微生物的營(yíng)養(yǎng)和代謝微生物遺傳

微生物的營(yíng)養(yǎng)和代謝微生物遺傳第1頁(yè)/共86頁(yè)第五章微生物的營(yíng)養(yǎng)和代謝本章重點(diǎn)和難點(diǎn)：

微生物營(yíng)養(yǎng)類型，微生物的產(chǎn)能方式和微生物特有的合成代謝（生物固氮、肽聚糖合成、次生代謝產(chǎn)物）第2頁(yè)/共86頁(yè)5.1微生物的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)類型

細(xì)胞從外界環(huán)境中攝取化學(xué)物質(zhì)，使其在生長(zhǎng)過(guò)程中獲取生命活動(dòng)所需的能量及其結(jié)構(gòu)物質(zhì)的生理過(guò)程稱為營(yíng)養(yǎng)或營(yíng)養(yǎng)作用。外界環(huán)境中可為細(xì)胞提供結(jié)構(gòu)組分、能量、代謝調(diào)節(jié)物質(zhì)和良好生理環(huán)境的化學(xué)物質(zhì)稱為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)或養(yǎng)料。5.1.1營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及其功能

從元素成分看，需要最多的是：C、H、O、N、P、K、Ga、Mg、S、Fe等10種，且C、H、O、N、S、P還是碳水化合物、脂類、蛋白質(zhì)和核酸的成分。第3頁(yè)/共86頁(yè)1.碳源：

凡能共給微生物碳素營(yíng)養(yǎng)的物質(zhì)稱為碳源。

碳素的主要作用是組成菌體細(xì)胞物質(zhì)和共給微生物生長(zhǎng)發(fā)育所需的能量。

碳源分無(wú)機(jī)（CO2及碳酸鹽）和有機(jī)碳源（糖類、有機(jī)酸類、油脂及烴類）。實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)微生物常用的碳源主要有：葡萄糖、果糖、蔗糖、淀粉、甘油和一些有機(jī)酸等。第4頁(yè)/共86頁(yè)2.氮源：

能被微生物利用的含氮物質(zhì)為氮源。氮素是構(gòu)成微生物細(xì)胞基本物質(zhì)－蛋白質(zhì)和核酸的主要成分，一般不提供能源（硝化細(xì)菌能利用氨作為氮源和能源）。

氮源分無(wú)機(jī)（分子態(tài)氮、硝酸鹽、銨鹽等）和有機(jī)（尿素、氨基酸、蛋白質(zhì)、蛋白胨、肉膏等）兩大類。

實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)微生物常用的氮源主要有：銨鹽、硝酸鹽、尿素、蛋白胨和牛肉膏等。發(fā)酵工業(yè)上常以豆餅粉、花生餅粉和玉米漿等作為微生物的氮源。第5頁(yè)/共86頁(yè)

N2

固氮酶

(N2)固氮微生物

NH4—N蛋白質(zhì)

原生營(yíng)養(yǎng):

凡是以葡萄糖或其他有機(jī)化合物為唯一碳源和能源,以無(wú)機(jī)化合物為唯一氮源,能夠滿足碳、氮營(yíng)養(yǎng)需要的化能有機(jī)營(yíng)養(yǎng)微生物,統(tǒng)稱為原生營(yíng)養(yǎng)型。如果這種條件不能滿足營(yíng)養(yǎng)需要,

則為缺陷營(yíng)養(yǎng)(營(yíng)養(yǎng)缺陷型):

某些微生物由于合成能力發(fā)生障礙,所以在微生物培養(yǎng)時(shí)要添加某種或某幾種氨基酸或堿基等有機(jī)化合物才能生長(zhǎng)。第6頁(yè)/共86頁(yè)3.礦質(zhì)元素

礦質(zhì)元素也是微生物生命活動(dòng)所不可缺少的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，可分為兩大類，即大量元素(P、K、Mg、Ga、S、Na等)和微量元素(Fe、B、Cu、Zn、Mo、Co)。其主要功能是：①構(gòu)成微生物細(xì)胞的組成成分；②作為酶的組成部分或維持酶的活性；③調(diào)節(jié)細(xì)胞的滲透壓、氫離子濃度、Eh等；④作為自養(yǎng)微生物的能源。第7頁(yè)/共86頁(yè)4.生長(zhǎng)因子

