第五章微生物的生理.ppt
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1、山 荫 酞 潭 癌 衡 蕴 呻 做 巫 蛛 腐 猖 瞻 陀 侯 铸 掉 抄 胎 差 僻 涕 壹 爷 通 绘 金 翠 襄 队 猛 第 五 章 微 生 物 的 生 理 第 五 章 微 生 物 的 生 理 第五章 微生物的生理 吩 属 劣 蓬 慰 冒 角 糊 谆 裹 蛆 斟 龄 咕 蹄 瓷 诧 渊 蛊 簇 炬 吼 廉 弗 畸 非 王 粮 萨 裸 嫉 处 第 五 章 微 生 物 的 生 理 第 五 章 微 生 物 的 生 理 内容提要 基本概念 酶的基本概念,本质,催化特性 酶的分类,影响酶活的因素 微生物细胞的元素组成 微生物的营养物质 微生物的营养类型 微生物的培养基及类型 营养物质进入细胞的方式
2、 弗 承 牟 妥 份 锐 拴 换 牟 辩 拟 税 肋 戮 杖 划 沙 善 便 农 官 公 恢 埔 时 帆 访 叛 绝 仇 腿 设 第 五 章 微 生 物 的 生 理 第 五 章 微 生 物 的 生 理 5.1 微生物的酶 就 赶 卖 轨 生 镊 轮 语 带 淑 贡 趾 诗 艾 肉 眷 滞 雾 溅 查 张 露 眼 察 惫 碗 昔 疟 柠 崖 耀 幅 第 五 章 微 生 物 的 生 理 第 五 章 微 生 物 的 生 理 1857年,巴斯德等提出酒精发酵是细胞活动的结果。 1878年,提出“酶”的名称; Liebig等提出发酵现象是由于溶解于细胞液中的酶引起 的; 1897年,Bchner兄弟用不
3、含细胞的酵母汁实现了发酵 ,证明了发酵与细胞无关; 1913年,Michaelis等提出了酶促动力学原理; 1926年,Sumner第一次从刀豆中提出了脲酶结晶,并 证明其具有蛋白质性质; 20世纪30年代,Northrop又分离出结晶的蛋白酶、胰蛋 白酶及胰凝乳蛋白酶,确立了酶的蛋白质本质。 . 倾 铸 效 氓 音 酗 体 溃 驳 猜 种 抱 罩 慌 搞 燥 芬 森 师 作 吴 泽 斥 玛 彭 惠 憋 祝 属 狈 溪 寻 第 五 章 微 生 物 的 生 理 第 五 章 微 生 物 的 生 理 (1)用量少而催化效率 高; (2)不改变化学反应的 平衡点 (3)可降低反应的活化 能 1.酶和一
4、般催化剂比较 作 刹 郴 峻 躬 枪 砂 追 承 移 拦 狭 刨 麻 版 愤 诣 荧 奔 烁 录 砾 逛 啃 噪 岛 荷 弯 督 上 胸 滋 第 五 章 微 生 物 的 生 理 第 五 章 微 生 物 的 生 理 (1)催化效率高: 反应速度是无酶 催化或普通人造催 化剂催化反应速度 的10的6次方至10 的16次方倍。 2.酶作为生物催化剂的特性 (2)酶的作用具有高度的专一性 曾 眶 候 胳 匈 宅 荫 搭 耕 叶 洒 郎 氨 真 食 硫 槛 本 枷 攻 抢 赁 密 揖 奉 厚 替 誉 柠 营 酝 盾 第 五 章 微 生 物 的 生 理 第 五 章 微 生 物 的 生 理 (3)敏感性:对
5、环境条件极为敏感,酶容易失活 (4)酶活力的调节控制:如抑制剂调节、共价修饰 调节、反馈调节、酶原激活及激素控制等。调 整的本质是酶的活性中心的改变(有或无、优 或劣 (5)酶的催化活力与辅酶、辅基及金属离子有关, 有些酶是复合蛋白质,其中的小分子物质(辅酶 、辅基及金属离子)与酶的催化活性密切相关。 若将它们除去,酶就失去活性。 (6)反应条件温和:常温、常压、中性。 阀 哮 须 腻 晚 使 妈 漳 价 棚 灾 底 堡 下 拳 传 讽 律 养 们 加 钓 驰 蔫 毕 霞 钥 腾 缘 躁 桩 促 第 五 章 微 生 物 的 生 理 第 五 章 微 生 物 的 生 理 (1)酶的蛋白质本质 所有
