳源的是碳源的是 A、含碳有机物、含碳有机物B、蛋白胨、蛋白胨C、含碳无机物、含碳无机物D、石油、石油(shyu)、花生粉饼等天、花生粉饼等天然物质然物质C练习练习(linx)设计：设计：第26页/共75页第二十七页，共75页。6.制作新鲜风味的泡菜，都是利用乳制作新鲜风味的泡菜，都是利用乳酸发酵来增加泡菜的风味，那么酸发酵来增加泡菜的风味，那么(n me)，乳酸菌种主要来自，乳酸菌种主要来自 A、乳酸菌接种、乳酸菌接种 B、泡菜时的凉开水、泡菜时的凉开水 C、泡菜时菜缸中的空气、泡菜时菜缸中的空气 D、泡菜的原料、泡菜的原料A练习练习(linx)设计：设计：第27页/共75页第二十八页，共75页。7.7.人工种植蘑菇是一项具有很高实用价值的农业技术，人工种植蘑菇是一项具有很高实用价值的农业技术，请结合一些具体请结合一些具体(jt)(jt)的生产环节和一些相关问题分析的生产环节和一些相关问题分析回答：回答：（1 1）培养基中要加入大量的有机物质。原因是）培养基中要加入大量的有机物质。原因是 。（2 2）培养基在接种前要进行灭菌处理，否则很容易长出）培养基在接种前要进行灭菌处理，否则很容易长出大量的霉菌。霉菌和蘑菇的关系在生物学上一般为大量的霉菌。霉菌和蘑菇的关系在生物学上一般为 。（3 3）种蘑菇所用的菌种一般是亲代蘑菇产生的一些褐色）种蘑菇所用的菌种一般是亲代蘑菇产生的一些褐色粉末，每粒粉末实际上是一个粉末，每粒粉末实际上是一个 ，这种生殖方式，这种生殖方式在生物界属于在生物界属于 生殖。生殖。（4 4）在自然生态系统中蘑菇属于）在自然生态系统中蘑菇属于 者。者。分解者分解者蘑菇蘑菇(mgu)是异养型生物是异养型生物竞争竞争(jngzhng)孢子孢子孢子孢子第28页/共75页第二十九页，共75页。二、微生物的代谢二、微生物的代谢(dixi)新陈代谢新陈代谢(xnchndixi)活细胞中全部有序的化学反应活细胞中全部有序的化学反应(huxu fnyng)的总称。的总称。问题问题1 1：生物区别与非生物最本质的特征是什么？生物区别与非生物最本质的特征是什么？问题问题2 2：什么叫生物的新陈代谢？什么叫生物的新陈代谢？问题问题3 3：什么是微生物的新陈代谢呢？什么是微生物的新陈代谢呢？微生物细胞中全部化学反应的总称微生物细胞中全部化学反应的总称。第29页/共75页第三十页，共75页。（一）、微生物的代谢（一）、微生物的代谢(dixi)产物产物1.1.初级代谢产物初级代谢产物初级代谢产物初级代谢产物2.2.定义：微生物通过代谢活动所产生定义：微生物通过代谢活动所产生定义：微生物通过代谢活动所产生定义：微生物通过代谢活动所产生(chnshng)(chnshng)的、自身生长和繁殖所必需的、自身生长和繁殖所必需的、自身生长和繁殖所必需的、自身生长和繁殖所必需的物质。的物质。的物质。的物质。3.3.举例：氨基酸、核苷酸、多糖、脂类、维举例：氨基酸、核苷酸、多糖、脂类、维举例：氨基酸、核苷酸、多糖、脂类、维举例：氨基酸、核苷酸、多糖、脂类、维生素等。生素等。生素等。生素等。4.4.特征：特征：特征：特征：5.5.不同的微生物初级代谢产物基本相同；不同的微生物初级代谢产物基本相同；不同的微生物初级代谢产物基本相同；不同的微生物初级代谢产物基本相同；6.6.初级代谢产物合成过程是连续不断的。初级代谢产物合成过程是连续不断的。初级代谢产物合成过程是连续不断的。初级代谢产物合成过程是连续不断的。第30页/共75页第三十一页，共75页。2.2.次级代谢产物次级代谢产物次级代谢产物次级代谢产物3.3.