微生物培養(yǎng)基配制技術(shù)-微生物的營(yíng)養(yǎng)

模塊五微生物培養(yǎng)基配制技術(shù)Microbialculturemediumpreparationtechnology任務(wù)一微生物的營(yíng)養(yǎng)知識(shí)目標(biāo)：掌握微生物的營(yíng)養(yǎng)類型任務(wù)一微生物的營(yíng)養(yǎng)能力目標(biāo)：01能夠根據(jù)不同微生物選擇不同培養(yǎng)基02能進(jìn)行幾種常用培養(yǎng)基的配制任務(wù)一微生物的營(yíng)養(yǎng)任務(wù)內(nèi)容微生物的營(yíng)養(yǎng)類型光能無(wú)機(jī)自養(yǎng)型微生物光能有機(jī)異養(yǎng)型微生物化能無(wú)機(jī)自養(yǎng)型微生物化能有機(jī)異養(yǎng)型微生物根據(jù)生長(zhǎng)所需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的性質(zhì)（碳源），可將生物分成兩種基本的營(yíng)養(yǎng)類型異養(yǎng)型生物：在生長(zhǎng)時(shí)需要以復(fù)雜的有機(jī)物質(zhì)作為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)自養(yǎng)型生物：在生長(zhǎng)時(shí)能以簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)物質(zhì)作為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)動(dòng)物屬于異養(yǎng)型生物，植物屬于自養(yǎng)型，而微生物既有異養(yǎng)型的也有自養(yǎng)型的，大多數(shù)微生物屬于異養(yǎng)型生物，少數(shù)微生物屬于自養(yǎng)型生物。一、微生物的營(yíng)養(yǎng)類型一、微生物的營(yíng)養(yǎng)類型根據(jù)生長(zhǎng)時(shí)能量的來源不同，又可將生物分成兩種類型化能營(yíng)養(yǎng)型生物：依靠化合物氧化釋放的能量進(jìn)行生長(zhǎng)光能營(yíng)養(yǎng)型生物：依靠光能進(jìn)行生長(zhǎng)動(dòng)物和大部分微生物屬于化能營(yíng)養(yǎng)型生物，它們從物質(zhì)的氧化過程中獲得能量。植物和少部分微生物屬于光能營(yíng)養(yǎng)型生物按供氫體分：無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)型生物；有機(jī)營(yíng)養(yǎng)型生物。根據(jù)微生物碳源、能源及供氫體性質(zhì)不同，將生物分成四種種類型一、微生物的營(yíng)養(yǎng)類型光能無(wú)機(jī)（自養(yǎng)）型微生物1光能有機(jī)（異養(yǎng)）型微生物2化能無(wú)機(jī)（自養(yǎng)）型微生物3化能有機(jī)（異養(yǎng)）型微生物4一、微生物的營(yíng)養(yǎng)類型1、光能無(wú)機(jī)型微生物（自養(yǎng)）以CO2作為唯一碳源或主要碳源，并利用光能，以無(wú)機(jī)物如硫化氫、硫代硫酸鈉或其他無(wú)機(jī)硫化物作為供氫體將CO2還原成細(xì)胞物質(zhì)，同時(shí)產(chǎn)生元素硫光能CO2＋H2S[CH2O]+2S+H2O

光合色素例如：藍(lán)細(xì)菌（含葉綠素）、紅硫細(xì)菌和綠硫細(xì)菌等少數(shù)微生物（含細(xì)菌葉綠素），由于含有光合色素，因而能使光能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能（ATP），供機(jī)體直接利用。一、微生物的營(yíng)養(yǎng)類型2、光能有機(jī)型微生物（異養(yǎng)）以CO2為主要碳源或唯一碳源以有機(jī)物（如異丙醇）作為供氫體，利用光能將CO2還原成細(xì)胞物質(zhì)。例如：紅螺菌屬中的一些細(xì)菌屬于此種營(yíng)養(yǎng)類型。

