细菌生理特征PPT课件.ppt
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1、关于细菌的生理特征第一张,PPT共七十八页,创作于2022年6月2.2.1 细细菌的菌的营营养养类类型划分型划分细细胞胞重重量量(湿湿重重)水水7090%干物质干物质1030%无机盐无机盐10%有机物有机物90%碳水化合物碳水化合物 蛋白质蛋白质 脂肪脂肪 DNA RNA等等组组成成微微生生物物细细胞胞(一)化学组成(一)化学组成第二张,PPT共七十八页,创作于2022年6月微生物的六种营养要素微生物的六种营养要素1 碳源碳源 2氮源氮源 3能源能源4 矿质元素矿质元素 5 生长因素生长因素 6 水分水分(二)营养物质(二)营养物质第三张,PPT共七十八页,创作于2022年6月1 碳源碳源 有
2、机碳源有机碳源无机碳源无机碳源CO2 CO32-(提供细胞碳素来源的物质)(提供细胞碳素来源的物质)糖类糖类 蛋白质蛋白质 脂肪脂肪 有机酸有机酸第四张,PPT共七十八页,创作于2022年6月2 氮源氮源(提供细菌细胞氮素来源的物质)(提供细菌细胞氮素来源的物质)有机氮源有机氮源蛋白质蛋白质 蛋白胨蛋白胨 氨基酸氨基酸无机氮源无机氮源NH4Cl NH4NO3 第五张,PPT共七十八页,创作于2022年6月3 能源能源(提供能量来源的营养物质和辐射能)(提供能量来源的营养物质和辐射能)能源能源化学物质化学物质(化能营养型)(化能营养型)辐辐射射能能:光光能能自自养养和和光光能能异异养养微微生生物
3、物的的能能源源 (光光能营养型)能营养型)有机物:化能异养微生物的能源有机物:化能异养微生物的能源 (同碳源)(同碳源)无机物:化能自养微生物的能源无机物:化能自养微生物的能源 (不同于碳源)(不同于碳源)第六张,PPT共七十八页,创作于2022年6月4 生长因子生长因子概念:某些微生物生长过程中不能利用简单的碳、氮源自身概念:某些微生物生长过程中不能利用简单的碳、氮源自身合成,同时又是生长必需的有机物。合成,同时又是生长必需的有机物。主要包括主要包括维生素类维生素类 碱基、卟啉等碱基、卟啉等第七张,PPT共七十八页,创作于2022年6月5 无机盐无机盐作用:作用:构成细胞的组分成分,如构成细
4、胞的组分成分,如H3PO4是是DNA和和RNA的重要组的重要组成成分。成成分。酶的组成成分,如蛋白质和氨基酸的酶的组成成分,如蛋白质和氨基酸的SH。酶的激活剂,如酶的激活剂,如Mg2+、K+。维持适宜的渗透压,如维持适宜的渗透压,如Na+、K+、Cl-。自养型细菌的能源,如自养型细菌的能源,如S,Fe2+。大量元素:大量元素:C、H、O、N、P、S 微量元素:微量元素:Mn、Co、Cu、Zn、Mo第八张,PPT共七十八页,创作于2022年6月6 水水 营养物质的溶剂。营养物质的溶剂。运输物质的载体。运输物质的载体。生物化学反应的场所。生物化学反应的场所。维持一定的温度。维持一定的温度。作用作用
5、:除除蓝蓝细细菌菌等等少少数数微微生生物物能能利利用用水水中中的的氢氢来来还还原原CO2以以合合成糖类以外,其他微生物并非真正把水当作营养物。成糖类以外,其他微生物并非真正把水当作营养物。第九张,PPT共七十八页,创作于2022年6月1.不同微生物对每一种营养元素需不同微生物对每一种营养元素需要的数量不同。并要求各营养元要的数量不同。并要求各营养元素有一定的比例。素有一定的比例。2.细细菌菌往往往往优优先先利利用用易易被被吸吸收收的的有机物质。有机物质。微生物利用营养的说明微生物利用营养的说明第十张,PPT共七十八页,创作于2022年6月营养类型营养类型根据细菌所需碳源和能源的不同,营养类型分
