无机物(H2S、H2、供氢体 无机物(H2O、H2SFe2+、NH3、NO2—等) 等) 硝化细菌、硫化代表种 蓝细菌、绿硫细菌、氢细菌、铁菌 细菌等 二十七、培养基的类型 (一)根据营养成分划分
(1)天然培养基:利用一些天然的动植物组织器官和抽提物,如牛肉膏、蛋白胨、麸皮、马铃薯、玉米浆等制成。优点是取材广泛、营养全面而丰富,制备方便,价格低廉,适宜于大规模培养微生物之用。缺点是成分复杂,每批成分不稳定。
(2)合成培养基:利用已知成分和数量的化学物质配制而成。 (3)半合成培养基:用一部分天然物质作为碳氮源及生长辅助物质,又适当补充少量无机盐类,如马铃薯蔗糖培养基。此类培养基应用最广。
(二)根据物理状态划分
(1)液体培养基:把各种营养物质溶解于水中,混合制成水溶液。调节适宜的pH,成为液体状态的培养基质。该培养基有利于微生物的生长和积累代谢产物,常用于大规模工业化生产和观察微生物生长特征和研究生理生化特性。
(2)固体培养基:一般采用天然固体物质,如马铃薯块、麸皮等作
小分子有机有机物 物 大多数细菌、红螺菌 全部真菌、放线菌
为培养微生物的营养基质。常用来观察、鉴定和分离纯化微生物。 (3)半固体培养基:加入少量凝固剂(0.5%~0.8%的琼脂)则成半固体状态的培养基,常用来观察细菌的运动、鉴定菌种噬菌体的效价滴定和保存菌种。 (三)根据用途划分
(1)加富培养基:根据培养菌种的生理特性加入有利于该种微生物生长繁殖的营养物质,该种微生物则会旺盛地大量生长。加富培养基主要用于菌种的保存或菌种的分离筛选。
(2)选择培养基:根据某种或某一类微生物特殊的营养要求配制而成的培养基,如纤维素选择培养基;还有在培养基中加入对某种微生物有抑制作用而对所需培养菌种无影响的物质。
(3)鉴别培养基:根据微生物的代谢特点通过指示剂的显色反应用以鉴定不同微生物的培养基。 二十八、微生物的糖代谢途径 (一)EMP途径
1、EMP途径也称己糖双磷酸降解途径或糖酵解途径。这个途径的特点是当葡萄糖转化成1,6-二磷酸果糖后,在果糖二磷酸醛缩酶的作用下,裂解为两个3C化合物,再由此转化为2分子丙酮酸。EM P途径的过程由以下10个连续反应组成:
己糖激酶
(1)葡萄糖+ATP 6-磷酸葡萄糖+ADP
磷酸己糖异构酶
(2)6-磷酸果糖 6-磷酸果糖 磷酸果糖激酶
(3)6-磷酸果糖 1,6-二磷酸果糖 第一阶段
醛
(无电子转移)
(4)1,6-二磷酸果糖 3-磷酸甘油醛+磷酸二羟基丙酮
磷酸甘油异构酶
(5)磷酸二羟基丙酮 3-磷酸甘油醛
3-磷酸脱氢酶
(6)3-磷酸甘油醛+NADH +H3PO4 1,3-二磷酸甘油酸
(EMP 途径中第一个氧化还原反应)
磷酸甘油酸激酶
(7)1,3-二磷酸甘油酸+ADP 3-磷酸甘油酸
(EMP途径第一个产生ATP)
变
第二阶段
(8)3-磷酸甘油酸 2-磷酸甘油酸
烯醇化酶
(9)2-磷酸甘油酸 烯醇式磷酸丙酮酸(脱去一分子水)
丙酮酸激酶
(10)烯醇式磷酸丙酮酸+ADP 丙酮酸+ATP
缩酶
位酶
? 总反应式为:
C6H12O6+2NAD+2(ADP+Pi)酸)+2ATP+2NADH2
→
2CH3COCOOH(
丙
酮
2、EMP途径的关键酶是磷酸己糖激酶和果糖二磷酸醛缩酶。每分子葡萄糖通过EMP途径净产生2分子ATP。
3、EMP途径是生物体内6-磷酸葡萄糖转变为丙酮酸最普遍的反应过程,但EMP途径往往是和HMP途径同时存在于同一种微生物中,以EMP途径作为唯一降解途径的微生物极少,只有在含有牛肉汁酵母膏复杂培养基上生长的同型乳酸细菌可以利用EMP作为唯一降解途径。EMP途径的生理作用主要是为微生物代谢提供能量(即ATP)、还原剂(即NADH2)及代谢的中间产物如丙酮酸等。
4、在EMP中生成的NADH2只有被重新氧化为NAD后,才能保证继续不断地推动全部反应进行。在不同的微生物和不同的条件下,NADH2的重新氧化方式也不同。
(1)厌氧微生物和无氧条件下的兼性厌氧微生物:NADH2+的受氢体可以是丙酮酸或乙醛。
(2)好氧性微生物和有氧条件下的兼性厌氧微生物:经丙酮酸进一步通过三羧酸循环被彻底氧化,生成CO2,脱下的氢和电子生成H2O和大量ATP。
5、三羧酸循环,简称TCA环,总反应式为: CH3COSCoA+2O2+12(ADP+Pi) →2CO2+H20+12ATP+CoA (1)TCA循环的关键酶是柠檬酸合成酶,它催化草酰乙酸与乙酰CoA合成柠檬酸的反应。TCA循环除了产生大量能量,作为微生物生命活动的主要能量来源外,还有许多生理功能。特别是循环中的某些中间产物是一些重要的细胞物质,如各种氨基酸、嘌呤、嘧啶及脂类等生物合成前体。另外,TCA循环不仅是糖有氧降解的主要途径,也是脂、蛋白质降解的必经途径。因此,TCA环实际上是微生物细胞内各类物质合成和分解代谢的中心枢纽。 6、葡萄糖经EMP途径和TCA彻底氧化成二氧化碳和水的总反应式为:
C6H12O6+6O2+38(ADP+Pi) →6CO2+6H2O+38ATP (二)HMP途径
1、HMP途径也称己糖单磷降解途径或磷酸戊糖循环。这个途径的特点是当葡萄糖经一次磷酸化脱氢生成6-磷酸葡萄糖酸后,在6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶作用下,再次脱氢降解为1分子CO2和1分子磷酸戊糖。3分子的磷酸己糖经脱氢脱羧生成的3分子磷酸