【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 斜面培養(yǎng)必須有利于菌種生長(zhǎng)而不產(chǎn)酸，并要求斜面菌種絕對(duì)純，不得混有任何雜菌和噬菌體，培養(yǎng)條件應(yīng)有利于菌種繁殖，培養(yǎng)基以多含有機(jī)氮而不含或少含糖為原則。 (1)斜面培養(yǎng)基組成 葡萄糖 %，蛋白胨 %，牛肉膏 %，氯化鈉 %，瓊脂 ~%， pH ~（傳代和保藏斜面不加葡萄糖）。 (2)培養(yǎng)條件 33~34℃ ，培養(yǎng) 18~24h。 2，一級(jí)種子培養(yǎng) 一級(jí)種子培養(yǎng)的目的在于大量繁殖活力強(qiáng)的菌體，培養(yǎng)基組成應(yīng)以少含糖分，多含有機(jī)氮為主，培養(yǎng)條件從有利于長(zhǎng)菌考慮。 (1)培養(yǎng)基組成 葡萄糖 %，尿素 %，硫酸鎂 %，磷酸氫二鉀 %，玉米漿 ~%(按質(zhì)增減 )，硫酸亞鐵、硫酸錳各 2ppm， 。 (2)培養(yǎng)條件 用 1000mL三角瓶裝入培養(yǎng)基 200mI，滅菌后置于沖程 、頻率 96次 /min的往復(fù)式搖床上振蕩培養(yǎng) 12h，培養(yǎng)溫度 33~34℃ 。 (3)一級(jí)種子質(zhì)量要求 種齡： 12h， pH值： 177。 光密度：凈增 OD值 殘?zhí)牵?％以下 無(wú)菌檢查： () 噬菌體檢查： () 鏡檢：菌體生長(zhǎng)均勻、粗壯，排列整齊 革蘭氏陽(yáng)性反應(yīng)。 3，二級(jí)種子培養(yǎng) 為了獲得發(fā)酵所需要的足夠數(shù)量的菌體，在一級(jí)種子培養(yǎng)的基礎(chǔ)上進(jìn)而擴(kuò)大到種子罐的二級(jí)種子培養(yǎng)。種子罐容積大小取決于發(fā)酵罐大小和種量比例。 (1)培養(yǎng)基組成 培養(yǎng)基組成（ %） T613 B9 T738 水解糖 玉米漿 磷酸氫二鉀 硫酸鎂 尿素 Fe++（ ppm） Mn++（ ppm） pH 2 2 2 2 2 2 2 2 (2)培養(yǎng)條件 接種量： ~％ 培養(yǎng)溫度： 32~34℃ 培養(yǎng)時(shí)間： 7~8h 通風(fēng)量： 50L種子罐 1: 攪拌轉(zhuǎn)速 340r／ min； 250L種子罐 1: 攪拌轉(zhuǎn)速 300r／ min 500L種子罐 1: 攪拌轉(zhuǎn)速 230r／ min (3)二級(jí)種子的質(zhì)量要求 種齡： 7~8h pH： OD值凈增 無(wú)菌檢查 () 噬菌體檢查 () 四、呼吸（ respiration） —— 從葡萄糖或其他有機(jī)物質(zhì)脫下的電子或氫 經(jīng)過(guò)系列載體最終傳遞給外源 O2或其他氧 化型化合物并產(chǎn)生較多 ATP的生物氧化過(guò)程。 有氧呼吸（ aerobic respiration） 無(wú)氧呼吸（ anaerobic respiration） 1 有氧呼吸 原核微生物：細(xì)胞膜上 真核微生物：線粒體內(nèi)膜上 2 個(gè)產(chǎn)能的環(huán)節(jié)： Kreb 循環(huán)、電子傳遞。 TCA循環(huán)的生理意義： （ 1）為細(xì)胞提供能量。 （ 2）三羧酸循環(huán)是微生物細(xì)胞內(nèi)各種能源物質(zhì)徹底氧化的共同代謝途徑。 （ 3)三羧酸循環(huán)是物質(zhì)轉(zhuǎn)化的樞紐。 （ 1） TCA循環(huán)、檸檬酸循環(huán)或 Krebs循環(huán) TCA 的補(bǔ)充途徑 I 乙醛酸循環(huán)（ TCA 循環(huán)支路） （異檸檬酸裂合酶） （乙酰 CoA合成酶） （ 蘋果酸合成酶） 乙酰 CoA 異檸檬酸 琥珀酸 + 乙醛酸 乙酸 蘋果酸 Ii 丙酮酸 、 PEP等化合物固定 CO2的方法 Iii 厭氧、兼性厭氧微生物獲得 TCA 中間產(chǎn)物方式 （ 2）電子傳遞鏈 1） 電子傳遞鏈 載體 : NADH脫氫酶 黃素蛋白 輔酶 Q（ CoQ） 鐵 硫蛋白及細(xì)胞色素類蛋白 在線粒體內(nèi)膜中以 4個(gè)載體復(fù)合物的形式從低氧化還原勢(shì)的化合物到高氧化還原勢(shì)的分子氧或其他無(wú)機(jī)、有機(jī)氧化物逐級(jí)排列。 2）原核微生物 電子傳遞鏈 特點(diǎn)： 最終電子受體多樣： O NO NO NO、 SO4 S CO32等； 電子供體： H S、 Fe2+、 NH4+、 NO G、其他有機(jī)質(zhì)等； 含各種類型細(xì)胞色素： a、 a a a b、 b c、 c c c d、 o等； 末端氧化酶： cyt a a a d、 o， H2O2酶、過(guò)氧化物酶；呼吸鏈組分多變 存在分支呼吸鏈： 細(xì)菌的電子傳遞鏈更短并 P／ O比更低，在電子傳遞鏈的幾個(gè)位置進(jìn)入鏈和通過(guò)幾個(gè)位置的末端氧化酶而離開(kāi)鏈。 （缺氧） CoQ ? ? ? （抗氰化物） 細(xì)胞色素 0分支對(duì)氧親和性低，是一種質(zhì)子泵，在氧供應(yīng)充足的條件下工作 ；細(xì)胞色素 d分支對(duì)氧有很高的親和性，因此在氧供應(yīng)不足的情況下起作用。 電子傳遞多樣： CoQ ? 。 3） 氧化磷酸化產(chǎn)能機(jī)制 —— 化學(xué)偶聯(lián)假說(shuō)、構(gòu)象偶聯(lián)假說(shuō)、 化學(xué)滲透假說(shuō) 化學(xué)滲透學(xué)說(shuō) 英國(guó)生物化學(xué)家 Peter． Mitchell于 1961年提出的。 該假說(shuō)認(rèn)為電子傳遞鏈的組成導(dǎo)致質(zhì)子從線粒體的基質(zhì)向外移動(dòng)，電子向內(nèi)傳遞。質(zhì)子傳遞可能是由于載體環(huán)或特定的質(zhì)子泵的作用，驅(qū)動(dòng)泵的能量來(lái)自電子傳遞。來(lái)自被氧化底物上的一對(duì)電子沿傳遞鏈轉(zhuǎn)移時(shí)所產(chǎn)生的跨膜的電化學(xué)梯度（即質(zhì)子動(dòng)勢(shì) Proton motiveforce,PMF)是 ATP合成的原動(dòng)力。當(dāng)質(zhì)子動(dòng)勢(shì)驅(qū)動(dòng)被轉(zhuǎn)移至膜間空鍵的質(zhì)子返回線粒體基質(zhì)中時(shí)，所釋放的能量推動(dòng) ADP磷酸化生成 ATP。 