6、四类:根据细菌所需碳源和能源的不同,营养类型分四类:自养型自养型光能光能无机无机营养型营养型化能化能无机无机营养型营养型异养型异养型光能光能有机有机营养型营养型化能化能有机有机营养型营养型第十一张,PPT共七十八页,创作于2022年6月1 光能无机营养型光能无机营养型又叫自养微生物。又称光能自养型微生物。又叫自养微生物。又称光能自养型微生物。如:藻类、蓝细菌、光合细菌(紫硫细菌、绿硫细菌)如:藻类、蓝细菌、光合细菌(紫硫细菌、绿硫细菌)碳源碳源以以COCO2 2 为惟一碳源为惟一碳源 能源能源光转变为光转变为 ATPATP 如:如:蓝细菌蓝细菌、藻类、藻类 CO2+H2O CH2O+O2 光能
7、光能叶绿素叶绿素第十二张,PPT共七十八页,创作于2022年6月2 化能无机营养型(化能无机营养型(chemolithotroph)又叫自养微生物。又称化能自养型微生物。又叫自养微生物。又称化能自养型微生物。如:氢细菌、硫化细菌、铁细菌、如:氢细菌、硫化细菌、铁细菌、硝化细菌硝化细菌。分布在土壤、水域。分布在土壤、水域中,在自然界物质转化中作用重大。中,在自然界物质转化中作用重大。碳源碳源以以 COCO2 2为惟一碳源为惟一碳源。能源能源无机物氧化产生能量无机物氧化产生能量。如:硝化细菌如:硝化细菌n2NH3+2O2 CO2+4H+2HNO2+4H+ATPCH2O+H2O第十三张,PPT共七十
8、八页,创作于2022年6月3 光能有机营养型(光能有机营养型(photorganotroph)又叫异养微生物。又称光能异养型微生物。又叫异养微生物。又称光能异养型微生物。如:紫色非硫细菌与绿色非硫细菌,属于这一营养类型的微生如:紫色非硫细菌与绿色非硫细菌,属于这一营养类型的微生物种类很少物种类很少 碳源碳源有机物有机物作供氢体和碳源,要作供氢体和碳源,要有有COCO2 2存在存在。能源能源光光第十四张,PPT共七十八页,创作于2022年6月4 化能有机营养型化能有机营养型(chemoorganotroph)又叫异养微生物。又称化能异养型微生物。又叫异养微生物。又称化能异养型微生物。绝大多数细菌
9、、放线菌和全部真菌、病毒。绝大多数细菌、放线菌和全部真菌、病毒。如大肠杆菌,枯草杆菌,链霉菌,根霉,曲霉。如大肠杆菌,枯草杆菌,链霉菌,根霉,曲霉。碳源碳源有机物有机物 能源能源有机物氧化有机物氧化获得。获得。第十五张,PPT共七十八页,创作于2022年6月2.2.2 2.2.2 酶及影响酶活力的因素酶及影响酶活力的因素一一 酶及其命名和分类酶及其命名和分类 二二 酶的作用特性酶的作用特性 三三 酶促反应的影响因素酶促反应的影响因素第十六张,PPT共七十八页,创作于2022年6月一一 酶及其命名和分类酶及其命名和分类1 酶的概念:生物细胞自己合成的一种催化剂,其基本成分是蛋白酶的概念:生物细胞
10、自己合成的一种催化剂,其基本成分是蛋白质,催化效率比一般无机催化剂高得多。可分为:蛋白酶、核酸酶质,催化效率比一般无机催化剂高得多。可分为:蛋白酶、核酸酶及抗体酶等。及抗体酶等。2 酶的命名和分类酶的命名和分类胞内酶胞内酶 胞外酶胞外酶 存在存在部位部位组成酶组成酶 诱导酶诱导酶存在存在 方式方式简单酶简单酶 结合酶结合酶组成组成 成分成分催化的反应类型催化的反应类型水解酶、氧化还原酶、转移酶、合成酶、裂解酶等水解酶、氧化还原酶、转移酶、合成酶、裂解酶等第十七张,PPT共七十八页,创作于2022年6月二二 酶的作用特性酶的作用特性1 酶的作用特点酶的作用特点 具有具有蛋白质的各种特性蛋白质的各
