《环境工程微生物》复习资料

足机体生长需求的特殊有机营养物质。不同微生物需求的生长因子的种类和数量不同。 27.生长因子:广义：嘌呤与嘧啶、氨基酸、维生素。狭义：维生素：脂溶性Vit：A、D、E、K、等；水溶性Vit：VB

28.根据微生物对生长因子的需要存在差异，可分为：野生型、又称原养型：不需要生长因子而能在基础培养基上生长的菌株(生长因子自养型微生物)；营养缺陷型：野生型菌株经自发或诱发突变后，丧失了合成生长因子的能力，需从外界获得生长因子才能生长的菌株(生长因子异养型微生物)

29.无机盐：为微生物细胞生长提供多种重要元素（包括大量元素和微量元素）的物质，多以无机盐的形式供给。大量元素：P、S、K、Mg、Ca、Na、Fe 微量元素：Cu、Zn、Mn、Mo、Co

30.无机盐的生理功能：

31. 32.水的生理功能： 起到溶剂与运输介质的作用；参与细胞内一系列化学反应；维持蛋白质、核酸等生物大分子稳定的天然构象；比热高，是热的良好导体，可有效地控制细胞内温度的变化；水是细胞维持自身正常形态的重要因素；微生物通过水合作用与脱水作用控制由多亚基组成的结构；如酶、微管、鞭毛及病毒颗粒的组装与解离。 33.细胞中水的存在形式： 结合水和游离水.

34.微生物的营养类型：根据生长所需要的碳源，微生物可分成两种基本营养类型：异养型；自养型。根据生长时能量的来源不同，又可将微生物分成：化能营养型；光能营养型。根据生长时供氢体的不同，微生物又可分成：无机营养型；有机营养型。根据碳源、能源及电子供体的不同，微生物可分为：化能有机营养型；化能无机营养型；光能有机营养型；光能无机营养型

35.化能有机营养型（化能异养型）：生长所需要的能量均来自有机物氧化过程中放出的化学能，有机物既是碳源也是能源

36.根据化能异养型微生物利用有机物的特性，可分为：腐生型微生物：利用无生命活性的有机物作为生长的碳源。寄生型微生物：寄生在生活的细胞内，从寄生体内获得生长需要的营养物质。存在于寄生与腐生之间的过渡类型微生物，称为兼性腐生型或兼性寄生型。

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37.化能无机营养型（化能自养型）：以CO2或碳酸盐作为唯一或主要碳源，以无机物氧化释放的化学能为能源,，利用电子供体如利用H2、H2S、Fe2+、NH3或NO2-等作为电子供体使CO2还原成细胞物质。这类微生物主要有硫化细菌、硝化细菌、氢细菌与铁细菌。它们在自然界物质转换过程中起着重要的作用。 38.光能无机营养型（光能自养型）：能以CO2为唯一或主要碳源，进行光合作用获取所需要的能量；以无机物如H2、H2S、S等作为供氢体或电子供体，使CO2还原为构成细胞物质的有机物；如：红硫细菌，以H2S为电子供体，产生细胞物质，并伴随硫元素的产生 39.光能有机营养型（光能异养型）：不能以CO2为主要或唯一的碳源；以有机物作为供氢体，利用光能将CO2还原为细胞物质，在生长时大多数需要外源的生长因子；

41.营养物质的吸收与代谢产物的分泌，涉及到物质的运输、营养物吸收至胞内被利用、代谢物分泌到胞外以免积累，这就是物质运输过程。

42.单纯扩散：被输送的物质，靠细胞内外浓度为动力，以透析或扩散的形式从高浓度区向低浓度区的扩散。

特点：依靠胞内外溶液浓度差，顺浓度梯度运输；不消耗代谢能，无特异性；运输氧、二氧化碳、甘油、乙醇、某些氨基酸等小分子； 亲脂性分子从高浓度到低浓度的扩散来运输，利用细胞膜的通透性，细胞膜是一道屏障。