質(zhì)子推動(dòng)力（ Δp ）取決于跨膜的質(zhì)子濃度（ ΔpH ）和內(nèi)膜兩側(cè)的電位差（ Δψ ）。 特點(diǎn)： a常規(guī)途徑脫下的氫，經(jīng)部分呼吸鏈傳遞； b氫受體：氧化態(tài)無(wú)機(jī)物（個(gè)別：延胡索酸） c產(chǎn)能效率低。 硝酸鹽呼吸（反硝化作用） 即硝酸鹽還原作用 特點(diǎn)： a 有其完整的呼吸系統(tǒng)； b 只有在無(wú)氧條件下，才能誘導(dǎo)出反硝化作 用所需的硝酸鹽還原酶 A、亞硝酸還原酶等 c 兼性厭氧 細(xì)菌：銅綠假單胞、地衣芽孢桿菌等。 2 無(wú)氧呼吸（厭氧呼吸） 硝酸鹽作用 同化性硝酸鹽作用： NO3 ? NH3 N ? R NH2 異化性硝酸鹽作用： 無(wú)氧條件下，利用 NO3為最終氫受體 NO3 ? NO2 ? NO ? ? N2O ? N2 反硝化意義： 1）使土壤中的氮（硝酸鹽 NO3）還原成氮?dú)舛?，降低土壤的肥力? 2）反硝化作用在氮素循環(huán)中起重要作用 。 ? 亞硝酸還原酶 氧化氮還原酶 氧化亞氮還原酶 硝酸鹽還原酶 ? ? ? 硫酸鹽呼吸（硫酸鹽還原） —— 厭氧時(shí)， SO42 、 SO3 S2O32 等 為末端電 子受體的呼吸過(guò)程 。 特點(diǎn)： a、嚴(yán)格厭氧； b、大多為古細(xì)菌 c、極大多專性化能異氧型，少數(shù)混合型； d、最終產(chǎn)物為 H2S； SO42 ? SO32 ? SO2 ? S ? H2S e、利用 有機(jī)質(zhì) （有機(jī)酸、脂肪酸、醇類）作 為氫供體或電子供體； f、環(huán)境： 富含 SO42的厭氧環(huán)境（土壤、海水、污水等） 硫呼吸 （硫還原） —— 以元素 S作為唯一的末端電子受體。 電子供體：乙酸、小肽、葡萄糖等 碳酸鹽呼吸（碳酸鹽還原） —— 以 CO HCO3 為末端電子受體 產(chǎn)甲烷菌 — 利用 H2作電子供體（能源）、 CO2為 受體， 產(chǎn)物 CH4； 產(chǎn)乙酸細(xì)菌 — H2 / CO2 進(jìn)行無(wú)氧呼吸，產(chǎn)物 為 乙酸 。 其他類型無(wú)氧呼吸 —— 以 Fe3+、 Mn2+許多有機(jī)氧化物等作為末 端電子受體的無(wú)氧呼吸。 延胡索酸 ? 琥珀酸 + 1 ATP 。 被砷、硒化合物污染的土壤中，厭氧條件下生長(zhǎng)一些還原硫細(xì)菌。 利用 Desulfotomaculum auripigmentum還原 AsO43 生產(chǎn)三硫化二砷（雌黃） 作用：生物礦化和微生物清污 第二節(jié) 微生物特有的合成代謝途徑 一、細(xì)菌的光合作用 真核生物：藻類及其他綠色植物 產(chǎn)氧 原核生物：藍(lán)細(xì)菌 光能營(yíng)養(yǎng)型生物 不產(chǎn)氧 （僅原核生物有）：光合細(xì)菌 光合細(xì)菌類群 1）產(chǎn)氧光合細(xì)菌 —— 好氧菌 各種綠色植物、藻類 藍(lán)細(xì)菌：專性光能自養(yǎng)。 (H2S環(huán)境中，只利用光合系統(tǒng) I 進(jìn)行不產(chǎn)氧作用 )。 2）不產(chǎn)氧光合細(xì)菌 a、紫色細(xì)菌 —— 只含菌綠素 a 或 b。 紫硫細(xì)菌（著色菌科）（ 舊稱紅硫菌科 ） 含紫色類胡蘿卜素，菌體較大。 S沉積胞內(nèi)。 