微生物对碳源与氮源的利用综述娜娜.doc

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1、微生物对碳源与氮源的利用综述娜娜微生物对碳源与氮源的利用D01214064生物技术李娜关键词：微生物碳循环氮循环二碳化合物的同化甲基营养型细菌的生理生化摘要：Calvin循环乂称为Calvin-Benson循环、核酮糖二磷酸途径、还原性戊糖磷酸途径等。特有酶：核酮糖二磷酸竣化酶、磷酸核酮糖激酶。生物：绿色植物、蓝细菌、和多数光合细菌，硫细菌，铁细菌、硝化细菌等。反应的三个阶段：竣化反应、还原反应、C02受体再生阶段。异养型C02固定，二碳化合物的同化，途径冇乙醛酸循环、甘油酸途径。微生物固氮：自身固氮菌和联合固氮菌。固氮微生物、固氮的生化机制、好氧固氮菌的氧毒害机制。自养型C02的固

2、定Calvin循环、厌氧乙酰・CoA途径、逆向TCA循环途径、轻基丙酸途径、还原单竣酸循环。异养型C02的固定：Calvin循环又称为Calvin-Benson循环、核酮糖二磷酸途径、还原性戊糖磷酸途径等。特有酶：核酮糖二磷酸竣化酶、磷酸核酮糖激酶生物：绿色植物、蓝细菌、和多数光合细菌，硫细菌，铁细菌、硝化细菌等。反应的三个阶段：竣化反应、还原反应、C02受体再生阶段。2•厌氧乙酰・CoA途径乂称为活性乙酸途径，这是一条非循环的固定途径。特色酶和关键酶:CO脱氢酶微生物：产乙酸菌、硫酸盐还原菌、产甲烷菌等化能自养细菌中。反应的三个步骤:形成甲基，形成竣基，形成最终产物。逆向TCA循环

3、途径乂称为还原性TCA循环。特色酶和关键酶：柠檬酸裂合酶微生物:绿菌属的八些绿色硫细菌。反应丿力程：反应逆着TCA循环进行，所用的多数酶都是TCA循环屮的酶，只有在柠檬酸到草酰乙酸所用的酶是柠檬酸裂合酶。瓮基丙酸途径微生物:少数绿色硫细菌(Chloroflexus)(绿弯菌属)在以H2或H2S作为电子供体时的一种C02固定方机制。关键步骤和关键酶：瓮基丙酸的产生。还原单竣酸循环微生物：克氏竣菌(Clostridiumkluyveri)o关键酶：丙酮酸合成酶和丙酮酸冲酸裂解酶,该循环不需要ATP,只供给Fd(red)就可运转oFd(red)是由H2或NADH提供电子而生成的。目前己知，

4、在克氏竣菌中有此循环。同时认为光合细菌也冇可能利用这个体系把C02转换成甲酸。如果这个反应能在光合细菌屮得到证实，就将产生用简单的体系，以甲酸的形式蓄积光能。异养型C02固定：磷酸烯醇式丙酮酸竣化酶它催化磷酸烯醇式丙酮酸生成草酰乙酸并产生无机磷酸。磷酸烯醇式丙酮酸竣基激酶它催化磷酸烯醇式丙酮酸生成草酰乙酸，同时使ADP转为ATP。磷酸烯醇式丙酮酸竣基转磷酸化酶它所催化的反应与2相同，但需要二碳酸和无机磷酸,后者本身能变成焦磷酸。丙酮酸竣化酶它催化丙酮酸竣化成草酰乙酸,并使ATP转化成ADP和Pi,反应中还需要生物素。苹果酸酶它催化丙酮酸还原竣化成苹果酸，NAD(P)H为供氢体。异柠檬

5、酸脱氢酶它催化a■酮戊二酸还原救化成异柠檬酸，需要NAD(P)HO产甲烷菌的生理生化：沼气发酵是一种极其复杂的微生物和化学过程,这一过程的发生和发展是五大类群微生物生命活动的结果。它们是：发酵性细菌、产氢产乙酸菌、耗氢产乙酸菌、食氢产甲烷菌和食乙酸产甲烷菌。这些微生物按照各自的营养需要，起着不同的物质转化作用。从复杂有机物的降解，到甲烷的形成，就是由它们分工合作和相互作用而完成的。在沼气发酵过程屮，五大类群细菌构成一条食物链，从各类群细菌的生理代谢产物或它们的活动对发酵液酸碱度(pH)的影响来看，沼气发酵过程可分为:产酸阶段、产甲烷阶段。前三群细菌的活动可使有机物形成各种有机酸，因此

6、，将其统称为不产甲烷菌。后二群细菌的活动可使各种有机酸转化成甲烷，因此，将其统称为产甲烷菌。耗氢(同型)产乙酸菌它们能够将C02和H2转化为乙酸。一有双氢形成，这些细菌就迅速地将它除去，这时反应向右边进行，结果使NAD(P)H得以氧化成为NAD(P)和H2。它们的存在不仅使这两个类群的细菌能够比较顺利地进行一级发酵，而且还促使了其它细菌的发酵，其屮包括一群叫做专性质子还原菌的细菌•这些不同类群的细菌可以发酵乙醇、乳酸、琥珀酸、丙酸和丁酸，生成乙酸和H2。甲基营养型细菌的生理生化:碳化合物的同化中基营养型细菌的生理类型:异养甲基营养菌：除了还原态C1化合物之外，它们还能利用各种各样的多

7、碳化合物生长，自养甲基营养菌：它们先将还原态C1生长基质氧化成为C02,然后，再利用C02生长。有化能自养菌，光合细菌，甚至有兼性异养菌。专性甲基营养菌：它们只利用还原态C1化合物生长，而且，在许多情况下只能利用其中的1种或者2种。根瘤菌是化能异养微生物。各种根瘤菌的生长速度不同，与豌豆、三叶草和菜豆共生的根瘤菌生长迅速，称为快生型根瘤菌。一与大豆，飪豆共生的某些根瘤菌生长迟缓，称为慢生型根瘤菌。快生型种类能够利用很多种糖类、多元醇和有机酸,最合适的碳源是