环境微生物学教学微生物生长和代谢.ppt

第三章 微生物的生长与代谢 生理特性 生理——生命活动机理（食、住） 生命活动——营养、呼吸、环境卫生 营养物及其获取方式——营养 营养物质的代谢 ——呼吸 那些环境因素使细菌病、死？——环境卫生 营养物的种类、用途及营养物的吸收方式 水、盐、“粮食” 异养－自养；吸收方式—四种 如何代谢？不同代谢类型的细菌分类 光能—化能；好氧—厌氧；寄生—腐生 ！学会养细菌 住（环境卫生—环境因素对细菌的影响） 第一节 细菌的营养 提问：如何知道细菌所需的营养物种类呢？ 单因子或复合因子培养试验、由细胞化学组成进行推断。  一、细菌营养物组成及生理功能  传统上根据功能不同对营养物归类 水、无机盐和碳源、氮源、能源、生长因子等。 （一）水 提问：水对细菌有哪些作用？ 1)溶剂作用 2)运输物质的载体 3)参与生化反应(如脱水、加水反应) （二）无机盐 阴离子盐：磷酸盐、硫酸盐、氯化物、碳酸盐、碳酸氢盐。 阳离子盐：氨、钾、钠、钙、镁、铁的盐 P和S、Fe、Mg的需求量较大 同时还需要锌、锰、钴、铝、铜、硼、钒、镍等微量元素。 提问：无机盐的功能是什么？ 1) 构成细胞组成； 2) 酶的辅基和激活剂； 3) 特殊细菌的能源； 铁细菌、硫细菌分别以铁和硫为产能物质。 4）维持一定的渗透压、氢离子浓度、氧化还原电位等。 高浓度盐抑制微生物生长。 （三）碳源和能源 1）碳源 种类？ 有机物、无机碳水化合物 随细菌不同，各有偏好 细菌最喜好的碳源是？ 2）能源 细菌的能源种类 化学能、光能 所有细菌细胞内能量传递体都是ATP 营养型细菌分类 根据碳源不同 分为无机营养——有机营养 （或自养——异养） ① 无机营养细菌（自养菌） 无机（自养）—CO2、CO和CO32- 提问：能否也利用有机物呢？ （1）光能自养细菌（无氧有光） 只有紫硫细菌和绿硫细菌 较洁净的光照池塘无氧臭（H2S) 区 紫硫、绿硫细菌代谢方式 光照 CO2 + H2S → [CH2O]（糖） + H2O + 2S↓ 菌绿素（与叶绿素大同小异） 湖中4m （2） 化能自养细菌（有氧） 提问：什么是化能自养菌？ 自养——碳源CO3－ 化能——以 ？物质氧化产能 S、H2S、H2、NH3、Fe ② 有机营养细菌（异养菌） 有机（异养）——以有机物为碳源 提问：自养、异养菌哪种繁殖快？ “吃砖头和吃粮食的区别” 异养菌是有机污水处理的主角 （1）光能异养与化能异养 Ⅱ. 光能异养细菌（无氧有光） 光能+色素 有机物 + CO2 → 菌体 [CH2O] 小分子有机物碳源 主要指红螺菌（有氧无光时可化能异养生存） 提问：人工投加光合细菌（PSB,红螺菌）有利于水产养殖，原因？ 异养菌中有腐生菌与寄生菌之分 腐生——分解腐烂的有机物生活 寄生——寄居在其他生物体内生活 提问：致病细菌是属于什么类型？ 兼有，属于兼性寄生菌 （四）氮源 氮源的作用：提供微生物合成蛋白质的原料 提问：哪些物质可作为细菌的氮源？ 有机氮（氨基酸和蛋白质）、无机氮（ N2、 NH3、铵盐、硝酸盐）等。 实验室中有机氮源——蛋白胨 （五）磷源和硫源 磷源比较单一，主要是无机磷酸盐或偏磷酸盐。 （六）生长因子 种类：嘌呤、嘧啶类、维生素类 作用：？ 嘌呤和嘧啶参与合成核酸和辅酶； 维生素，重要辅酶 多数细菌不存在生长因子问题。 只有少数细菌需要外界提供现成的生长因子，才能生长，如乳酸菌需要多种维生素，因此只能生活在这些物质供应充足的环境，如牛奶中、肠道。 在实际应用中还应注意 1. 营养要求小范围可改变 指细菌对碳源等的种类、数量一定程度上可驯化适应（酶的诱导、易变异） 2. “营养要平衡”，存在一定比例搭配的现象 主要是指碳氮磷的比例关系，通常称碳氮磷比。 （七）碳氮磷比－“营养平衡” 根瘤菌要求碳氮比为11.5：1 土壤中微生物混合群体要求碳氮比为25：1 污(废)水生物处理中好氧微生物群体(活性污泥)要求为BOD5：N：P＝100：5：1 城市生活污水不存在营养不足的问题。但有的工业废水缺某种营养，当营养量不足时，应供给或补足。 如酒精废水缺 ？ ； 留意！ 但如果工业废水不缺营养，就切勿盲目补充！ 提问：为什么？ 过犹不及——“娇惯” 细菌往往先利用这类现成的容易被吸收、利用的有机物质，而不再利用工业废水中难以吸收、利用的有机物，从而导致细菌分解特殊有机物的能力下降 这与细菌驯化正好相反（反驯化）。 * * ?????????????????