第五章微生物的生理

1、第五章第五章 微生物的生理微生物的生理v談談你對酶的認識。談談你對酶的認識。5.1 5.1 微生物的酶微生物的酶1.洗滌劑工業(yè)： 加酶洗衣粉堿性蛋白酶類 易于洗去衣物上的血漬、 奶漬等污漬。2.乳制品工業(yè)： 凝乳酶奶酪生產(chǎn)的凝結劑，并可用于分解蛋白質。 乳糖酶降解乳糖為葡萄糖和半乳糖，獲得沒有乳糖 的牛乳制品，有利于乳品的消化吸收。 3.紡織工業(yè)： 淀粉酶廣泛地應用于紡織品的褪漿，其中細菌淀粉酶 能忍受100110的高溫操作條件。 纖維素酶代替 沙石洗工藝處理制作牛仔服的棉布，提高牛仔服質量。4.醫(yī)療和藥品工業(yè)： 胰蛋白酶用于促進傷口愈合和溶解血凝塊， 還可用于去除壞死組織，抑制污染微生物的繁

2、殖。 5.釀酒工業(yè)： 麥芽中的淀粉酶、蛋白酶、葡聚糖酶將釀酒原料淀粉 和蛋白質降解成能被酵母利用的單糖、氨基酸和肽，從而提高乙醇的產(chǎn)量。5.1 5.1 微生物的酶微生物的酶催化劑、催化作用催化劑、催化作用 能改變化學反應的速度而其本身在反應前后沒有發(fā)生變化的物質稱為能改變化學反應的速度而其本身在反應前后沒有發(fā)生變化的物質稱為催化劑催化劑。 由催化劑加速反應速度的現(xiàn)象稱為由催化劑加速反應速度的現(xiàn)象稱為催化作用催化作用。一般的化學催化劑作用往往要求一定的條件，如高溫、高壓等。一般的化學催化劑作用往往要求一定的條件，如高溫、高壓等。 在生物體內(nèi)不斷地進行著大量而復雜的化學反應（生物化學反應），在生物

3、體內(nèi)不斷地進行著大量而復雜的化學反應（生物化學反應），這些反應要求以極快的速度進行，而且要求十分精確，才能適應生物體生這些反應要求以極快的速度進行，而且要求十分精確，才能適應生物體生理活動的要求。另外，生物體內(nèi)的條件是溫和的。為了滿足生物體內(nèi)生物理活動的要求。另外，生物體內(nèi)的條件是溫和的。為了滿足生物體內(nèi)生物化學反應的要求，必須由特別的催化劑化學反應的要求，必須由特別的催化劑酶酶來催化。來催化。酶的概念酶的概念 酶（酶（enzyme）：）：u 生物催化劑生物催化劑u 生物體內(nèi)合成的生物大分子生物體內(nèi)合成的生物大分子u 催化生物化學反應催化生物化學反應u 傳遞電子、原子和化學基團傳遞電子、原子和

4、化學基團5.1 5.1 微生物的酶微生物的酶如：脲酶、蛋白酶、脂如：脲酶、蛋白酶、脂肪酶等大多數(shù)水解酶肪酶等大多數(shù)水解酶RNase / DNase一、酶的組成一、酶的組成5.1 5.1 微生物的酶微生物的酶單成分酶單成分酶全全 酶酶酶蛋白酶蛋白 水解酶類水解酶類酶蛋白非蛋白活酶蛋白非蛋白活性基性基(輔助因子輔助因子)非蛋白的活性基（輔助因子）可以是：有機物（輔酶）、金屬離子（輔基）非蛋白的活性基（輔助因子）可以是：有機物（輔酶）、金屬離子（輔基）輔酶輔酶（維生素、（維生素、ATPATP 等等輔基輔基（小分子有機物、金屬離子等）（小分子有機物、金屬離子等）與酶蛋白的結合程度不同與酶蛋白的結合程度

5、不同（疏松、緊密）（疏松、緊密）輔助因子輔助因子5.1 5.1 微生物的酶微生物的酶一、酶的組成一、酶的組成u 酶蛋白酶蛋白：加速生物化學反應。：加速生物化學反應。u 非蛋白活性基非蛋白活性基：傳遞電子、原子和化學基：傳遞電子、原子和化學基團的作用團的作用u 金屬離子還可以起激活劑的作用。金屬離子還可以起激活劑的作用。酶各部分酶各部分功能功能輔酶、輔基和酶蛋白單獨存在時都無活性，輔酶、輔基和酶蛋白單獨存在時都無活性，只有二者結合成全酶才有活性。只有二者結合成全酶才有活性。幾種重要的輔基或輔酶：幾種重要的輔基或輔酶：鐵卟啉：鐵離子變價傳遞電子，催化氧化還原反應。鐵卟啉：鐵離子變價傳遞電子，催化氧

6、化還原反應。輔酶輔酶A A（CoACoA或或CoA-SH)CoA-SH)：轉?；磻?。：轉?；磻ADNAD+ +（輔酶（輔酶I I）和）和NADPNADP+ +（輔酶（輔酶IIII）：傳遞氫。）：傳遞氫。FMNFMN（黃素單核苷酸）和（黃素單核苷酸）和 FADFAD（黃素腺嘌呤二核苷酸）：（黃素腺嘌呤二核苷酸）：傳遞氫傳遞氫輔酶輔酶Q Q（CoQCoQ）：傳遞氫和電子。）：傳遞氫和電子。磷酸腺苷及其他核苷酸類（包括磷酸腺苷及其他核苷酸類（包括AMPAMP、ADPADP、ATPATP、GTPGTP、UTPUTP、CTPCTP等）：能量載體、進行能量轉移。等）：能量載體、進行能量轉移。專性厭

7、氧菌特有的輔酶：輔酶專性厭氧菌特有的輔酶：輔酶M M、F F420420、F F430430等。等。5.1 5.1 微生物的酶微生物的酶一、酶的組成一、酶的組成 輔酶輔酶A A是生物體內(nèi)代謝反應中乙?；傅妮o酶。是生物體內(nèi)代謝反應中乙?；傅妮o酶。CH2CCH3CH3CHOHCONHCH2CH2CNHCH2CH2SHOOOOHPOOHHONNNH2NNOPOOOHPOOOHCH2輔酶A(CoA)功能：是傳遞?；?，是形成代謝功能：是傳遞?；切纬纱x中間產(chǎn)物的重要輔酶。中間產(chǎn)物的重要輔酶。NADNAD+ + 和和NADPNADP+ + - - B5B5 NADNAD+ +( (煙酰胺煙酰胺-