定义：微生物生长到一定阶段才产生的定义：微生物生长到一定阶段才产生的定义：微生物生长到一定阶段才产生的定义：微生物生长到一定阶段才产生的化学结构复杂、对该微生物无明显生理化学结构复杂、对该微生物无明显生理化学结构复杂、对该微生物无明显生理化学结构复杂、对该微生物无明显生理功能，或并非是微生物生长和繁殖所必功能，或并非是微生物生长和繁殖所必功能，或并非是微生物生长和繁殖所必功能，或并非是微生物生长和繁殖所必需的物质。需的物质。需的物质。需的物质。4.4.举例：抗生素、毒素举例：抗生素、毒素举例：抗生素、毒素举例：抗生素、毒素(ds)(ds)、激素、色、激素、色、激素、色、激素、色素等。素等。素等。素等。5.5.特征：特征：特征：特征：6.6.（1 1）不同的微生物次级代谢产物不同）不同的微生物次级代谢产物不同）不同的微生物次级代谢产物不同）不同的微生物次级代谢产物不同7.7.（2 2）次级代谢产物虽对微生物无明显）次级代谢产物虽对微生物无明显）次级代谢产物虽对微生物无明显）次级代谢产物虽对微生物无明显的生理功能，但能提高微生物在环境中的生理功能，但能提高微生物在环境中的生理功能，但能提高微生物在环境中的生理功能，但能提高微生物在环境中的竞争能力。的竞争能力。的竞争能力。的竞争能力。8.8.（3 3）抗生素是一类具有特异性抑菌和）抗生素是一类具有特异性抑菌和）抗生素是一类具有特异性抑菌和）抗生素是一类具有特异性抑菌和杀菌作用的有机化合物。杀菌作用的有机化合物。杀菌作用的有机化合物。杀菌作用的有机化合物。第31页/共75页第三十二页，共75页。初级代谢初级代谢初级代谢初级代谢(dixi)(dixi)产物和次级代谢产物和次级代谢产物和次级代谢产物和次级代谢(dixi)(dixi)产物的比较产物的比较产物的比较产物的比较内容内容初级代谢产物初级代谢产物次级代谢产物次级代谢产物不不同同点点生长繁殖生长繁殖是否必需是否必需产生阶段产生阶段种的特异性种的特异性 分布分布例例相同点相同点 是是是是否否否否细胞细胞细胞细胞(xbo)(xbo)内内内内一定一定一定一定(ydng)(ydng)阶段阶段阶段阶段否否否否是是是是细胞内、外细胞内、外细胞内、外细胞内、外一直产生一直产生一直产生一直产生氨基酸、核苷酸、多氨基酸、核苷酸、多糖、维生素等糖、维生素等抗生素、毒素、抗生素、毒素、激素、色素激素、色素均在微生物细胞的调节下，有步骤产生均在微生物细胞的调节下，有步骤产生第32页/共75页第三十三页，共75页。(1)判断初级和次级判断初级和次级(cj)代谢产代谢产物的主要依据是微生物生命活动是物的主要依据是微生物生命活动是否必需。如乳酸是乳酸菌无氧呼吸否必需。如乳酸是乳酸菌无氧呼吸的产物，是始终产生的，但其并非的产物，是始终产生的，但其并非是乳酸菌生命活动所必需的，因此是乳酸菌生命活动所必需的，因此乳酸是乳酸菌的次级乳酸是乳酸菌的次级(cj)代谢产代谢产物。同样道理，酒精为酵母菌的次物。同样道理，酒精为酵母菌的次级级(cj)代谢产物。代谢产物。(2)抗生素是真菌产生的一种次级抗生素是真菌产生的一种次级(cj)代谢产物，有杀菌、抑菌作代谢产物，有杀菌、抑菌作用，但它与抗毒素用，但它与抗毒素(抗体抗体)、干扰素、干扰素(淋巴因子淋巴因子)是完全不同的。是完全不同的。第33页/共75页第三十四页，共75页。某种细菌有两种类型：一种能在普通培养基某种细菌有两种类型：一种能在普通培养基上生长，另一种必须在普通培养基上加入精氨上生长，另一种必须在普通培养基上加入精氨酸后才能正常酸后才能正常(zhngchng)生长，从营养角生长，从营养角度考虑，精氨酸应属于这种细菌的（度考虑，精氨酸应属于这种细菌的（）；从代谢产物考虑，精氨酸应属于（）；从代谢产物考虑，精氨酸应属于（）。）。生长因子生长因子初级初级(chj)代谢产物代谢产物第34页/共75页第三十五页，共75页。（二）、微生物代（二）、微生物代谢谢(dixi)的调节的调节1.1.酶合成的调节酶合成的调节2.2.