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文檔簡介
1、第四章1,營養(yǎng)(nutrition ):指生物體從外部環(huán)境中攝取對其生命活動(dòng)所需的能量和物質(zhì),以滿足正常生長和繁殖需要的一種最基本的生理功能。2,營養(yǎng)物(nutrient ):指具有營養(yǎng)功能的物質(zhì),在微生物學(xué)中它還包括非常規(guī)物質(zhì)形式的光輻射等在內(nèi)??傊?,微生物的營養(yǎng)物可為他們的正常生命活動(dòng)提供所需要的結(jié)構(gòu),物質(zhì),能量,代謝調(diào)節(jié)物質(zhì)和必要的生理環(huán)境。3,碳源:一切能滿足微生物生長繁殖所需碳元素的營養(yǎng)源。除水分外,碳源是需要量最大的營養(yǎng)物,微生物細(xì)胞含碳量約占干重的50%4碳源譜:若把所有生物當(dāng)做一整體來考察,其可利用的碳源范圍。5,糖蜜:為糖精制過程后的副產(chǎn)品,有深褐色和淺褐色兩種,似濃糖漿,一
2、般用于香味較濃,顏色較深的產(chǎn)品中,像全麥面包。6 .氮源:凡能提供微生物生長繁殖所需氮元素的營養(yǎng)源。氮是構(gòu)成重要生命物質(zhì)蛋白質(zhì)和核酸等的主要元素。N占細(xì)菌干重的12唯IJ 15%故與碳源相似,氮源也是微生物的主要營養(yǎng) 物。7 .氮源譜:微生物能利用的氮源范圍。8,蛋白月東(peptone ):由動(dòng),植物蛋白質(zhì)經(jīng)酶消化后制成的9.氨基酸自養(yǎng)型生物(amino acid autotrophs ): 一部分微生物是不需要利用氨基酸作氮源 的,他們能把尿素,鏤鹽,硝酸鹽甚至氮?dú)庾孕泻铣伤枰囊磺邪被?。所有的綠色植物 和不少微生物如釀酒酵母,多數(shù)放線菌和真菌都是氨基酸自養(yǎng)型生物。10,氨基酸異養(yǎng)型微
3、生物(amino acid hererotrophs ):凡需要從外界吸收現(xiàn)成的氨基酸作氮源的微生物。所有的動(dòng)物和大量的異養(yǎng)微生物屬于氨基酸異養(yǎng)型生物。11,能源:能為微生物生命活動(dòng)提供最初能量來源的營養(yǎng)物或輻射能。對于光能營養(yǎng)型生物,輻射能是他們的能源。12,單功能營養(yǎng)物:某一具體營養(yǎng)物只有一種營養(yǎng)要素功能。如光輻射呢是單功能營養(yǎng)物(能源)。13,雙功能營養(yǎng)物:某一具體營養(yǎng)物同時(shí)兼有兩種營養(yǎng)要素功能。如還原態(tài)的無機(jī)物NH4+是雙功能營養(yǎng)物(能源,氮源)。14,三功能營養(yǎng)物:某一具體營養(yǎng)物。同時(shí)兼有三種營養(yǎng)要素功能。如氨基酸類是氮源,碳 源和能源。15,生長因子(growth factor):
4、是一類對調(diào)節(jié)微生物正常代謝所必需,但不能用簡單的碳、氮源自行合成的微量有機(jī)物。16,生長因子自養(yǎng)型微生物(auxoautotrophs ):他們不需要從外界吸收任何生長因子,多數(shù)真菌,放線菌和不少細(xì)菌,如 E.coli等都屬這類。17,生長因子異養(yǎng)型微生物 (auxoheterotrophs ):它們需要從外界吸收多種生長因子才能 維持正常生長,如各種乳酸菌,動(dòng)物致病菌,支原體和原生動(dòng)物等。如一般的乳酸菌都需要 多種維生素,許多微生物及其營養(yǎng)缺陷突變株需要堿基。流感嗜血桿菌需要嚇咻及其衍生物。支原體常需要管醇,副溶血嗜血桿菌需要胺類。18,玉米漿:一種浸制玉米已制取淀粉后產(chǎn)生的副產(chǎn)品,生長因子
5、含量豐富的天然物質(zhì)。19,大量元素(macroelements ):凡生長所需濃度在 10-3至U 10-4mol/L 范圍內(nèi)的元素。如 磷,硫,鈣,鎂,鈉和鐵等。20,微量元素 (microelements ):凡所需濃度在 10-6至U 10-8mol/L 范圍內(nèi)的元素。如銅, 鋅,鎰,Co,Mo等。21,自養(yǎng)微生物(autotrophic microorganisms ):凡以無機(jī)碳源作唯一或主要碳源的微生 物。22,異養(yǎng)微生物(heterotrophic凡必須利用有機(jī)碳源的微生物。23 .光能無機(jī)營養(yǎng)型:能源是光,氫供體是無機(jī)物,基本碳源是二氧化碳。舉例有藍(lán)細(xì)菌,紫硫細(xì)菌,綠硫細(xì)菌和藻