8、-腺嘌呤二核苷酸，又稱輔酶腺嘌呤二核苷酸，又稱輔酶I) I) 和和NADPNADP+ +( (煙酰胺煙酰胺- -腺嘌呤磷酸二核苷酸腺嘌呤磷酸二核苷酸, ,又稱又稱輔酶輔酶II)II) OCH2OPOPOCH2OHOHO OO-O-N+CONH2OOHOH(OPO3H2)NNNH2NN功能：功能：是多種重要是多種重要脫氫酶的輔脫氫酶的輔酶。酶。FADFAD和和FMNVB2FMNVB2v FAD(FAD(黃素黃素- -腺嘌呤二核苷酸腺嘌呤二核苷酸) )和和FMN(FMN(黃素單核黃素單核苷酸苷酸) )。CH3CH3NCCNHNNOOCH2CHCHCHCH2OPOOHOHOHOOHOCH2OHOHN

9、NNH2NNFMN FAD功能：功能：在在脫氫酶脫氫酶催化的氧化催化的氧化- -還原反應中，起著還原反應中，起著電子和質子電子和質子的傳遞體作用。的傳遞體作用。輔酶輔酶Q(CoQ)Q(CoQ)輔酶Q又稱為泛醌，其結構為：OOCH3OCH3OCH3(CH2CH CCH2)nHCH3n=6-10輔酶輔酶Q Q的活性部分是它的醌環(huán)結構，主要功能是的活性部分是它的醌環(huán)結構，主要功能是作為線粒體呼吸鏈氧化作為線粒體呼吸鏈氧化- -還原酶的輔酶，在酶與還原酶的輔酶，在酶與底物分子之間傳遞電子。底物分子之間傳遞電子。硫辛酸v 硫辛酸是少數(shù)不屬于維生素的輔酶。硫辛酸是6,8-二硫辛酸，有兩種形式，即硫辛酸（氧

10、化型）和二氫硫辛酸（還原型）。是酮酸的脫羧酶系的輔酶之一酮酸的脫羧酶系的輔酶之一。SCHSCHCH2CH2CH2CH2CH2COOH焦磷酸硫胺素(TPP)-VB1 焦磷酸硫胺素是脫羧酶的輔酶。焦磷酸硫胺素是脫羧酶的輔酶。NNNH2H3CCH2N+SCH3CH2CH2OPOOPOHOHOOHCl-功能：是催化功能：是催化酮酸的脫羧酮酸的脫羧反應反應磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺VB6 磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺。NH3CHOCHOCH2OPOHOOHNH3CHOCH2NH2CH2OPOHOOH磷酸吡哆醛 磷酸吡哆胺磷酸吡多素是磷酸吡多素是轉氨酶的輔酶轉氨酶的輔酶，轉氨酶通過磷酸吡多醛和

11、，轉氨酶通過磷酸吡多醛和磷酸吡多胺的相互轉換，起轉移氨基的作用。磷酸吡多胺的相互轉換，起轉移氨基的作用。生物素VB7生物素是生物素是羧化酶的輔酶。羧化酶的輔酶。HNNHCOCHH2CS(CH2)4COOH生物素的功能是作為生物素的功能是作為COCO2 2的遞體，在生物合成中起傳遞和的遞體，在生物合成中起傳遞和固定固定COCO2 2的作用。的作用。 四氫葉酸(FH4或THFA)VB11 四氫葉酸是合成酶的輔酶，其前體是葉酸四氫葉酸是合成酶的輔酶，其前體是葉酸( (又稱為蝶酰又稱為蝶酰谷氨酸，維生素谷氨酸，維生素B11)B11)。NNH2NOHNNHHCH2HHHNHCONHCHCOOHCH2CH

12、2COOHn四氫葉酸的主要作用是作為一碳基團，如四氫葉酸的主要作用是作為一碳基團，如-CH-CH3 3, -CH, -CH2 2-, -, -CHO-CHO等的載體，參與多種生物合成過程。等的載體，參與多種生物合成過程。在生物體中的酶蛋白，由在生物體中的酶蛋白，由2020種種氨基酸氨基酸組成組成: :AlaAla（丙氨酸）（丙氨酸） ArgArg（精氨酸）（精氨酸） AsnAsn（天門冬酰胺）（天門冬酰胺） AspAsp（天門冬氨酸）（天門冬氨酸） CysCys（半胱氨酸）（半胱氨酸） GlnGln（谷氨酰胺（谷氨酰胺) )GluGlu（谷氨酸）（谷氨酸） GlyGly（甘氨酸）（甘氨酸） H

13、isHis（組氨酸）（組氨酸） IleIle（異亮氨酸）（異亮氨酸） LeuLeu（亮氨酸）（亮氨酸） LysLys（賴氨酸）（賴氨酸） MetMet（蛋氨酸）（蛋氨酸） PhePhe（苯丙氨酸）（苯丙氨酸） ProPro（脯氨酸）（脯氨酸）SerSer（絲氨酸）（絲氨酸） ThrThr（蘇氨酸）（蘇氨酸） TrpTrp（色氨酸）（色氨酸） TyrTyr（酪氨酸）（酪氨酸） ValVal（纈氨酸）（纈氨酸）二、酶蛋白的結構二、酶蛋白的結構5.1 5.1 微生物的酶微生物的酶5.1 5.1 微生物的酶微生物的酶 氨基酸之間通過肽鍵（氨基酸之間通過肽鍵（- NH - CO - NH - CO -）

14、連接成多肽鏈。多肽鏈）連接成多肽鏈。多肽鏈之間或一條多肽鏈卷曲后相鄰的基團之間通過之間或一條多肽鏈卷曲后相鄰的基團之間通過氫鍵、鹽鍵、酯鍵、氫鍵、鹽鍵、酯鍵、疏水鍵、范德華引力及金屬鍵等疏水鍵、范德華引力及金屬鍵等相連接，形成蛋白質的空間結構。相連接，形成蛋白質的空間結構。二、酶蛋白的結構二、酶蛋白的結構u 一級結構一級結構 多肽鏈本身多肽鏈本身u 二級結構二級結構 由氫鍵連接形成的多肽鏈的初級空間結構（由氫鍵連接形成的多肽鏈的初級空間結構（u 三級結構三級結構 由氫鍵、鹽鍵及疏水鍵等連接形成的多肽鏈的較復雜的空間由氫鍵、鹽鍵及疏水鍵等連接形成的多肽鏈的較復雜的空間結構結構u 四級結構：四級結

15、構： 幾個或幾十個亞基形成。幾個或幾十個亞基形成。5.1 5.1 微生物的酶微生物的酶二、酶蛋白的結構二、酶蛋白的結構酶蛋白酶蛋白結構圖結構圖酶的活性中心酶的活性中心： 酶蛋白分子中與底物酶蛋白分子中與底物結合，并起催化作用的小結合，并起催化作用的小部分部分氨基酸微區(qū)氨基酸微區(qū)。5.1 5.1 微生物的酶微生物的酶三、酶的活性中心三、酶的活性中心牛胰核糖核酸酶的活性中心牛胰核糖核酸酶的活性中心5.1 5.1 微生物的酶微生物的酶三、酶的活性中心三、酶的活性中心酶的活性中心往往位于酶分子表面或凹陷處，是酶催化作用的關鍵酶的活性中心往往位于酶分子表面或凹陷處，是酶催化作用的關鍵部位。部位。不同的酶

