微生物学中文版课件第4章的营养

微生物的营交通大学生命科学技术二、促进扩散(facilitated三、主 (active四、膜 (memberanevesicle（微生物们需要吃什么第（微生物们需要吃什么微生物的微生物的营养类型及其（如（如何给微生物们做饭如何根据需要正确地选择和使用第三节，营养物质进入（微（微生物们是怎样吃东西的微生物吸收营养物质的主要方式及其基地球上最古老的生在哪吃什么代谢活动对环境4.64.6billionyearsinoneEarlyhypothesis:ContinentalIntheearly1900s,aGermanscientist,AlfredWegener,wasthefirsttoproposethatthecontinentsappeartomovearoundattheearth'ssurface.WegenerOnegiantlandmasscalledPangaea(allland),thatwassurroundedbyonegiantoceancalledAbout200millionyearsago,Pangaeabrokeupintosmallercontinentsandthesecontinentshavesince"drifted"totheirpresentpositions.1977,AlvindiscoveredtheblacksmokersaroundtheGalapagosIslandsOasisundertheInterRidge:~60000TheboundariesofSurfaceSurface+地球上最古老的生在哪吃什么代谢活动对环境一、微生物细胞的化学水：水：70%-微生物细

无机物（盐干物有机干物蛋白质、糖、脂、核细胞化学元素组生素细胞化学元素组微生物、动物、植物之间存在“营养上的统一性二、营养物质及其生理微生物与动植物营养要素

1、碳2、氮3、无机4、生长因5一切地球生物所三、微生物的营养生生长所需的

自养型生物生物生长过程中能量的生物生长过程中能量的化能营养光能自养型：光能自养型：以光为能源，以CO2三、微生物的营养微生物营养类型划分营养类特碳自养型异养型以有机物为能光能营养型以光为化能营养型电子无机营养型以无机物为有机营养型以有机物为三、微生物的营养微生物的营养类光能无机自H2H2SS或光能无机自H2H2SS或（光能异养型（化能自养型

H2、H2S、Fe2+NH3或NO2

氢细菌、硫杆菌、亚硝化单胞菌属(Nitrosomonas)、甲 (Methanobacterium)、醋杆（化能异养型

假单胞菌属、芽孢杆菌属、微生物的营养类 化能化能无机营化能有机异养化能无机化能无机自三、微生物的营养1．1．光能无机自养型（光能自养型能以CO2为主要唯一或主要碳源进行光合作用获取生长所需要的能量两种不同的光合藻藻类及蓝细菌等和植物一样，以水为电子供体（供氢体），进行氧的光合作用红硫细菌等光合细菌，以无机物（如H2S）为电子供体，进行不产的光合作用CO+

光

[CH2O]+2S+ 光合色三、微生物的营养2．2．光能有机异养型（光能异养型不能以CO2为主要或唯一的碳源也能以有机物作为供氢体，利用光能将CO2还原为例例如，红螺菌属中的一些细菌能利用异丙醇作为供氢体，将CO2还原成物质，同时积 2

CHOH+

2CH3C0CH3+[CH2O]+三、微生物的营养

3．化能无机自养型（化能自养型3．化能无机自养型（化能自养型2。环境中生长。广泛分布于土壤及水环境中,参与地球物质三、微生物的营养

能源：能源：有机物氧化过程中放出的化学能4．化能有机异养型（化能异养型有有机物通常既是碳源也是能源大大多数细菌、真菌、原生动物都是化能有机异养型微生所有致病微生物均为化能有机异养型微三、微生物的营养4．化能有机异养型（化能异养型腐生型可利用无生命的有机物(如动植物尸体和残体)作为寄生型寄生在活的寄主机体内吸取营养物质,离开寄主就不能生在在腐生型和寄生型之间还存在中间类兼性腐生型(facultive兼性寄生型(facultive不同营养类型之间的界限不同营养类型之间的界限并非绝对异养型微生物并非绝对不能利用自养型微生物也并非不能利用有机物进有些微有些微生物的营养类型可根据营养条件发生改例如紫色非硫细菌(purplenonsulphur没有有机物、光照和厌氧条件下，利用光能同化CO2，为光能型微生物三、微生物的营养

