【正文】 子 原養(yǎng)型 (prototroph)/野生型 (wild type) 營(yíng)養(yǎng)缺陷型 auxotroph E、合成氨基酸能力 氨基酸自養(yǎng)型 amino acid autotroph 氨基酸異養(yǎng)型 amino acid heterotroph F、取食方式 滲透營(yíng)養(yǎng)型 osmotroph 吞噬營(yíng)養(yǎng)型 phagotroph G、取得死或活有機(jī)物 腐生 saproghytism 寄生 parasitism Better 以能源分 ⒈ 光能型 Phototroph 利用光能通過光化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)能 ⒉ 化能型 Chemotroph 利用化合物通過氧化還原反應(yīng)產(chǎn)能 以碳源分 ⒈ 自養(yǎng)型 Autotroph 以 CO2或 CO3 2為主要或唯一碳源，不依賴任何有 機(jī)營(yíng)養(yǎng)物即可正常生活的微生物 ⒉ 異養(yǎng)型 Heterotroph 以有機(jī)物為主要碳源，至少需要提供一種大量有機(jī)物才能滿足其正常營(yíng)養(yǎng)要求的微生物 Better 以生長(zhǎng)因子分 ⒈ 原養(yǎng)型 Prototroph 除碳源外可以在只有無機(jī)氮源或其它礦物質(zhì)環(huán)境中生長(zhǎng) ⒉ 營(yíng)養(yǎng)缺陷型 Auxotroph 喪失了合成某種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的能力，在培養(yǎng)基中若不由外界補(bǔ)加這些營(yíng)養(yǎng)物就不能正常生長(zhǎng) 以取得死、活有機(jī)物分 ⒈ 寄生型 Parasitism ⒉ 腐生型 Saprophytism 微生物的營(yíng)養(yǎng)類型 營(yíng)養(yǎng)類型 能源 氫供體 基本碳 源 實(shí)例 光能無機(jī)營(yíng)養(yǎng)型 （光能自養(yǎng)型） 光 無機(jī)物 CO2 紫硫細(xì)菌、綠硫細(xì)菌、藻類 光能有機(jī)營(yíng)養(yǎng)型 （光能異養(yǎng)型） 光 有機(jī)物 CO2及簡(jiǎn)單有機(jī)物 紅螺細(xì)菌 化能無機(jī)營(yíng)養(yǎng)型 （化能自養(yǎng)型） 無機(jī)物 無機(jī)物 CO2 硝化細(xì)菌、硫化細(xì)菌 化能有機(jī)營(yíng)養(yǎng)型 （化能異養(yǎng)型） 有機(jī)物 有機(jī)物 有機(jī)物 絕大多數(shù)細(xì)菌和全部真核微生物 Better 光能無機(jī)營(yíng)養(yǎng)型 photolithotroph 能源：光 主要碳源： CO2 供氫體： H2S、 Na2S2O3 例：綠硫細(xì)菌，紫硫細(xì)菌 .以 H2S為電子供體，產(chǎn)生細(xì)胞物質(zhì)，并伴隨硫元素的產(chǎn)生。 CO2+H2S [CH2O]+2S+H2O 細(xì)菌葉綠素 Better 光能有機(jī)營(yíng)養(yǎng)型 photoanotroph 能源：光； 主要碳源：有機(jī)物，但可以將 CO2還原成細(xì)胞物質(zhì)。 供氫體：有機(jī)物 例：紅螺細(xì)菌 利用異丙醇作為供氫體，將 CO2還原成細(xì)胞物質(zhì)，同時(shí)積累丙酮。 2CH3CHOHCH3+CO2 2CH3COCH3+[CH2O]+H2O 光合色素 Better phototrophic anisms Better 化能無機(jī)營(yíng)養(yǎng)型 chemolithotroph ? 能源：無機(jī)物， NH3 ， NO2， H2， H2S， S等 主要碳源： CO2 電子供體：無機(jī)物 例： 氧化亞鐵硫桿菌 Fe Fe + e + +2 +3 Better ? FeO硫桿菌可把 FeO氧化成 Fe， Fe氧化率達(dá)95－ 100％并放出能量 ? 用氧化亞鐵硫桿菌氧化黃鐵礦時(shí)，可以生成硫酸和硫酸高鐵，硫酸高鐵是強(qiáng)氧化劑和溶劑可以和硫酸高鐵，硫酸高鐵是強(qiáng)氧化劑和溶劑可以溶解礦物，如溶解銅礦析出銅元素，用這類微生物來開礦冶金稱為細(xì)菌冶金，是開采貧礦和尾礦的有效辦法，用細(xì)菌浸出 Fe的速度比完全氧化快 56－ 60倍。 ? 這類細(xì)菌包括硫細(xì)菌 、 硝化細(xì)菌 、 H細(xì)菌 、 鐵細(xì)菌等 ， 硫細(xì)菌和硝化細(xì)菌與生產(chǎn)密切相關(guān) 。 