新編微生物的營養(yǎng)

細胞從外界環(huán)境中攝取化學(xué)物質(zhì)，使其在生長過程中獲取生命活動所需能量及其結(jié)構(gòu)物質(zhì)生理過程稱為營養(yǎng)或營養(yǎng)作用。新編微生物的營養(yǎng)第1頁第一節(jié)

微生物細胞化學(xué)組成從微生物細胞組成來看，都是含有碳、氫、氮和各種礦質(zhì)元素，由這些元素組成細胞中有機和無機成份，其中主要是水分、蛋白質(zhì)、碳水化合物、脂肪、核酸和無機鹽。微生物細胞中水分含量最多，干物質(zhì)中碳、氮、氫、氧四種元素約占90％－97％，還有礦質(zhì)元素磷、鐵、銅、錳等。新編微生物的營養(yǎng)第2頁組成微生物細胞各類化學(xué)元素百分比常因微生物種類不一樣而不一樣。不但如此，微生物細胞化學(xué)元素組成也常隨菌齡及培養(yǎng)條件不一樣而在一定范圍內(nèi)發(fā)生改變。新編微生物的營養(yǎng)第3頁第二節(jié)

營養(yǎng)物質(zhì)及其功效營養(yǎng)物質(zhì)主要功用：①供給微生物合成細胞物質(zhì)原料；②用以產(chǎn)生能量；③有營養(yǎng)物如維生素主要用于調(diào)整新陳代謝。新編微生物的營養(yǎng)第4頁一、碳源凡是組成微生物細胞和代謝產(chǎn)物中碳架起源營養(yǎng)物稱為碳源。碳源既是微生物組成成份，又是微生物能量起源。微生物能夠利用碳源范圍極廣，分為有機碳源和無機碳源兩大類，糖類是最廣泛利用碳源。新編微生物的營養(yǎng)第5頁碳源物質(zhì)在細胞內(nèi)經(jīng)過一系列復(fù)雜化學(xué)改變后成為微生物本身細胞物質(zhì)(如碳水化合物、脂、蛋白質(zhì)等)和代謝產(chǎn)物，碳可占普通細菌細胞干重二分之一。新編微生物的營養(yǎng)第6頁二、氮源：凡是能提供微生物生長繁殖所需氮元素營養(yǎng)源，稱為氮源。氮是組成微生物蛋白質(zhì)、酶和核酸成份。能利用氮源種類十分廣泛。空氣中分子態(tài)氮、無機和有機氮。新編微生物的營養(yǎng)第7頁氮源這類物質(zhì)主要用來合成細胞中含氮物質(zhì)，普通不作為能源，只有少數(shù)自養(yǎng)微生物能利用銨鹽、硝酸鹽同時作為氮源與能源。不一樣種類微生物對氮源需要也不盡相同。微生物培養(yǎng)時最慣用有機氮源是牛肉膏、酵母膏等，蛋白胨（部分水解蛋白質(zhì)）是許多微生物良好氮源。新編微生物的營養(yǎng)第8頁從微生物所能利用氮源種類來看，存在著一個顯著界限：一部分微生物是不需要利用氨基酸作氮源，它們能把尿素、銨鹽甚至氮氣等簡單氮源自行合成所需要一切氨基酸，稱為氨基酸自養(yǎng)型生物。凡需要從外界吸收現(xiàn)成氨基酸作氮源微生物就是氨基酸異養(yǎng)型生物。新編微生物的營養(yǎng)第9頁三、水水是細胞維持正常生命活動所必不可少，普通可占細胞重量70－90%。在微生物各種各樣生理活動中必須有水參加才能進行。新編微生物的營養(yǎng)第10頁水是一個最優(yōu)良溶劑，可確保幾乎一切生物化學(xué)反應(yīng)進行水可維持各種生物大分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，并參加一些主要生物化學(xué)反應(yīng)。水還有許多優(yōu)良物理性質(zhì)，諸如高比熱、高汽化熱、高沸點以及固態(tài)時密度小于液態(tài)等，都是確保生命活動十分主要特征。新編微生物的營養(yǎng)第11頁四、無機鹽主要有P、S、Mg、K、Ca、Na、F微量元素等；無機鹽是微生物生長必不可少一類營養(yǎng)物質(zhì),它們在機體中生理功效主要是作為酶活性中心組成部分、維持生物大分子和細胞結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、調(diào)整并維持細胞滲透壓平衡、控制細胞氧化還原電位和作為一些微生物生長能源物質(zhì)等。新編微生物的營養(yǎng)第12頁主要元素包含磷、硫、鉀、鎂、鈣、鈉等。微量元素包含鋅、錳、氯、鉬、硒、鈷、銅、鎢、鎳、硼等。在配制培養(yǎng)基時，首選加入磷酸氫二鉀和硫酸鎂，基本時能夠同時提供4種需要量最大元素。新編微生物的營養(yǎng)第13頁五、生長因子生長因子通常指那些微生物生長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滿足機體生長需要有機化合物。