6、的酶都是蛋白质。有的是简单蛋白质,有的 是结合蛋白质。 酶同其他蛋白质一样,由氨基酸组成。 3.酶的化学本质 不能说所有蛋白质都是酶,只是具有催化作用的 蛋白质,才能称为酶 嗽 侈 恍 拍 诞 哪 粮 们 模 棘 筋 否 打 嫩 变 腊 裂 赣 膨 醚 涨 蛾 锌 多 滔 狐 妖 候 径 湃 左 角 第 五 章 微 生 物 的 生 理 第 五 章 微 生 物 的 生 理 (2)酶的组成 根据组成成分分为: 简单蛋白质酶 结合蛋白质酶(结合非蛋白组分后才表现出酶的活 性)两类。 酶蛋白结合非蛋白组分后形成的复合物称“ 全酶”,全酶=酶蛋白+辅助因子。 土 主 柄 肄 澎 辐 是 标 孙 佑 率
7、剿 毫 肪 鸡 蘑 茶 碧 扛 设 少 溃 辛 跟 疯 童 表 旨 靶 殊 险 较 第 五 章 微 生 物 的 生 理 第 五 章 微 生 物 的 生 理 辅助因子 辅酶:与酶蛋白结合的比较松的小分子有机物 辅基:与酶蛋白结合紧密的小分子有机物,不易透 析除去 金属激活剂:金属离子作为辅助因子 话 阴 咀 朗 腑 择 熬 肾 刀 凑 矫 锥 戌 买 蛆 拽 圾 洼 媒 勤 净 嘱 元 衡 溢 圃 凌 恩 粉 弛 从 夜 第 五 章 微 生 物 的 生 理 第 五 章 微 生 物 的 生 理 弥补氨基酸基团催化强 度的不足,改变并稳定 活性中心或改变底物化 学键稳定性(底物酶 的催化对象)。 例
8、如:羧肽酶中的锌离子 :可稳定活性中心使肽 键失稳、吸附羧氧原子 。 辅助因子本身无催化作用,它的主要作用是: 碉 签 渠 令 尚 弗 困 解 瞄 帮 可 尚 雾 埋 更 庙 棱 唯 谋 打 兼 曾 偏 墨 黄 盗 牛 鱼 阀 借 抛 揉 第 五 章 微 生 物 的 生 理 第 五 章 微 生 物 的 生 理 在酶促反应中运输转移电子、原子或某些功 能基,如参与氧化还原或运载酰基的作用, 协助活性中心基团快速转移。 辅助因子本身无催化作用,它的主要作用是: 捌 射 几 肪 虱 妮 赔 诌 剂 祈 旬 慌 笑 铀 崖 芥 捶 寨 渺 肖 疙 伺 亩 废 催 虏 办 疡 捶 愿 句 陆 第 五 章
9、 微 生 物 的 生 理 第 五 章 微 生 物 的 生 理 v根据酶蛋白分子的特点又可将酶分为三类 单体酶(monomericenzyme):只有一条多肽链。 寡聚酶(oligomericenzyme):由几个甚至几十个 亚基组成,这些亚基可以是相同的多肽链,也可 以是不同的多肽链。 多酶体系(multienzymesystem):是由几种酶彼 此嵌合形成的复合体。 (3)酶的分类 祥 募 戊 沸 庞 牵 迈 幼 优 奖 盈 途 困 狈 诱 氏 酒 晴 挑 途 名 商 胳 赖 究 君 炕 垒 贝 鱼 矽 三 第 五 章 微 生 物 的 生 理 第 五 章 微 生 物 的 生 理 (1)水解酶
10、类 (2)氧化还原酶类 (3)异构酶类 (4)转移酶类 (5)裂解酶类 (6)合成酶类 v按照酶所催化的化学反应类型分类 药 师 棘 隐 剩 锁 暮 促 曙 幼 丰 揣 柞 滔 阿 圃 巨 乾 德 远 聊 搅 峭 寸 椿 摈 玻 铣 重 擦 烂 踪 第 五 章 微 生 物 的 生 理 第 五 章 微 生 物 的 生 理 催化大分子有机物水解成小分子 反应式可以表示为: AB+H2OAOH+BH 如:水解细胞壁的酶 (1)水解酶类 庐 乞 它 陆 暂 淀 鹃 醚 邀 夸 州 美 移 队 恢 穴 酷 邮 愿 箔 墟 扒 狱 殉 凑 氖 坠 暑 史 盎 绪 奥 第 五 章 微 生 物 的 生 理 第
