微生物培养基配制技术-微生物的营养

模块五微生物培养基配制技术Microbialculturemediumpreparationtechnology任务一微生物的营养知识目标：掌握微生物的营养类型任务一微生物的营养能力目标：01能够根据不同微生物选择不同培养基02能进行几种常用培养基的配制任务一微生物的营养任务内容微生物的营养类型光能无机自养型微生物光能有机异养型微生物化能无机自养型微生物化能有机异养型微生物根据生长所需要的营养物质的性质（碳源），可将生物分成两种基本的营养类型异养型生物：在生长时需要以复杂的有机物质作为营养物质自养型生物：在生长时能以简单的无机物质作为营养物质动物属于异养型生物，植物属于自养型，而微生物既有异养型的也有自养型的，大多数微生物属于异养型生物，少数微生物属于自养型生物。一、微生物的营养类型一、微生物的营养类型根据生长时能量的来源不同，又可将生物分成两种类型化能营养型生物：依靠化合物氧化释放的能量进行生长光能营养型生物：依靠光能进行生长动物和大部分微生物属于化能营养型生物，它们从物质的氧化过程中获得能量。植物和少部分微生物属于光能营养型生物按供氢体分：无机营养型生物；有机营养型生物。根据微生物碳源、能源及供氢体性质不同，将生物分成四种种类型一、微生物的营养类型光能无机（自养）型微生物1光能有机（异养）型微生物2化能无机（自养）型微生物3化能有机（异养）型微生物4一、微生物的营养类型1、光能无机型微生物（自养）以CO2作为唯一碳源或主要碳源，并利用光能，以无机物如硫化氢、硫代硫酸钠或其他无机硫化物作为供氢体将CO2还原成细胞物质，同时产生元素硫光能CO2＋H2S[CH2O]+2S+H2O

光合色素例如：蓝细菌（含叶绿素）、红硫细菌和绿硫细菌等少数微生物（含细菌叶绿素），由于含有光合色素，因而能使光能转变成化学能（ATP），供机体直接利用。一、微生物的营养类型2、光能有机型微生物（异养）以CO2为主要碳源或唯一碳源以有机物（如异丙醇）作为供氢体，利用光能将CO2还原成细胞物质。例如：红螺菌属中的一些细菌属于此种营养类型。

光能2(H3C)2CHOH+CO22CH3COCH3+[CH2O]+H2O

光合色素光能异养型细菌在生长时大多数采要外源的生长因子一、微生物的营养类型3、化能无机型微生物（自养）以CO2或碳酸盐作为唯一或主要碳源，以无机物氧化释放的化学能为能源,，利用电子供体如氢气、硫化氢、二价铁离子或亚硝酸盐等使CO2还原成细胞物质。例如：硫化细菌、硝化细菌、氢细菌与铁细菌。它们在自然界物质转换过程中起着重要的作用。4、化能有机型微生物异养生长所需要能量和碳源通常来自同一种有机物。多数微生物属于化能异养型，所有致病微生物都是化能有机营养型微生物。根据化能异养型微生物利用有机物的特性，又可以将其分为下列两种类型：腐生型微生物：利用无生命活性的有机物作为生长的碳源。寄生型微生物：寄生在生活的细胞内，从寄生体内获得生长所需要的营养物质。存在于寄生与腐生之间的中间过渡类型微生物，称为兼性腐生型或兼性寄生型。一、微生物的营养类型不同营养类型之间的界限不是绝对的异养微生物并非绝对不能利用CO2自养微生物也并非绝对不能利用有机物生长例如：紫色非硫细菌没有有机物时，同化CO2，为自养型微生物有有机物时，利用有机物生长，为异养型微生物微生物营养类型的可变性有利于提高其对环境条件变化的适应能力。一、微生物的营养类型1、自养微生物、异养微生物的定义2、微生物的营养类型思考与讨论：我学到什么？任务：1、微生物的营养类型有哪几种？划分依据是什么？举出各种营养类型的几个代表菌？思考讨论与任务模块五微生物培养基配制技术Microbialculturemediumpreparationtechnology任务一微生物的营养知识目标：熟悉微生物的元素组成掌握微生物的营养物质及其功能任务一微生物的营养能力目标：01能够根据不同微生物选择不同培养基02能进行几种常用培养基的配制任务一微生物的营养内容导入营养物质是微生物生存的物质基础，而营养是微生物维持和持续和延续其生命形式的一种生理过程。营养物质：能满足机体生长、繁殖和完成各种生理活动所需要的物质，这些物质就称为营养物质。营养的概念：微生物吸取和利用营养物质的过程。任务一微生物的营养任务内容微生物细胞的化学组成微生物营养要素及其生理功能1、化学元素(chemicalelement):大量元素(macroelement):碳、氢、氧、氮、磷、硫、钾、镁、钙、铁（其中前六种占细菌细胞干重的97%）。微量元素(traceelement):锌、锰、钠、氯、钼、硒、钴、铜、钨、镍、硼。一、微生物细胞的化学组成一、微生物细胞的化学组成2、元素在细胞内存在形式：上述元素主要以水、有机物、无机盐的形式存在于细胞中：有机物：蛋白质、糖、脂类、核酸、维生素及其降解产物。无机物：1)参与有机物组成，2)单独存在于细胞质内以无机盐的形式存在。水：约占细胞总重70-90%，以游离水和结合水两种形式存在。游离水：干重法可测得；结合水：不易蒸发、不冻结、也不能渗透,占水总量的17%—28%。营养物质按照它们在机体中的生理作用不同，可以将它们分成六大类：即六大营养要素：二、营养物质及其生理功能氮源能源无机盐水碳源生长因子二、营养物质及其生理功能1、碳源（Carbonsource）定义：在微生物生长过程中能为微生物提供碳素来源的物质。功能：提供合成细胞物质及代谢物的原料;并为整个生理活动提供所需要能源（异养微生物）。种类：无机含碳化合物：如CO2和碳酸盐等。