依據(jù)生長因子化學(xué)結(jié)構(gòu)和它們在機體中生理功效不一樣,可將生長因子分為維生素(vitamin)、氨基酸與嘌呤及嘧啶三大類。生長因子能夠從酵母膏、玉米漿、麥芽汁、血液或血清中取得。新編微生物的營養(yǎng)第14頁維生素氨基酸類嘌呤、嘧啶及其衍生物新編微生物的營養(yǎng)第15頁依據(jù)微生物對生長因子需要情況不一樣，可將微生物分為生長因子自養(yǎng)型微生物、生長因子異養(yǎng)型微生物和生長因子過量合成微生物。新編微生物的營養(yǎng)第16頁第三節(jié)微生物營養(yǎng)類型

依據(jù)微生物對碳源要求不一樣，可將其分為自養(yǎng)菌和異養(yǎng)菌兩大營養(yǎng)類型。凡能利用無機碳合成菌體內(nèi)有機碳化物，叫自養(yǎng)菌；不能利用無機碳而需要有機碳才能合成菌體內(nèi)有機碳化物，為異養(yǎng)菌。依據(jù)其生命活動所需能量起源不一樣，可分為光能營養(yǎng)菌和化能營養(yǎng)菌。前者是從光線中取得能量，后者則從化學(xué)物質(zhì)氧化中取得能量。所以，依據(jù)微生物所需碳源和能源不一樣，可將微生物分為光能自養(yǎng)菌、光能異養(yǎng)菌、化能自養(yǎng)菌、化能異養(yǎng)菌等四類。新編微生物的營養(yǎng)第17頁依據(jù)碳源、能源及電子供體性質(zhì)不一樣可分為:光能自養(yǎng)型:以光為能源，以CO2為唯一或主要碳源,不依賴任何有機物即可正常生長光能異養(yǎng)型:以光為能源，但生長需要一定有機營養(yǎng).化能自養(yǎng)型:以無機物氧化取得能量，生長不依賴有機營養(yǎng)物化能異養(yǎng)型:以有機物氧化取得能量，生長依賴于有機營養(yǎng)物質(zhì)光能自養(yǎng)型和光能異養(yǎng)型微生物可利用光能生長，在地球早期生態(tài)環(huán)境演化過程中起主要作用新編微生物的營養(yǎng)第18頁微生物營養(yǎng)類型

營養(yǎng)類型主要（或唯一）碳源能源代表菌

光能自養(yǎng)型二氧化碳光能藍細菌光能異養(yǎng)型有機物光能紅螺細菌化能自養(yǎng)型二氧化碳無機物硫桿菌化能異養(yǎng)型有機物有機物大腸桿菌新編微生物的營養(yǎng)第19頁第四節(jié)微生物對營養(yǎng)物質(zhì)吸收方式

