微生物對碳源與氮源的利用綜述娜娜.doc

《微生物對碳源與氮源的利用綜述娜娜.doc》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。

1、微生物對碳源與氮源的利用綜述娜娜微生物對碳源與氮源的利用D01214064生物技術(shù)李娜關(guān)鍵詞：微生物碳循環(huán)氮循環(huán)二碳化合物的同化甲基營養(yǎng)型細菌的生理生化摘要：Calvin循環(huán)乂稱為Calvin-Benson循環(huán)、核酮糖二磷酸途徑、還原性戊糖磷酸途徑等。特有酶：核酮糖二磷酸竣化酶、磷酸核酮糖激酶。生物：綠色植物、藍細菌、和多數(shù)光合細菌，硫細菌，鐵細菌、硝化細菌等。反應(yīng)的三個階段：竣化反應(yīng)、還原反應(yīng)、C02受體再生階段。異養(yǎng)型C02固定，二碳化合物的同化，途徑冇乙醛酸循環(huán)、甘油酸途徑。微生物固氮：自身固氮菌和聯(lián)合固氮菌。固氮微生物、固氮的生化機制、好氧固氮菌的氧毒害機制。自養(yǎng)型C02的固

2、定Calvin循環(huán)、厭氧乙酰?CoA途徑、逆向TCA循環(huán)途徑、輕基丙酸途徑、還原單竣酸循環(huán)。異養(yǎng)型C02的固定：Calvin循環(huán)又稱為Calvin-Benson循環(huán)、核酮糖二磷酸途徑、還原性戊糖磷酸途徑等。特有酶：核酮糖二磷酸竣化酶、磷酸核酮糖激酶生物：綠色植物、藍細菌、和多數(shù)光合細菌，硫細菌，鐵細菌、硝化細菌等。反應(yīng)的三個階段：竣化反應(yīng)、還原反應(yīng)、C02受體再生階段。2?厭氧乙酰?CoA途徑乂稱為活性乙酸途徑，這是一條非循環(huán)的固定途徑。特色酶和關(guān)鍵酶:CO脫氫酶微生物：產(chǎn)乙酸菌、硫酸鹽還原菌、產(chǎn)甲烷菌等化能自養(yǎng)細菌中。反應(yīng)的三個步驟:形成甲基，形成竣基，形成最終產(chǎn)物。逆向TCA循環(huán)

3、途徑乂稱為還原性TCA循環(huán)。特色酶和關(guān)鍵酶：檸檬酸裂合酶微生物:綠菌屬的八些綠色硫細菌。反應(yīng)丿力程：反應(yīng)逆著TCA循環(huán)進行，所用的多數(shù)酶都是TCA循環(huán)屮的酶，只有在檸檬酸到草酰乙酸所用的酶是檸檬酸裂合酶。甕基丙酸途徑微生物:少數(shù)綠色硫細菌(Chloroflexus)(綠彎菌屬)在以H2或H2S作為電子供體時的一種C02固定方機制。關(guān)鍵步驟和關(guān)鍵酶：甕基丙酸的產(chǎn)生。還原單竣酸循環(huán)微生物：克氏竣菌(Clostridiumkluyveri)o關(guān)鍵酶：丙酮酸合成酶和丙酮酸沖酸裂解酶,該循環(huán)不需要ATP,只供給Fd(red)就可運轉(zhuǎn)oFd(red)是由H2或NADH提供電子而生成的。目前己知，

4、在克氏竣菌中有此循環(huán)。同時認為光合細菌也冇可能利用這個體系把C02轉(zhuǎn)換成甲酸。如果這個反應(yīng)能在光合細菌屮得到證實，就將產(chǎn)生用簡單的體系，以甲酸的形式蓄積光能。異養(yǎng)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產(chǎn)生無機磷酸。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，同時使ADP轉(zhuǎn)為ATP。磷酸烯醇式丙酮酸竣基轉(zhuǎn)磷酸化酶它所催化的反應(yīng)與2相同，但需要二碳酸和無機磷酸,后者本身能變成焦磷酸。丙酮酸竣化酶它催化丙酮酸竣化成草酰乙酸,并使ATP轉(zhuǎn)化成ADP和Pi,反應(yīng)中還需要生物素。蘋果酸酶它催化丙酮酸還原竣化成蘋果酸，NAD(P)H為供氫體。異檸檬

5、酸脫氫酶它催化a■酮戊二酸還原救化成異檸檬酸，需要NAD(P)HO產(chǎn)甲烷菌的生理生化：沼氣發(fā)酵是一種極其復(fù)雜的微生物和化學過程,這一過程的發(fā)生和發(fā)展是五大類群微生物生命活動的結(jié)果。它們是：發(fā)酵性細菌、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌、耗氫產(chǎn)乙酸菌、食氫產(chǎn)甲烷菌和食乙酸產(chǎn)甲烷菌。這些微生物按照各自的營養(yǎng)需要，起著不同的物質(zhì)轉(zhuǎn)化作用。從復(fù)雜有機物的降解，到甲烷的形成，就是由它們分工合作和相互作用而完成的。在沼氣發(fā)酵過程屮，五大類群細菌構(gòu)成一條食物鏈，從各類群細菌的生理代謝產(chǎn)物或它們的活動對發(fā)酵液酸堿度(pH)的影響來看，沼氣發(fā)酵過程可分為:產(chǎn)酸階段、產(chǎn)甲烷階段。前三群細菌的活動可使有機物形成各種有機酸，因此

6、，將其統(tǒng)稱為不產(chǎn)甲烷菌。后二群細菌的活動可使各種有機酸轉(zhuǎn)化成甲烷，因此，將其統(tǒng)稱為產(chǎn)甲烷菌。耗氫(同型)產(chǎn)乙酸菌它們能夠?qū)02和H2轉(zhuǎn)化為乙酸。一有雙氫形成，這些細菌就迅速地將它除去，這時反應(yīng)向右邊進行，結(jié)果使NAD(P)H得以氧化成為NAD(P)和H2。它們的存在不僅使這兩個類群的細菌能夠比較順利地進行一級發(fā)酵，而且還促使了其它細菌的發(fā)酵，其屮包括一群叫做專性質(zhì)子還原菌的細菌?這些不同類群的細菌可以發(fā)酵乙醇、乳酸、琥珀酸、丙酸和丁酸，生成乙酸和H2。甲基營養(yǎng)型細菌的生理生化:碳化合物的同化中基營養(yǎng)型細菌的生理類型:異養(yǎng)甲基營養(yǎng)菌：除了還原態(tài)C1化合物之外，它們還能利用各種各樣的多

7、碳化合物生長，自養(yǎng)甲基營養(yǎng)菌：它們先將還原態(tài)C1生長基質(zhì)氧化成為C02,然后，再利用C02生長。有化能自養(yǎng)菌，光合細菌，甚至有兼性異養(yǎng)菌。專性甲基營養(yǎng)菌：它們只利用還原態(tài)C1化合物生長，而且，在許多情況下只能利用其中的1種或者2種。根瘤菌是化能異養(yǎng)微生物。各種根瘤菌的生長速度不同，與豌豆、三葉草和菜豆共生的根瘤菌生長迅速，稱為快生型根瘤菌。一與大豆，飪豆共生的某些根瘤菌生長遲緩，稱為慢生型根瘤菌。快生型種類能夠利用很多種糖類、多元醇和有機酸,最合適的碳源是