16、有不同的活性中心，故對底物有高度的特異性。不同的酶有不同的活性中心，故對底物有高度的特異性。酶的活性中心酶的活性中心： 結合部位結合部位 催化部位催化部位5.1 5.1 微生物的酶微生物的酶三、酶的活性中心三、酶的活性中心 活性中心的形成依賴于整個酶分子的結構。活性中心的形成依賴于整個酶分子的結構。 如果酶蛋白發(fā)生變性，構成酶活性中心的基團互相分開，酶與如果酶蛋白發(fā)生變性，構成酶活性中心的基團互相分開，酶與底物將無法形成結合，酶促反應也就無法進行。底物將無法形成結合，酶促反應也就無法進行?；钚灾行耐饣钚灾行耐獗匦杌鶊F必需基團結合基團結合基團催化基團催化基團活性中心必需基團活性中心必需基團底物底

17、物肽鏈肽鏈活性中心活性中心酶蛋白酶蛋白構型與構型與催化功催化功能關系能關系5.1 5.1 微生物的酶微生物的酶三、酶的活性中心三、酶的活性中心1 1、一級結構與催化功能的關系、一級結構與催化功能的關系 一級結構是酶催化功能的基礎，肽鍵斷裂，酶的活性喪失。一級結構是酶催化功能的基礎，肽鍵斷裂，酶的活性喪失。若肽鍵斷裂不嚴重，影響酶活性的因素排除后，肽鍵可重新連接，若肽鍵斷裂不嚴重，影響酶活性的因素排除后，肽鍵可重新連接，酶活性可恢復。酶活性可恢復。2 2、二、三級結構與催化功能的關系、二、三級結構與催化功能的關系 二、三級結構是維持酶活性中心所必需具備的空間結構。二、三級結構是維持酶活性中心所必

18、需具備的空間結構。3 3、四級結構與催化功能的關系、四級結構與催化功能的關系 一類與催化作用有關，相同亞基組成，每個亞基都有一個活一類與催化作用有關，相同亞基組成，每個亞基都有一個活性中心。性中心。 另一類與代謝調節(jié)有關，功能不同的亞基組成，有些有催化另一類與代謝調節(jié)有關，功能不同的亞基組成，有些有催化功能，另一些具有調節(jié)中心。功能，另一些具有調節(jié)中心。（一）分類（一）分類u 催化反應類型：催化反應類型： 水解酶、氧化還原酶、轉移酶、同分異構酶、裂解酶、合成酶。水解酶、氧化還原酶、轉移酶、同分異構酶、裂解酶、合成酶。u 酶在細胞的不同部位：酶在細胞的不同部位： 胞外酶、胞內(nèi)酶、表面酶。胞外酶、

19、胞內(nèi)酶、表面酶。u 酶作用底物：酶作用底物： 淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、纖維素酶、核糖核酸酶等。淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、纖維素酶、核糖核酸酶等。u 結構酶（固有酶）和誘導酶：結構酶（固有酶）和誘導酶： 結構酶：經(jīng)常存在于細胞的一定部位，促進細胞的物質變化。結構酶：經(jīng)常存在于細胞的一定部位，促進細胞的物質變化。 誘導酶：并非微生物所固有，但在一定條件與物質存在前提下可誘導產(chǎn)生。誘導酶：并非微生物所固有，但在一定條件與物質存在前提下可誘導產(chǎn)生。5.1 5.1 微生物的酶微生物的酶四、酶的分類與命名四、酶的分類與命名1、氧化還原酶類、氧化還原酶類5.1 5.1 微生物的酶微生物的酶四、酶的分類與命名四

20、、酶的分類與命名催化底物氧化還原反應的酶。催化底物氧化還原反應的酶。根據(jù)供氫體性質，分為：根據(jù)供氫體性質，分為：氧化酶：氧化酶：脫氫酶脫氫酶：CH3CHCOOHOHNAD+H+CH3CCOOHONADH2、水解酶類、水解酶類5.1 5.1 微生物的酶微生物的酶水解酶類是催化大分子有機物水解反應的酶，屬于胞外酶。水解酶類是催化大分子有機物水解反應的酶，屬于胞外酶。v水解酶催化底物的加水分解反應。水解酶催化底物的加水分解反應。v主要包括淀粉酶、蛋白酶、核酸酶及脂肪酶等。主要包括淀粉酶、蛋白酶、核酸酶及脂肪酶等。3、轉移酶類、轉移酶類5.1 5.1 微生物的酶微生物的酶催化底物的基團轉移到另一有機物

21、上的酶。催化底物的基團轉移到另一有機物上的酶。R包括氨基、醛基、酮基、包括氨基、醛基、酮基、磷酸基磷酸基等。等。4、異構酶類、異構酶類催化底物同分異構分子內(nèi)的基團重新排列。催化底物同分異構分子內(nèi)的基團重新排列。CH3CHCOOHNH2HOOCCH2CH2CCOOHOHOOCCH2CH2CHCOOHNH2CH3CCOOHOOCH2OHOHOHOHOHOCH2OHCH2OHOHOHOH5、裂解酶類、裂解酶類5.1 5.1 微生物的酶微生物的酶催化底物裂解為小分子有機物。催化底物裂解為小分子有機物。催化底物的合成反應，需要能量。催化底物的合成反應，需要能量。6、合成酶類、合成酶類v又稱為又稱為連接酶

22、連接酶，能夠催化，能夠催化C-CC-C、C-OC-O、C-N C-N 以及以及C-S C-S 鍵的形成反應。這類反鍵的形成反應。這類反應必須與應必須與ATPATP分解反應相互偶聯(lián)。分解反應相互偶聯(lián)。vA + B + ATP + H-O-H = A A + B + ATP + H-O-H = A B + ADP +Pi B + ADP +Piv如如CTPCTP合成酶可催化合成酶可催化UTPUTP合成合成CTPCTP。 ATP + UTP + NHATP + UTP + NH3 3 = ADP + Pi + CTP = ADP + Pi + CTP 主要包括醛縮酶、水化酶及脫氨酶等。主要包括醛縮酶

23、、水化酶及脫氨酶等。例如，例如， 醛縮酶催化的反應醛縮酶催化的反應果糖果糖-1-1，6-6-二磷酸二磷酸 磷酸二羥丙酮磷酸二羥丙酮 + + 甘油醛甘油醛-3-3-磷酸磷酸（二）命名（二）命名u 習慣名習慣名l 按酶的作用底物的不同命名按酶的作用底物的不同命名 如淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、纖維素酶等如淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、纖維素酶等l 根據(jù)酶催化反應的性質及類型命名根據(jù)酶催化反應的性質及類型命名 如水解酶、轉移酶、氧化酶等如水解酶、轉移酶、氧化酶等l結合上述兩個原則來命名結合上述兩個原則來命名 如如 琥珀酸脫氫酶琥珀酸脫氫酶有時在這些命名基礎上加上酶的來源或其它特點有時在這些命名基礎上加上酶的來