6、類。24 .光能有機(jī)營養(yǎng)型: 能源是光,氫供體是有機(jī)物?;咎荚炊趸技昂唵斡袡C(jī)物。例如 紅螺菌科的細(xì)菌,即紫色非硫細(xì)菌。25,化能無機(jī)營養(yǎng)型: 能源是無機(jī)物。氫供體是無機(jī)物?;咎荚词嵌趸?,例如硝化細(xì)菌,硫化細(xì)菌,鐵細(xì)菌,氫細(xì)菌,硫磺細(xì)菌等。26,化能有機(jī)營養(yǎng)型:能源是有機(jī)物,氫供體是有機(jī)物,基本碳源是有機(jī)物。例如絕大多數(shù) 原核生物全部真菌和原生動(dòng)物。27,單純擴(kuò)散(simple diffusion ):屬于被動(dòng)運(yùn)送。指疏水性雙分子層細(xì)胞膜 (包括孔蛋白在 內(nèi))在無載體蛋白參與下。單純依靠物理擴(kuò)散方式讓許多小分子,非電離分子,尤其是親水性分子被動(dòng)通過的一種物質(zhì)運(yùn)送方式。主要的物質(zhì)有氧氣
7、,二氧化碳, 乙醇,甘油和某些氨 基酸分子。28,促進(jìn)擴(kuò)散(facilitated diffusion ):指溶質(zhì)在運(yùn)送過程中,必須借助存在于細(xì)胞膜上的底 物特異載體蛋白的協(xié)助,但不消耗能量的一類擴(kuò)散性運(yùn)送方式。29,主動(dòng)運(yùn)送(active transport ):指一類需提供能量 (包括ATP,質(zhì)子動(dòng)勢或離子泵等)并通過細(xì)胞膜上的特異性載體蛋白構(gòu)象的變化,而使膜外環(huán)境中低濃度的溶質(zhì)運(yùn)入膜內(nèi)的一種運(yùn)送方式。30,基團(tuán)移位(group translocation ):指一類繼續(xù)特異性載體蛋白的參與又需耗能的一種物 質(zhì)運(yùn)送方式。其特點(diǎn)是溶質(zhì)在運(yùn)送前后還會(huì)發(fā)生分子結(jié)構(gòu)的變化,因此不同于一般的主動(dòng)運(yùn)送
8、。經(jīng)一位廣泛存在于原核生物中,尤其是一些兼性厭氧菌和專性厭氧菌,如沙門氏菌屬, 芽抱桿菌屬,葡萄球菌屬和梭菌屬等。主要用于運(yùn)送各種糖類,核甘酸,丁酸和腺喋吟等物 質(zhì)。31 .培養(yǎng)基 (medium ):由人工配置的,含有六大營養(yǎng)要素,適合微生物生長繁殖或產(chǎn)生代 謝產(chǎn)物用的混合營養(yǎng)料。制作培養(yǎng)基時(shí)應(yīng)盡快配制并立即滅菌,否則就會(huì)雜菌叢生,并破壞其固有的成分和性質(zhì)。32 .難養(yǎng)菌(fastidious microorganisms ):絕大多數(shù)腐生性微生物和部分共生或寄生性微 生物都可在人工培養(yǎng)基上生長,只有少數(shù)稱作難養(yǎng)菌的寄生或共生微生物。例如類支原體 MLO,類立克次氏體RLO和少數(shù)寄生真菌的至
9、今還不能在人工培養(yǎng)基上生長。33 .碳氮比:是指在微生物培養(yǎng)基中所含的碳源中的碳原子摩爾數(shù)與氮源中的氮原子摩爾數(shù) 之比。34,水活度(aw):在天然或人為環(huán)境中,為生物可實(shí)際利用的自由水或游離水的含量,其定量含義為在同溫同壓下,某溶液的蒸氣壓與純水蒸氣壓之比。因此水活度也等于該溶液的百分相對濕度值(ERH)。各種微生物生長繁殖范圍的水活度值在0.998-0.60之間。細(xì)菌的范圍為,0.90-0.98 ,酵母菌的范圍為 0.87-0.91 ,霉菌的范圍為 0.80-0.87.35 .氧化還原電勢(redox potential ):又稱氧化還原電位,是量度某氧化還原系統(tǒng)中還原劑 釋放電子或氧化劑
