环境课件第四章微生物的生理.pptx

环境课件第四章微生物的生理

目录contents微生物生理概述微生物的营养物质代谢微生物的能量转换与利用微生物的生长规律与调控微生物的代谢调控与基因表达微生物生理在环境保护中的应用

01微生物生理概述

以光为能源，以二氧化碳或碳酸盐为碳源，以铵盐、硝酸盐或硫化氢为氮源或硫源，合成细胞物质的微生物。光能自养型以光为能源，以有机物为碳源和氮源的微生物。光能异养型以无机物氧化释放的化学能为能源，以二氧化碳为碳源合成细胞物质的微生物。化能自养型以有机物氧化释放的化学能为能源，以有机物为碳源合成细胞物质的微生物。化能异养型微生物的营养类型

微生物的能量代谢发酵有机物在厌氧条件下被微生物分解为不彻底的氧化产物，同时释放能量的过程。呼吸作用有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放出能量并合成ATP的过程。光合作用绿色植物和某些细菌利用光能将二氧化碳和水转化为有机物并释放氧气的过程。

微生物细胞在适宜的环境条件下，吸收营养物质，进行新陈代谢，合成细胞成分，使细胞个体增大的过程。微生物的生长微生物生长到一定阶段后，通过特定的方式产生新的个体，使种群数量增加的过程。繁殖方式包括二分裂、出芽、孢子生殖等。微生物的繁殖描述微生物在液体培养基中生长与繁殖的规律性曲线。典型的生长曲线包括迟缓期、对数期、稳定期和衰亡期四个时期。微生物的生长曲线微生物的生长与繁殖

02微生物的营养物质代谢

微生物通过分解单糖、双糖和多糖等碳源，获得能量和合成细胞物质的碳骨架。糖类代谢有机酸代谢烃类代谢部分微生物能利用有机酸作为碳源，如乳酸、乙酸等，通过代谢产生能量。少数微生物能利用烃类化合物作为碳源，如甲烷氧化菌能氧化甲烷产生能量。030201碳源代谢

微生物可利用氨基酸作为氮源，通过脱氨基作用产生氨和相应的酮酸。氨基酸代谢铵盐是微生物常用的无机氮源，可被微生物直接吸收利用。铵盐代谢部分微生物能利用硝酸盐作为氮源，通过硝酸盐还原酶将其还原为亚硝酸盐或氨。硝酸盐代谢氮源代谢

微生物通过吸收磷酸根离子或有机磷化合物获取磷元素，用于合成核酸、磷脂等含磷细胞成分。硫元素是微生物生长所必需的，微生物可通过吸收硫酸根离子或含硫有机物获取硫元素，用于合成蛋白质、硫胺素等含硫细胞成分。磷源和硫源代谢硫的代谢磷的代谢

维生素代谢01某些微生物需要外源维生素作为生长因子，如维生素B1、B2等，以维持正常的生理功能。微量元素代谢02微生物生长还需要一些微量元素，如铁、锌、铜等，这些元素通常以离子形式被微生物吸收利用。生长因子自养与异养03根据微生物对生长因子的需求不同，可分为生长因子自养型和异养型。自养型微生物能自行合成所需的生长因子，而异养型微生物则依赖于外源生长因子的供应。其他生长因子代谢

03微生物的能量转换与利用

123发酵是微生物在无氧或微氧条件下，通过分解有机物产生能量的过程，同时产生各种代谢产物。发酵定义根据发酵底物和产物的不同，发酵可分为乳酸发酵、酒精发酵、醋酸发酵等多种类型。发酵类型利用微生物的发酵作用，可以生产酒精、啤酒、面包、酸奶等食品，以及抗生素、酶制剂、有机酸等化工产品。发酵在工业生产中的应用发酵作用

03呼吸作用在环境中的应用好氧微生物通过呼吸作用降解有机物，可用于污水处理、垃圾堆肥等领域；厌氧微生物则可用于沼气发酵等过程。01呼吸作用定义呼吸作用是微生物在有氧条件下，通过分解有机物产生能量的过程，同时产生二氧化碳和水。02呼吸类型根据微生物对氧的需求不同，呼吸作用可分为好氧呼吸、微好氧呼吸和厌氧呼吸三种类型。呼吸作用

光合作用定义光合作用是某些微生物（如蓝细菌、绿硫细菌等）利用光能，将无机物合成有机物的过程。化能合成作用定义化能合成作用是某些微生物（如硝化细菌、硫化细菌等）利用化学能，将无机物合成有机物的过程。光合作用和化能合成作用在自然界中的意义这些微生物通过光合作用和化能合成作用，将大气中的二氧化碳固定为有机物，为其他生物提供能量和物质基础，同时参与自然界的物质循环和能量流动。光合作用与化能合成作用

04微生物的生长规律与调控

衰亡期随着营养物质耗尽和有害代谢产物积累，微生物死亡率超过新生率，细胞总数显著下降。延迟期微生物接种到新鲜培养基后，需要一段时间适应新环境，此期间微生物生长缓慢，代谢活跃，为分裂增殖合成各种酶、辅酶、其他中间代谢产物等。对数期微生物经过延迟期后，开始以几何级数快速增长，此期间微生物代谢旺盛，酶活性高，繁殖迅速。稳定期由于营养物质消耗、代谢产物积累或环境条件变化等原因，微生物生长速率逐渐下降，新增殖的细胞数与衰亡的细胞数趋于平衡。微生物的生长曲线

比浊法利用微生物生长引起培养液浊度变化来测定其生长量。称重法通过定期测量培养物重量变化来反映微生物生长情况。菌落计数法通过将培养后的微生物稀释涂布在平板上培养，统计