24、源或其它特點。如胃蛋白酶等。如胃蛋白酶等根據(jù)酶在細胞的不同部位根據(jù)酶在細胞的不同部位，分為胞外酶、胞內(nèi)酶和表面酶，分為胞外酶、胞內(nèi)酶和表面酶5.1 5.1 微生物的酶微生物的酶四、酶的分類與命名四、酶的分類與命名u 系統(tǒng)名系統(tǒng)名 以酶催化的整體反應為基礎，規(guī)定每種酶的名稱應明確表明以酶催化的整體反應為基礎，規(guī)定每種酶的名稱應明確表明酶的底物及催化反應的性質。如一種酶同時催化兩種底物起反應，酶的底物及催化反應的性質。如一種酶同時催化兩種底物起反應，應在名稱中注明，并用應在名稱中注明，并用“ ：”將兩種底物隔開。將兩種底物隔開。5.1 5.1 微生物的酶微生物的酶醇：醇：NAD+氧化還原酶氧化還原

25、酶L-天冬氨酸天冬氨酸 ：- -酮戊二酸氨基轉移酶酮戊二酸氨基轉移酶乙酰乙酰CoA CoA ：COCO2 2連接酶連接酶習慣名稱習慣名稱: :谷丙轉氨酶谷丙轉氨酶系統(tǒng)名稱系統(tǒng)名稱: :丙氨酸丙氨酸 ： - -酮戊二酸氨基轉移酶酮戊二酸氨基轉移酶催化的反應催化的反應: : 丙氨酸丙氨酸 + + - -酮戊二酸酮戊二酸 丙酮酸丙酮酸 + + 谷氨酸谷氨酸5.1 5.1 微生物的酶微生物的酶五、酶的催化特性五、酶的催化特性u 酶積極參與生物化學反應，加速反應速度，但不能改變反應平酶積極參與生物化學反應，加速反應速度，但不能改變反應平衡點，在反應前后無變化；（催化劑的一般特征）衡點，在反應前后無變化；

26、（催化劑的一般特征）u 酶的催化作用具有專一性酶的催化作用具有專一性 結構專一性結構專一性（絕對專一性、相對專一性）（絕對專一性、相對專一性） 立體異構專一性立體異構專一性（旋光異構專一性、幾何異構專一性）（旋光異構專一性、幾何異構專一性）u 酶的催化作用條件溫和酶的催化作用條件溫和 常溫、常壓和近中性的水溶液中。常溫、常壓和近中性的水溶液中。u 酶對環(huán)境條件極為敏感（高溫、強酸強堿、金屬離子等）酶對環(huán)境條件極為敏感（高溫、強酸強堿、金屬離子等）u 酶具有極高的催化效率酶具有極高的催化效率 降低反應的能閾，從而降低反應所需要的活化能。降低反應的能閾，從而降低反應所需要的活化能。5.1 5.1

27、微生物的酶微生物的酶酶與一般化學催化劑酶與一般化學催化劑降低反應活化能降低反應活化能示意圖示意圖酶與底物作用假說酶與底物作用假說1.1.鎖鑰學說鎖鑰學說v認為整個酶分子的天然構象是具有剛性結構的，酶表面具有特定的形狀。酶與底物的結合如同一把鑰匙對一把鎖一樣。2 2 誘導誘導揳揳合假說合假說5.1 5.1 微生物的酶微生物的酶六、影響酶活力的因素六、影響酶活力的因素u 酶活力：一定條件下，酶所催化反應的反應速度。酶活力：一定條件下，酶所催化反應的反應速度。 反應速率反應速率-單位時間內(nèi)底物的消失量或單位時間內(nèi)底物的消失量或產(chǎn)物的生成量產(chǎn)物的生成量。u 衡量酶的數(shù)量指標：衡量酶的數(shù)量指標： 酶活力

28、酶活力-在溫度在溫度2525、最適、最適pHpH、最適的緩沖溶液和最佳底物濃度、最適的緩沖溶液和最佳底物濃度等諸條件下，每分鐘能使等諸條件下，每分鐘能使1 1微摩爾的底物轉化的酶量為一個酶活力單位微摩爾的底物轉化的酶量為一個酶活力單位（IUIU）。）。 katkat 比活力比活力-在固定條件下，每毫克酶蛋白或每毫升酶液所具有的酶在固定條件下，每毫克酶蛋白或每毫升酶液所具有的酶活力。活力。酶活力的概念及表示酶活力的概念及表示5.1 5.1 微生物的酶微生物的酶六、影響酶活力的因素六、影響酶活力的因素米氏公式米氏公式酶促反應速率方程式酶促反應速率方程式酶反應機理（反應動力學）酶反應機理（反應動力學

29、）中間產(chǎn)物學說中間產(chǎn)物學說米氏公式的推導米氏公式的推導ESES生成速度生成速度11E ES ESkS-2=23ESkk ES+ESES分解速度分解速度米氏公式的推導米氏公式的推導231mkkKk+3ESk1232311ESESES+ SSkkkkkkk+米氏公式米氏公式反應平衡反應平衡mESESSK+酶反應速度與中間產(chǎn)物酶反應速度與中間產(chǎn)物ESES成正比，其最終反應速度：成正比，其最終反應速度：3ES+SmkK231mkkKk+米氏常數(shù)米氏常數(shù)K Km m的含義的含義max1 SmKmax33ESEkk 通常的生化反應中，底物濃度遠遠大于酶濃度，所有酶都處于與底物結通常的生化反應中，底物濃度遠

30、遠大于酶濃度，所有酶都處于與底物結合的狀態(tài)，因為中間產(chǎn)物合的狀態(tài)，因為中間產(chǎn)物ESES分解釋放出的酶立即與過剩的底物結合成分解釋放出的酶立即與過剩的底物結合成ESES，所，所以酶反應速度達最大時：以酶反應速度達最大時：m axS+SmKu 當當V=Vmax/2V=Vmax/2時，時，Km=SKm=S，故它是反應速度為最大反應速度一半，故它是反應速度為最大反應速度一半時的底物濃度；時的底物濃度；u Km=(k2+k3)/k1 Km=(k2+k3)/k1，表示酶與底物的反應完全程度，表示酶與底物的反應完全程度，KmKm越小，表越小，表明酶與底物的反應越趨于完全，明酶與底物的反應越趨于完全，KmKm