10、接受電子趨勢的一種指標(biāo),一般以 Eh表示,是指以氫電極試紙以氫電極 為標(biāo)準(zhǔn)時(shí),某氧化還原系統(tǒng)的電極電位值,單位是 V或mV毫伏。36 .刃天青 (resazurin ): 一種化學(xué)指示劑??捎脕頊y定氧化還原電勢值。在無氧條件下呈無色(一般Eh為-40mV ),在有氧條件下,其顏色與溶液的pH相關(guān)。一般在中性時(shí)呈紫色, 堿性時(shí)呈藍(lán)色,酸性時(shí)為紅色;在微含氧溶液中則呈現(xiàn)粉紅色。38 .天然培養(yǎng)基(complex media ):是指一類利用動(dòng)植物或微生物體,包括用其提取物制成的培養(yǎng)基,這是一類營養(yǎng)成分既復(fù)雜又豐富,難以說出其確切化學(xué)組成的培養(yǎng)基,例如培養(yǎng)多種細(xì)菌所用的牛肉膏,蛋白月東培養(yǎng)基,培養(yǎng)酵
11、母菌的麥芽汁培養(yǎng)基。只適用于一般實(shí)驗(yàn)室 中的菌種培養(yǎng),發(fā)酵工業(yè)中生產(chǎn)菌種的培養(yǎng)和某些發(fā)酵產(chǎn)物的生產(chǎn)等。39,牛肉膏蛋白陳瓊脂培養(yǎng)基:牛肉膏蛋白月東培養(yǎng)基牛肉膏蛋白月東瓊脂培養(yǎng)基是一種應(yīng)用十分廣泛的天然培養(yǎng)基,其中的牛肉膏為微生物提供碳源、磷酸鹽和維生素,蛋白月東主要提供氮源和維生素,NaCl提供無機(jī)鹽。配方:牛肉膏 :3.0g蛋白月東:10.0gNaCl:5.0g瓊脂:15-25g水:1000ml pH:7.4-7.641 .組合(合成)培養(yǎng)基(chemical defined media ):又稱綜合培養(yǎng)基。是一類按微生物的營養(yǎng)要求精確設(shè)計(jì)后用多種高純化學(xué)試劑配制成的培養(yǎng)基。例如培養(yǎng)Ecol
12、i等細(xì)菌用的葡萄糖錢鹽培養(yǎng)基。培養(yǎng)一些鏈霉菌的淀粉硝酸鹽培養(yǎng)基 (稱高氏一,號(hào)培養(yǎng)基),培養(yǎng)真菌的蔗糖硝酸鹽培養(yǎng)基即察氏培養(yǎng)基42 .葡萄糖錢鹽培養(yǎng)基:用于鑒別細(xì)菌利用俊鹽作為唯一氮源并分解葡萄糖的試驗(yàn)。配方(每升):氯化鈉5g硫酸鎂0.2g磷酸二氫俊1g磷酸氫二鉀1g葡萄糖2g澳麝香草酚蘭 0.08g 瓊脂15g最終pH6.8 ± 0.243,高氏一號(hào)培養(yǎng)基:是用來觀察放線菌形態(tài)特征的合成培養(yǎng)基44,察氏培養(yǎng)基:察氏培養(yǎng)基又稱蔗糖硝酸鈉培養(yǎng)基。察氏培養(yǎng)基( Czapek -Dox Medium ) 的用途是青霉、曲霉鑒定及其他利用硝酸鹽的真菌、放線菌和保存菌種用。45.半合成培養(yǎng)基
13、(semi-defined media):又稱半組合培養(yǎng)基。 這一類主要以化學(xué)試劑配制, 同時(shí)還加有某種或某些天然成分的培養(yǎng)基,例如培養(yǎng)真菌的馬鈴薯蔗糖培養(yǎng)基等。46,馬鈴薯蔗糖培養(yǎng)基:馬鈴薯-蔗糖培養(yǎng)基用于霉菌增菌培養(yǎng)。馬鈴薯浸粉、蔗糖提供營養(yǎng)素,瓊脂是培養(yǎng)基凝固劑。47,液體培養(yǎng)基(liquid media ): 一類呈液體狀態(tài)的培養(yǎng)基,在實(shí)驗(yàn)室和生產(chǎn)實(shí)踐中用途廣 泛,尤其適用于大規(guī)模的培養(yǎng)微生物。48,固體培養(yǎng)基:由液體培養(yǎng)基中加入適量凝固劑而成。例如加有1唯IJ 2%瓊脂或5呃ij 12%明膠的液體培養(yǎng)基。就可制成遇熱可融化、冷卻后則呈凝固態(tài)的用途最廣的固化培養(yǎng)基。49,瓊脂(agar
14、): 一種凝固劑。化學(xué)成分為聚半乳糖的硫酸酯。融化溫度是96C,凝固溫度是40C,常用濃度是1.5唯IJ 2%耐加壓滅菌50 .半固體培養(yǎng)基(semi-solid media ):在液體培養(yǎng)基中加入少量的凝固劑而配制成的半固 體狀態(tài)培養(yǎng)基,例如稀瓊脂。他們在小型容器倒置時(shí)不會(huì)流出,但在劇烈震蕩后則成破散狀態(tài)。一般可在液體培養(yǎng)基中加入0.5%左右的瓊脂制成。半固體培養(yǎng)基可放入試管中,形成直立柱,把它用于細(xì)菌的動(dòng)力觀察,趨化性研究,厭氧菌的培養(yǎng)分離和技術(shù),以及細(xì)菌和酵母菌的菌種保藏等,若用于雙層平板法中還有可測定噬菌體的效價(jià)。51 .脫水培養(yǎng)基(dehydrated culture media )