微生物细胞内酶的种类：微生物细胞内酶的种类：3.3.组成酶：微生物细胞内一直存在，组成酶：微生物细胞内一直存在，合成只受遗传物质控制合成只受遗传物质控制(kngzh)。如与能量产生有关的酶，与基。如与能量产生有关的酶，与基因的复制和表达有关的酶。因的复制和表达有关的酶。4.4.诱导酶：在环境中存在某种物质诱导酶：在环境中存在某种物质的情况下才能够合成的酶。如亮的情况下才能够合成的酶。如亮白曲霉原来不能合成蔗糖酶，所白曲霉原来不能合成蔗糖酶，所以不能利用蔗糖，但如果在培养以不能利用蔗糖，但如果在培养基内加入蔗糖，一段时间后，可基内加入蔗糖，一段时间后，可合成蔗糖酶，并利用蔗糖。合成蔗糖酶，并利用蔗糖。第35页/共75页第三十六页，共75页。组成酶与诱导酶的区别组成酶与诱导酶的区别(qbi)：组成酶组成酶诱导酶诱导酶合成时间合成时间合成条件合成条件在细胞在细胞(xbo)内内一直存在一直存在存在某种物质的存在某种物质的情况情况(qngkung)下下才合成才合成它的合成只它的合成只受基因调控受基因调控受基因调控受基因调控和环境中诱和环境中诱导物调控导物调控基因基因 组成酶组成酶 (细胞内一直存在细胞内一直存在)基因基因 +诱导物诱导物 诱导酶诱导酶第36页/共75页第三十七页，共75页。酶合成调节酶合成调节调节对象调节对象调节结果调节结果调节本质调节本质调节特点调节特点调节意义调节意义诱导酶诱导酶细胞内酶的种类细胞内酶的种类(zhngli)增多增多基因水平基因水平(shupng)调节，控调节，控制酶的合成制酶的合成间接间接(jin ji)、缓慢缓慢既保证代谢需要，又避免细胞既保证代谢需要，又避免细胞内物质和能量浪费内物质和能量浪费小结：小结：酶合成调节酶合成调节第37页/共75页第三十八页，共75页。（二）、微生物代谢（二）、微生物代谢(dixi)的调节的调节2.2.酶活性的调节酶活性的调节酶活性的调节酶活性的调节(tioji)(tioji)第38页/共75页第三十九页，共75页。两种调节方式的区别两种调节方式的区别(qbi)与联系：与联系：酶合成调节酶合成调节酶活性调节酶活性调节调节对象调节对象调节结果调节结果调节本质调节本质调节特点调节特点调节意义调节意义联系联系诱导酶诱导酶所有所有(suyu)酶（组成酶和酶（组成酶和诱导酶）诱导酶）细胞内酶的种类细胞内酶的种类(zhngli)增多增多酶活性的可逆性改变酶活性的可逆性改变基因水平调节基因水平调节代谢水平调节代谢水平调节间接、缓慢间接、缓慢直接、快速、精确直接、快速、精确既保证代谢需要，又避既保证代谢需要，又避免细胞内物质和能量浪免细胞内物质和能量浪费费避免代谢产物积累过多避免代谢产物积累过多细胞内两种方式同时存在，密切配合，高效、细胞内两种方式同时存在，密切配合，高效、准确控制代谢的正常进行。准确控制代谢的正常进行。第39页/共75页第四十页，共75页。二、微生物的代谢二、微生物的代谢(dixi)（一）微生物代谢（一）微生物代谢(dixi)的的特点：特点：（二）微生物的代谢（二）微生物的代谢(dixi)产物：产物：1.初级代谢产物初级代谢产物：氨基酸、核苷酸、多糖、：氨基酸、核苷酸、多糖、脂类、维生素等脂类、维生素等2.次级代谢产物次级代谢产物：抗生素、毒素、激素、色：抗生素、毒素、激素、色素素（三）微生物代谢的调节：（三）微生物代谢的调节：1.酶合成调节：酶合成调节：主要为酶合成的诱导主要为酶合成的诱导2.酶活性调节酶活性调节：主要为酶活性的抑制：主要为酶活性的抑制第40页/共75页第四十一页，共75页。巩固巩固(gngg)练练习：习：1.对微生物代谢产物的叙述正确的是对微生物代谢产物的叙述正确的是A.初级代谢产物的种类在不同微生物细胞中初级代谢产物的种类在不同微生物细胞中不同不同B.