微生物生理学讲课教案
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物质的微生物 • 光胞能有无机机物营的养营型 养类:以型日光为能源,以CO2为碳源合成细
• 光能有机营养型：以日光为能源，以外源有机物为碳 源和供氢体合成细胞内物质的营养类型
• 化能无机营养型:通过以氧化无机物释放出的能量还 原CO2成为细胞有机物的营养类型
• 化能有机营养型:用有机物分解时释放出的能量将有 机物分解的中间产物合成新的有机物的营养类型
[H] 是通过氧化无机底物（NH4+、NO2-、H2S、H2 和 Fe2+ 等）来实现的。
化能自养细菌的能量代谢主要有三个特点：
①无机底物的氧化直接与呼吸链发生联系。由脱氢酶 或氧化还原酶 催化的无机底物脱氢或脱电子后，直 接进入呼吸链传递。这与异养微生物葡萄糖氧化要经 过EMP和TCA等途径的复杂代谢过程不同。
为避免混乱，一般认为依据营养型分类以最 简单的营养条件为根据，即光能营养型先于化能 营养型，自养型先于异养型。
1.1.2 Main Topics of Microbial Physiology
Fig. 1-4 Capsules of Streptococcus pneumoniae
Fig. 1-5 Microbial appendages （P6） (a) Flagella of Samonella typhimurium
微生物生理学
1.1.1 Main Contents
Chapter 1 Regulation of Prokaryotic Gene Expression Chapter 2 Cell Structure and Function Chapter 3 General Pathways of Carbohydrate Metabolism Chapter 4 Energy Production and Metabolite Transport Chapter 5 Metabolism of Substrates other than Glucose Chapter 6 Fermentation Pathway Chapter 7 Photosynthesis and Inorganic Metabolism Chapter 8 Lipids and Sterols Chapter 9 Nitrogen Metabolism Chapter 10 Biosynthesis and Metabolism of Amino Acids Chapter 11 Secondary Metabolism of Microbes
②呼吸链的组分更为多样化，氢或电子可从任一组分 进入呼吸链。
③产能效率即P／O比一般要比异养微生物更低。
４、化能有机营养型 (化能异养型 , Chemorganoheterotroph)
从有机物氧化过程中获得能量，并以有机物 作为主要碳源进行生长。又可根据它们利用有机 物的特性分为腐生菌和寄生菌，以及它们之间的 过渡类型。
From p14 of the text, Fig.1-10 the whole network of metabolism would be put in…
1.1.3 微生物的营养类型
概念
• 微生物营养:指微生物获得与利用营养物质的过程 • 无料机的营微养生型物微生物:以CO2作唯一碳源,不需要有机养 • 有机营养型微生物:只以适宜的有机化合物作为营养
利用光 能将二氧化碳还原成细胞物质，它们的细胞中含有光 合色素，生长时大多需要外源的生长因子，例如 红螺菌（Rhodospirillum）
CO2+2CH3CHOHCH3 （CH2O）+H2O+2CH3COCH3
3、化能无机营养型（化能自养型） Chemolithoautotroph 化能自养型化能自养菌还原CO2而需要的ATP和还原力
photolithoautotroph
（１）不产氧光合作用
代表菌种：绿硫菌、紫硫菌
CO2+2H2S （CH2O）+H2O+2S （２）产氧光合作用
代表菌种：蓝细菌、藻类
CO2+H2O
（CH2O）+O2
（３）嗜盐古细菌
以紫膜进行特殊的光能转化
２、光能有机营养型（光能异养型） photoorganoheterotroph 在以二氧化碳为主要碳源时，需要以有机物作为供氢体，
Fig. 1-5 Microbial appendages （P6） (b) Pili of Escherichia coli
Fig.1-15 Mature spore of Clostridium botulinum (肉毒梭 菌). Shown is a wall-defined, multilayered exporium (E), an electron-dense outer coat layer, a thick inner coat (C) and a less dense cortex (CX). The darkly stained ribosomes (R) and nucleoid areas (N) are clearly differentiated in the spore interior. Bar equals 0.2 μm. From p19 of the text.