11、 五 章 微 生 物 的 生 理 催化氧化还原反应的酶 反应式为:AH2+BA+BH2 (2)氧化还原酶类 这类酶按照供氢体又可分为氧化酶和脱氢酶 氧化酶:A、催化底物脱氢,氢由辅酶(FAD或FMN)传递给活 化氧,两者结合生成H2O2,反应式: B、催化底物脱氢,活化氧和氢结合生成H2O,反应式: 脱氢酶:催化底物脱氢,氢由中间受体NAD接受,反应式: 焉 跳 艰 笋 逛 沫 弓 两 崔 回 邪 哦 始 夏 烬 友 僵 够 冰 肢 麦 颜 赋 赛 幌 认 辊 蔬 游 护 志 墓 第 五 章 微 生 物 的 生 理 第 五 章 微 生 物 的 生 理 AH2+O2AH2O2 + AH2+O2A
12、H2O + 如:多酚氧化酶催化含酚基的有机物脱氢,氧化为醌类和水 CH3CH2OH +NADCH3CHONADH2+ 小 袭 赢 贡 瞬 跌 近 疤 遂 仇 科 簧 乐 空 束 诞 咀 偷 客 抄 股 笑 捂 谨 庙 景 高 尤 兔 炭 吾 蔫 第 五 章 微 生 物 的 生 理 第 五 章 微 生 物 的 生 理 催化底物的集团转移到另一有机物上的酶 反应式:AR+BA+BR 如:谷丙转氨酶催化谷氨酸的氨基转移到丙酮酸上, 生成丙氨酸和-酮戊二酸。 实际上为取代反应 (3)转移酶类 饼 歧 轨 泊 望 鳃 堑 枢 雇 仇 屈 糟 丝 盲 顽 空 豫 瓣 坟 肃 萎 凉 铲 蜒 衰 椿 冗 法
13、 拆 馋 迹 曼 第 五 章 微 生 物 的 生 理 第 五 章 微 生 物 的 生 理 催化同分异构分子内的集团重新排列 如:6-磷酸葡萄糖异构酶催化的反应。 (4)异构酶 钎 痹 阁 密 锨 成 胚 淑 命 解 施 指 银 汤 砰 惧 送 刷 曰 碱 磐 贸 歧 破 方 览 髓 嘉 酬 撕 栋 尝 第 五 章 微 生 物 的 生 理 第 五 章 微 生 物 的 生 理 (5)裂解酶 催化有机物裂解成小分子有机物 反应式 : ABA + B 蹦 桅 踪 汛 恃 恫 辱 霜 靠 刀 剑 摈 冻 袁 龋 逝 就 恫 跋 勒 碌 时 犬 永 匙 语 膀 盛 斤 噪 啼 容 第 五 章 微 生 物
14、的 生 理 第 五 章 微 生 物 的 生 理 催化底物的合成反应 蛋白质和核酸的生物合成都需要合成酶参加,需要消 耗ATP以获得能量。 (6)合成酶 反应式: A + BATPABADPPi + 或 A + BATPABAMPPPi + 谚 协 认 呆 宰 苇 抉 饥 钾 雹 碉 拘 协 野 芹 溢 龋 今 界 唾 谩 允 秤 释 鹏 矛 俗 蘑 拷 酵 渗 换 第 五 章 微 生 物 的 生 理 第 五 章 微 生 物 的 生 理 酶在细胞的不同部位:可分为胞外酶、胞内酶 和表面酶。 按酶作用的底物不同,可分为淀粉酶、蛋白酶 、脂肪酶、纤维素酶、核糖核酸酶等。 一种酶可以有多个名字,如:
15、淀粉酶也属于水解酶,还属胞外酶 v其他分类 挞 睦 潘 苏 疑 怒 憎 拦 媚 赦 靛 菠 木 陇 凉 衷 梯 台 本 诈 各 焊 泵 赐 缨 赘 回 叠 滞 械 宗 蒂 第 五 章 微 生 物 的 生 理 第 五 章 微 生 物 的 生 理 米门公式(酶促反应速度方程) 4.影响酶活的因素 = VmaxES Km+S (Km= K2+K3 K1 ) 米氏常数Km表示反应速度为最大速度一半时的底物浓 度。 Km值越小,表示酶与底物的反应越趋于完全;Km值 越大,表明酶与底物的反应越不完全。 摸 梁 缚 拱 猎 玫 庙 桩 羹 得 横 公 腻 丛 腻 痴 陷 桅 诊 赫 秧 宴 傣 漠 棉 剥
16、蔫 诫 途 瓮 膏 抒 第 五 章 微 生 物 的 生 理 第 五 章 微 生 物 的 生 理 (1)酶浓度对酶促反应速度的影响 在酶促反应中,如果底物浓度足够大,足以 使酶饱和,则反应速度与酶浓度成正比。 底物分子浓度足够时,酶分子越多,底物转 化的速度越快。 柳 里 缠 改 套 潘 蚁 柏 庚 拆 酞 菠 键 架 搽 警 冬 急 冕 痴 鳞 击 贵 辗 槐 憾 阮 卓 夷 抹 蓉 槛 第 五 章 微 生 物 的 生 理 第 五 章 微 生 物 的 生 理 当底物浓度很低 时,有多余的酶没与 底物结合,随着底物 浓度的增加,中间络 合物的浓度不断增高 。反应速度也迅速增 加。 当底物浓度很高
17、时,溶液中的酶全部与底物结合成 中间产物,虽增加底物浓度也不会有更多的中间产物生 成。反应速度的增加也减缓。 (2)底物浓度对酶促反应速度的影响 鼓 煎 佛 秤 有 廓 旬 惺 抱 锦 努 爬 蝶 极 丁 振 悸 损 拼 彼 蹭 将 吏 腻 僻 痹 喝 开 邀 欠 毗 爵 第 五 章 微 生 物 的 生 理 第 五 章 微 生 物 的 生 理 温度对酶促反应速 度的影响有两方面: (3)温度对酶反应速度的影响 另一方面,随温度升高而使酶逐步变性,即通过减少 有活性的酶而降低酶的反应速度,酶的最适温度就是 这两种过程平衡的结果。 一方面是当温度升高 时,反应速度也加快。 圃 贤 蔓 翌 棒 蓄
18、仙 愿 磷 农 峙 弱 肿 摆 软 渊 绞 膨 触 嘿 傅 琶 窃 记 怖 消 潞 圆 蒸 尿 止 复 第 五 章 微 生 物 的 生 理 第 五 章 微 生 物 的 生 理 在一定的pH下,酶具有最大 的催化活性,通常称此pH为 最适pH。 pH对酶活的影响表现: 改变底物分子和酶分子的带电 状态; 过高或过低的pH会影响酶的 稳定性 (4)pH对反应速度的影响 足 寐 鹰 灯 圾 隅 叶 既 毁 苹 谤 骚 穆 源 徘 竖 熬 筐 产 宁 菲 恃 勘 间 迁 橇 眺 筏 慈 延 爹 音 第 五 章 微 生 物 的 生 理 第 五 章 微 生 物 的 生 理 凡是能提高酶活性的物质,都称为激
19、活剂 (activator),其中大部分是离子或简单有机化合物 。 如K+、Ca2+、Na+、Mg2+、Zn2+、Cl-、Br-等。 作用机理是稳定改变中心、提高亲和力。 (5)激活剂对酶反应速度的影响 基 陀 阉 究 痴 弛 韩 肆 背 商 薪 供 绰 娃 待 腋 崎 顾 陵 迎 坦 寒 炎 牺 拖 涅 寂 除 溯 牢 蹄 斧 第 五 章 微 生 物 的 生 理 第 五 章 微 生 物 的 生 理 能减弱、抑制甚至破坏酶活性的物质称为酶的抑 制剂。 可分为两种形式: 竞争性抑制:抑制剂与底物竞争,从而阻止底物与酶 的结合。 非竞争性抑制:酶可以同时与底物及抑制剂结合,两 者都没有竟争作用 (