光能2(H3C)2CHOH+CO22CH3COCH3+[CH2O]+H2O

光合色素光能異養(yǎng)型細(xì)菌在生長(zhǎng)時(shí)大多數(shù)采要外源的生長(zhǎng)因子一、微生物的營(yíng)養(yǎng)類型3、化能無(wú)機(jī)型微生物（自養(yǎng)）以CO2或碳酸鹽作為唯一或主要碳源，以無(wú)機(jī)物氧化釋放的化學(xué)能為能源,，利用電子供體如氫氣、硫化氫、二價(jià)鐵離子或亞硝酸鹽等使CO2還原成細(xì)胞物質(zhì)。例如：硫化細(xì)菌、硝化細(xì)菌、氫細(xì)菌與鐵細(xì)菌。它們?cè)谧匀唤缥镔|(zhì)轉(zhuǎn)換過程中起著重要的作用。4、化能有機(jī)型微生物異養(yǎng)生長(zhǎng)所需要能量和碳源通常來自同一種有機(jī)物。多數(shù)微生物屬于化能異養(yǎng)型，所有致病微生物都是化能有機(jī)營(yíng)養(yǎng)型微生物。根據(jù)化能異養(yǎng)型微生物利用有機(jī)物的特性，又可以將其分為下列兩種類型：腐生型微生物：利用無(wú)生命活性的有機(jī)物作為生長(zhǎng)的碳源。寄生型微生物：寄生在生活的細(xì)胞內(nèi)，從寄生體內(nèi)獲得生長(zhǎng)所需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。存在于寄生與腐生之間的中間過渡類型微生物，稱為兼性腐生型或兼性寄生型。一、微生物的營(yíng)養(yǎng)類型不同營(yíng)養(yǎng)類型之間的界限不是絕對(duì)的異養(yǎng)微生物并非絕對(duì)不能利用CO2自養(yǎng)微生物也并非絕對(duì)不能利用有機(jī)物生長(zhǎng)例如：紫色非硫細(xì)菌沒有有機(jī)物時(shí)，同化CO2，為自養(yǎng)型微生物有有機(jī)物時(shí)，利用有機(jī)物生長(zhǎng)，為異養(yǎng)型微生物微生物營(yíng)養(yǎng)類型的可變性有利于提高其對(duì)環(huán)境條件變化的適應(yīng)能力。一、微生物的營(yíng)養(yǎng)類型1、自養(yǎng)微生物、異養(yǎng)微生物的定義2、微生物的營(yíng)養(yǎng)類型思考與討論：我學(xué)到什么？任務(wù)：1、微生物的營(yíng)養(yǎng)類型有哪幾種？劃分依據(jù)是什么？舉出各種營(yíng)養(yǎng)類型的幾個(gè)代表菌？思考討論與任務(wù)模塊五微生物培養(yǎng)基配制技術(shù)Microbialculturemediumpreparationtechnology任務(wù)一微生物的營(yíng)養(yǎng)知識(shí)目標(biāo)：熟悉微生物的元素組成掌握微生物的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及其功能任務(wù)一微生物的營(yíng)養(yǎng)能力目標(biāo)：01能夠根據(jù)不同微生物選擇不同培養(yǎng)基02能進(jìn)行幾種常用培養(yǎng)基的配制任務(wù)一微生物的營(yíng)養(yǎng)內(nèi)容導(dǎo)入營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)是微生物生存的物質(zhì)基礎(chǔ)，而營(yíng)養(yǎng)是微生物維持和持續(xù)和延續(xù)其生命形式的一種生理過程。營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)：能滿足機(jī)體生長(zhǎng)、繁殖和完成各種生理活動(dòng)所需要的物質(zhì)，這些物質(zhì)就稱為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。營(yíng)養(yǎng)的概念：微生物吸取和利用營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的過程。任務(wù)一微生物的營(yíng)養(yǎng)任務(wù)內(nèi)容微生物細(xì)胞的化學(xué)組成微生物營(yíng)養(yǎng)要素及其生理功能1、化學(xué)元素(chemicalelement):大量元素(macroelement):碳、氫、氧、氮、磷、硫、鉀、鎂、鈣、鐵（其中前六種占細(xì)菌細(xì)胞干重的97%）。微量元素(traceelement):鋅、錳、鈉、氯、鉬、硒、鈷、銅、鎢、鎳、硼。一、微生物細(xì)胞的化學(xué)組成一、微生物細(xì)胞的化學(xué)組成2、元素在細(xì)胞內(nèi)存在形式：上述元素主要以水、有機(jī)物、無(wú)機(jī)鹽的形式存在于細(xì)胞中：有機(jī)物：蛋白質(zhì)、糖、脂類、核酸、維生素及其降解產(chǎn)物。無(wú)機(jī)物：1)參與有機(jī)物組成，2)單獨(dú)存在于細(xì)胞質(zhì)內(nèi)以無(wú)機(jī)鹽的形式存在。水：約占細(xì)胞總重70-90%，以游離水和結(jié)合水兩種形式存在。游離水：干重法可測(cè)得；結(jié)合水：不易蒸發(fā)、不凍結(jié)、也不能滲透,占水總量的17%—28%。營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)按照它們?cè)跈C(jī)體中的生理作用不同，可以將它們分成六大類：即六大營(yíng)養(yǎng)要素：二、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及其生理功能氮源能源無(wú)機(jī)鹽水碳源生長(zhǎng)因子二、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及其生理功能1、碳源（Carbonsource）定義：在微生物生長(zhǎng)過程中能為微生物提供碳素來源的物質(zhì)。功能：提供合成細(xì)胞物質(zhì)及代謝物的原料;并為整個(gè)生理活動(dòng)提供所需要能源（異養(yǎng)微生物）。種類：無(wú)機(jī)含碳化合物：如CO2和碳酸鹽等。