上述营养型的划分不是绝对的，在它们中间 存在着很多过渡类型。例如：氢单胞菌，在完全 是无机养料的环境中，通过氢和氧化获得能量， 同化二氧化碳，营自养生活；当环境中有有机物 时，直接利用有机物碳架物质而营异养生活。又 如：红螺菌，在光照下能利用光能生长，在暗处 有氧条件下，可通过氧化有机物获得能量，实现 生长，表现为化能营养型。
表1-1 微 生 物 营 养 类 型
营养类型
光能无
自 机营养
养 型
化能无
机营养
光能有
异 机营养
养 型
化能有
机营养
能源 光Leabharlann 无机物 光有机物碳源
代表类群
CO2
CO2 有机物与
CO2 有机物
蓝细菌、绿色硫细 菌、嗜盐细菌 硝化细菌、 硫化细菌
红螺菌
进一步分为 腐生菌和寄生菌
1、光能无机营养型（光能自养型）
• 光能有机营养型：以日光为能源，以外源有机物为碳 源和供氢体合成细胞内物质的营养类型
• 化能无机营养型:通过以氧化无机物释放出的能量还 原CO2成为细胞有机物的营养类型
• 化能有机营养型:用有机物分解时释放出的能量将有 机物分解的中间产物合成新的有机物的营养类型
[H] 是通过氧化无机底物（NH4+、NO2-、H2S、H2 和 Fe2+ 等）来实现的。
化能自养细菌的能量代谢主要有三个特点：
①无机底物的氧化直接与呼吸链发生联系。由脱氢酶 或氧化还原酶 催化的无机底物脱氢或脱电子后，直 接进入呼吸链传递。这与异养微生物葡萄糖氧化要经 过EMP和TCA等途径的复杂代谢过程不同。
为避免混乱，一般认为依据营养型分类以最 简单的营养条件为根据，即光能营养型先于化能 营养型，自养型先于异养型。
1.1.2 Main Topics of Microbial Physiology
Fig. 1-4 Capsules of Streptococcus pneumoniae
Fig. 1-5 Microbial appendages （P6） (a) Flagella of Samonella typhimurium
微生物生理学
1.1.1 Main Contents
Chapter 1 Regulation of Prokaryotic Gene Expression Chapter 2 Cell Structure and Function Chapter 3 General Pathways of Carbohydrate Metabolism Chapter 4 Energy Production and Metabolite Transport Chapter 5 Metabolism of Substrates other than Glucose Chapter 6 Fermentation Pathway Chapter 7 Photosynthesis and Inorganic Metabolism Chapter 8 Lipids and Sterols Chapter 9 Nitrogen Metabolism Chapter 10 Biosynthesis and Metabolism of Amino Acids Chapter 11 Secondary Metabolism of Microbes
②呼吸链的组分更为多样化，氢或电子可从任一组分 进入呼吸链。
③产能效率即P／O比一般要比异养微生物更低。
４、化能有机营养型 (化能异养型 , Chemorganoheterotroph)
从有机物氧化过程中获得能量，并以有机物 作为主要碳源进行生长。又可根据它们利用有机 物的特性分为腐生菌和寄生菌，以及它们之间的 过渡类型。
From p14 of the text, Fig.1-10 the whole network of metabolism would be put in…
1.1.3 微生物的营养类型
概念
• 微生物营养:指微生物获得与利用营养物质的过程 • 无料机的营微养生型物微生物:以CO2作唯一碳源,不需要有机养 • 有机营养型微生物:只以适宜的有机化合物作为营养
利用光 能将二氧化碳还原成细胞物质，它们的细胞中含有光 合色素，生长时大多需要外源的生长因子，例如 红螺菌（Rhodospirillum）
CO2+2CH3CHOHCH3 （CH2O）+H2O+2CH3COCH3
3、化能无机营养型（化能自养型） Chemolithoautotroph 化能自养型化能自养菌还原CO2而需要的ATP和还原力
photolithoautotroph
（１）不产氧光合作用
代表菌种：绿硫菌、紫硫菌
CO2+2H2S （CH2O）+H2O+2S （２）产氧光合作用
代表菌种：蓝细菌、藻类
CO2+H2O
（CH2O）+O2
（３）嗜盐古细菌
以紫膜进行特殊的光能转化
２、光能有机营养型（光能异养型） photoorganoheterotroph 在以二氧化碳为主要碳源时，需要以有机物作为供氢体，
Fig. 1-5 Microbial appendages （P6） (b) Pili of Escherichia coli
Fig.1-15 Mature spore of Clostridium botulinum (肉毒梭 菌). Shown is a wall-defined, multilayered exporium (E), an electron-dense outer coat layer, a thick inner coat (C) and a less dense cortex (CX). The darkly stained ribosomes (R) and nucleoid areas (N) are clearly differentiated in the spore interior. Bar equals 0.2 μm. From p19 of the text.
上述营养型的划分不是绝对的，在它们中间 存在着很多过渡类型。例如：氢单胞菌，在完全 是无机养料的环境中，通过氢和氧化获得能量， 同化二氧化碳，营自养生活；当环境中有有机物 时，直接利用有机物碳架物质而营异养生活。又 如：红螺菌，在光照下能利用光能生长，在暗处 有氧条件下，可通过氧化有机物获得能量，实现 生长，表现为化能营养型。
表1-1 微 生 物 营 养 类 型
营养类型
光能无
自 机营养
养 型
化能无
机营养
光能有
异 机营养
养 型
化能有
机营养
能源 光Leabharlann 无机物 光有机物碳源
代表类群
CO2
CO2 有机物与
CO2 有机物
蓝细菌、绿色硫细 菌、嗜盐细菌 硝化细菌、 硫化细菌
红螺菌
进一步分为 腐生菌和寄生菌
1、光能无机营养型（光能自养型）