43. 促进扩散 ：利用膜内、膜外被运输物质和载体蛋白的亲和力的不同。

特点：需要特异性的载体蛋白,顺浓度梯度运输，不消耗能量；运输硫酸根、磷酸根、糖（真核）

载体蛋白，即透性酶（大多为诱导酶），有底物特异性，每种载体蛋白运输相应的物质。载体蛋白可加快运输速度，但不能逆浓度运输。

44.主动运输特点：是微生物吸收营养的主要方式；可逆浓度梯度运输，耗能；需载体蛋白，有特异性；运输有机离子、无机离子、氨基酸、乳糖等糖类；需要特异性载体蛋白需要能量来改变载体蛋白的构象；亲和力改变→蛋白构象改变→耗能； 45. 单纯扩散、促进扩散、主动运输 ： 46.被运输的溶质分子不发生改变。

47.主动运输的机制：质子(H+)和钠离子(Na+)的梯度作用

48.基团转位特点：属主动运输类型；溶质分子发生化学修饰；定向磷酸化；需复杂的运输酶系参与 ；运输葡萄糖、果糖、甘露糖、嘌呤、核苷、脂肪酸等； 主要依赖磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)和磷酸转移酶系统(PTS)。

49.膜泡运输：存在于原生动物中，如变形虫(amoeba)的一种营养物质吸收方式)。 50.四种运输营养物质方式的比较:

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51.培养基：由人工配制的、适合于不同微生物生长繁殖或积累代谢产物用的营养基质（混合养料）。培养基是对微生物进行科学研究和利用的基础。

特 点：培养基都应具备微生物所需的六大营养要素，且应比例适当。所以一旦配成必须立即灭菌。

用 途：促使微生物生长；积累代谢产物；分离微生物菌种；鉴定微生物种类；微生物细胞计数；菌种保藏；制备微生物制品。

52.培养基的配制原则：目的明确、营养协调、条件适宜、经济节约

53.自养型微生物培养基完全可由简单的无机物质组成。异养型微生物培养基至少需要含有一种有机物，但有机物的种类需适

54.应所培养菌的特点：细菌：牛肉膏蛋白胨培养基；放线菌：高氏一号培养基；真菌：查氏合成培养基；酵母菌：麦芽汁培养基。 55.碳氮比（C/N）：直接影响微生物生长与繁殖及代谢物的形成与积累，是考察培养基组成时的一个重要指标；C/N ＝4/1时，菌体大量繁殖，谷氨酸积累少；C/N＝3/1 时，菌体生长受抑制，而谷氨酸大量增加。

56.培养基根据所培养的微生物类群分：细菌培养基、放线菌培养基、霉菌培养基、酵母菌培养基；根据培养目的来分：种子培养基、发酵培养基；按对培养基成分的了解程度来分：天然培养基、合成培养基、半组合培养基；按制备后培养基外观的物理状态来分：固体培养基、半固体培养基、液体培养基；按特殊用途划分：基础培养基、选择性培养基、鉴别性培养基、加富培养基

57.能量代谢是新陈代谢中的核心问题。中心任务：把外界环境中的各种初级能源转换成对一切生命活动都能使用的能源——ATP。

58.生物氧化:发生在细胞内的一切产能性氧化反应的总称。是异养生物取得能量的主要方式。 氧化过程中产生大量的能量，分阶段释放，并以高能键形式贮藏在ATP分子内，供代谢时使用。

59.生物氧化的方式：①和氧的直接化合 ②失去电子③化合物脱氢或氢的传递

60.生物氧化的过程：①底物脱氢（或脱电子）: 该底物称作电子供体或供氢体②氢（或电子)的传递: 需中间传递体，如NAD、FAD等③最后氢受体接受氢（或电子）:最终电子受体或最终氢受体

61.生物氧化的功能：①产能(ATP)②产还原力[H]③小分子中间代谢物 62.底物脱氢的途径：四条途径：EMP、HMP、ED、TCA

63.EMP途径：是绝大多数生物所共有的一条主流代谢途径，因而也是酵母菌、真菌和多数细菌所具有的代谢途径。对于专性厌氧（无氧呼吸）微生物， EMP途径是唯一产能途径。

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64.EMP的特点：最基本：几乎为一切细胞生物所共有的最基本的产能途径。产能低：在厌氧下进行，产能低，1分子葡萄糖仅获2ATP和2分子NADH2。关键酶：果糖二磷酸醛缩酶。三 多： 反应步骤多达9-10步，酶多（水溶性），中间代谢物多。应 用：与微生物发酵关系极为密切。