有機(jī)含碳化合物：糖與糖的衍生物（多糖：如淀粉、麩皮、米糠等；飴糖；單糖）,脂類、醇類。有機(jī)酸、烴類、芳香族化合物以及各種含氮的化合物。二、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及其生理功能微生物工業(yè)發(fā)酵中用做碳源的原料傳統(tǒng)種類：糖類（單糖，飴糖）、淀粉（玉米粉、山芋粉、野生植物淀粉等）、麩皮、各種米糠等代糧發(fā)酵：纖維素、石油、CO2、H2實(shí)驗(yàn)室中常用的微生物碳源物質(zhì)葡萄糖、蔗糖二、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及其生理功能2、氮源（Nitrogensource）：定義：凡用來構(gòu)成菌體物質(zhì)或代謝產(chǎn)物中氮素來源的營(yíng)養(yǎng)源。種類：無(wú)機(jī)氮：銨鹽、硝酸鹽、亞硝酸鹽、尿素、氨、N2等；有機(jī)氮：蛋白質(zhì)及其降解產(chǎn)物（如胨、肽、氨基酸等）、牛肉膏、魚粉、花生餅粉、黃豆餅粉、玉米漿等。功能：1）提供合成細(xì)胞中含氮物，如蛋白質(zhì)、核酸，以及含氮代謝物等的原料；2）少數(shù)細(xì)菌可以銨鹽、硝酸鹽等氮源為能源。二、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及其生理功能實(shí)驗(yàn)室常用的無(wú)機(jī)氮源：碳酸銨、硝酸鹽、硫酸銨、尿素、蛋白胨、牛肉膏、酵母膏等。生產(chǎn)上常用的氮源：有硝酸鹽、銨鹽、尿素、氨以及蛋白含量較高的魚粉、蠶蛹粉、黃豆餅粉、花生餅份、玉米漿等。蛋白氮必須通過水解之后降解成胨、肽、氨基酸等才能被機(jī)體利用，這種氮源叫遲效氮源。無(wú)機(jī)氮源或以蛋白質(zhì)降解產(chǎn)物形式存在的有機(jī)氮源可以直接被菌體吸收利用，這種氮源叫做速效氮源。速效氮源，通常有利于機(jī)體的生長(zhǎng)，遲效氮源有利于代謝產(chǎn)物的形成。二、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及其生理功能3、無(wú)機(jī)鹽（inorganicsalt）定義：為微生物細(xì)胞生長(zhǎng)提供碳、氮源以外的多種重要元素（包括大量元素和微量元素）的物質(zhì)，多以無(wú)機(jī)鹽的形式共給。大量元素：P、S、K、Mg、Ca、Na、Fe（微生物生長(zhǎng)所需濃度在10-3~10-4mol/L）微量元素：Cu、Zn、Mn、Mo、Co（微生物生長(zhǎng)所需濃度在10-6~10-8mol/L）一般微生物生長(zhǎng)所需要的無(wú)機(jī)鹽有：硫酸鹽、磷酸鹽、氯化物以及含有鈉、鉀、鎂、鐵等金屬元素的化合物。二、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及其生理功能無(wú)機(jī)鹽的生理功能：大量元素：一般功能：細(xì)胞內(nèi)一般分子成分(如P，S，Ca，Mg，F(xiàn)e等)；生理調(diào)節(jié)物質(zhì)維持滲透壓、酶的激活劑、pH的穩(wěn)定。特殊功能：化能自養(yǎng)菌的能源(S、Fe2+、NH4+、NO2-)；無(wú)氧呼吸時(shí)的氫受體(NO3-、SO42-)微量元素：酶的激活劑（Cu2+、Mn2+、Zn2+等）