凡能調(diào)節(jié)微生物代謝活動(dòng)的微量有機(jī)物質(zhì)稱為生長(zhǎng)因子。包括維生素、氨基酸和核苷三類。其作用是用來(lái)構(gòu)成酶的輔基或輔酶(是某些酶活性所必需的成分)(表)

各種微生物所需生長(zhǎng)因子的種類和數(shù)量是不一樣的，如自養(yǎng)微生物和一些腐生性細(xì)菌、霉菌，能自己合成這類物質(zhì)，不需外界供給；而有些微生物(根瘤菌、乳酸桿菌等)因缺乏合成這類物質(zhì)的能力，必須外界供給才能生長(zhǎng)。

在實(shí)驗(yàn)室通常用作生長(zhǎng)因子的物質(zhì)有：酵母膏、玉米漿、肝浸液、麥芽汁、牛肉膏、米糠等。第8頁(yè)/共86頁(yè)

維生素及其在代謝中的作用

化合物

代謝中的作用生物素泛酸輔酶M硫胺素(B1)維生素K催化羧化反應(yīng)的酶的輔酶輔酶A的前體甲烷形成中的輔酶硫胺素焦磷酸脫羧酶、轉(zhuǎn)醛醇酶和轉(zhuǎn)酮醇酶的輔甲基醌類的前體，起電子載體作用(如延胡索酸還原酶)第9頁(yè)/共86頁(yè)微生物對(duì)生長(zhǎng)素的需要分三類情況:①自養(yǎng)微生物不需外源供應(yīng);

②需部分供給或部分供給生長(zhǎng)素的前體才能生長(zhǎng);

③要供給多種生長(zhǎng)因素才能生長(zhǎng)(常需要供給植物汁液、動(dòng)物煮汁才能生長(zhǎng))。第10頁(yè)/共86頁(yè)5.水作用：

①是細(xì)胞的主要組成成分；

②直接參加各種代謝反應(yīng);

③是細(xì)胞吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和排泄廢物的介質(zhì)；

④可調(diào)節(jié)菌體內(nèi)的溫度(水比熱大有利吸熱,散熱)；

⑤水維持細(xì)胞膨壓；

⑥可供給菌體營(yíng)養(yǎng)。第11頁(yè)/共86頁(yè)5.1.2微生物的營(yíng)養(yǎng)類型

根據(jù)微生物所需要的能源和碳源的不同，可將微生物的營(yíng)養(yǎng)類型分為四大類：

營(yíng)養(yǎng)類型光能無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)型光能有機(jī)營(yíng)養(yǎng)型化能無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)型化能有機(jī)營(yíng)養(yǎng)型

能源主要碳源氫或電子供體光能CO2水或還原態(tài)無(wú)機(jī)物光能CO2有機(jī)物化學(xué)能CO2還原態(tài)無(wú)機(jī)物化學(xué)能有機(jī)物有機(jī)物第12頁(yè)/共86頁(yè)1.光能無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)型(或稱光能自養(yǎng)型)

這類微生物是利用光作為生活所需要的能源，以CO2作為唯一或主要碳源，以無(wú)機(jī)物作為供氫體來(lái)還原CO2合成細(xì)胞的有機(jī)物質(zhì)。如藻類和少數(shù)細(xì)菌(紅硫細(xì)菌、綠硫細(xì)菌)，它們都含光和色素(葉綠素或細(xì)菌葉綠素、類胡蘿卜素和藻膽素)，可以在完全無(wú)機(jī)的環(huán)境中生長(zhǎng)，所以稱光能無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)型。