11、种特性 分子量大、两性化合物、不耐高温、易被毒物破坏分子量大、两性化合物、不耐高温、易被毒物破坏 量量少少,催化效率,催化效率高高 专一性专一性强强 温和温和。常温、常压、接近中性就可以起作用。常温、常压、接近中性就可以起作用 酶活力的酶活力的可调可调性。离体酶具活性。性。离体酶具活性。第十八张,PPT共七十八页,创作于2022年6月2 酶的活性与活性中心酶的活性与活性中心酶活性即是酶酶活性即是酶活力活力。指催化一定化学反应的能力。反应。指催化一定化学反应的能力。反应速度速度越越快快,酶,酶活性活性越越高高。v 国国际际酶酶学学会会议议1961条条规规定定:1 酶酶活活性性单单位位是是指指在在
12、25最最适适pH及底物浓度等条件下,在及底物浓度等条件下,在1min内转化内转化1mol底物的酶量底物的酶量v 比酶活性比酶活性是指单位重量酶蛋白所具有的酶活性单位数。是指单位重量酶蛋白所具有的酶活性单位数。(1)酶的活性)酶的活性第十九张,PPT共七十八页,创作于2022年6月酶酶的的活活性性中中心心是是指指酶酶蛋蛋白白肽肽链链中中由由少少数数几几个个氨氨基基酸酸残残基基组组成成的具有一定空间构象的与催化作用密切相关的区域。的具有一定空间构象的与催化作用密切相关的区域。酶的活性中心分酶的活性中心分2个功能部位:结合部位和催化部位个功能部位:结合部位和催化部位“诱诱导导楔楔合合”假假说说:当当
13、酶酶分分子子与与基基质质分分子子接接近近时时,酶酶蛋蛋白白受受基基质质分分子子的的的的诱诱导导,构构象象发发生生有有利利于于基基质质结结合合的的变变化化,并并形形成成酶酶基基质质中中间间复复合合物物,在在此此基基础础上上互互补补楔楔合合进进行行反反应应,最终生成反应产物。最终生成反应产物。(2)酶的活性中心)酶的活性中心第二十张,PPT共七十八页,创作于2022年6月三三 酶促反应的影响因素酶促反应的影响因素酶促反应与酶活力有关。酶促反应与酶活力有关。影响酶促反应(酶活力)的因素有:影响酶促反应(酶活力)的因素有:1 温度温度 2 pH值值 3 基质浓度基质浓度 4 毒物或抑制剂毒物或抑制剂第
14、二十一张,PPT共七十八页,创作于2022年6月1 温度温度要求要求:保证酶最适宜的温度条件。:保证酶最适宜的温度条件。每种酶都有自己的每种酶都有自己的最适温度最适温度。最适反应温度最适反应温度:能形成能形成最大反应速度最大反应速度的温度的温度.微生物体内酶的微生物体内酶的303060601-1-半乳糖苷酶半乳糖苷酶 2 2 酰化氨基酸水解酶酰化氨基酸水解酶 3 3 葡萄糖异构酶葡萄糖异构酶第二十二张,PPT共七十八页,创作于2022年6月2 pH值值 大多数酶大多数酶 pH 67 废水生物处理保持废水生物处理保持pH 69为什么为什么pH值影响酶活力?值影响酶活力?酶蛋白是两性电解质。酶活性
15、在特定的电荷状态下发挥。酶蛋白是两性电解质。酶活性在特定的电荷状态下发挥。酸性系统酸性系统,越倾向于酸,正电荷越多越倾向于酸,正电荷越多。碱性系统碱性系统,越倾向于碱,负电荷越多越倾向于碱,负电荷越多。酸碱都会降低酸碱都会降低酶活甚至失活酶活甚至失活最适最适pHpH值值:能保持最大酶活性的能保持最大酶活性的PHPH值约在值约在6 69 9中性居多。中性居多。第二十三张,PPT共七十八页,创作于2022年6月3 基质浓度基质浓度 S 在在一一定定范范围围内内反反应应速速度度随随基基质质浓浓度度的的提提高高而而加加快快,但但当当基基质质浓浓度很大时,反应速度就与基质浓度无关了。度很大时,反应速度就