31、越大，表明酶與底物的反應越越大，表明酶與底物的反應越不完全。不完全。u KmKm只與酶的性質有關，與酶濃度無關，不同的酶只與酶的性質有關，與酶濃度無關，不同的酶KmKm不同不同。米氏常數(shù)米氏常數(shù)K Km m的含義的含義米氏常數(shù)米氏常數(shù)K Km m的求解的求解5.1 5.1 微生物的酶微生物的酶六、影響酶活力的因素六、影響酶活力的因素3ES+SmkK1 1、酶濃度酶濃度對酶促反應速度的影響對酶促反應速度的影響 酶促反應速度與酶分子濃度成正比。當?shù)孜锓肿訚舛茸忝复俜磻俣扰c酶分子濃度成正比。當?shù)孜锓肿訚舛茸銐驎r，酶分子越多，底物轉化的速度越快。當酶濃度很高時，夠時，酶分子越多，底物轉化的速度越快。

32、當酶濃度很高時，曲線逐漸平緩，可能是高濃度的底物夾帶有較多抑制劑。曲線逐漸平緩，可能是高濃度的底物夾帶有較多抑制劑。5.1 5.1 微生物的酶微生物的酶六、影響酶活力的因素六、影響酶活力的因素2 2、底物濃度底物濃度對酶促反應速度的影響對酶促反應速度的影響u 若酶的濃度為定值，底物的起始若酶的濃度為定值，底物的起始濃度較低時，酶促反應速度與底物濃濃度較低時，酶促反應速度與底物濃度成正比，即隨底物濃度的增加而增度成正比，即隨底物濃度的增加而增加。當所有的酶與底物結合生成加。當所有的酶與底物結合生成ESES后，后，即使再增加底物濃度，中間產(chǎn)物濃度即使再增加底物濃度，中間產(chǎn)物濃度ESES也不會增加，

33、酶促反應速度也不也不會增加，酶促反應速度也不增加。增加。u 在底物濃度相同的條件下，酶促在底物濃度相同的條件下，酶促反應速度與酶的初始濃度成正比。酶反應速度與酶的初始濃度成正比。酶的初始濃度大，其酶促反應速度就大。的初始濃度大，其酶促反應速度就大。 vVm0.30.2Vm 20.1SS與與v v關系：關系：當當SS很低時，很低時，SS 與與v v 成比例成比例- - 一級反應一級反應當當SS較高時，較高時，SS 與與v v 不成比例不成比例 混合級反應混合級反應當當SS很高時，很高時，SS ，v v不變不變-零級反應零級反應0 1 2 3 4 5 6 7 8 S5.1 5.1 微生物的酶微生物

34、的酶六、影響酶活力的因素六、影響酶活力的因素3 3、溫度溫度對酶促反應速度的影響對酶促反應速度的影響 各種酶在最適溫度范圍內(nèi)，酶活性各種酶在最適溫度范圍內(nèi)，酶活性最強，酶促反應速度最大。用溫度系數(shù)最強，酶促反應速度最大。用溫度系數(shù)Q Q1010來表示溫度對酶促反應的影響。來表示溫度對酶促反應的影響。 Q Q1010= =在（在（T +10T +10）時的反應速度時的反應速度/ /在在TT時的反應速度時的反應速度 酶促反應的酶促反應的Q Q1010通常在通常在1.4-2.01.4-2.0之間，之間，小于無機催化反應和一般化學反應的小于無機催化反應和一般化學反應的Q Q1010。5.1 5.1 微

35、生物的酶微生物的酶六、影響酶活力的因素六、影響酶活力的因素3 3、溫度對酶促反應速度的影響、溫度對酶促反應速度的影響u 一般微生物體內(nèi)酶的最適溫度范圍在一般微生物體內(nèi)酶的最適溫度范圍在25256060。溫度的影響。溫度的影響存在三基點：存在三基點：最高、最適、最低最高、最適、最低。u 溫度過高會破壞酶蛋白，造成變性；（約溫度過高會破壞酶蛋白，造成變性；（約6060）u 溫度過低會使酶作用降低或停止，但可以恢復。（約溫度過低會使酶作用降低或停止，但可以恢復。（約44）5.1 5.1 微生物的酶微生物的酶六、影響酶活力的因素六、影響酶活力的因素4 4、pHpH對酶促反應速度的影響對酶促反應速度的影

36、響u 同樣存在三基點：最高、最適、最低。酶在最適同樣存在三基點：最高、最適、最低。酶在最適pHpH范圍內(nèi)表范圍內(nèi)表現(xiàn)出活性，大于或小于最適現(xiàn)出活性，大于或小于最適pHpH，都會降低酶活性。，都會降低酶活性。u pH pH對酶活力的影響主要表現(xiàn)在對酶活力的影響主要表現(xiàn)在兩個方面兩個方面：改變底物分子和酶分子的帶電狀態(tài)，從而影響酶和底物的結合；改變底物分子和酶分子的帶電狀態(tài)，從而影響酶和底物的結合；過高、過低過高、過低pHpH都會影響酶的穩(wěn)定性，進而使酶遭到不可逆的破壞。都會影響酶的穩(wěn)定性，進而使酶遭到不可逆的破壞。5.1 5.1 微生物的酶微生物的酶六、影響酶活力的因素六、影響酶活力的因素4 4

37、、pHpH對酶促反應速度的影響對酶促反應速度的影響5.1 5.1 微生物的酶微生物的酶六、影響酶活力的因素六、影響酶活力的因素5 5、激活劑激活劑對酶促反應速度的影響對酶促反應速度的影響u 能激活酶的物質稱為酶的激活劑。能激活酶的物質稱為酶的激活劑。 無機陽離子無機陽離子(Mg 2+ 、 K+、 Mn2+)、無機陰離子、無機陰離子(Cl-)、有機化合物有機化合物(膽汁酸鹽膽汁酸鹽)。u 許多酶只有當某一種適當?shù)募せ顒┐嬖跁r，才表現(xiàn)出催許多酶只有當某一種適當?shù)募せ顒┐嬖跁r，才表現(xiàn)出催化活性或強化其催化活性，這稱為對酶的激活作用?；钚曰驈娀浯呋钚?，這稱為對酶的激活作用。u 有些酶被合成后呈現(xiàn)

38、無活性狀態(tài)，這種酶稱為有些酶被合成后呈現(xiàn)無活性狀態(tài)，這種酶稱為酶原（胃酶原（胃蛋白酶原、胰蛋白酶原）蛋白酶原、胰蛋白酶原）。它必須經(jīng)過適當?shù)募せ顒┘せ?。它必須?jīng)過適當?shù)募せ顒┘せ詈蟛啪哂谢钚浴：蟛啪哂谢钚浴?.1 5.1 微生物的酶微生物的酶六、影響酶活力的因素六、影響酶活力的因素6 6、抑制劑抑制劑對酶促反應速度的影響對酶促反應速度的影響 能減弱、抑制甚至破壞酶活性的物質稱為酶的抑制劑。抑制劑可能減弱、抑制甚至破壞酶活性的物質稱為酶的抑制劑。抑制劑可降低酶促反應速度。降低酶促反應速度。 主要抑制劑：重金屬離子、一氧化碳、硫化氫、氟化物、生物堿、主要抑制劑：重金屬離子、一氧化碳、硫化氫、氟化物

