新编微生物的营养

细胞从外界环境中摄取化学物质，使其在生长过程中获取生命活动所需能量及其结构物质生理过程称为营养或营养作用。新编微生物的营养第1页第一节

微生物细胞化学组成从微生物细胞组成来看，都是含有碳、氢、氮和各种矿质元素，由这些元素组成细胞中有机和无机成份，其中主要是水分、蛋白质、碳水化合物、脂肪、核酸和无机盐。微生物细胞中水分含量最多，干物质中碳、氮、氢、氧四种元素约占90％－97％，还有矿质元素磷、铁、铜、锰等。新编微生物的营养第2页组成微生物细胞各类化学元素百分比常因微生物种类不一样而不一样。不但如此，微生物细胞化学元素组成也常随菌龄及培养条件不一样而在一定范围内发生改变。新编微生物的营养第3页第二节

营养物质及其功效营养物质主要功用：①供给微生物合成细胞物质原料；②用以产生能量；③有营养物如维生素主要用于调整新陈代谢。新编微生物的营养第4页一、碳源凡是组成微生物细胞和代谢产物中碳架起源营养物称为碳源。碳源既是微生物组成成份，又是微生物能量起源。微生物能够利用碳源范围极广，分为有机碳源和无机碳源两大类，糖类是最广泛利用碳源。新编微生物的营养第5页碳源物质在细胞内经过一系列复杂化学改变后成为微生物本身细胞物质(如碳水化合物、脂、蛋白质等)和代谢产物，碳可占普通细菌细胞干重二分之一。新编微生物的营养第6页二、氮源：凡是能提供微生物生长繁殖所需氮元素营养源，称为氮源。氮是组成微生物蛋白质、酶和核酸成份。能利用氮源种类十分广泛。空气中分子态氮、无机和有机氮。新编微生物的营养第7页氮源这类物质主要用来合成细胞中含氮物质，普通不作为能源，只有少数自养微生物能利用铵盐、硝酸盐同时作为氮源与能源。不一样种类微生物对氮源需要也不尽相同。微生物培养时最惯用有机氮源是牛肉膏、酵母膏等，蛋白胨（部分水解蛋白质）是许多微生物良好氮源。新编微生物的营养第8页从微生物所能利用氮源种类来看，存在着一个显著界限：一部分微生物是不需要利用氨基酸作氮源，它们能把尿素、铵盐甚至氮气等简单氮源自行合成所需要一切氨基酸，称为氨基酸自养型生物。凡需要从外界吸收现成氨基酸作氮源微生物就是氨基酸异养型生物。新编微生物的营养第9页三、水水是细胞维持正常生命活动所必不可少，普通可占细胞重量70－90%。在微生物各种各样生理活动中必须有水参加才能进行。新编微生物的营养第10页水是一个最优良溶剂，可确保几乎一切生物化学反应进行水可维持各种生物大分子结构稳定性，并参加一些主要生物化学反应。水还有许多优良物理性质，诸如高比热、高汽化热、高沸点以及固态时密度小于液态等，都是确保生命活动十分主要特征。新编微生物的营养第11页四、无机盐主要有P、S、Mg、K、Ca、Na、F微量元素等；无机盐是微生物生长必不可少一类营养物质,它们在机体中生理功效主要是作为酶活性中心组成部分、维持生物大分子和细胞结构稳定性、调整并维持细胞渗透压平衡、控制细胞氧化还原电位和作为一些微生物生长能源物质等。新编微生物的营养第12页主要元素包含磷、硫、钾、镁、钙、钠等。微量元素包含锌、锰、氯、钼、硒、钴、铜、钨、镍、硼等。在配制培养基时，首选加入磷酸氢二钾和硫酸镁，基本时能够同时提供4种需要量最大元素。新编微生物的营养第13页五、生长因子生长因子通常指那些微生物生长所必需且需要量很小,而且微生物本身不能合成或合成量不足以满足机体生长需要有机化合物。