16、与基质浓度无关了。第二十四张,PPT共七十八页,创作于2022年6月3 基质浓度基质浓度 S :反应速度反应速度 V V最大最大:最大反应速度最大反应速度 K Km m:米氏常数米氏常数 (酶催化反应中中间复合物酶催化反应中中间复合物ESES分解速度与分解速度与生成速度之比生成速度之比)S S:基质浓度基质浓度米门公式:米门公式:=V V最大最大S SK Km m+S+S 第二十五张,PPT共七十八页,创作于2022年6月(1 1)当)当K Km m=S=S时时,=,当基质浓度等于米,当基质浓度等于米 氏常数时,酶促反应速度为最大反应速度氏常数时,酶促反应速度为最大反应速度 的一半。的一半。(
17、2 2)当)当S SK Km m时,时,=,与与S S成正比,成正比,反应速度随反应速度随S S增大而增大。一级反应。增大而增大。一级反应。(3)当)当SKm时,时,=V=V最大最大,随基质浓度的增大,随基质浓度的增大,反应速度不变,为最大反应速度。零级反应反应速度不变,为最大反应速度。零级反应 V V最大最大2 2V V最大最大S SK Km m米门公式:米门公式:=V V最大最大S SK Km m+S+S 第二十六张,PPT共七十八页,创作于2022年6月4 毒物或抑制剂毒物或抑制剂(1 1)可逆的)可逆的 化学结构与化学结构与基质基质相似,相似,争先与酶结合争先与酶结合,减少了酶与正式基
18、,减少了酶与正式基质结合的机会。质结合的机会。(2 2)不可逆的)不可逆的 与与蛋白质蛋白质化合形成化合形成不溶性盐类沉淀不溶性盐类沉淀,破坏,破坏酶酶的作用。的作用。如重金属盐类如重金属盐类FeFe3+3+、HgHg2+2+、AgAg+与带负电的酶蛋白结合沉与带负电的酶蛋白结合沉淀。淀。第二十七张,PPT共七十八页,创作于2022年6月2.2.3 细菌的呼吸类型及产物细菌的呼吸类型及产物一一 微生物的新陈代谢微生物的新陈代谢二二 呼吸作用的本质呼吸作用的本质 三三 微生物的呼吸类型微生物的呼吸类型 第二十八张,PPT共七十八页,创作于2022年6月一:微生物的新陈代谢一:微生物的新陈代谢新陈
19、代谢:新陈代谢:简称代谢,是推动一切生命活动的动力源,简称代谢,是推动一切生命活动的动力源,通常指在活细胞中的各种合成代谢与分解代谢的总通常指在活细胞中的各种合成代谢与分解代谢的总和。和。合成代谢:合成代谢:又称同化作用或合成作用,是微生物不断从外又称同化作用或合成作用,是微生物不断从外界吸收营养物质,合成细胞物质的过程,在此过程中需要界吸收营养物质,合成细胞物质的过程,在此过程中需要吸收能量。吸收能量。分解代谢:分解代谢:又称异化作用或分解作用,是微生物将自又称异化作用或分解作用,是微生物将自身或外来的各种复杂有机物分解为简单化合物的过程,身或外来的各种复杂有机物分解为简单化合物的过程,在此
20、过程中有能量释放。在此过程中有能量释放。第二十九张,PPT共七十八页,创作于2022年6月二:二:呼吸作用的本质呼吸作用的本质1 呼吸作用的本质呼吸作用的本质微微生生物物在在氧氧化化分分解解基基质质的的过过程程中中,释释放放电电子子,生生成成水水或或其他还原性物质,并释放能量的过程。其他还原性物质,并释放能量的过程。在在生生物物氧氧化化中中,呼呼吸吸基基质质脱脱下下的的氢氢和和电电子子经经载载体体传传递递,最终最终交给受体交给受体的生物学过程。的生物学过程。第三十张,PPT共七十八页,创作于2022年6月2 发生哪些生物学现象呢?发生哪些生物学现象呢?复杂的有机物变成简单的物质复杂的有机物变成