20、6)抑制剂对酶反应的影响 损 残 佣 愿 枷 驼 豹 河 擎 咱 明 瞻 烁 坞 九 愧 碑 慢 墓 葱 歉 阮 裳 召 眶 狱 县 砷 怎 雄 毛 峪 第 五 章 微 生 物 的 生 理 第 五 章 微 生 物 的 生 理 5.2 微生物的营养 冲 孽 珊 袄 惹 倍 棘 谋 集 劳 氖 柑 尼 驰 孪 拔 踞 枉 挨 宅 以 灸 魄 码 扣 伎 倘 垒 磨 葵 放 蝇 第 五 章 微 生 物 的 生 理 第 五 章 微 生 物 的 生 理 新陈代谢 异化作用 同化作用 几个重要概念 吭 役 控 痘 富 塞 仇 营 富 诡 封 嚣 邯 利 数 晕 识 注 棚 离 拢 慈 兴 七 痘 亡 郸
21、这 西 净 洞 傻 第 五 章 微 生 物 的 生 理 第 五 章 微 生 物 的 生 理 1.微生物细胞的化学元素组成 水分:70-90%,其余干细胞 元素:C、H、O、N、P、S、K、Na、Mg、Ca、 Fe、Mn、Cu、Co、Zn、Mo等; 其中C、H、O、N、P、S六种元素占微生物细胞 干重的97%; 其它为微量元素。 细胞组成元素的来源物质称为营养(物质)。 精 拣 殷 婆 沂 景 坡 错 盆 心 埂 劫 换 痕 铆 晒 旷 层 朵 泻 搪 便 碎 登 显 颓 扛 桌 镶 胖 渗 枣 第 五 章 微 生 物 的 生 理 第 五 章 微 生 物 的 生 理 2.微生物的营养物质 微生物
22、的营养物质按其在机体中的生理作用可区 分为:碳源、氮源、无机盐、生长因子和水五大 类。 (1)碳源 为微生物提供碳素来源的物质称为碳源; 包括各种天然有机化合物和CO2。 构成细胞骨架和供给能量。 蝎 梧 既 薯 钟 属 踪 砸 娥 痒 康 爷 糟 账 抖 呻 良 又 八 茨 峪 埋 签 慨 息 狸 待 举 观 呜 么 慑 第 五 章 微 生 物 的 生 理 第 五 章 微 生 物 的 生 理 能被微生物用来构成细胞物质的含氮 化合物称为氮源物质; 包括蛋白质类、氨及铵盐、硝酸盐、 分子氮、其它。 为微生物提供蛋白、酶等。 (2)氮源 域 玲 土 陪 退 碧 巍 祁 疥 石 序 怂 栈 寂 搜
23、 俞 诲 皱 殊 渴 勉 鞭 拄 迅 铲 恒 畔 寓 俘 吞 爱 岸 第 五 章 微 生 物 的 生 理 第 五 章 微 生 物 的 生 理 为细胞提供所需的含K、Na、Mg、Ca、Fe、 Mn、Cu、Co、Zn、Mo无机盐类。 作用: 酶活性中心; 维持生物大分子和细胞结构的稳定性; 调节并维持细胞的渗透压平衡; 控制细胞的氧化还原电位和作为某些微生物生 长的能源物质。 (3)无机盐 屏 伐 鳖 盾 慷 湿 眩 氓 篓 肩 拱 店 宣 胚 著 懒 遂 迟 剃 阜 诬 季 秧 矾 免 谤 泄 着 钙 恭 恍 颂 第 五 章 微 生 物 的 生 理 第 五 章 微 生 物 的 生 理 生长因子通
24、常指那些微生物生长所必需而且需要 量很小,但微生物自身不能合成或合成量不足以 满足机体生长需要的有机化合物。 主要包括维生素(vitamin)、氨基酸与嘌呤与嘧啶 三大类。 (4)生长因子 芯 坤 拄 竭 舀 鬃 翌 政 吓 陡 酝 氖 朽 拷 漂 止 竹 囊 喇 纲 纠 虫 耗 婆 路 货 缴 趴 消 富 茫 淬 第 五 章 微 生 物 的 生 理 第 五 章 微 生 物 的 生 理 水是微生物生长所必不可少的,也是微生物的 组份。 水在细胞中的生理功能主要有: 生化反应介质; 溶剂与运输介质; 温度缓冲等作用。 (5)水 靛 漱 记 禽 纷 幼 筷 妒 储 丫 姚 砸 疾 褪 憎 蠢 改
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