依据生长因子化学结构和它们在机体中生理功效不一样,可将生长因子分为维生素(vitamin)、氨基酸与嘌呤及嘧啶三大类。生长因子能够从酵母膏、玉米浆、麦芽汁、血液或血清中取得。新编微生物的营养第14页维生素氨基酸类嘌呤、嘧啶及其衍生物新编微生物的营养第15页依据微生物对生长因子需要情况不一样，可将微生物分为生长因子自养型微生物、生长因子异养型微生物和生长因子过量合成微生物。新编微生物的营养第16页第三节微生物营养类型

依据微生物对碳源要求不一样，可将其分为自养菌和异养菌两大营养类型。凡能利用无机碳合成菌体内有机碳化物，叫自养菌；不能利用无机碳而需要有机碳才能合成菌体内有机碳化物，为异养菌。依据其生命活动所需能量起源不一样，可分为光能营养菌和化能营养菌。前者是从光线中取得能量，后者则从化学物质氧化中取得能量。所以，依据微生物所需碳源和能源不一样，可将微生物分为光能自养菌、光能异养菌、化能自养菌、化能异养菌等四类。新编微生物的营养第17页依据碳源、能源及电子供体性质不一样可分为:光能自养型:以光为能源，以CO2为唯一或主要碳源,不依赖任何有机物即可正常生长光能异养型:以光为能源，但生长需要一定有机营养.化能自养型:以无机物氧化取得能量，生长不依赖有机营养物化能异养型:以有机物氧化取得能量，生长依赖于有机营养物质光能自养型和光能异养型微生物可利用光能生长，在地球早期生态环境演化过程中起主要作用新编微生物的营养第18页微生物营养类型

营养类型主要（或唯一）碳源能源代表菌

光能自养型二氧化碳光能蓝细菌光能异养型有机物光能红螺细菌化能自养型二氧化碳无机物硫杆菌化能异养型有机物有机物大肠杆菌新编微生物的营养第19页第四节微生物对营养物质吸收方式

外界环境营养物质只有被微生物吸收到细胞内，才能被微生物分解与利用，微生物生长过程中产生一些代谢产物也必须分泌到细胞外，在这两个过程中，细胞膜起着主要作用。当前普通认为，营养物质主要以扩散、促进扩散、主动运输和基团转位四种方式经过微生物细胞膜。新编微生物的营养第20页一、被动扩散指疏水性双分子层细胞膜在无载体蛋白参加下，单纯依靠物理扩散方式让许多小分子、非电离分子尤其是亲水性分子被动经过一个物质运输方式。主要有氧、二氧化碳、乙醇和一些氨基酸分子。新编微生物的营养第21页新编微生物的营养第22页二、促进扩散指溶质在运输过程中，必须借助存在于细胞膜上底物特异载体蛋白帮助，但不消耗能量一类扩散性运输方式。新编微生物的营养第23页新编微生物的营养第24页促进扩散与被动扩散主要区分在于经过促进扩散进行跨膜运输物质需要借助与载体(carrier)作用才能进入细胞.而且每种载体只运输对应物质,含有较高专一性。新编微生物的营养第25页三、主动运输指一类须提供能量并经过细胞膜上特异性载体蛋白构象改变，而使膜外环境中低浓度溶质运入膜内一个运输方式。新编微生物的营养第26页ATP

ADP

+Pi

恢复原构像再循环耗能构像改变膜上膜外膜内移位结合12主动运输特点：被运输物质可逆浓度梯度进入细胞内要消耗能量，必需有能量参加。有膜载体参加，膜载体发生构型改变。被运输物质不发生任何改变。新编微生物的营养第27页运输对象举例：氨基酸、乳糖等糖类，Na+、Ca2+等无机离子。新编微生物的营养第28页四、基团转移指一类既需特异性载体蛋白参加，又需耗能一个物质运输方式，其特点使溶质在运输前后还会发生分子结构改变，所以不一样于普通主动运输。新编微生物的营养第29页运输对象举例：葡萄糖、果糖、甘露糖、嘌呤、核苷、脂肪酸等。运输机制主要靠磷酸转移酶系统。新编微生物的营养第30页运输方式浓度载体耗能运输分子发生改变单纯扩散高→低不需要不耗能不改变促进扩散高→低需要不耗能不改变主动运输低→高需要耗能不改变基团转位低→高需要耗能改变运输方式：新编微生物的营养第31页第五节培养基