21、简单的物质 CO2、H2O等。等。发生能量的转换(合成物质、维持生命活动)发生能量的转换(合成物质、维持生命活动)产生中间产物(继续分解、作为原料合成机体物质。产生中间产物(继续分解、作为原料合成机体物质。吸收、同化各种营养。吸收、同化各种营养。二:二:呼吸作用的本质呼吸作用的本质第三十一张,PPT共七十八页,创作于2022年6月有机物分解和合成有机物分解和合成过过程中都有程中都有电电子子转转移移;氧化氧化,即,即为为物物质质失去失去电电子,同子,同时时伴随伴随脱脱氢氢或或加氧加氧;还还原原,即,即为获为获得得电电子,同子,同时时可能伴随可能伴随加加氢氢或或脱氧脱氧;大多数微生物代大多数微生物
22、代谢过谢过程中程中电电子来源与子来源与脱脱氢氢反反应应。因此。因此电电子供子供体又称体又称供供氢氢体体,电电子受体又称子受体又称受受氢氢体体。基本概念:基本概念:三:三:微生物的呼吸类型微生物的呼吸类型第三十二张,PPT共七十八页,创作于2022年6月根据基根据基质质脱脱氢氢后,最后,最终终受受氢氢体(体(电电子受体)的不同,微生物呼子受体)的不同,微生物呼吸分吸分为为三三类类:呼吸类型呼吸类型电子受体电子受体好氧呼吸好氧呼吸自由氧自由氧厌氧呼吸厌氧呼吸硝酸盐、硫酸盐等无机氧化物硝酸盐、硫酸盐等无机氧化物发酵发酵小分子有机物(基质氧化后的中间产物)小分子有机物(基质氧化后的中间产物)三:三:微
23、生物的呼吸类型微生物的呼吸类型第三十三张,PPT共七十八页,创作于2022年6月:好氧呼吸举例好氧呼吸举例异养微生物大肠杆菌氧化异养微生物大肠杆菌氧化葡萄糖(有机物)葡萄糖(有机物):C6H12O6+6O26CO2+6H2O+2872KJ葡萄糖好氧分解分为两个阶段:葡萄糖好氧分解分为两个阶段:(1)糖酵解(糖酵解(EMP)途径,经过)途径,经过10步反应由步反应由1个六碳糖变为个六碳糖变为2个三碳糖个三碳糖(丙酮酸)(丙酮酸)(2)经过三羧酸经过三羧酸(TCA)循环(柠檬酸循环,循环(柠檬酸循环,Kerb循环),循环),10步反应,丙步反应,丙酮酸变为二氧化碳水。酮酸变为二氧化碳水。在好氧呼吸
24、过程中,基质被氧化较彻底,获得的在好氧呼吸过程中,基质被氧化较彻底,获得的ATP 多多,最终产物积累,最终产物积累少。少。二二 微生物微生物的呼吸类型的呼吸类型第三十四张,PPT共七十八页,创作于2022年6月厌氧呼吸主要种类:厌氧呼吸主要种类:(1)硝酸盐呼吸)硝酸盐呼吸无氧条件下,微生物利用硝酸盐作为最终电子受体,将其还无氧条件下,微生物利用硝酸盐作为最终电子受体,将其还原为原为NO2、NO、N2O,直至,直至N2的过程的过程反硝化细菌:反硝化细菌:C6H12O6+4NO3-6CO2+2N2+6H2O+1758KJ二二 微生物微生物的呼吸类型的呼吸类型第三十五张,PPT共七十八页,创作于2
25、022年6月厌氧呼吸主要种类:厌氧呼吸主要种类:(2)碳酸盐呼吸)碳酸盐呼吸以以CO2或碳酸盐作为最终电子受体的无氧呼吸或碳酸盐作为最终电子受体的无氧呼吸产甲烷菌:产甲烷菌:CO2+4H2 CH4+2H2O+135.6KJ二二 微生物微生物的呼吸类型的呼吸类型第三十六张,PPT共七十八页,创作于2022年6月(3)发酵(狭义)发酵(狭义)最终电子受体最终电子受体:基质氧化后的中间产物:基质氧化后的中间产物 特点:特点:氧化不彻底,产能底,可积累大量中间产物氧化不彻底,产能底,可积累大量中间产物举例:以中间产物丙酮酸为受氢体,葡萄糖被还原成举例:以中间产物丙酮酸为受氢体,葡萄糖被还原成乳酸。乳酸
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