Better 化能有機(jī)營(yíng)養(yǎng)型 chemoanotroph 能源：有機(jī)物 主要碳源：有機(jī)物 例：大部分種類的微生物，工業(yè)用菌種多為此類。 由于棲息場(chǎng)所和攝取養(yǎng)料不同 ， 可將異養(yǎng)微生物分為腐生型和寄生型兩大類 。 腐生型：利用無生命的有機(jī)物獲得營(yíng)養(yǎng)物質(zhì) 。 寄生型：從活的寄生體內(nèi)獲取營(yíng)養(yǎng)物質(zhì) ， 如 病毒 .。 中間類型 （ 兼性腐生或兼性寄生 ） 如結(jié)核桿菌 、痢疾桿菌就是兼性寄生菌 。 Better chemotrophic anisms Better 以上四種營(yíng)養(yǎng)類型劃分不是絕對(duì)的 紅螺菌既可利用光能，也可利用（黑暗） 氫單胞菌是異養(yǎng)和自養(yǎng)的過渡型（稱兼性自養(yǎng)型） 自養(yǎng)與異養(yǎng)的區(qū)別不再能否利用 CO2， 而在于是否以 CO2式 .碳酸鹽為唯一的碳源 。 自養(yǎng)型以無機(jī)碳化物為碳源 ， 異養(yǎng)型雖然也可利用 CO2，但必須在有機(jī)碳存在情況下 。 微生物的營(yíng)養(yǎng)類型 Better 不同營(yíng)養(yǎng)類型之間的界限并非絕對(duì) 異養(yǎng)型微生物并非絕對(duì)不能利用 CO2； 自養(yǎng)型微生物也并非不能利用有機(jī)物進(jìn)行生長(zhǎng)； 有些微生物在不同生長(zhǎng)條件下生長(zhǎng)時(shí) ,其營(yíng)養(yǎng)類型也會(huì)發(fā)生改變； 例如紫色非硫細(xì)菌 (purple nonsulphur bacteria)： 沒有有機(jī)物時(shí)，同化 CO2， 為 自養(yǎng)型微生物； 有機(jī)物存在時(shí)，利用有機(jī)物進(jìn)行生長(zhǎng)，為 異養(yǎng)型微生物 ； 光照和厭氧條件下，利用光能生長(zhǎng)，為 光能營(yíng)養(yǎng)型微生物； 黑暗與好氧條件下，依靠有機(jī)物氧化產(chǎn)生的化學(xué)能生長(zhǎng)，為 化能營(yíng)養(yǎng)型微生物 微生物營(yíng)養(yǎng)類型的可變性無疑有利于提高其對(duì)環(huán)境條件變化的適應(yīng)能力 Better 第三節(jié) 營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的方式 ? 微生物是通過細(xì)胞膜的滲透和選擇吸收 作用而從外界吸取營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的。 ? 被動(dòng)吸收 —— 簡(jiǎn)單擴(kuò)散和促進(jìn)擴(kuò)散 ? 主動(dòng)吸收 —— 主動(dòng)運(yùn)輸和基團(tuán)移位 ? 原生動(dòng)物 —— 膜泡運(yùn)輸 Better 各大類有細(xì)胞微生物通過細(xì)胞膜的滲透和選擇吸收作用來從外界吸取營(yíng)養(yǎng)物（原生動(dòng)物除外）。 微生物沒有特殊的吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的構(gòu)造，靠營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的擴(kuò)散、滲透（由質(zhì)膜理化性質(zhì)決定）或菌體吸收（由質(zhì)膜生物學(xué)特性決定）進(jìn)入細(xì)胞 Better 影響營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的因素 營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)本身 相對(duì)分子質(zhì)量、溶解性、電負(fù)性、極性、電荷情況 微生物所處的環(huán)境：細(xì)胞膜表面環(huán)境 pH與離子強(qiáng)度 溫度 滲透壓 氧分壓 環(huán)境物質(zhì)：誘導(dǎo)物質(zhì)、抑制物質(zhì)和結(jié)構(gòu)類似物 微生物細(xì)胞結(jié)構(gòu)或透過屏障（ Permeability barrier） 種類、菌齡、生理狀態(tài) Better 微生物細(xì)胞膜的構(gòu)造 Better simple diffusion 被動(dòng)運(yùn)送（ Passive transport） 疏水性雙分子層細(xì)胞膜（包括孔蛋白）在無載體蛋白參與下單純依靠物理擴(kuò)散方式讓許多小分子、非電離分子尤其是親水性分子被動(dòng)通過的物質(zhì)運(yùn)送方式 ? 