2.24 有氧呼吸与无氧呼吸的比较
比较项目 反应场所
有氧呼吸
真核细胞：细胞质基质，主要在线粒体 原核细胞：细胞基质（含有氧呼吸酶系） 需氧
终产物（ CO2、 H2 O）、能量 多，生成大量 ATP
无氧呼吸
细胞质基质 不需氧
反应条件 反应产物 产能多少 共同点
中间产物（酒精、乳酸、甲烷等） 、能量 少，生成少量 ATP
氧化分解有机物，释放能量
2.25 呼吸作用产生的能量的利用情况
呼吸类型 有氧呼吸
被分解的有机物
1mol 葡萄糖
储存的能量
2870kJ
释放的能量
2870kJ
可利用的能量
1165 kJ
能量利用率
40.59%
无氧呼吸 2870 kJ 196.65 kJ 61.08 kJ 2.13% 注：无氧呼吸释放的能量值为分解为乳酸时的值。不同的无氧呼吸类型释放的能量可能稍有不同。
2.26 新陈代谢的类型
有光时：自养生活（进行光合作用，但供氢体不是水，而是有机物）
红螺细菌
无光时：异养生活
兼性营养型
光能自养型
自养型
光合作用
绿色植物 光合细菌 硝化细菌
特 殊 类 型
新 陈 代 谢 类 型
同 化 类 型
基 本 类 型
异 化 类
型
化能自养型
化能合成作用
异养型 绝大多数动物，腐生的真菌，大多数细菌
需氧型 多数动植物
厌氧型
一些细菌 (如光合细菌，供氢体不是水，不放O2) 蛔虫等
兼性厌氧型
酵母菌
有氧时：有氧呼吸 无氧时：无氧呼吸
你知道吗
科学发现：
人们对消化过程的研究发现了酶 人们对向光性的研究发现了生长素 人们对溶菌现象的研究发现了青霉素
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2.27 微生物的类群
形态
杆形、球形、螺旋形（弧形）
细胞壁
基本结构
细胞膜
细胞质（仅有核糖体） 核区（环状 DNA ） 质粒、荚膜、鞭毛、芽孢、
结构
细菌
特殊结构
繁殖
二分裂（有 DNA 的复制和平分）
原 核 细 胞 微 生 物 （ 单 细 胞 ）
细 胞 结 构
概念
细菌在固体培养基上繁殖 形成的细菌子细胞群体 大小、形状、颜色、 光泽度、透明度、硬度等
基内丝菌
吸收养料—营养 产生孢子—繁殖
菌落
特征
结构 分枝状菌丝
气生丝菌
放线菌
分布 土壤、空气、水中
对人类的贡献
产抗生素（次级代谢产物）
其它类群
支原体、衣原体（无壁） 、（蓝藻）
单细胞
微
酵母菌
真核细胞微生物
霉菌
生 物
多细胞
的 类 群
DNA 病毒
分类
RNA 病毒
蛋白质和 DNA 组成
蛋白质和 RNA 组成 衣壳
基本单位：衣壳粒 功能：保护、抗原性
非 细 胞 结 构
结构
病毒
核衣壳
核酸
DNA 或 RNA
（可有）
囊膜（带刺突） 蛋白质、多糖、脂类组成
增殖 吸附→注入→复制（核酸）→合成（蛋白质）→装配→释放 第 22 页
2.28 微生物的营养
水
无机盐
无机碳源
碳源
营养素
无机氮源
氮源
提供氮素营养
有机氮源
提供碳素营养
有机碳源
CO2、 NaHCO 3 等 糖、脂、石油等 N2、硝酸盐、铵盐等 尿素、牛肉膏、蛋白胨等
生长因子
微生物生长不可缺少的微量有机物 （包括维生素、氨基酸、碱基等）
微 生 物 的 营 养
配制原则 （三要原则）
目的要明确 根据培养种类、培养目的选择原材料
营养要协调 注意营养物质的浓度和比例
C/N=4 ：有利于繁殖；碳氮比最重要
C/N=3 ：有利于产谷氨酸
细
菌： pH=6.5 — 7.5 菌： pH=5.0 — 6.0
pH 要适宜
培养基
放线菌： pH=7.5 — 8.5
真
种类
物理 性质
固体培养基 半固体培养基 液体培养基
特点