培养基是人工配制适合于不一样微生物生长繁殖或积累代谢产物营养基质。

新编微生物的营养第32页新编微生物的营养第33页一、培养基类型

1.合成培养基：

由已知化学药品配成,成份和浓度都已完全知道,每一次配制也基本恒定。这种培养基成份准确，重复性强，多用于试验室,费用较高。如：高氏一号培养基（淀粉硝酸盐培养基）－－－放线菌察氏培养基（蔗糖硝酸盐培养基）－－－真菌依据营养物质起源不一样分为新编微生物的营养第34页2.天然培养基:

化学成份不完全了解或化学成份不恒定天然有机物配制培养基。如动植物汁液,土壤浸出液,等配制成培养基。配制方便，经济。如：牛肉膏蛋白胨培养基－－细菌麦芽汁培养基－－酵母菌新编微生物的营养第35页牛肉膏瘦牛肉组织浸出汁浓缩而成膏状物质，富含水溶性碳水化合物，有机氮化合物，维生素，盐等。蛋白胨将肉，酪素或明胶用酸或蛋白酶水解后干燥而成粉末状物质，富含有机氮化合物，也含有一些维生素和碳水化合物。酵母膏酵母细胞水溶性提取物浓缩而成膏状物质，富含类维生素，也含有有机氮化合物和碳水化合物。新编微生物的营养第36页

3.半合成培养基:由成份已知物质和成份未知天然物质配制而成培养基,如PDA培养基。如：马铃薯蔗糖培养基－－真菌新编微生物的营养第37页依据培养基物理状态分

液体培养基:配制后不加任何凝固剂。半固体培养基:在液体培养基上加进一定凝固剂,在液体培养基中如加0.5%琼脂,能够用来观察细胞运动特征,判定菌种,测定抗菌素效价等。固体培养基:在液体培养基中加入凝固剂(如1.5-2.0%琼脂)。固体培养基为微生物生长提供了一个营养表面,在这个表面生长微生物可形成单个菌落,用于微生物分离,判定,计数,保管。脱水培养基：指含有除水分以外一切成份商品培养基，使用时只要加入适量水分并加以灭菌即可，其成份准确且使用方便。

新编微生物的营养第38页惯用凝固剂有琼脂(agar)、明胶(gelatin)和硅胶(silicagel)。化学成份营养价值分解性融化温度凝固温度惯用浓度透明度黏着力耐加压灭菌琼脂聚半乳糖硫酸酯无罕见约96℃约40℃1.5%～2%高强强明胶蛋白质作氮源极易约25℃约20℃5%～12%高强弱

琼脂与明胶若干特征比较新编微生物的营养第39页粘液型菌落菌膜菌沉淀均匀浑浊对照固体培养基液体培养基半固体培养基新编微生物的营养第40页依据培养基用途来分基础培养基：满足普通微生物生长繁殖所需要营养物质。牛肉膏蛋白胨培养基是最惯用基础培养基。加富培养基:在自然界中各种微生物通常是混杂在一起，了解了某一些微生物营养要求，配制适合这种微生物生长而不适合其它微生物生长培养基，就到达了从自然界中分离这种微生物目标，这种培养基就称为加富培养基。普通常加入血、血清或动植物提取液等。－－－－“投其所好”

新编微生物的营养第41页选择性培养基:依据不一样微生物对营养特殊要求,或对物理化学条件抗性而设计培养基,利用这一类培养基能够把需要微生物从混杂其它微生物分离和确定。－－－－“取其所抗”判别培养基:在培养基中加入某种特殊化学物质,某种微生物在培养基中生长后能产生某种代谢产物,而这种代谢产物能够与培养基中特殊化学物质发生特定化学反应,产生显著特征性改变,依据这种特征性改变,可将该种微生物与其它微生物区分开来。新编微生物的营养第42页最常见判别性培养基是伊红美蓝乳糖培养基，即EMB培养基。它在饮用水、牛奶大肠菌群数等细菌学检验和大肠杆菌遗传学研究工作中有着主要用途。新编