15、:又稱脫水商品培養(yǎng)基或預(yù)制干燥培養(yǎng)基,只 含有除水以外的一切營養(yǎng)成分的商品培養(yǎng)基,使用時(shí)只要加入適量水分并加以滅菌分裝即 可,是一類既有成分精確又有使用方便等優(yōu)點(diǎn)的現(xiàn)代化培養(yǎng)基。52 .選擇性培養(yǎng)基(selected media ): 一類根據(jù)某微生物的特殊營養(yǎng)要求或?qū)ζ鋵δ郴瘜W(xué)、 物理因素抗性的原理而設(shè)計(jì)的培養(yǎng)基,具有使混合菌樣中的劣勢菌變成優(yōu)勢菌的功能,廣泛用于菌種篩選等領(lǐng)域。53 . Ashby無氮培養(yǎng)基(富集好氧性自生固氮菌用):甘露醇1%, KH2PO4 0.02%, MgSO4 7H2O0.02%,NaCl 0.02%, CaSO4'2H2O 0.01%,CaCO3 0.5
16、%54 . Martin 培養(yǎng)基(富集土壤真菌用):葡萄糖1 人白月東0.5% KH2PO4 0.1%, MgSO4 7H2O0.05% 瓊脂2%孟加拉紅0.003%鏈霉素30微克每毫升,金霉素兩微克每毫升。55 .鑒別性培養(yǎng)基(differential media ): 一類在成分中加有能與目的菌的無色代謝產(chǎn)物發(fā)生 顯色反應(yīng)的指示劑,從而達(dá)到只需用肉眼辨別顏色就能方便地從近似菌落中找出目的菌菌落 的培養(yǎng)基。最常見的鑒別性培養(yǎng)基是伊紅美藍(lán)乳糖培養(yǎng)基,即EMB培養(yǎng)基。在飲用水,牛奶的大腸菌群數(shù)的細(xì)菌學(xué)檢查或在Ecoli遺傳學(xué)研究工作中有著重要的用途。56,伊紅美藍(lán)乳糖培養(yǎng)基(EMB):其中的伊紅
17、和美蘭兩種苯胺染料可抑制G+和一些難培養(yǎng)的G-細(xì)菌,在低酸度下,這兩種染料會(huì)結(jié)合生成沉淀,起著產(chǎn)酸指示劑的作用。因此試樣中多種腸道細(xì)菌會(huì)在 EMB平板上產(chǎn)生易于用肉眼識(shí)別的多種特征性菌落。尤其是大腸桿菌因其 能強(qiáng)烈分解乳糖而產(chǎn)生大量混合酸,菌體表面帶 H+,故可染上酸性染料,伊紅與美蘭結(jié)合 故使菌落染上深紫色,且從菌落表面的反射光中還可看到綠色金屬閃光。其他幾種產(chǎn)酸率弱的腸道菌的聚落也有相應(yīng)的產(chǎn)氣腸桿菌為灰棕色。其他幾種產(chǎn)酸力弱的腸道菌的菌落也有相應(yīng)的棕色。產(chǎn)氣腸桿菌為灰棕色。第五章1.新陳代謝(metabolism ):簡稱代謝,是推動(dòng)生物一切生命活動(dòng)的動(dòng)力源和各種生命物質(zhì) 的加工廠,是或細(xì)
18、胞中一切有序化學(xué)反應(yīng)的總和,通常分成分解代謝( catabolism )和合成 代謝(anabolism )兩部分。2,還原力(reducing power ):或稱還原當(dāng)量,一般以H來表示。3,最初能源:包括無機(jī)物、光源、有機(jī)物。4,生物氧化(biological oxidation ):發(fā)生在活細(xì)胞內(nèi)的一系列產(chǎn)能性氧化反應(yīng)的總稱。與 有機(jī)物的非生物氧化及燃燒有著若干相同點(diǎn)和不同點(diǎn)。相同點(diǎn)是兩者的總效應(yīng)都是通過底物的氧化反應(yīng)而釋放其中的化學(xué)能。生物氧化的形式包括, 某物質(zhì)與氧結(jié)合脫氫和失去電子三種。生物氧化的過程可分脫氫,遞氫和受氫三個(gè)階段。生物氧化的功能有產(chǎn)能,產(chǎn)還原力和產(chǎn)小分子中間代謝物
19、三種。生物氧化的類型包括呼吸,無氧呼吸和發(fā)酵三種。5 . EMP途徑:又稱糖酵解途徑或己糖二磷酸途徑,是絕大多數(shù)生物所共有的一條主流代謝 途徑。是以1分子葡萄糖為底物,約經(jīng) 10步反應(yīng)而產(chǎn)生兩分子丙酮酸,2分子NADH+H+和2分子ATP的過程。因此可概括為兩個(gè)階段,耗能和產(chǎn)能,三種產(chǎn)物和十個(gè)反應(yīng)。6 . HMP途徑:又稱己糖一磷酸途徑, 己糖一磷酸支路,戊糖磷酸途徑,磷酸葡萄糖酸途徑。 或wd途徑。其特點(diǎn)是葡萄糖不經(jīng) EMP途徑和TCA循環(huán)而得到徹底氧化,并能產(chǎn)生大量 NADPH+H+形式的還原力,以及多種重要中間代謝產(chǎn)物。7 , ED途徑:又稱2-酮-3脫氫-6磷酸葡萄糖酸(KDPG)途徑