但應(yīng)注意，三大色素中，葉綠素或細(xì)菌葉綠素是主要的光合色素，而類胡蘿卜素和藻膽素因不能單獨(dú)進(jìn)行光合作用而稱為輔助色素，其主要功能是捕獲光能轉(zhuǎn)移到光反應(yīng)中心，并保護(hù)膜系統(tǒng)免遭光氧化的破壞。第13頁(yè)/共86頁(yè)

光能

CO2+H2O------[CH2O]+O2

葉綠素

光能

CO2+2H2S-------[CH2O]+2S+H2O

細(xì)胞葉綠素

光能

CO2+2H2A-----[CH2O]+H2O+2A

光合色素第14頁(yè)/共86頁(yè)2.光能有機(jī)營(yíng)養(yǎng)型(光能異養(yǎng)型)

這類微生物利用光作為能源，利用簡(jiǎn)單有機(jī)物作為供氫體以還原CO2合成細(xì)胞有機(jī)物質(zhì)。如紅螺細(xì)菌：

CH3

光能

CHOH+CO2-----2CH3COCH3+[CH2O]+H2OCH3

光合色素

(異丙醇)(丙酮)第15頁(yè)/共86頁(yè)3.化能無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)型(化能自養(yǎng)型)

能從無(wú)機(jī)物氧化過(guò)程中獲得能量，并以CO2作為唯一或主要碳源進(jìn)行生長(zhǎng)的微生物。如鐵細(xì)菌、亞消化細(xì)菌、消化細(xì)菌和硫細(xì)菌。

Fe+2Fe+3+e+能量

2NH3+3O22HNO2+2H2O+能量

2HNO2+O22HNO3+能量

2S+3O2+H2O2H2SO4+能量

能量

CO2+[4H][CH2O]+H2O第16頁(yè)/共86頁(yè)4.化能有機(jī)營(yíng)養(yǎng)型(化能異養(yǎng)型)

這是一類以有機(jī)物為能源和碳源的微生物，包含的種類最多。就已知的微生物中絕大多數(shù)細(xì)菌、全部真菌、原生動(dòng)物及病毒都屬于這一營(yíng)養(yǎng)類型。第17頁(yè)/共86頁(yè)5.1.3培養(yǎng)基培養(yǎng)基：

按照微生物生長(zhǎng)繁殖所需要的各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，用人工方法配制而成的營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)。它是進(jìn)行微生物學(xué)研究、生產(chǎn)微生物制品等的基礎(chǔ)。第18頁(yè)/共86頁(yè)1.培養(yǎng)基的配制原則⑴培養(yǎng)基一般包括碳源、氮源、無(wú)機(jī)鹽和生長(zhǎng)因子。(營(yíng)養(yǎng)成分及其配比要恰當(dāng))10-3~10-4mol/L10-6~10-8mol/LC/N=6:1⑵培養(yǎng)基的濃度要恰當(dāng)。⑶控制適當(dāng)pH。

pH=4.5~6pH=7~7.5第19頁(yè)/共86頁(yè)2.培養(yǎng)基的類型及其應(yīng)用⑴化學(xué)組成根據(jù)培養(yǎng)基組成物質(zhì)的化學(xué)成分是否完全了解，可將培養(yǎng)基分為合成培養(yǎng)基和天然培養(yǎng)基合成培養(yǎng)基：用化學(xué)成分已知的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)配制而成的培養(yǎng)基。天然培養(yǎng)基：用化學(xué)成分未知或不完全知道其化學(xué)成分的有機(jī)物質(zhì)配制而成的培養(yǎng)基。第20頁(yè)/共86頁(yè)⑵物理狀態(tài)根據(jù)培養(yǎng)基制成后的物理狀態(tài)的不同，可分為：液體、固體和半固體培養(yǎng)基。固體培養(yǎng)基是在液體培養(yǎng)基中加入凝固劑(1.5%~2.0%的瓊脂)而制成的培養(yǎng)基。半固體培養(yǎng)基是在液體培養(yǎng)基中加入0.2%~0.7%的瓊脂配制而成。⑶特定用途按特定用途，可將培養(yǎng)基分為基礎(chǔ)、加富、選擇和鑒別培養(yǎng)基。

