第四章-微生物的營養(yǎng)和培養(yǎng)基講課

第四章微生物的營養(yǎng)和培養(yǎng)基一、教學(xué)目的與要求學(xué)習(xí)和掌握微生物的營養(yǎng)要素、營養(yǎng)類型，微生物吸收營養(yǎng)物質(zhì)的機(jī)制；熟悉培養(yǎng)基的種類和設(shè)計(jì)、選用培養(yǎng)基的原則、方法。二、

教學(xué)內(nèi)容：1、微生物的6類營養(yǎng)要素(☆)2、微生物的營養(yǎng)類型(☆)3、營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的方式(★)4、

培養(yǎng)基的種類、設(shè)計(jì)選用培養(yǎng)基的原則和方法3個概念：營養(yǎng)：營養(yǎng)物微生物的營養(yǎng)物元素水平：20種左右，以C、H、O、N、S、P為主；營養(yǎng)要素：碳源、氮源、能源、生長因子、無機(jī)鹽和水第四章微生物的營養(yǎng)和培養(yǎng)基第一節(jié)微生物的6類營養(yǎng)要素一、碳源二、氮源三、能源四、生長因子五、無機(jī)鹽六、水概念：碳源譜：一、碳源類型元素水平化合物水平培養(yǎng)基原料水平有機(jī)碳C·H·O·N·X*復(fù)雜的蛋白質(zhì)、核酸等牛肉膏、蛋白胨、花生餅粉等C·H·O·N多數(shù)氨基酸、簡單蛋白質(zhì)等一般氨基酸、明膠等C·H·O糖、有機(jī)酸、醇、脂類等葡萄糖、蔗糖、各種淀粉、糖蜜C·H烴類天然氣、石油及其不同餾份等無機(jī)碳C(？)——C·OCO2CO2C·O·XNaHCO3、CaCO3等NaHCO3、CaCO3、白堊等二、氮源概念占細(xì)胞干重的12-15%，為主要營養(yǎng)物。氮源譜一切微生物可利用的氮源范圍。類型元素水平化合物水平培養(yǎng)基原料水平有機(jī)氮N·C·H·O·X復(fù)雜的蛋白質(zhì)、核酸等牛肉膏、酵母膏、粕餅粉等N·C·H·O尿素、氨基酸、簡單蛋白質(zhì)等尿素、蛋白胨、明膠等無機(jī)氮N·HNH4、銨鹽等(NH4)2SO4等N·O硝酸鹽等KNO3等NN2

空氣三、能源 概念：

能源譜化學(xué)物質(zhì)輻射能：有機(jī)物：無機(jī)物：化能異養(yǎng)微生物的能源(同碳源)化能自養(yǎng)微生物的能源(不同于碳源)光能自養(yǎng)和光能異養(yǎng)微生物的能源四、生長因子概念廣義：維生素、堿基、卟啉及其衍生物、甾醇、胺類、C4~C6的直鏈或分支脂肪酸及氨基酸、輔酶等。類型生長因子自養(yǎng)型微生物

生長因子異養(yǎng)型微生物

生長因子過量合成微生物

五、無機(jī)鹽

細(xì)胞內(nèi)一般分子成分(P、S、Mg、Ca、Fe等)生理調(diào)節(jié)物質(zhì)化能自養(yǎng)菌的能源(S、Fe2

+、

NH4+、NO2-等)無氧呼吸時的氫受體(NO3-

、SO42

-等)酶的激活劑(Cu2+、Mn2+

、Zn2+等)特殊的分子結(jié)構(gòu)成分(Mo、Co等)一般功能特殊功能大量元素微量元素K2HPO4MgSO4六、水水是營養(yǎng)物質(zhì)么？特點(diǎn)？是一種最優(yōu)良的溶劑是微生物細(xì)胞的主要化學(xué)組成有許多優(yōu)良的物理性質(zhì)水活度：微生物可實(shí)際利用的自由水或游離水的含量。指在同溫同壓下，某溶液的蒸氣壓(P)與純水蒸氣壓P0)之比，等于該溶液的百分相對濕度值(ERH)。第二節(jié)微生物的營養(yǎng)類型

微生物營養(yǎng)類型的分類分類標(biāo)準(zhǔn)