特殊分子結(jié)構(gòu)成分（Co、Mo等）二、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及其生理功能4、生長(zhǎng)因子（growthfactor）：定義:是一類對(duì)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滿足微生物生長(zhǎng)需要的物質(zhì)。不同微生物需求的生長(zhǎng)因子的種類和數(shù)量不同。缺乏合成生長(zhǎng)因子能力的微生物稱為“營(yíng)養(yǎng)缺陷型”微生物。

二、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及其生理功能生長(zhǎng)因子的功能維生素：維生素大部分是構(gòu)成酶的輔基或輔酶，需要量很少，但是缺少維生素微生物不能正常生長(zhǎng)。氨基酸：合成蛋白質(zhì)嘌呤與嘧啶：酶的輔基或輔酶合成核苷、核苷酸、核酸另外有些微生物生長(zhǎng)還需要其它特殊的成分，例如某些乳酸桿菌生長(zhǎng)需要核苷；某些酵母菌和真菌生長(zhǎng)需要肌醇；某些肺炎球菌生長(zhǎng)需要膽堿等。二、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及其生理功能5、水（water）1）溶劑和運(yùn)輸介質(zhì)，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)吸收及代謝物分泌2）參與細(xì)胞內(nèi)的生化反應(yīng)3）維持Pr、核酸穩(wěn)定天然構(gòu)象水的生理功能4）熱的良好導(dǎo)體，控制細(xì)胞內(nèi)溫度變化5）維持細(xì)胞自身正常形態(tài)6）控制酶、微管、鞭毛等多亞基結(jié)構(gòu)組裝和解離二、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及其生理功能水在細(xì)胞中有兩種存在形式：結(jié)合水和游離水。不同細(xì)胞及不同細(xì)胞結(jié)構(gòu)中游離水的含量有較大差別：幾種生物的游離水含量人體：~60%海蟄：~96%微生物孢子營(yíng)養(yǎng)體霉菌孢子：~39%細(xì)菌芽孢：皮層：~70%核心：極低細(xì)菌：~80%酵母：~75%霉菌：~85%二、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及其生理功能6