(伊紅—甲基藍(lán)培養(yǎng)基)第21頁(yè)/共86頁(yè)5.2微生物的能量代謝5.2.1細(xì)胞中的氧化還原反應(yīng)與能量產(chǎn)生

AH22H++2e+A(氧化)B+2H++2eBH2(還原)AH2+BA+BH2(氧化還原)2H++2e-H2

E0/=-421mV1/2O2+2H++2e-H2OE0/=+816mV

第22頁(yè)/共86頁(yè)第23頁(yè)/共86頁(yè)5.2.2高能化合物和ATP的合成

1.細(xì)胞中的高能化合物第24頁(yè)/共86頁(yè)2.細(xì)胞合成ATP的途徑第25頁(yè)/共86頁(yè)⑴底物水平磷酸化

這種磷酸化的特點(diǎn)即在底物氧化過(guò)程中生成含高能磷酸鍵的化合物，通過(guò)相應(yīng)酶的作用將此高能磷酸根轉(zhuǎn)移給ADP生成ATP。

X~P+ADPX+ATP

第26頁(yè)/共86頁(yè)第27頁(yè)/共86頁(yè)⑵氧化磷酸化

通過(guò)呼吸鏈產(chǎn)生ATP的過(guò)程稱為電子傳遞水平磷酸化或氧化磷酸化。

這種磷酸化的特點(diǎn)是當(dāng)由物質(zhì)氧化產(chǎn)生的質(zhì)子和電子向最終電子受體轉(zhuǎn)移時(shí)需經(jīng)過(guò)一系列的氫和電子傳遞體，每個(gè)傳遞體都是一個(gè)氧化還原系統(tǒng)。這一系列的氫和電子傳遞體在不同生物中大同小異，構(gòu)成一條鏈，稱其為呼吸鏈。流動(dòng)的電子通過(guò)呼吸鏈時(shí)逐步釋放出能量，該能量可使ADP生成ATP。第28頁(yè)/共86頁(yè)第29頁(yè)/共86頁(yè)⑶光合磷酸化

光合磷酸化是將光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的過(guò)程。在這種轉(zhuǎn)化過(guò)程中光合色素起著重要作用。微生物中藍(lán)細(xì)菌、光合細(xì)菌以及嗜鹽細(xì)菌的光合色素的光合磷酸化特點(diǎn)均有所不同。第30頁(yè)/共86頁(yè)第31頁(yè)/共86頁(yè)第32頁(yè)/共86頁(yè)第33頁(yè)/共86頁(yè)5.2.3微生物細(xì)胞中能量的釋放和利用

1.發(fā)酵作用

2.有氧呼吸

3.無(wú)氧呼吸

4.ATP的作用第34頁(yè)/共86頁(yè)第35頁(yè)/共86頁(yè)5.3微生物的分解代謝

復(fù)雜有機(jī)物質(zhì)，通過(guò)一系列分解代謝酶系的催化，產(chǎn)生能量(ATP)和小分子物質(zhì)的過(guò)程稱為分解代謝。第36頁(yè)/共86頁(yè)5.3.1己糖的分解

糖酵解途徑和三羧酸循環(huán)

葡萄糖在有氧條件下的分解過(guò)程主要經(jīng)過(guò)4個(gè)階段：①糖酵解②生成乙酰輔酶A③三羧酸循環(huán)④進(jìn)入呼吸鏈產(chǎn)能。第37頁(yè)/共86頁(yè)1.糖酵解的EM途徑

是指在不需要氧的條件下一分子葡萄糖經(jīng)轉(zhuǎn)化成1，6-二磷酸果糖后，在醛縮酶催化下，裂解并由此生成2分子丙酮酸的過(guò)程。(見(jiàn)圖)第38頁(yè)/共86頁(yè)第39頁(yè)/共86頁(yè)2.乙酰輔酶A的生成

丙酮酸脫氫酶系CH3COCOOH+CoASH+NAD+

(丙酮酸)(輔酶A)

CH3CO~ScoA+H++CO2

(乙酰輔酶A)