65.EMP的生理功能：产生ATP和还原力NADH2；是厌氧生物获得能量的主要方式。是连接TCA、HMP、ED的重要桥梁；为生物合成提供多种中间代谢物；通过逆向反应可进行多糖合成；EMP途径与人类生产实践的乙醇、乳酸、甘油、丙酮和丁醇等的发酵生产关系密切。

66.HMP途径：存在于微生物当中的另一种重要的糖分解途径(占糖降解的30%)。葡萄糖可 不经过EMP途径和TCA途径而得到彻底氧化，并能产生大量NADPH+H+形式的还原力和多种重要的中间代谢物。 67.HMP途径的生物学意义：为核苷酸和核酸的生物合成提供戊糖-磷酸。产生大量NADPH2，为细胞生物合成提供还原力，并可通过呼吸链产生大量能量（ATP)。与EMP途径在果糖-1，6-二磷酸和甘油醛-3-磷酸处连接，可以调剂戊糖供需关系。途径中的赤藓糖、景天庚酮糖等可用于芳香族氨基酸、碱基和多糖的合成。途径中的3--7碳糖，扩大了微生物利用的碳源谱。通过该途径可产生多种发酵产物。如核苷酸、若干氨基酸、辅酶和乳酸 （异型乳酸发酵）等。HMP途径在总能量代谢中占一定比例，并与细胞代谢对其中间产物的需要量相关。 68.ED途径又称2-酮-3-脱氧-6-磷酸葡糖酸（KDPG）裂解途径。少数缺乏完整EMP途径的微生物，如(铜绿假单胞菌 、运动发酵单胞菌等所特有的利用葡萄糖的替代途径，其他生物没有发现。

69.ED途径特点：葡萄糖经转化为KDPG 后，经脱氧酮糖酸醛缩酶催化，裂解成丙酮酸和3-磷酸甘油醛， 3-磷酸甘油醛再经EMP途径转化成为丙酮酸。结果是1 分子葡萄糖产生2分子丙酮酸，1分子ATP。关键中间代谢物KDPG裂解为丙酮酸和3-磷酸甘油醛。特征酶是KDPG醛缩酶。反应步骤简单，葡萄糖只经过4步反应即可快速获得由EMP途径须经10步才能获得的丙酮酸。 产能效率低。此途径可与EMP途径、HMP途径和TCA循环相连接，可互相协调以满足微生物对能量、还原力和不同中间代谢物的需要。好氧时与TCA循环相连，厌氧时进行乙醇发酵。

70.三羧酸循环：指由丙酮酸经一系列循环式反应被彻底氧化、脱羧，形成CO2、H2O和NADH2的过程。是各种好氧微生物中普遍存在的重要生物化学反应。主要中间物：乙酰辅酶A

71.TCA循环的重要特点：1、循环一次的结果是乙酰CoA的乙酰基被氧化为2分子CO2,并 重新生成1分子草酰乙酸；2、整个循环有四步氧化还原反应，其中三步反应中将NAD+ 还原为NADH2 ,另一步为FAD还原；3、为糖、脂、蛋白质三大物质转化中心枢纽。4、循环中的某些中间产物是一些重要物质生物合成的前体；5、生物体提供能量的主要形式；6、为人类利用生物发酵生产所需产品提供主要的代谢途径。如 柠檬酸发酵；Glu发酵等。 72.ATP的生成方式：1）底物水平磷酸化：物质在生物氧化过程中，常生成一些含有高能键的化合物，这些化合物可直接偶联ATP或GTP的合成，这种产生ATP等高能分子的方式称为底物水平磷酸化。2）氧化磷酸化：是指电子从NADH2或FADH2脱下,经电子传递链传递给分子氧生成水，并偶联ADP和Pi生成ATP的过程。 是需氧生物获取能量的主要方式。3）光合磷酸化：指光合细菌或藻类利用光在叶绿体(或载色体)中发生的ADP与Pi合成ATP的反应。

73.发酵：广义：指发酵工业上，任何利用厌氧或好氧微生物来生产有用代谢产物的一类生产方式。发酵底物有糖类、有机酸、氨基酸等，其中以微 生物发酵葡萄糖最重要。狭义：指无氧条件下，底物脱氢后所产生的还原力不经过呼吸链,而直接交给氧化程度不高的中间

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