加凝固剂 不加凝固剂 成分明确 天然成分
功能 分离、鉴定 观察、保藏 工业生产 分类、鉴定 工业生产
种类
化学 合成培养基 成分 天然培养基
加抑制剂 ( 如青霉素 )
选择培养基 鉴别培养基
加特殊 C源或 N 源
用途
选择、分离
不加某物质（如 N 源） 加指示剂或药品
鉴别
你知道吗
加入高浓度食盐可分离金黄色葡萄球菌 加入青霉素可分离酵母菌和霉菌 不加 N 源可分离固氮微生物 加入伊红 -美蓝可鉴别大肠杆菌
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2.29 微生物的代谢
概念
初级代谢产物
微生物自身生长繁殖必需的物质 氨基酸、核苷酸、多糖、脂类、维生素
不断 产生
代 谢 产 物
次级代谢产物
产物 特点
概念
对自身生长繁殖非必需的物质 抗生素、毒素、激素、色素
或积累 或排除
产物
组成酶
一直存在，只受遗传控制的酶
分解葡萄 糖的酶
酶合成调节
诱导酶
受环境中某物质的诱导产生
微
生 物 的 代 谢
分解乳 糖的酶
大 肠 杆 菌
代 谢 调 节
同时存在 密切配合 协调作用
“好酶知时节，当需乃发生”
概念
酶活性调节
通过改变酶的催化活性，来调节代谢速率 负反馈：酶催化的产物增多抑制酶的活性
谷氨酸脱氢 酶受谷氨酸 产量的调节
原理
基因诱变
代 谢 的 人 工 控 制
改变遗传特性
高产赖氨酸的黄色短杆菌
转基因
基因工程人胰岛素
控制发酵条件
改变细胞膜的通透性，即时输出代谢产物，解除对酶的抑制
2.30 微生物的生长
时期 调整期 微生物群体 生长的规律
对数期 稳定期
特点
菌体不增殖，代谢活跃，体积增大 以 2n 形式增长，代谢旺盛 生死平衡，活菌数最多，芽孢形成
作用
作菌种和科研材料 收获菌体和代谢产物
微 生 物 的 生 长
衰亡期
死亡加速，形态多样，细胞裂解
影响微生物生 长的环境因素
温度
最适生长温度： 25—37℃超过：蛋白质和核酸不可逆破坏
pH
（最适 pH 见前） 需氧或不需氧
超过：影响酶活性和细胞膜稳定性
氧
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2.31 微生物的生长曲线与生长速率的关系
菌
体
数
k
目
k
(lg) 2 0 a
注意 d
时间
b c
生长速率＝繁殖率—死亡率
生 长 速 率
0 a
时间
b
说明
a：调整期 b：对数期 c：稳定期 d：衰亡期 c
d
2.32 发酵工程简介
概念
采用现代工程技术手段，利用微生物某些特定功能，为人类生产有用产品；或者直接把微生物应用于工业生产过程的一种新技术。
基因诱变——传统，常用。 基因工程———————— 细胞工程——细胞融合 （三要原则）
改变原来基因 转基因
菌种选育
工程菌（工程细胞）
培养基配制
一般步骤：配制调→ pH→分装→灭菌
灭菌
发 酵
内容
严格杀灭培养基和发酵设备中的各种微生物，保证菌种是单一纯种
选育的良种要经多次扩大培养，才能满足大规模生产需要
工 程
扩大培养与接种
①检测菌体数目和产物浓度。
发酵过程
②添加培养基组成。 ③严格控制发酵条件（温度、
pH 、溶氧、通气量、转速）
代谢产物
分离提纯产品
菌体本身
蒸馏、萃取、离子交换等方法提取 过滤、沉淀等方法分离
医药工业上的应用
生产抗生素、维生素、动物激素、氨基酸、核苷酸等
生产传统发酵产品
啤酒、果酒、食醋等 酸味剂、鲜味剂、甜味剂、色素 单细胞蛋白、真菌蛋白等新食品
应用
生产食品添加剂
食品工业上的应用
开发人类新食源
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