(丙酮酸脫氫酶、二氫硫辛酸轉(zhuǎn)乙?；?、二氫硫辛酸脫氫酶)第40頁(yè)/共86頁(yè)3.三羧酸循環(huán)(TCA循環(huán))

此循環(huán)是從乙酰輔酶A與草酰乙酸綜合形成檸檬酸開(kāi)始的，它是葡萄糖降解成丙酮酸后進(jìn)一步徹底氧化的過(guò)程。(見(jiàn)圖)第41頁(yè)/共86頁(yè)第42頁(yè)/共86頁(yè)4.進(jìn)入呼吸鏈產(chǎn)能

在此步驟中，三羧酸循環(huán)中生成的NADH和FADH2進(jìn)入呼吸鏈，將H+

和電子交給O2生成水并生成能量。

經(jīng)過(guò)以上四個(gè)階段后，在理想條件下，1分子葡萄糖被徹底氧化為H2O和CO2，可共計(jì)產(chǎn)生38個(gè)ATP。(EM途徑產(chǎn)生8個(gè)、生成乙酰輔酶A時(shí)產(chǎn)生6個(gè)、TCA循環(huán)共產(chǎn)生24個(gè)ATP)。第43頁(yè)/共86頁(yè)5.3.2丙酮酸代謝的多樣性第44頁(yè)/共86頁(yè)5.4微生物的合成代謝

微生物的合成代謝(也稱同化作用)是指從簡(jiǎn)單的小分子物質(zhì)合成復(fù)雜的大分子物質(zhì)(如蛋白質(zhì)、核酸、多糖和脂類等化合物)的過(guò)程。

合成作用必需具備三要素：小分子前體物質(zhì)、能量和還原力。而這三要素主要從分解代謝(異化作用)中獲得。第45頁(yè)/共86頁(yè)5.4.1無(wú)機(jī)養(yǎng)料的同化1.二氧化碳的同化

CO2是自養(yǎng)微生物的唯一碳源。異養(yǎng)微生物也能利用CO2作為補(bǔ)嘗的碳源。將空氣中的CO2同化成為細(xì)胞有機(jī)物的過(guò)程稱為CO2的同化。(CO2的固定)自養(yǎng)微生物對(duì)CO2的固定：總反應(yīng)如下

ATP6CO2+12NADPHC6H12O6+12NADP+

酶第46頁(yè)/共86頁(yè)第47頁(yè)/共86頁(yè)異養(yǎng)微生物對(duì)CO2的固定第48頁(yè)/共86頁(yè)2.硝酸鹽的同化還原

NO3-+NADPH+H+

NO2-+H2O+NADP+

NO2-NH2OHNH3

NADPH+H+NADP+NADPH+H+NADP+

第49頁(yè)/共86頁(yè)3.分子態(tài)氮的同化⑴固氮酶是氮?dú)膺€原的生物催化劑。其分子量很大，一般都含有2種蛋白組分：鉬鐵蛋白和鐵蛋白。前者由4個(gè)亞單位組成，分子量200-240KDa，含2個(gè)Mo原子，30±2Fe原子，還含有大致相等的不穩(wěn)定的S原子；后者由2個(gè)亞單位組成，分子量57-72KDa,4個(gè)Fe原子和4個(gè)不穩(wěn)定的S原子。

作用的條件：①兩組分結(jié)合后才起固氮作用；②能量問(wèn)題以及電子供體和載體；③氧的影響；④氨的阻抑效應(yīng)問(wèn)題。第50頁(yè)/共86頁(yè)⑵氮分子的還原過(guò)程

氮分子的還原需要?dú)浜碗娮?，其?lái)源因不同固氮微生物而異。如厭氧的巴氏梭菌靠丙酮酸裂解；光合細(xì)菌通過(guò)光合磷酸化獲得電子；好氧的固氮菌則是通過(guò)TCA循環(huán)等來(lái)獲得；在共生的根瘤類菌體中，有大量貯藏物質(zhì)---聚β-羥基丁酸，它能為固氮作用提供電子。(圖)第51頁(yè)/共86頁(yè)第52頁(yè)/共86頁(yè)4.硫酸鹽的同化還原ATP+SO4