39、、生物堿、染料、表面活性劑等。染料、表面活性劑等。u 可逆性抑制：非共價鍵結合，酶活性可恢復可逆性抑制：非共價鍵結合，酶活性可恢復 競爭性抑制競爭性抑制 非競爭性抑制非競爭性抑制 反競爭性抑制反競爭性抑制u 不可逆性抑制：共價鍵結合，酶活性不可恢復。如金屬離子、不可逆性抑制：共價鍵結合，酶活性不可恢復。如金屬離子、有機汞、有機磷化合物有機汞、有機磷化合物（AchE ）。5.1 5.1 微生物的酶微生物的酶可逆性抑制作用：可逆性抑制作用：u 競爭性抑制：與底物結構類似的物質爭先與酶的活性中競爭性抑制：與底物結構類似的物質爭先與酶的活性中心結合，從而降低酶促反應速度。心結合，從而降低酶促反應速度。

40、u 非競爭性抑制：抑制劑與酶活性中心以外的位點結合，非競爭性抑制：抑制劑與酶活性中心以外的位點結合，底物仍可與酶活性中心結合，但酶不顯示活性，不能轉變底物仍可與酶活性中心結合，但酶不顯示活性，不能轉變?yōu)楫a(chǎn)物。為產(chǎn)物。u 反競爭性抑制：酶與底物結合后，才能與抑制劑結合。反競爭性抑制：酶與底物結合后，才能與抑制劑結合。ESEEE + S ES E + PI+EISII非競爭性抑制作用非競爭性抑制作用抑制劑和底物結構不相似，兩者互不干擾抑制劑和底物結構不相似，兩者互不干擾同時與酶結合，從而抑制酶活性。同時與酶結合，從而抑制酶活性。E + S ES E + P+I+IEI+SESIESI非競爭性抑制作

41、用非競爭性抑制作用競爭性抑制作用競爭性抑制作用反競爭性抑制作用反競爭性抑制作用 概念：概念：抑制劑僅與酶抑制劑僅與酶- -底物復合物（底物復合物（ESES）結合，結合， 使酶失去催化活性。使酶失去催化活性。E + S ES E + P+I ESI1. 1. 酶的本質是什么？酶有哪些組成？各有什么生理酶的本質是什么？酶有哪些組成？各有什么生理 功能？功能？ 2. 2. 常見的輔酶和輔基有哪些？它們分別在生物體內(nèi)常見的輔酶和輔基有哪些？它們分別在生物體內(nèi)充當什么功能？充當什么功能？ 3. 3. 請從結構和功能的角度來分析酶蛋白的分子結構請從結構和功能的角度來分析酶蛋白的分子結構與酶活性之間的關系。

42、與酶活性之間的關系。 4. 4. 按照酶發(fā)生作用所在的細胞的不同部位按照酶發(fā)生作用所在的細胞的不同部位, ,可以把酶可以把酶分為哪幾類分為哪幾類? ?其中的胞外酶具有什么特殊的意義其中的胞外酶具有什么特殊的意義? ? 5.2 5.2 微生物的營養(yǎng)微生物的營養(yǎng) 和其他生物一樣，微生物也需要不斷地從外部環(huán)境中吸收所需要的各種物和其他生物一樣，微生物也需要不斷地從外部環(huán)境中吸收所需要的各種物質，通過質，通過新陳代謝新陳代謝將其轉化成自身新的細胞物質或代謝物，并從中獲取生命將其轉化成自身新的細胞物質或代謝物，并從中獲取生命活動必需的能量，同時將代謝活動產(chǎn)生的廢物排出體外。凡是能滿足微生物活動必需的能量

43、，同時將代謝活動產(chǎn)生的廢物排出體外。凡是能滿足微生物機體生長、繁殖和完成各種生理活動所需要的物質，都稱為微生物的營養(yǎng)物機體生長、繁殖和完成各種生理活動所需要的物質，都稱為微生物的營養(yǎng)物質，而質，而微生物獲得和利用營養(yǎng)物質的過程稱為營養(yǎng)微生物獲得和利用營養(yǎng)物質的過程稱為營養(yǎng)。新陳代謝新陳代謝同化作用：物質合成，吸收能量。同化作用：物質合成，吸收能量。異化作用：物質分解，釋放能量。異化作用：物質分解，釋放能量。提供物質基提供物質基礎和能量礎和能量提供基質提供基質5.2.1 5.2.1 微生物的化學組成微生物的化學組成1、水份、水份 水是微生物及一切生物細胞中含量最多的成分。水是微生物及一切生物細胞

44、中含量最多的成分。微生物機微生物機體的體的7090為水份。為水份。微生物細胞的含水量隨種類和生長期而微生物細胞的含水量隨種類和生長期而異。通常情況下，細菌含水量為細胞鮮重的異。通常情況下，細菌含水量為細胞鮮重的75%85%，酵母，酵母菌為菌為70%85%，絲狀真菌為，絲狀真菌為 85%90%，細菌芽孢和霉菌孢，細菌芽孢和霉菌孢子的含水量約為子的含水量約為40%。蛋白質、核酸、多糖和脂質蛋白質、核酸、多糖和脂質這四類生物大分子，占到細胞干重的這四類生物大分子，占到細胞干重的9696。其余就是組成它們的單體以及無機鹽等。其余就是組成它們的單體以及無機鹽等。水也是微生物細胞的重要組成成分，通常微生物

45、細胞的水也是微生物細胞的重要組成成分，通常微生物細胞的7070-90%-90%是水。是水。此外還有機酸、維生素、激素等有機化合物。此外還有機酸、維生素、激素等有機化合物。這些形形色色的化學物質均由碳、氫、氧、氮、磷、硫以及其他為數(shù)這些形形色色的化學物質均由碳、氫、氧、氮、磷、硫以及其他為數(shù)不多的化學元素構成。不多的化學元素構成。5.2.1 5.2.1 微生物的化學組成微生物的化學組成2、干物質、干物質 微生物機體的干物質由有機物和無機物組成。微生物機體的干物質由有機物和無機物組成。 按作用可將細胞內(nèi)的有機物質分為按作用可將細胞內(nèi)的有機物質分為3 3類，一是類，一是結構物質結構物質，是構，是構成