5．5．)生长因子如氨基(auxotroph)(prototroph。微微生物生长需要的生长因子与营养缺陷型之间的关第二节培培养基：人工配制的，适合微生物生长繁殖生代谢产物的营养基培养基的六大营养要素碳碳源、氮源、无机盐、能源、生长因子、培养基配成后必须立即灭菌处常规高压蒸汽灭菌1.05kg/cm2,121.3℃15-30分钟；0.56kg/cm2,112.6℃15-30分某些成分进行分别灭菌过滤除菌第二节一、选用和设计培养基的原则和1、选择适宜的营2、营养物的浓度及配比合4、经济节约（原料来源的选择：菌菌的常用培养细放酵查：菌菌的常用培养细放酵查氏合成培养基1、选择适宜的营不同的微生物需要不同的培养条件培养目的不同，原料的选择和配比不例例如枯草芽孢杆一般培养：肉汤培养基或LB产蛋白酶：以玉米粉、黄豆饼粉为主的产酶培成氧化杆菌培养大肠杆培养牛肉膏白胨培养高氏一合成培养查氏合培养培养主作牛肉5碳源（能源氮源无机盐、生长因子蛋白氮源、碳源（能源酵母浸5生长因子、氮源、碳源（能源葡萄5碳源（能源蔗碳源（能源可溶性淀碳源（能源（来自空气碳氮源、无1氮源、无1氮源、无机3氮源、无机无机无机4无机11无机55无机无机无机S能溶7.0-7.0-7.2-自灭菌条 121℃20分112℃30分121℃20分121℃20分121℃20分121℃20一、选用和设计培养基的原则和2、营养物质浓度及配比营养物质的浓度适营养物质之间的配比适营营养的浓度配比直接影响微生物的生长繁殖和(或)产物的形成和积累，其中碳氮比(C/N)的影响较大发发酵生产谷氨酸碳氮比为4/1时，菌体大量繁殖，谷氨酸积累碳氮比为3/1时，菌体繁殖受到抑制，谷氨酸产量则大量增一、选用和设计培养基的原则和3、物理化学条件氧化还

通通常培养细菌与放线酵母菌和霉菌：pH4.5~6范围内如何维持培养基如何维持培养基或在进行工业发酵时补加酸、碱氧化还

3、物理化学条件好好氧性微生物：+0.1伏以上时可正常生长,以+0.4伏为宜厌氧性低于+0.1伏条件下生兼性厌氧微生物：+0.1伏以上时进行好氧+0.1伏以下时进2）

3、物理化学条件产物()在培养基中加入抗坏血酸（0.1%）等还原性物质可降低氧还原电位一、选用和设计培养基的原则和4、经济节约（原料来源选择尽尽量利用廉价且易于获得的原料特别是在发酵工业中,以降低生产成本22）(、乳清(乳制品工业中含有乳糖的废豆制品工业废液第二节二、培养基的类型及应1．1．按成份不同划1-11-1然培养基(complex以以化学成分还不清楚或化学成分不恒定的天然有机物1-21-2合成培养基(synthetic化学限定培养基chemicallydefinedmedium)富含B类维第二节二、培养基的类型22．根据物理状态11固体培养2半固体培养3液体培养第二节二、培养基的类型及33．按用途1）1）基础培养基(minimum在一定条件下含有某种微生物生长繁殖所需的基本营养物质22）完全培养基(complete在在一定条件下含有某种微生物营养缺陷突变菌株生长所需的所有营养例：例：牛肉膏蛋白胨培养基就是枯草芽孢杆菌等的完全培3．按用途划二、培养基3．按用途划33）加富培养基和富集培养基 ent用用来培养营养要求比较苛刻的异养型微生物，如培养咳博德氏菌 lapertussis)需要含有血液的加富培基（第二章中的富集培养概念3．按用途划二、培养基3．按用途划44）鉴别培养基(differential用用途：用于鉴别不同类型微生原理：4）鉴别培养基(differential（4）鉴别培养基(differential培养基名加入化学物微生物代谢产培养基特征性变主要用酪素培养酪胞外蛋白蛋白水解鉴别产蛋白酶菌明胶培养明胞外蛋白明胶液鉴别产蛋白酶菌油脂培养食用油、土温胞外脂肪由淡红色变成深红鉴别产脂肪酶菌中性红指示淀粉培养可溶性淀胞外淀粉淀粉水解鉴别产淀粉酶菌H2S试验培养醋酸产生黑色沉鉴别产H2S菌溴甲酚乳酸、醋酸、丙酸由紫色变成黄鉴别肠道远藤氏培碱性复红、亚硫酸酸、乙带金属光泽深红鉴别水中大肠菌伊红美蓝培养伊红、美酸带金属光泽深紫鉴别水中大肠菌3．按用途划二、培养基3．按用途划55）选择培养基(selective（Differential（Differential（Selective第三节养物质一、扩散fe二、促进扩散(facilitatedfe三、主 (active四、膜 (membrane养物质进入细胞一、扩散

第三节营养物质进入胞水是唯一可通过扩散自由通过质膜的分子,需要借助载体(carrier)的需要借助载体(carrier)的作用才能进入细胞(图4-每种载体相应的物质，具有较高的专一性特点参 的物质本身的分子结构不发生变不能进行逆浓 速率与膜内外物质的浓度物 过程中不消耗能二、促进扩散(facilitated形成的动态平衡状速率，并不形成的动态平衡状速率，并不改变该物质在膜三、主 (active1、消耗2、可以逆浓主 是广泛存在于微生物中的一种主要的物方主 主初级主 （primaryactive次级主 （secondaryactive）：同 、逆 、单基团Na+,K+-ATP酶系膜三、主 (active11、初级主(primaryactive三、主 (active22、次级主(secondaryactive逆单 同根根据H+进入细胞的方向三、主 (active33、基团转位(gro