20、。最初在嗜糖假單胞菌中發(fā)現(xiàn)。 這是存在于某些缺乏完整EMP途徑的微生物中的一種替代途徑,為微生物所特有。特點(diǎn)是葡萄糖只經(jīng)過4步反應(yīng),即可快速獲得由EMP途徑須經(jīng)10步反應(yīng)才能形成的丙酮酸。8,細(xì)菌酒精發(fā)酵:經(jīng)ED途徑發(fā)發(fā)酵生產(chǎn)乙醇的方法。細(xì)菌酒精發(fā)酵比傳統(tǒng)的酵母酒精發(fā)酵 有較多的優(yōu)點(diǎn)。包括代謝稅率高,產(chǎn)物轉(zhuǎn)化率高。菌體生長少,代謝副產(chǎn)物少,發(fā)酵溫度較 高以及不必定期供氧等。缺點(diǎn)是生長pH較高(細(xì)菌約pH5酵母菌為pH3),較易染雜菌,并且對乙醇的耐受力低于酵母菌(細(xì)菌為7g醇,酵母菌為 8%-10%9 .TCA循環(huán):即三竣酸循環(huán),又稱 Krebs循環(huán)或檸檬酸循環(huán)。指丙酮酸經(jīng)過一系列環(huán)節(jié)作循 環(huán)
21、式反應(yīng)而被徹底氧化,脫竣,形成二氧化碳水和 NADH2的過程。這是一個(gè)廣泛存在于各 種生物體中的重要生物化學(xué)反應(yīng),在各種好氧微生物中普遍存在。在真核微生物中,在線粒體內(nèi)進(jìn)行。在原核生物中,大多數(shù)酶位于細(xì)胞質(zhì)內(nèi),只有琥珀酸脫氫酶屬于例外,它在線粒體或原核細(xì)胞中都是結(jié)合在膜上的。10 .呼吸(respiration ):又稱好氧呼吸,是一種最普遍又最重要的生物氧化或產(chǎn)能方式。其 特點(diǎn)是底物按常規(guī)方式脫氫后,脫下的氫(常以還原力 【H】形式存在),經(jīng)完整的呼吸鏈(RC)又稱電子傳遞鏈(ETC%專遞,最終被外源分子氧接受 ,產(chǎn)生了水,并釋放出 ATP形式的能量, 這是一種遞氫和受氫都必須在有氧條件下完
22、成的生物氧化作用,是一種高效產(chǎn)能方式。11,呼吸鏈(電子傳遞鏈):是指位于原核生物細(xì)胞膜上或真核生物線粒體膜上的,由一系列氧化還原電勢呈梯度差的鏈狀排列的一組氫(或電子)傳遞體,其功能是把氫或電子從低氧化還原電勢的化合物處逐漸傳遞到高氧化還原電勢的分子氧或其他無機(jī)有機(jī)氧化物,并使它們還原,在氫或電子的傳遞過程中,通過與氧化磷酸化反應(yīng)相偶聯(lián)造成一個(gè)跨膜質(zhì)子動(dòng)勢,進(jìn)而推動(dòng)了 ATP的合成。12.氧化磷酸化(oxidative phosphorylation ):又稱電子傳遞鏈磷酸化,是指呼吸鏈的遞氫 或電子和受氫過程與磷酸化反應(yīng)相偶聯(lián)并產(chǎn)生ATP的作用。遞氫,受氫及氧化過程造成了跨膜的質(zhì)子梯度差及
23、質(zhì)子動(dòng)勢,進(jìn)而質(zhì)子動(dòng)勢再推動(dòng)ATP合成酶合成ATP。13,化學(xué)滲透學(xué)說 (chemiosmotic hypothesis ):在氧化磷酸化過程中,通過呼吸鏈有關(guān)酶 系的作用,可將底物分子上的質(zhì)子從膜的內(nèi)側(cè)傳遞到某的外側(cè),從而造成了膜兩側(cè)質(zhì)子分布不均勻,此即質(zhì)子動(dòng)勢的由來也是合成ATP的能量來源,通過 ATP合酶的逆反應(yīng),可把質(zhì)子從膜的外側(cè)重新輸回到膜的內(nèi)側(cè),于是在消除質(zhì)子動(dòng)勢的同時(shí)合成了ATP。14,無氧呼吸(anaerobic respiration ):又稱厭氧呼吸,指一類呼吸鏈末端的氫受體為外源 無機(jī)氧化物(少數(shù)為有機(jī)氧化物)的生物氧化。這是一類在無氧條件下進(jìn)行的產(chǎn)能效率較低 的特殊呼吸