抗生素、维生素、激素抗生素、维生素、激素(js)是微生物生是微生物生长到一定阶段才产生长到一定阶段才产生C.次级代谢产物在细胞内、外都可能存在次级代谢产物在细胞内、外都可能存在D.微生物的代谢产物是自身生长、繁殖所必微生物的代谢产物是自身生长、繁殖所必需的需的C第41页/共75页第四十二页，共75页。2.下列说法下列说法(shuf)正确的是正确的是A.诱导酶一旦产生，其活性就将一直保持下去诱导酶一旦产生，其活性就将一直保持下去B.组成酶不是微生物细胞中一直存在的酶组成酶不是微生物细胞中一直存在的酶C.大肠杆菌分解葡萄糖的酶是诱导酶，分解乳大肠杆菌分解葡萄糖的酶是诱导酶，分解乳糖的酶是组成酶糖的酶是组成酶D.诱导酶的合成除取决于诱导物以外，还取决诱导酶的合成除取决于诱导物以外，还取决于细胞所含的基因于细胞所含的基因D第42页/共75页第四十三页，共75页。3.微生物的次级代谢产物是微生物的次级代谢产物是 A.氨基酸、多糖氨基酸、多糖(du tn)、抗生素、抗生素、脂类；脂类；B.核苷酸、多糖核苷酸、多糖(du tn)、脂类、脂类、激素；激素；C.抗生素、脂类、色素、毒素；抗生素、脂类、色素、毒素；D.抗生素、毒素、激素、色素抗生素、毒素、激素、色素 D第43页/共75页第四十四页，共75页。4.下列不属于次级代谢产物是下列不属于次级代谢产物是 A.核苷酸核苷酸 B.青霉素青霉素 C.激素激素(j s)D.色素色素 A第44页/共75页第四十五页，共75页。5.下列说法不正确的是下列说法不正确的是 A.初级代谢产物是微生物必需初级代谢产物是微生物必需(bx)的物质的物质 B.次级代谢产物并非是微生物必需次级代谢产物并非是微生物必需(bx)的物质的物质 C.次级代谢产物可在细胞的调节下产次级代谢产物可在细胞的调节下产生生 D.初级代谢产物的合成无需代谢调初级代谢产物的合成无需代谢调节节D第45页/共75页第四十六页，共75页。6.以下不属于发酵的是以下不属于发酵的是 A.利用青霉菌生产青霉素；利用青霉菌生产青霉素；B.缺氧时人的组织细胞产生缺氧时人的组织细胞产生(chnshng)乳酸；乳酸；C.利用酵母菌的无氧呼吸获得酒精；利用酵母菌的无氧呼吸获得酒精；D.利用乳酸菌制作泡菜；利用乳酸菌制作泡菜；B第46页/共75页第四十七页，共75页。三三.微生物的生长微生物的生长(shngzhng)微生物生长微生物生长(shngzhng)的特的特点点微生物群体生长微生物群体生长(shngzhng)的的规律规律影响微生物生长的环境因素影响微生物生长的环境因素第47页/共75页第四十八页，共75页。微生物微生物的生长的生长(shngzhng)微生物生长微生物生长(shngzhng)的特点：的特点：1.个体生长个体生长(shngzhng)很不明显，很不明显，持续很短时间就繁殖。持续很短时间就繁殖。2.生长和繁殖生长和繁殖交替交替进行，界限难以进行，界限难以划分。划分。在实际的工作中，常以微生物的在实际的工作中，常以微生物的群群体体为单位来研究微生物的生长。为单位来研究微生物的生长。第48页/共75页第四十九页，共75页。微生物微生物的生长的生长(shngzhng)？思考？思考(sko)将少量的某种细菌接种到恒定容积将少量的某种细菌接种到恒定容积(rngj)的液体培养基中，并置于适宜的条件下培养，的液体培养基中，并置于适宜的条件下培养，然后，定期取样测定培养基里的细菌群体的然后，定期取样测定培养基里的细菌群体的生长情况。生长情况。如何测定细菌群体的生长情况？如何测定细菌群体的生长情况？2、测定重量、测定重量1、测定细菌的细胞数目。、测定细菌的细胞数目。微生物生长的规律微生物生长的规律第49页/共75页第五十页，共75页。微生物微生物的生长的生长(shngzhng)？思考？思考(sko)细菌的生长细菌的生长(shngzhng)情况应该是如何的？