腺苷磷酸硫酸酐+PPiATP+腺苷磷酸硫酸酐磷酸腺苷磷酸硫酸+ADP

NADPH+H+NADP+

磷酸腺苷磷酸硫酸磷酸腺苷磷酸+SO3-

NADH+H+NAD+

H2S+H2O

第53頁(yè)/共86頁(yè)5.4.2大分子前體物質(zhì)的合成1.碳水化合物的合成

自養(yǎng)微生物所需的碳水化合物是CO2經(jīng)卡爾文氏循環(huán)而合成；大多數(shù)化能異養(yǎng)微生物利用葡萄糖等碳水化合物作為能源和形成氨基酸等簡(jiǎn)單化合物的骨架。作為前體分子，細(xì)胞中最重要的是六碳糖(葡萄糖)和五碳糖(核糖和脫氧核糖)。第54頁(yè)/共86頁(yè)2.氨基酸的合成第55頁(yè)/共86頁(yè)第56頁(yè)/共86頁(yè)3.核苷酸的生物合成

核苷酸是核酸(DNA和RNA)的建筑塊，也是一些輔酶的組分，如NAD、FAD和輔酶A，還是糖原等大分子生物合成中活化的中間物。核苷酸的結(jié)構(gòu)在前已作介紹，其合成很復(fù)雜，在此不作闡述。第57頁(yè)/共86頁(yè)5.4.3細(xì)胞結(jié)構(gòu)成分大分子物質(zhì)的合成1.多糖的生物合成

UDP—葡糖焦磷酸化酶

UTP+G-1-PUDPG+PPi(尿苷-3-磷酸)(葡萄糖-1-磷酸)(尿苷二磷酸葡萄糖)

轉(zhuǎn)葡糖基酶

UDPG+(葡萄糖)n(葡萄糖)n+1+UDP第58頁(yè)/共86頁(yè)2.肽聚糖的合成和細(xì)胞壁的增長(zhǎng)第59頁(yè)/共86頁(yè)5.4.4微生物合成的次生代謝產(chǎn)物根據(jù)次生代謝產(chǎn)物作用不同,主要可以分為：1.毒素微生物在代謝過(guò)程中可產(chǎn)生一些對(duì)動(dòng)植物細(xì)胞有毒殺作用的物質(zhì)稱為毒素。毒素大多是蛋白質(zhì)物質(zhì)，如肉毒梭菌產(chǎn)生的肉毒素、破傷風(fēng)梭菌產(chǎn)生的破傷風(fēng)毒素、痢疾桿菌產(chǎn)生的各種內(nèi)外毒素等。還有一些微生物殺蟲(chóng)劑，就是利用微生物的繁殖和毒素的存在而使害蟲(chóng)致死。第60頁(yè)/共86頁(yè)2.抗生素能抑制他種微生物生長(zhǎng)及活動(dòng)

的物質(zhì)為抗生素。大多數(shù)放線菌以及某些真菌、細(xì)菌都能產(chǎn)生抗生素，如點(diǎn)青霉和灰黃青霉產(chǎn)生的青霉素，是二十世紀(jì)三十年代發(fā)現(xiàn)的第一種抗生素。迄今報(bào)道的抗生素已有2500-3000種，但由于對(duì)動(dòng)物的毒性或副作用等原因，目前真正具有實(shí)用價(jià)值的卻只有青霉素、鏈霉素、四環(huán)素類、紅霉素、新生霉素、利福平、放線菌素等60多種。但近年來(lái)，農(nóng)用抗生素如井崗霉素、春日霉素、慶豐霉素、滅瘟素等已在植物病害防治、森林保護(hù)等方面發(fā)揮了一定的作用。第61頁(yè)/共86頁(yè)3.生長(zhǎng)刺激素是一種高度生理活性物質(zhì)，是微生物產(chǎn)生的可以刺激動(dòng)植物生長(zhǎng)或性器官發(fā)育的一類物質(zhì)。如赤霉菌產(chǎn)生的赤霉。4.色素