外界環(huán)境營養(yǎng)物質(zhì)只有被微生物吸收到細胞內(nèi)，才能被微生物分解與利用，微生物生長過程中產(chǎn)生一些代謝產(chǎn)物也必須分泌到細胞外，在這兩個過程中，細胞膜起著主要作用。當(dāng)前普通認為，營養(yǎng)物質(zhì)主要以擴散、促進擴散、主動運輸和基團轉(zhuǎn)位四種方式經(jīng)過微生物細胞膜。新編微生物的營養(yǎng)第20頁一、被動擴散指疏水性雙分子層細胞膜在無載體蛋白參加下，單純依靠物理擴散方式讓許多小分子、非電離分子尤其是親水性分子被動經(jīng)過一個物質(zhì)運輸方式。主要有氧、二氧化碳、乙醇和一些氨基酸分子。新編微生物的營養(yǎng)第21頁新編微生物的營養(yǎng)第22頁二、促進擴散指溶質(zhì)在運輸過程中，必須借助存在于細胞膜上底物特異載體蛋白幫助，但不消耗能量一類擴散性運輸方式。新編微生物的營養(yǎng)第23頁新編微生物的營養(yǎng)第24頁促進擴散與被動擴散主要區(qū)分在于經(jīng)過促進擴散進行跨膜運輸物質(zhì)需要借助與載體(carrier)作用才能進入細胞.而且每種載體只運輸對應(yīng)物質(zhì),含有較高專一性。新編微生物的營養(yǎng)第25頁三、主動運輸指一類須提供能量并經(jīng)過細胞膜上特異性載體蛋白構(gòu)象改變，而使膜外環(huán)境中低濃度溶質(zhì)運入膜內(nèi)一個運輸方式。新編微生物的營養(yǎng)第26頁ATP

ADP

+Pi

恢復(fù)原構(gòu)像再循環(huán)耗能構(gòu)像改變膜上膜外膜內(nèi)移位結(jié)合12主動運輸特點：被運輸物質(zhì)可逆濃度梯度進入細胞內(nèi)要消耗能量，必需有能量參加。有膜載體參加，膜載體發(fā)生構(gòu)型改變。被運輸物質(zhì)不發(fā)生任何改變。新編微生物的營養(yǎng)第27頁運輸對象舉例：氨基酸、乳糖等糖類，Na+、Ca2+等無機離子。新編微生物的營養(yǎng)第28頁四、基團轉(zhuǎn)移指一類既需特異性載體蛋白參加，又需耗能一個物質(zhì)運輸方式，其特點使溶質(zhì)在運輸前后還會發(fā)生分子結(jié)構(gòu)改變，所以不一樣于普通主動運輸。新編微生物的營養(yǎng)第29頁運輸對象舉例：葡萄糖、果糖、甘露糖、嘌呤、核苷、脂肪酸等。運輸機制主要靠磷酸轉(zhuǎn)移酶系統(tǒng)。新編微生物的營養(yǎng)第30頁運輸方式濃度載體耗能運輸分子發(fā)生改變單純擴散高→低不需要不耗能不改變促進擴散高→低需要不耗能不改變主動運輸?shù)汀咝枰哪懿桓淖兓鶊F轉(zhuǎn)位低→高需要耗能改變運輸方式：新編微生物的營養(yǎng)第31頁第五節(jié)培養(yǎng)基

培養(yǎng)基是人工配制適合于不一樣微生物生長繁殖或積累代謝產(chǎn)物營養(yǎng)基質(zhì)。

新編微生物的營養(yǎng)第32頁新編微生物的營養(yǎng)第33頁一、培養(yǎng)基類型

1.合成培養(yǎng)基：

由已知化學(xué)藥品配成,成份和濃度都已完全知道,每一次配制也基本恒定。這種培養(yǎng)基成份準(zhǔn)確，重復(fù)性強，多用于試驗室,費用較高。如：高氏一號培養(yǎng)基（淀粉硝酸鹽培養(yǎng)基）－－－放線菌察氏培養(yǎng)基（蔗糖硝酸鹽培養(yǎng)基）－－－真菌依據(jù)營養(yǎng)物質(zhì)起源不一樣分為新編微生物的營養(yǎng)第34頁2.天然培養(yǎng)基:

化學(xué)成份不完全了解或化學(xué)成份不恒定天然有機物配制培養(yǎng)基。如動植物汁液,土壤浸出液,等配制成培養(yǎng)基。配制方便，經(jīng)濟。如：牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基－－細菌麥芽汁培養(yǎng)基－－酵母菌新編微生物的營養(yǎng)第35頁牛肉膏瘦牛肉組織浸出汁濃縮而成膏狀物質(zhì)，富含水溶性碳水化合物，有機氮化合物，維生素，鹽等。蛋白胨將肉，酪素或明膠用酸或蛋白酶水解后干燥而成粉末狀物質(zhì)，富含有機氮化合物，也含有一些維生素和碳水化合物。酵母膏酵母細胞水溶性提取物濃縮而成膏狀物質(zhì)，富含類維生素，也含有有機氮化合物和碳水化合物。新編微生物的營養(yǎng)第36頁