簡(jiǎn)單擴(kuò)散 simple diffusion 無載體蛋白參與下，單純依靠物理擴(kuò)散方式輸送營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。 ? 特點(diǎn) ： 輸送動(dòng)力：濃度梯度 ? 不消耗能量 ? 不發(fā)生化學(xué)變化 ? 非特異性。僅依膜上小孔的大小 和形狀對(duì)被擴(kuò)散的物質(zhì)分子的大小和形狀具有選擇性 Better 輸送方向：順濃度梯度 輸送物質(zhì)：水、氣體、脂溶性物質(zhì)、極性小的分子 ? 輸送機(jī)制： 通過親水小孔或脂雙分子層。 J=D dc/dx J：擴(kuò)散速度 D：擴(kuò)散系數(shù) dc/dx：該物質(zhì)的濃度梯度 ? 影響因素： 分子的大小、溶解性、極性和環(huán)境的溫度等 Better 自由擴(kuò)散 Better Better 促進(jìn)擴(kuò)散 facilitated diffusion ? 在特異性載體蛋白的協(xié)助下，不消耗能量的一類擴(kuò)散性運(yùn)輸方式。 ? 特點(diǎn) ： 輸送動(dòng)力：濃度梯度 輸送方向：順濃度梯度 載體蛋白：需要，具有特異性 輸送物質(zhì)：極性大的分子，真核微生物對(duì)糖的吸收。 輸送機(jī)制： 被輸送的物質(zhì)與相應(yīng)的載體之間存在一種親和力。 Better ? 需要特異性的載體蛋白 ? 不消耗能量 ? 可加快運(yùn)輸速度，但不能逆濃度運(yùn)輸 ? 常見于真核微生物，如厭氧生活的酵母菌中。 Better 物質(zhì)運(yùn)輸促進(jìn)擴(kuò)散示意圖 Better 主動(dòng)運(yùn)輸 active transport ? 在消耗能量的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)溶質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)的濃縮，而沒有任何化學(xué)變化發(fā)生的輸送機(jī)制。 ? 特點(diǎn)： 輸送動(dòng)力：代謝能量 輸送方向：逆濃度梯度 載體蛋白：需要，具有特異性 輸送物質(zhì)：氨基酸、某些糖、 Na、 K 等。 輸送機(jī)制：代謝能量改變底物與載體之間的 結(jié)合力。 Better Better 主動(dòng)運(yùn)送 Better 主動(dòng)輸送 Better 細(xì)胞內(nèi) 細(xì)胞外 (或細(xì)菌周質(zhì)空間 ) 電子轉(zhuǎn)運(yùn) 1. 電子轉(zhuǎn)移能被用來將質(zhì)子泵出膜外 2. 質(zhì)子梯度通過反運(yùn)輸機(jī)制將鈉離子逐出膜外 3. 鈉離子與載體蛋白復(fù)合物相結(jié)合 4. 溶質(zhì)結(jié)合位點(diǎn)的形狀發(fā)生改變，而與溶質(zhì) (如糖和氨基酸 )結(jié)合 5. 載體蛋白的構(gòu)象發(fā)生改變，鈉離子在膜內(nèi)釋放，隨后溶質(zhì)從載體蛋白解離 主動(dòng)運(yùn)輸?shù)臋C(jī)制：使用質(zhì)子 (H+)和鈉離子 (Na+)梯度。 Better Na+,K+ATPase系統(tǒng) ? Na+,K+ATPase系統(tǒng)位于細(xì)胞膜上的一種離子通道蛋白，其作用是通過該蛋白構(gòu)象的改變，把細(xì)胞內(nèi)的 Na +運(yùn)出細(xì)胞，同時(shí)將 K+運(yùn)回細(xì)胞內(nèi)，即實(shí)現(xiàn)了 Na與 K+的置換。細(xì)胞內(nèi)高濃度 K+是許多酶的活性和蛋白質(zhì)合成所必須的。 Better Na— K 泵 Better Better 基團(tuán)移位 group translocation ? Def 被輸送的基質(zhì)分子在膜內(nèi)經(jīng)受了共價(jià)的改變， 以被修飾的形式進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)的輸送機(jī)制 ? 特點(diǎn)： 輸送動(dòng)力：代謝能量 , PEP上的高能磷酸鍵 輸送方向：逆濃度梯度 載體蛋白：磷酸轉(zhuǎn)移酶系統(tǒng)