46、細胞壁、細胞膜、細胞核、細胞質和細胞器的組成成分，包括蛋成細胞壁、細胞膜、細胞核、細胞質和細胞器的組成成分，包括蛋白質、多糖、核酸和類脂等。二是白質、多糖、核酸和類脂等。二是貯藏物質貯藏物質，主要為多糖和脂類，主要為多糖和脂類，如淀粉、糖原、脂肪和多聚如淀粉、糖原、脂肪和多聚-羥基丁酸等。三是羥基丁酸等。三是代謝底物和產(chǎn)物代謝底物和產(chǎn)物，包括存在于細胞內(nèi)的糖、氨基酸、核苷酸、有機酸和維生素等低分包括存在于細胞內(nèi)的糖、氨基酸、核苷酸、有機酸和維生素等低分子量化合物。子量化合物。 物物質質組組成成5.2.1 5.2.1 微生物的化學組成微生物的化學組成u 微生物細胞主要組成元素為微生物細胞主要組成

47、元素為C C、H H、O O、N N，約占細胞干重的，約占細胞干重的90%90%97%97%。u 礦質元素約占細胞干重的礦質元素約占細胞干重的3%3%10%10%，大量元素：，大量元素：P P、S S、K K、NaNa、CaCa、MgMg、ClCl等，與細胞結構，物質組成，能量轉移，原生質膠體狀的維持等有關。等，與細胞結構，物質組成，能量轉移，原生質膠體狀的維持等有關。微量元素：微量元素：FeFe、CuCu、MnMn、B B、MoMo、CoCo、SiSi等，含量極微，但卻不可缺少，等，含量極微，但卻不可缺少，具有一些特殊功能，如酶的激活等。其中磷含量最高，約占灰分元素的具有一些特殊功能，如酶的

48、激活等。其中磷含量最高，約占灰分元素的50%50%，其次為鉀，約占灰分總量的，其次為鉀，約占灰分總量的20%20%，其余元素含量較少。，其余元素含量較少。u 微生物細胞的化學組成隨微生物種類、培養(yǎng)條件和生長階段不同而有微生物細胞的化學組成隨微生物種類、培養(yǎng)條件和生長階段不同而有明顯差異。明顯差異。u 化學組成實驗式：化學組成實驗式：不是分子式不是分子式，說明組成有機體的各元素之間有一定，說明組成有機體的各元素之間有一定的比例關系。的比例關系。元元素素組組成成5.2.2 5.2.2 微生物的營養(yǎng)物及營養(yǎng)類型微生物的營養(yǎng)物及營養(yǎng)類型一、微生物的營養(yǎng)物一、微生物的營養(yǎng)物u 水水u 碳源和能源碳源和能

49、源u 氮素營養(yǎng)物氮素營養(yǎng)物u 無機鹽無機鹽u 生長因子生長因子 從微生物的化學組成中，我們可以看到：微生物首先需要大量的水分；從微生物的化學組成中，我們可以看到：微生物首先需要大量的水分；需要較多地供給構成有機物碳架和含氮物質的碳元素和氮元素；另外，還需要較多地供給構成有機物碳架和含氮物質的碳元素和氮元素；另外，還需要一些含需要一些含P P、MgMg、K K、CaCa、NaNa、S S等的鹽類，及微量的等的鹽類，及微量的FeFe、CuCu、ZnZn、MnMn等元等元素。因此，除了某些特殊要求的微生物外，培養(yǎng)一般微生物必須提供上述素。因此，除了某些特殊要求的微生物外，培養(yǎng)一般微生物必須提供上述這

50、些營養(yǎng)物質，微生物才能正常地生長繁殖。這些營養(yǎng)物質，微生物才能正常地生長繁殖。5.2.2 5.2.2 微生物的營養(yǎng)物及營養(yǎng)類型微生物的營養(yǎng)物及營養(yǎng)類型水水 水是微生物細胞的重要組分：水是微生物細胞的重要組分：u 水是營養(yǎng)物質和代謝產(chǎn)物的良好溶劑。水是營養(yǎng)物質和代謝產(chǎn)物的良好溶劑。u 營養(yǎng)物質與代謝產(chǎn)物都是通過溶解和分解在水中而進出細胞的。營養(yǎng)物質與代謝產(chǎn)物都是通過溶解和分解在水中而進出細胞的。u 水是細胞中各種生物化學反應得以進行的介質，并參與許多生物化學反應。水是細胞中各種生物化學反應得以進行的介質，并參與許多生物化學反應。u 水的比熱高，汽化熱高，又是良好的熱導體，能有效地吸收代謝釋放的熱

51、量，水的比熱高，汽化熱高，又是良好的熱導體，能有效地吸收代謝釋放的熱量，并將熱量迅速地散發(fā)出去，從而控制細胞內(nèi)的溫度。并將熱量迅速地散發(fā)出去，從而控制細胞內(nèi)的溫度。u 水還有利于生物大分子結構和酶的穩(wěn)定。水還有利于生物大分子結構和酶的穩(wěn)定。u保持充足的水分是細胞維持自身正常形態(tài)的重要因素，即維持細胞內(nèi)一定膨壓保持充足的水分是細胞維持自身正常形態(tài)的重要因素，即維持細胞內(nèi)一定膨壓.水在細胞中的存在形式水在細胞中的存在形式結合態(tài)結合態(tài)游離態(tài)游離態(tài)5.2.2 5.2.2 微生物的營養(yǎng)物及營養(yǎng)類型微生物的營養(yǎng)物及營養(yǎng)類型碳源和能源碳源和能源u 凡能供給微生物碳素營養(yǎng)的物質，稱為碳源。凡能供給微生物碳素營

52、養(yǎng)的物質，稱為碳源。u 碳源的主要作用碳源的主要作用: :是構成微生物細胞的含碳物質是構成微生物細胞的含碳物質( (碳架碳架) )和供給微生物生和供給微生物生長、繁殖及運動所需要的能量。長、繁殖及運動所需要的能量。u 從簡單的無機碳化合物到復雜的有機含碳化合物，都可作為碳源從簡單的無機碳化合物到復雜的有機含碳化合物，都可作為碳源。u 充當碳源的物質，往往同時又是能量的提供者（自然界中含碳的有機物，充當碳源的物質，往往同時又是能量的提供者（自然界中含碳的有機物，一般都含有較高的能量，在被分解時能釋放出來，為微生物所利用）。一般都含有較高的能量，在被分解時能釋放出來，為微生物所利用）。u 不同微生

53、物對碳源的需求不盡相同，不同微生物對碳源的需求不盡相同，微生物最好的碳源是糖類，尤其是微生物最好的碳源是糖類，尤其是葡萄糖、蔗糖葡萄糖、蔗糖，它們最易被微生物吸收和利用。，它們最易被微生物吸收和利用。u 微生物細胞中的碳素含量相當高，占干物質質量的微生物細胞中的碳素含量相當高，占干物質質量的50%50%左右?？梢姡⒆笥?。可見，微生物對碳素的需求量最大。生物對碳素的需求量最大。v 常見碳源常見碳源 有機碳化合物有機碳化合物 v 常用葡萄糖、果糖等單糖，雙糖、低分子的酸、醇、醛等常用葡萄糖、果糖等單糖，雙糖、低分子的酸、醇、醛等簡單有機碳化合物，蛋白質、脂肪等復雜有機碳化合物，簡單有機碳化合物，