24、,其特點(diǎn)是底物按常規(guī)途徑脫氫后,經(jīng)部分呼吸鏈遞氫,最終由氧化態(tài)的無機(jī)物或有機(jī)物受氫,并完成氧化磷酸化產(chǎn)能反應(yīng),根據(jù)呼吸列末端氫受體的不同,可把無氧呼吸分成以下多種類型。如硝酸鹽呼吸又稱反硝化作用,硫酸鹽呼吸,硫呼吸,鐵呼吸,碳酸鹽 呼吸,延胡索酸呼吸。15,硝酸鹽呼吸(nitrate respiration ):又稱反硝化作用(denitrification )。在無氧條件下, 某些兼性厭氧微生物利用硝酸鹽作為呼吸鏈的最終氫受體,把它還原成亞硝酸,NO,N2O直至N2的過程。稱為異化性硝酸鹽還原作用又稱硝酸鹽呼吸或反硝化作用。(要通過一種含鋁的硝酸鹽還原酶將其還原為亞硝酸鹽)。能進(jìn)行硝酸鹽呼吸
25、的都是一些兼性厭氧微生物-反硝化細(xì)菌,例如,地衣芽抱桿菌,銅綠假單胞菌,脫氮硫桿菌等。有些原生動(dòng)物如多孔蟲也能 進(jìn)行硝酸鹽呼吸。16,硫酸鹽呼吸(sulfate respiration ):是一類稱作硫酸鹽還原細(xì)菌或(反硫化細(xì)菌)的嚴(yán)格 厭氧菌,在無氧條件下獲取能量的方式,其特點(diǎn)是底物脫氫后,經(jīng)呼吸鏈遞氫,最終由末端氫受體硫酸鹽受氫。在遞氫過程中與氧化磷酸化作用下而獲得ATP,硫酸鹽呼吸的最終還原產(chǎn)物是H2S。能進(jìn)行硫酸鹽呼吸的嚴(yán)格厭氧菌有脫硫脫硫弧菌等。在靜水或通氣不良的土壤中,厭氧微生物的硫酸鹽呼吸極其有害,產(chǎn)物對植物根系生長十分不利,例如引起水稻秧苗的爛根等。17,硫呼吸(sulphur
26、 respiration ):以無機(jī)硫作為呼吸鏈的最終氫受體,并產(chǎn)生硫化氫的生 物氧化作用。能進(jìn)行硫呼吸的都是一些兼性或?qū)P詤捬蹙?,氧化乙酸脫硫單?xì)胞菌, 此外有些古生菌也有硫呼吸,如脫硫球菌屬和熱變形菌屬的。8,延胡索酸呼吸(fumarate respiration ):在延胡索酸呼吸中,琥珀酸是末端氫受體延胡索酸的還原產(chǎn)物。能進(jìn)行延胡索酸呼吸的微生物都是一些兼性厭氧菌,如埃希氏菌屬,變形桿菌屬,沙門氏菌屬和克氏桿菌屬等腸桿菌。一些厭氧菌如擬桿屬,丙酸桿菌屬和產(chǎn)琥珀酸弧菌,也能進(jìn)行延胡索酸呼吸。19,發(fā)酵(fermentation ):生物能量代謝中狹義發(fā)酵概念。指在無氧等外源氫受體的
27、條件下,底物脫氫后所產(chǎn)生的還原力【H!未經(jīng)呼吸鏈傳遞而直接交某一內(nèi)源性中間代謝物接受,以 實(shí)現(xiàn)底物水平磷酸化產(chǎn)能的一類生物氧化反應(yīng)。廣義的發(fā)酵目前泛指利用好氧性或厭氧性微生物來生產(chǎn)有用代謝產(chǎn)物或食品、飲料的一類生產(chǎn)方式。20,同型酒精發(fā)酵(homoalcoholic fermentation ):同型乙醇發(fā)酵,也稱同型酒精發(fā)酵(homoalcholic fermentation ),釀酒酵母能夠通過EMP途徑進(jìn)行同型酒精發(fā)酵,即由 EMP途徑代謝產(chǎn)生的丙酮酸經(jīng)過脫竣放出CO2,同時(shí)生成乙醛,乙醛接受糖酵解過程中釋放的NADH+H+被還原成乙醇。21,同型乳酸發(fā)酵(homolactic ferm
28、entation ):通過EMP途徑中丙酮酸出發(fā)的發(fā)酵。并且 只單純產(chǎn)生兩分子乳酸。如德式乳桿菌,糞腸球菌。22,異型乳酸發(fā)酵(heterolactic fermentation ):通過HMP途徑的發(fā)酵。凡葡萄糖經(jīng)發(fā)酵 后處主要產(chǎn)生乳酸外,還產(chǎn)生乙醇、乙酸、CO2等多種產(chǎn)物的發(fā)酵。如腸串明珠菌,兩歧雙 歧桿菌。23異型乳酸發(fā)酵的雙歧桿菌途徑:一條在20世紀(jì)60年代中后期才發(fā)現(xiàn)的雙歧桿菌(bifidobacteria ),通過HMP發(fā)酵葡萄糖的新途徑。特點(diǎn)是 2分子葡萄糖,可產(chǎn) 3分子乙 酸、2分子乳酸和 5分子ATP。24,異型酒精發(fā)酵:一些細(xì)菌能夠通過 HMP途徑進(jìn)行異型乳酸發(fā)酵產(chǎn)生乳酸、