營養(yǎng)類型1。以能源分

光能營養(yǎng)型

化能營養(yǎng)型2。以氫供體分

無機(jī)營養(yǎng)型

有機(jī)營養(yǎng)型3。以碳源分

自養(yǎng)型

異養(yǎng)型4。以合成氨基酸能力分

氨基酸自養(yǎng)型

氨基酸異養(yǎng)型5。以生長因子分

原養(yǎng)型或野生型

營養(yǎng)缺陷型6。以取食方式分

滲透營養(yǎng)型

吞噬營養(yǎng)型7。以取得死或活有機(jī)物分

腐生

寄生第二節(jié)微生物的營養(yǎng)類型微生物的營養(yǎng)類型營養(yǎng)類型能源氫供體基本碳源實(shí)例光能無機(jī)營養(yǎng)型(光能自養(yǎng)型)

藍(lán)細(xì)菌、紫硫細(xì)菌、綠硫細(xì)菌、藻類光能有機(jī)營養(yǎng)型(光能異養(yǎng)型)紅螺菌科的細(xì)菌即紫色非硫細(xì)菌化能無機(jī)營養(yǎng)型(化能自養(yǎng)型)硝化細(xì)菌、硫化細(xì)菌、鐵細(xì)菌、氫細(xì)菌、梳黃細(xì)菌等化能有機(jī)營養(yǎng)型(化能異養(yǎng)型)絕大多數(shù)細(xì)菌和全部真核微生物Δ

：H2O、H2S、NaS2O3等*：NH4+、NO2-、S、H2S、Fe2+等第三節(jié)營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的方式一、單純擴(kuò)散二、促進(jìn)擴(kuò)散三、主動運(yùn)送四、基團(tuán)移位一、單純擴(kuò)散概念又稱被動運(yùn)送或自由擴(kuò)散，特點(diǎn)驅(qū)動力：純粹物理過程：擴(kuò)散物質(zhì)：為O2、CO2、水、水溶性小分子(乙醇、甘油)、某些離子(Na+)和某些氨基酸分子無特異性或選擇性，

單純擴(kuò)散模式圖細(xì)胞膜外細(xì)胞膜內(nèi)細(xì)胞膜上特點(diǎn)驅(qū)動力：二、促進(jìn)擴(kuò)散概念擴(kuò)散物質(zhì)：糖類、甘油、氨基酸和維生素等有特異性或選擇性，促進(jìn)擴(kuò)散模式圖細(xì)胞膜上細(xì)胞膜外細(xì)胞膜內(nèi)恢復(fù)原構(gòu)象移位再循環(huán)結(jié)合構(gòu)象改變特點(diǎn)驅(qū)動力：外界能量

擴(kuò)散物質(zhì)：離子、一些糖類(單糖、雙糖)、氨基酸和有機(jī)酸等有特異性或選擇性，三、主動運(yùn)送概念主動運(yùn)送模式圖細(xì)胞膜上細(xì)胞膜外細(xì)胞膜內(nèi)恢復(fù)原構(gòu)象移位再循環(huán)結(jié)合構(gòu)象改變ADP+PiATP四、基團(tuán)移位（轉(zhuǎn)移）概念特點(diǎn)驅(qū)動力：

有特異性或選擇性，擴(kuò)散物質(zhì)：各種糖類(葡萄糖、果糖、甘露糖和N-乙酰葡糖胺等)、核苷酸、堿基、脂肪酸等P基團(tuán)移位模式圖細(xì)胞膜上細(xì)胞膜外細(xì)胞膜內(nèi)酶Ⅱc酶Ⅱb酶ⅡaHPr酶ⅠPPPEPPyrPPHPr~P~糖項(xiàng)目酶Ⅰ酶ⅡHPr組分1種酶Ⅱa酶Ⅱb酶Ⅱc1種位置細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞膜細(xì)胞膜細(xì)胞膜底物特異性無無有有無第三節(jié)營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的方式

討論題1：基團(tuán)移位中各酶比較第三節(jié)營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的方式討論題2：4種運(yùn)輸營養(yǎng)物質(zhì)方式的比較比較項(xiàng)目單純擴(kuò)散促進(jìn)擴(kuò)散主動運(yùn)送基團(tuán)移位特異載體蛋白運(yùn)輸速度物質(zhì)運(yùn)輸方向平衡時胞內(nèi)外