54、蛋白質、脂肪等復雜有機碳化合物，部分微生物能利用纖維素、木質素、果膠、丹寧等；部分微生物能利用纖維素、木質素、果膠、丹寧等； 無機碳化合物無機碳化合物 v 少數(shù)微生物能利用少數(shù)微生物能利用CO2CO2、碳酸鹽。、碳酸鹽。 特殊和有毒碳化合物特殊和有毒碳化合物 （黃曲霉毒素）（黃曲霉毒素） 少數(shù)微生物能利用氰化物、酚類、芳香族化合物等作少數(shù)微生物能利用氰化物、酚類、芳香族化合物等作碳源、能源。碳源、能源。5.2.2 5.2.2 微生物的營養(yǎng)物及營養(yǎng)類型微生物的營養(yǎng)物及營養(yǎng)類型氮源氮源u 凡是能夠供給微生物氮素營養(yǎng)的物質稱為氮源。凡是能夠供給微生物氮素營養(yǎng)的物質稱為氮源。u 氮源的作用是提供微生物

55、合成蛋白質的原料（氮源的作用是提供微生物合成蛋白質的原料（一般不充當能源一般不充當能源）。）。u 氮源有氮源有N N2 2、NHNH3 3、尿素、硫酸銨、硝酸銨、硝酸鉀、硝酸鈉、氨基酸、尿素、硫酸銨、硝酸銨、硝酸鉀、硝酸鈉、氨基酸和蛋白質等。和蛋白質等。根據(jù)對氮源要求的不同，將微生物分為根據(jù)對氮源要求的不同，將微生物分為4 4類：類：（1 1）固氮微生物）固氮微生物N2N2固氮菌（根瘤菌、少數(shù)放線菌固氮菌（根瘤菌、少數(shù)放線菌弗蘭克氏菌、光合細弗蘭克氏菌、光合細菌、藍細菌）菌、藍細菌）（2 2）利用無機氮作為氮源的微生物）利用無機氮作為氮源的微生物（3 3）需要某種氨基酸作為氮源的微生物）需要某

56、種氨基酸作為氮源的微生物（4 4）從分解蛋白質中取得銨鹽或氨基酸的微生物）從分解蛋白質中取得銨鹽或氨基酸的微生物5.2.2 5.2.2 微生物的營養(yǎng)物及營養(yǎng)類型微生物的營養(yǎng)物及營養(yǎng)類型無機鹽無機鹽 微生物需要的無機鹽有磷酸鹽、硫酸鹽、氯化物、碳酸鹽、碳酸氫鹽。微生物需要的無機鹽有磷酸鹽、硫酸鹽、氯化物、碳酸鹽、碳酸氫鹽。u 大量元素：鉀、鈉、鈣、鎂、鐵等元素，需要濃度在大量元素：鉀、鈉、鈣、鎂、鐵等元素，需要濃度在1010-3-31010-4-4mol/Lmol/L，其中，其中，微生物對磷和硫的需求量最大。微生物對磷和硫的需求量最大。u 微量元素：鋅、錳、鈷、鉑、銅、硼、鎳等，需要濃度在微量元

57、素：鋅、錳、鈷、鉑、銅、硼、鎳等，需要濃度在1010-6-61010-8-8mol/Lmol/L。無機鹽的生理功能包括：無機鹽的生理功能包括：u 構成細胞組分；構成細胞組分；u 構成酶的組分和維持酶的活性；構成酶的組分和維持酶的活性；u 調節(jié)滲透壓、氫離子濃度、氧化還原電位等；調節(jié)滲透壓、氫離子濃度、氧化還原電位等；u 供給自養(yǎng)微生物能源。供給自養(yǎng)微生物能源。5.2.2 5.2.2 微生物的營養(yǎng)物及營養(yǎng)類型微生物的營養(yǎng)物及營養(yǎng)類型生長因子生長因子 生長因子通常是指那些微生物生長所必需而且需求量很小的有機化合物。生長因子通常是指那些微生物生長所必需而且需求量很小的有機化合物。微生物需要的生長因素

58、有微生物需要的生長因素有B B族維生素、維生素族維生素、維生素C C、氨基酸、嘌呤、嘧啶、生物、氨基酸、嘌呤、嘧啶、生物素及煙酸等。素及煙酸等。 很多異養(yǎng)微生物及自養(yǎng)微生物具有合成生長因子的能力，所以，它們可很多異養(yǎng)微生物及自養(yǎng)微生物具有合成生長因子的能力，所以，它們可以不必從外界環(huán)境中獲取現(xiàn)成的生長因子。若微生物自己不能合成時，則必以不必從外界環(huán)境中獲取現(xiàn)成的生長因子。若微生物自己不能合成時，則必需供給生長因子。需供給生長因子。 生長因子不提供能量，也不參與細胞結構組成，生長因子不提供能量，也不參與細胞結構組成，它們大多為酶的組成分，與微生物代謝有著密切關系。它們大多為酶的組成分，與微生物代

59、謝有著密切關系。5.2.2 5.2.2 微生物的營養(yǎng)物及營養(yǎng)類型微生物的營養(yǎng)物及營養(yǎng)類型二、營養(yǎng)類型二、營養(yǎng)類型微生物的營養(yǎng)類型復雜，根據(jù)所需要的微生物的營養(yǎng)類型復雜，根據(jù)所需要的碳源碳源和和能源能源可以分為：可以分為：u 光能自養(yǎng)型（光能自養(yǎng)型（photoautotrophphotoautotroph）u 光能異養(yǎng)型（光能異養(yǎng)型（photoheterotrophphotoheterotroph）u 化能自養(yǎng)型（化能自養(yǎng)型（chemoautotrophchemoautotroph）u 化能異養(yǎng)型（化能異養(yǎng)型（chemoheterotrophchemoheterotroph）5.2.2 5.2.

60、2 微生物的營養(yǎng)物及營養(yǎng)類型微生物的營養(yǎng)物及營養(yǎng)類型 光能自養(yǎng)型微生物體內(nèi)含有光合色素，可以利用光作為能源，利用光能自養(yǎng)型微生物體內(nèi)含有光合色素，可以利用光作為能源，利用COCO2 2作為碳源，以無機物（作為碳源，以無機物（H H2 2O O、H H2 2S S、S S等）做供氫體（供電子體）使等）做供氫體（供電子體）使COCO2 2還原并還原并合成菌體細胞有機物。藻類、藍細菌、紅硫菌、綠硫菌等屬此。合成菌體細胞有機物。藻類、藍細菌、紅硫菌、綠硫菌等屬此。光能自養(yǎng)型光能自養(yǎng)型藍細菌、藻類的光合作用以水為供氫體，在光下，同化藍細菌、藻類的光合作用以水為供氫體，在光下，同化COCO2 2，并放出，