29、乙醇和 CO2 等。例如Leuconostoc mesenteroides (腸膜明串珠菌)進(jìn)行的異型乙醇發(fā)酵總反應(yīng)式為: 葡萄糖 + ADP + Pi -孚 L酸 + 乙醇 + CO2 + ATP25, Stickland 反應(yīng):以一種氨基酸作底物脫氫而以另一種氨基酸作氫受體實(shí)現(xiàn)生物氧化產(chǎn) 能的獨(dú)特發(fā)酵類型。 此反應(yīng)的產(chǎn)能效率很低,每分子氨基酸僅產(chǎn)1個(gè)ATP。作為氫供體的有丙氨酸。組氨酸和色氨酸等。作為氫受體的有甘氨酸,脯氨酸,精氨酸等。26,循環(huán)光合磷酸化(cyclic photophosphorylation ): 一種存在于厭氧性光合細(xì)菌中的原始光合作用機(jī)制。可在光能驅(qū)動(dòng)下通過電子的循
30、環(huán)式傳遞而完成磷酸化產(chǎn)能反應(yīng)。特點(diǎn)有1.電子傳遞途徑屬循環(huán)方式。2.產(chǎn)能與產(chǎn)還原力分別進(jìn)行。3.還原力來自H2s等無機(jī)氫供體。4.不產(chǎn)生氧。27,不產(chǎn)氧光合作用(anoxygenic photosynthesis):具有循環(huán)光合磷酸化的生物分別屬于原核生物細(xì)菌域不同門中的光合細(xì)菌。特點(diǎn)是進(jìn)行不產(chǎn)氧光合作用,即不能利用水作為還原二氧化碳時(shí)的氫供體,而能利用還原態(tài)無機(jī)物 (H2S、H2)或有機(jī)物作還原二氧化碳的氫供體。28,非循環(huán)光合磷酸化 (non-cyclic photophosphorylation):是各種綠色植物, 藻類和藍(lán)細(xì)菌所共有的利用光能產(chǎn)生 ATP的磷酸化反應(yīng)。特點(diǎn)為1.電子的傳
31、遞途徑屬于非循環(huán)式。2.在有氧條件下進(jìn)行。3.有PSI和PSII兩個(gè)光合系統(tǒng)。29. Z圖式:又稱光合鏈,Z鏈。它包括質(zhì)體醍和細(xì)胞色素等。當(dāng)然還包括光系統(tǒng)I和光系統(tǒng)II的反應(yīng)中心,其作用是傳遞水在光氧化時(shí)產(chǎn)生的電子,最終傳送給NADP+。30,紫膜:能進(jìn)行獨(dú)特的光合作用。 由稱作細(xì)菌視紫紅質(zhì)的蛋白質(zhì)占 75麻類脂占25%fi成前 者與人眼視網(wǎng)膜上柱狀細(xì)胞中所含的一種功能相似的蛋白-視紫紅質(zhì)十分相似,兩者都以紫色的視黃醛作輔基。31,光介導(dǎo)紫膜ATP合成:嗜鹽菌(halophile )在無氧條件下,利用光能所造成的紫膜蛋白 上是視黃醛輔基構(gòu)象的變化,可使質(zhì)子不斷趨之膜外。從而在膜兩側(cè)建立一個(gè)質(zhì)子
32、動(dòng)勢,再由他來推動(dòng)ATP合酶合成ATP。此即光介導(dǎo)ATP合成或紫膜光合磷酸化。這是一種直至 20 世紀(jì)70年代才發(fā)現(xiàn)的,只在嗜鹽菌中才有的無葉綠素和菌綠素參與的獨(dú)特光合作用。嗜鹽 菌,是一類必須在高鹽(3.5-5.0mol/lNaCl )環(huán)境中才能正常生長的古生菌。32,兩用代謝途徑(amphibolic pathway ):凡在分解代謝和合成代謝中均具有功能的代謝途徑,稱為兩用代謝途徑。以 EMP, HMP和TCA循環(huán)等都是重要的兩用代謝途徑。33,葡糖異生作用(gluconeogenesis ):葡萄糖通過EMP途徑可分解為兩個(gè)丙酮酸,反之兩 個(gè)丙酮酸也可通過 EMP途徑的逆轉(zhuǎn)而合成一個(gè)葡
33、萄糖,此即糖異生作用。34,代謝物回補(bǔ)順序(anaplerotic sequence ):又稱代謝物補(bǔ)償途徑或添補(bǔ)途徑,是指能補(bǔ) 充代謝途徑中因合成代謝而消耗的中間代謝物的那些反應(yīng)。35,乙醛酸循環(huán)(glyoxylate ):又稱乙醛酸支路。因循環(huán)中存在乙醛酸這一關(guān)鍵中間代謝物而得名,它是TCA循環(huán)的一條回補(bǔ)途徑,可使TCA循環(huán)不僅具有高效產(chǎn)能功能,而且還兼有為許多重要生物合成反應(yīng),提供有關(guān)中間代謝物的功能。乙醛酸循環(huán)的總反應(yīng)為:2丙酮酸一一琥珀酸+2CO2。36, Calvin循環(huán):又稱核酮糖二磷酸途徑或還原性戊糖磷酸循環(huán)。這一循環(huán)是光能自養(yǎng)生物和化能自養(yǎng)生物固定二氧化碳的主要途徑。利用該循