有机含碳化合物：糖与糖的衍生物（多糖：如淀粉、麸皮、米糠等；饴糖；单糖）,脂类、醇类。有机酸、烃类、芳香族化合物以及各种含氮的化合物。二、营养物质及其生理功能微生物工业发酵中用做碳源的原料传统种类：糖类（单糖，饴糖）、淀粉（玉米粉、山芋粉、野生植物淀粉等）、麸皮、各种米糠等代粮发酵：纤维素、石油、CO2、H2实验室中常用的微生物碳源物质葡萄糖、蔗糖二、营养物质及其生理功能2、氮源（Nitrogensource）：定义：凡用来构成菌体物质或代谢产物中氮素来源的营养源。种类：无机氮：铵盐、硝酸盐、亚硝酸盐、尿素、氨、N2等；有机氮：蛋白质及其降解产物（如胨、肽、氨基酸等）、牛肉膏、鱼粉、花生饼粉、黄豆饼粉、玉米浆等。功能：1）提供合成细胞中含氮物，如蛋白质、核酸，以及含氮代谢物等的原料；2）少数细菌可以铵盐、硝酸盐等氮源为能源。二、营养物质及其生理功能实验室常用的无机氮源：碳酸铵、硝酸盐、硫酸铵、尿素、蛋白胨、牛肉膏、酵母膏等。生产上常用的氮源：有硝酸盐、铵盐、尿素、氨以及蛋白含量较高的鱼粉、蚕蛹粉、黄豆饼粉、花生饼份、玉米浆等。蛋白氮必须通过水解之后降解成胨、肽、氨基酸等才能被机体利用，这种氮源叫迟效氮源。无机氮源或以蛋白质降解产物形式存在的有机氮源可以直接被菌体吸收利用，这种氮源叫做速效氮源。速效氮源，通常有利于机体的生长，迟效氮源有利于代谢产物的形成。二、营养物质及其生理功能3、无机盐（inorganicsalt）定义：为微生物细胞生长提供碳、氮源以外的多种重要元素（包括大量元素和微量元素）的物质，多以无机盐的形式共给。大量元素：P、S、K、Mg、Ca、Na、Fe（微生物生长所需浓度在10-3~10-4mol/L）微量元素：Cu、Zn、Mn、Mo、Co（微生物生长所需浓度在10-6~10-8mol/L）一般微生物生长所需要的无机盐有：硫酸盐、磷酸盐、氯化物以及含有钠、钾、镁、铁等金属元素的化合物。二、营养物质及其生理功能无机盐的生理功能：大量元素：一般功能：细胞内一般分子成分(如P，S，Ca，Mg，Fe等)；生理调节物质维持渗透压、酶的激活剂、pH的稳定。特殊功能：化能自养菌的能源(S、Fe2+、NH4+、NO2-)；无氧呼吸时的氢受体(NO3-、SO42-)微量元素：酶的激活剂（Cu2+、Mn2+、Zn2+等）

特殊分子结构成分（Co、Mo等）二、营养物质及其生理功能4、生长因子（growthfactor）：定义:是一类对微生物正常生活所不可缺少而需要量又不大，但微生物自身不能合成或合成量不足以满足微生物生长需要的物质。不同微生物需求的生长因子的种类和数量不同。缺乏合成生长因子能力的微生物称为“营养缺陷型”微生物。

二、营养物质及其生理功能生长因子的功能维生素：维生素大部分是构成酶的辅基或辅酶，需要量很少，但是缺少维生素微生物不能正常生长。氨基酸：合成蛋白质嘌呤与嘧啶：酶的辅基或辅酶合成核苷、核苷酸、核酸另外有些微生物生长还需要其它特殊的成分，例如某些乳酸杆菌生长需要核苷；某些酵母菌和真菌生长需要肌醇；某些肺炎球菌生长需要胆碱等。二、营养物质及其生理功能5、水（water）1）溶剂和运输介质，营养物质吸收及代谢物分泌2）参与细胞内的生化反应3）维持Pr、核酸稳定天然构象水的生理功能4）热的良好导体，控制细胞内温度变化5）维持细胞自身正常形态6）控制酶、微管、鞭毛等多亚基结构组装和解离二、营养物质及其生理功能水在细胞中有两种存在形式：结合水和游离水。不同细胞及不同细胞结构中游离水的含量有较大差别：几种生物的游离水含量人体：~60%海蛰：~96%微生物孢子营养体霉菌孢子：~39%细菌芽孢：皮层：~70%核心：极低细菌：~80%酵母：~75%霉菌：~85%二、营养物质及其生理功能6