3.半合成培養(yǎng)基:由成份已知物質(zhì)和成份未知天然物質(zhì)配制而成培養(yǎng)基,如PDA培養(yǎng)基。如：馬鈴薯蔗糖培養(yǎng)基－－真菌新編微生物的營養(yǎng)第37頁依據(jù)培養(yǎng)基物理狀態(tài)分

液體培養(yǎng)基:配制后不加任何凝固劑。半固體培養(yǎng)基:在液體培養(yǎng)基上加進一定凝固劑,在液體培養(yǎng)基中如加0.5%瓊脂,能夠用來觀察細胞運動特征,判定菌種,測定抗菌素效價等。固體培養(yǎng)基:在液體培養(yǎng)基中加入凝固劑(如1.5-2.0%瓊脂)。固體培養(yǎng)基為微生物生長提供了一個營養(yǎng)表面,在這個表面生長微生物可形成單個菌落,用于微生物分離,判定,計數(shù),保管。脫水培養(yǎng)基：指含有除水分以外一切成份商品培養(yǎng)基，使用時只要加入適量水分并加以滅菌即可，其成份準(zhǔn)確且使用方便。

新編微生物的營養(yǎng)第38頁慣用凝固劑有瓊脂(agar)、明膠(gelatin)和硅膠(silicagel)?；瘜W(xué)成份營養(yǎng)價值分解性融化溫度凝固溫度慣用濃度透明度黏著力耐加壓滅菌瓊脂聚半乳糖硫酸酯無罕見約96℃約40℃1.5%～2%高強強明膠蛋白質(zhì)作氮源極易約25℃約20℃5%～12%高強弱

瓊脂與明膠若干特征比較新編微生物的營養(yǎng)第39頁粘液型菌落菌膜菌沉淀均勻渾濁對照固體培養(yǎng)基液體培養(yǎng)基半固體培養(yǎng)基新編微生物的營養(yǎng)第40頁依據(jù)培養(yǎng)基用途來分基礎(chǔ)培養(yǎng)基：滿足普通微生物生長繁殖所需要營養(yǎng)物質(zhì)。牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基是最慣用基礎(chǔ)培養(yǎng)基。加富培養(yǎng)基:在自然界中各種微生物通常是混雜在一起，了解了某一些微生物營養(yǎng)要求，配制適合這種微生物生長而不適合其它微生物生長培養(yǎng)基，就到達了從自然界中分離這種微生物目標(biāo)，這種培養(yǎng)基就稱為加富培養(yǎng)基。普通常加入血、血清或動植物提取液等。－－－－“投其所好”

新編微生物的營養(yǎng)第41頁選擇性培養(yǎng)基:依據(jù)不一樣微生物對營養(yǎng)特殊要求,或?qū)ξ锢砘瘜W(xué)條件抗性而設(shè)計培養(yǎng)基,利用這一類培養(yǎng)基能夠把需要微生物從混雜其它微生物分離和確定。－－－－“取其所抗”判別培養(yǎng)基:在培養(yǎng)基中加入某種特殊化學(xué)物質(zhì),某種微生物在培養(yǎng)基中生長后能產(chǎn)生某種代謝產(chǎn)物,而這種代謝產(chǎn)物能夠與培養(yǎng)基中特殊化學(xué)物質(zhì)發(fā)生特定化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生顯著特征性改變,依據(jù)這種特征性改變,可將該種微生物與其它微生物區(qū)分開來。新編微生物的營養(yǎng)第42頁最常見判別性培養(yǎng)基是伊紅美藍乳糖培養(yǎng)基，即EMB培養(yǎng)基。它在飲用水、牛奶大腸菌群數(shù)等細菌學(xué)檢驗和大腸桿菌遺傳學(xué)研究工作中有著主要用途。新編