34、環(huán)進(jìn)行二氧化碳固定的生物,除了綠色植物、藍(lán)細(xì)菌和多數(shù)光合細(xì)菌外。還包括硫細(xì)菌,鐵細(xì)菌和硝化細(xì)菌等許多化能自養(yǎng)菌。37, RuBisCo(核酮糖二磷酸途徑竣化酶-加氧酶):38,厭氧乙酰-CoA途徑:又稱活性乙酸途徑。這種非循環(huán)式的二氧化碳固定機(jī)制主要存在于 一些產(chǎn)乙酸菌、硫酸鹽還原菌和產(chǎn)甲烷菌等化能自養(yǎng)細(xì)菌中,如醋酸梭菌等。39,逆向TCA循環(huán):又稱還原性 TCA循環(huán)。在稱綠菌屬(Chlorobium )的一些綠色硫細(xì)菌 中,二氧化碳固定是通過逆向TCA循環(huán)進(jìn)行的。其總反應(yīng)為 3CO2+12H+5ATP 丙糖-p40,羥基丙酸途徑(hydroxypropionate pathway ):只是少
35、數(shù)綠色非硫細(xì)菌綠彎菌屬,在H2或硫化氫做電子供體進(jìn)行自養(yǎng)生活時(shí)所特有的一種二氧化碳固定機(jī)制。這類細(xì)菌既無卡爾文循環(huán),也無逆向 TCA循環(huán)途徑。而是采用一種稱作羥基丙酸途徑的獨(dú)特途徑把兩個(gè)二氧化 碳分子轉(zhuǎn)變?yōu)橐胰┧帷?本途徑的總反應(yīng)是 2CO2+4H+3ATP 乙醛酸+H2O.關(guān)鍵步驟是羥基 丙酸的產(chǎn)生。41生物固氮:(biological nitrogen fixation ):是指大氣中的分子 N通過微生物固氮酶的催 化而還原成氨的過程,生物界中只有原核生物才具有固氮能力。生物固氮反應(yīng)是一種極其溫和及零污染排放的生化反應(yīng)。42,固氮微生物:最早發(fā)現(xiàn)的固氮微生物是共生的根瘤菌屬和自身的固氮菌屬
36、(Azotobacter )。目前知道的所有固氮微生物及固氮菌都屬于原核生物和古生菌類。在分類地位上主要隸屬于固氮菌科,根瘤菌科,紅螺菌目,甲基球菌科,藍(lán)細(xì)菌以及芽抱桿菌屬( Bacillus)和梭菌屬 (Clostridium )中的部分菌種。43,自生固氮菌(free-living nitrogen-fixer ):指一類不依賴于其他種生物共生而能獨(dú)立進(jìn) 行固氮的微生物。例如固氮菌屬,念珠藍(lán)細(xì)菌屬,紅螺菌屬。44,共生固氮菌(symbiotic nitrogen-fixer ):只必須與其他種生物共生在一起時(shí)才能進(jìn)行固氮的微生物。例如。根瘤菌屬45 .聯(lián)合固氮菌(associative n
37、itrogen-fixer ):只必須生活在植物根際,葉面或動(dòng)物腸道等處才能進(jìn)行固氮的微生物。如腸桿菌屬。46 .固氮酶:(nitrogenase )固氮酶是一種復(fù)合蛋白,由固二氮酶和固二氮酶還原酶兩種相 互分離的蛋白構(gòu)成, 他們對氧都高度敏感。固二氮酶是一種含鐵和鋁的蛋白。而固二氮酶還原酶則是一種只含鐵的蛋白。47,乙快還原法(acetylene reduction test ):既靈敏又簡便地利用氣相色譜儀測定固氮酶活 性的方法,大大推動(dòng)了固氮生化的研究。48,固氮酶的呼吸保護(hù):指固氮菌科的菌種能以極強(qiáng)的呼吸作用迅速將周圍環(huán)境中的氧消耗 掉,使細(xì)胞周圍微環(huán)境處于低氧狀態(tài),借此保護(hù)固氮酶。49,固氮酶的構(gòu)象保護(hù):在高氧分壓條件下,維涅蘭德固氮菌和褐球固氮菌等的固氮酶能形 成一個(gè)無固氮活性,但能防止氧害的特殊構(gòu)象,稱為構(gòu)象保護(hù),目前知道構(gòu)象保護(hù)的原因是存在一種耐氧蛋白,即鐵硫蛋白II,他在高氧條件下可與固氮酶的兩個(gè)組份形成耐氧的復(fù)合物。50.固氮障的異形胞保護(hù):在具有異形胞分化的藍(lán)細(xì)菌,如,魚腥藍(lán)細(xì)菌屬和念珠藍(lán)細(xì)菌屬。 固氮作用只局限在異形胞中進(jìn)行。異形胞的體積較一般營養(yǎng)細(xì)胞大,細(xì)胞外有一層由糖脂組成的片層式的較厚外膜
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