情况应该是如何的？阶段阶段1：刚刚接种到培养基刚刚接种到培养基细菌要完成对新环境的调整和适应细菌要完成对新环境的调整和适应细菌一般不立即开始分裂繁殖细菌一般不立即开始分裂繁殖调调整整期期细菌为细胞分裂准备物质和能量细菌为细胞分裂准备物质和能量细菌数量增长细菌数量增长缓慢缓慢调整期的长短与菌种、培养条件等因素有关调整期的长短与菌种、培养条件等因素有关微生物生长的规律微生物生长的规律第50页/共75页第五十一页，共75页。微生物微生物的生长的生长(shngzhng)阶段阶段(jidun)2：调整期完成之后：调整期完成之后细菌进入细菌进入(jnr)快速分裂阶段快速分裂阶段细胞数目以细胞数目以等比等比的形式增加的形式增加：2n对对数数期期细菌代谢旺盛，细菌代谢旺盛，形态形态和和生理生理比较稳定比较稳定细菌数量增长细菌数量增长迅速迅速常作为生产用的菌种和科研材料常作为生产用的菌种和科研材料微生物生长的规律微生物生长的规律第51页/共75页第五十二页，共75页。微生物微生物的生长的生长(shngzhng)阶段阶段3：快速增长的对数：快速增长的对数(dush)期之后期之后营养物质被大量营养物质被大量(dling)消耗消耗有害代谢废物有害代谢废物逐渐积累逐渐积累稳稳定定期期PH值值的变化的变化分裂速度下降，细菌死亡加剧分裂速度下降，细菌死亡加剧新增加的细胞数和死亡的细胞数出现新增加的细胞数和死亡的细胞数出现动态平衡动态平衡活细胞达到活细胞达到最大值最大值，大量积累，大量积累代谢产物代谢产物，特别是，特别是次次级代谢产物级代谢产物，芽孢芽孢开始形成。开始形成。种内斗争种内斗争加剧加剧微生物生长的规律微生物生长的规律第52页/共75页第五十三页，共75页。微生物微生物的生长的生长(shngzhng)阶段阶段(jidun)4：稳定期之后：稳定期之后营养物质消耗营养物质消耗(xioho)殆尽殆尽有害代谢废物有害代谢废物积累加剧积累加剧衰衰亡亡期期生长环境进一步恶化生长环境进一步恶化新增加的细胞数新增加的细胞数死亡的细胞数死亡的细胞数细胞出现细胞出现多种形态多种形态，甚至，甚至畸形畸形，某，某些细胞开始些细胞开始裂解裂解。微生物生长的规律微生物生长的规律种内斗争种内斗争进一步加剧进一步加剧第53页/共75页第五十四页，共75页。微生物微生物的生长的生长(shngzhng)结合四个时期的细胞数量结合四个时期的细胞数量(shling)变化，绘制生长曲线变化，绘制生长曲线调调整整期期对对数数(dush)期期稳稳定定期期衰衰亡亡期期时间时间细细胞胞数数目目的的对对数数微生物生长的规律微生物生长的规律第54页/共75页第五十五页，共75页。微生物微生物的生长的生长(shngzhng)？思考？思考(sko)掌握掌握(zhngw)微生物的生长曲线的实践意义？微生物的生长曲线的实践意义？要想最大程度的获得细菌的代谢产物，应在哪个时期？要想最大程度的获得细菌的代谢产物，应在哪个时期？A调整期调整期B对数期对数期C稳定期稳定期D衰亡期衰亡期C？思考？思考如何延长细菌的生长的稳定期？如何延长细菌的生长的稳定期？补充补充培养基中的营养物质培养基中的营养物质导出导出细菌代谢的有害废物细菌代谢的有害废物第55页/共75页第五十六页，共75页。（二）微生物生长曲线的实践（二）微生物生长曲线的实践(shjin)(shjin)意义意义处于对数期的细菌，生长繁殖速率快，代谢处于对数期的细菌，生长繁殖速率快，代谢(dixi)(dixi)旺盛旺盛进入稳定期后，抗生素等代谢进入稳定期后，抗生素等代谢(dixi)(dixi)产物产物逐渐增多逐渐增多 生产上常用这个时期生产上常用这个时期(shq)(shq)的细菌作为菌种，的细菌作为菌种，以缩短生产周期。以缩短生产周期。如果适当补充营养物质，就有助于延长稳定如果