氫供體： H2S、 H2 或 有機(jī)物。 H2S ? S ? SO42 ； 少數(shù)暗環(huán)境以 S2O32作 為電子供體。 氧化鐵紫硫細(xì)菌（ Chromatium屬）利用 FeS,或 Fe2+ 氧化產(chǎn)生 Fe(OH)3沉淀 紫色非硫細(xì)菌（紅螺菌科）： 舊認(rèn)為不能利用硫化物作為電子供體；現(xiàn)知大多數(shù)亦能利用硫化物，但濃度不能高。 b、綠色細(xì)菌（綠硫細(xì)菌） 含較多的菌綠素 c、 d 或 e ，少量 a 。 電子供體：硫化物 或 元素硫， S沉積胞外（類似紫色非硫細(xì)菌）；暗環(huán)境中不進(jìn)行呼吸代謝，還可同化乙酸、丙酸、乳酸等簡(jiǎn)單有機(jī)物。 細(xì)菌光合色素 1）葉綠素（ chlorophyll）： 680、 440nm 2）菌綠素 —— a、 b、 c、 d、 e、 g。 a ：與葉綠素 a 基本相似； 850nm處。 b：最大吸收波長(zhǎng) 840~1030。 3）輔助色素：提高光利用率 類胡蘿卜素： 藻膽素 ：藍(lán)細(xì)菌獨(dú)有 藻紅素（ 550nm）、藻藍(lán)素（ 620~ 640 nm） 藻膽蛋白 ：與蛋白質(zhì)共價(jià)結(jié)合的藻膽素。 細(xì)菌光合作用 1）循環(huán)光合磷酸化 細(xì)菌葉綠素將捕獲的光能傳輸給其反應(yīng)中心葉綠素 P870，P870吸收光能并被激發(fā)，使它的還原電勢(shì)變得很負(fù)，被逐出的電子經(jīng)過(guò)由脫鎂菌綠素 (bacteriopheophytin， Bph)、 CoQ、細(xì)胞色素 b和 c組成的電子傳遞鏈傳遞返回到細(xì)菌葉綠素 P870，同時(shí)造成了質(zhì)子的跨膜移動(dòng)，提供能量用于合成 ATP。 特點(diǎn)： a、光驅(qū)使下，電子自 菌綠素 上逐出后，經(jīng)過(guò)類似呼吸鏈的循環(huán)，又回到菌綠素； b、產(chǎn) ATP和還原力 [H]分別進(jìn)行，還原力來(lái)自 H2S等無(wú)機(jī)物； c、不產(chǎn)氧（ O2）。 光驅(qū)使下，電子自 菌綠素 上逐出后，經(jīng)過(guò)類似呼吸鏈的循環(huán)，又回到菌綠素產(chǎn) ATP和還原力分別進(jìn)行 . 紫色細(xì)菌循環(huán)光合磷酸化過(guò)程 外源電子供體 —— H2S等無(wú)機(jī)物氧化放出電子，最終傳至失電子的光合色素時(shí)與 ADP磷酸化偶聯(lián) 產(chǎn)生 ATP。 特點(diǎn)： 只有一個(gè)光合系統(tǒng)， 光合作用 釋放的電子僅用于 NAD+還原 NADH，但電子傳遞不 形成 環(huán)式回路 。 綠硫細(xì)菌和綠色細(xì)菌 2）非循環(huán)光合磷酸化 特點(diǎn)： a、電子傳遞非循環(huán)式； b、在有氧的條件下進(jìn)行； c、存在兩個(gè)光合系統(tǒng) d、 ATP、還原力、 O2同時(shí)產(chǎn)生 當(dāng)光反應(yīng)中心 I的葉綠素 P700吸收光量子能量后釋放的電子，經(jīng)過(guò)黃素蛋白和鐵氧還蛋白 (Fd)傳遞給 NAD+（ NADP’）生成 NADH（ NADPH） +H’(還原力 )，而不是返