許多微生物能產(chǎn)生各種有色物質(zhì)。如黏質(zhì)賽氏桿菌產(chǎn)生的靈菌紅素。第62頁(yè)/共86頁(yè)思考題：5-1

微生物的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)主要包括哪些？各有何功能？5-2

根據(jù)微生物所需的能源和碳源的不同，可將微生物的營(yíng)養(yǎng)類型分為幾種？各有何特點(diǎn)？5-3

什么是培養(yǎng)基？其配制原則是什么？根據(jù)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的不同來(lái)源可將培養(yǎng)基分為幾種？根據(jù)培養(yǎng)基制成后的物理狀態(tài)的不同又可將培養(yǎng)基分為幾種？5-4

細(xì)胞中的高能化合物主要是什么？5-5

細(xì)胞合成ATP的途徑有哪些？5-6ATP有何作用？5-7

葡萄糖在有氧條件下的分解過(guò)程主要經(jīng)過(guò)哪四個(gè)階段？5-8

次生代謝產(chǎn)物是如何合成的？主要包括哪些？各有何作用？第63頁(yè)/共86頁(yè)第六章微生物的遺傳和變異

本章的重點(diǎn)和難點(diǎn)：

遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)、遺傳信息的傳遞與基因表達(dá)、細(xì)菌的基因重組。第64頁(yè)/共86頁(yè)6.1生物遺傳信息的載體第65頁(yè)/共86頁(yè)6.1.1DNA的結(jié)構(gòu)和復(fù)制1.DNA的結(jié)構(gòu)第66頁(yè)/共86頁(yè)第67頁(yè)/共86頁(yè)2.細(xì)胞中DNA的復(fù)制第68頁(yè)/共86頁(yè)①DNA多聚酶第69頁(yè)/共86頁(yè)②DNA復(fù)制過(guò)程第70頁(yè)/共86頁(yè)3.限制酶和DNA的裂解

在微生物細(xì)胞中有一類酶對(duì)自身的DNA不起作用，而能限制外來(lái)DNA在細(xì)胞中起作用，把這類酶稱為限制性內(nèi)切核酸酶(簡(jiǎn)稱限制酶)。

5–PO4……A–G–C–T……3–OH鏈Ⅰ

3–OH……T–C–G–A……5–PO4

鏈Ⅱ

5……GAATTC33……CTTAA

G5第71頁(yè)/共86頁(yè)6.1.2RNA與遺傳密碼1.rRNA2.mRNA與遺傳密碼第72頁(yè)/共86頁(yè)3.tRNA4.RNA的結(jié)構(gòu)第73頁(yè)/共86頁(yè)第74頁(yè)/共86頁(yè)6.1.3基因和遺傳成分6.1.3.1基因組第75頁(yè)/共86頁(yè)6.1.3.2染色體類球紅細(xì)菌(Rhodobactersphaeroides)根癌土壤桿菌(Agrobacteriumfumefaciens)大腸桿菌(E.coli)K-12第76頁(yè)/共86頁(yè)6.1.3.3染色體外遺傳成分

微生物細(xì)胞中有些遺傳成分存在于染色體外，已知的有質(zhì)粒、細(xì)胞器(線粒體和葉綠體)基因組，以及可轉(zhuǎn)移遺傳成分。

第77頁(yè)/共86頁(yè)6.2遺傳信息的傳遞和基因的表達(dá)6.2.1從基因到蛋白質(zhì)

遺傳信息的調(diào)控包括兩個(gè)相繼進(jìn)行的過(guò)程，轉(zhuǎn)錄(transcription)t和翻譯(translation)，這就是從基因到蛋白質(zhì)的過(guò)程。⑴轉(zhuǎn)錄過(guò)程轉(zhuǎn)錄是將貯存在DNA上的遺傳信息(RNA病毒除外)依據(jù)堿基配對(duì)原則抄錄在mRNA上，由RNA多聚酶催化完成。⑵翻譯過(guò)程翻譯是以氨基酸為材料根據(jù)mRN