微生物的營養(yǎng)物質(zhì)及類型ppt課件

1、 第三章第三章 微生物的營養(yǎng)和培育基微生物的營養(yǎng)和培育基 微生物和其他生物一樣是有生命的，微生微生物和其他生物一樣是有生命的，微生物為了生存就必需不斷地從外界環(huán)境中吸收物為了生存就必需不斷地從外界環(huán)境中吸收所需求的各種營養(yǎng)物質(zhì)，并從中獲得原料和所需求的各種營養(yǎng)物質(zhì)，并從中獲得原料和能量，以便合成新的細胞和物質(zhì)。同時將代能量，以便合成新的細胞和物質(zhì)。同時將代謝活動產(chǎn)生的廢物排出體外謝活動產(chǎn)生的廢物排出體外。新陳代謝新陳代謝本章研討的內(nèi)容本章研討的內(nèi)容: :內(nèi)容：內(nèi)容：1.1.微生物的營養(yǎng)物質(zhì)微生物的營養(yǎng)物質(zhì) 2.2.微生物的營養(yǎng)類型微生物的營養(yǎng)類型 * *3.3.微生物的培育基微生物的培育基 4

2、.4.微生物對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收方式微生物對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收方式第一節(jié)第一節(jié) 微生物的營養(yǎng)物質(zhì)微生物的營養(yǎng)物質(zhì)1.營養(yǎng)：微生物從周圍環(huán)境中吸收營養(yǎng)物質(zhì)，并加以營養(yǎng)：微生物從周圍環(huán)境中吸收營養(yǎng)物質(zhì)，并加以利用的過程。利用的過程。 微生物維持生生命活動的一種生理過程。微生物維持生生命活動的一種生理過程。2.營養(yǎng)物質(zhì)營養(yǎng)物質(zhì)(或養(yǎng)料或養(yǎng)料):可以滿足微生物生長、繁衍和完可以滿足微生物生長、繁衍和完成各種生理活動所需的物質(zhì)。成各種生理活動所需的物質(zhì)。 參考細胞組成構(gòu)成酶成分為物質(zhì)運輸和進展參考細胞組成構(gòu)成酶成分為物質(zhì)運輸和進展生理活動提供能量。生理活動提供能量。 營養(yǎng)物質(zhì)是微生物進展一切生命活動的物質(zhì)根底，

3、營養(yǎng)物質(zhì)是微生物進展一切生命活動的物質(zhì)根底，失去后，微生物無法生存。失去后，微生物無法生存。 營養(yǎng)和營養(yǎng)物質(zhì)的關(guān)系：相互對立一致。營養(yǎng)和營養(yǎng)物質(zhì)的關(guān)系：相互對立一致。3.微生物吸收營養(yǎng)物質(zhì)的根據(jù)微生物吸收營養(yǎng)物質(zhì)的根據(jù):微生物細胞的化學組成。微生物細胞的化學組成。作作用用作用作用一、微生物細胞的化學組成一、微生物細胞的化學組成 1.1.從元素上講從元素上講 微生物細胞化學組成與其他高等動植微生物細胞化學組成與其他高等動植物細胞一樣。物細胞一樣。 大量元素：碳、氫、氧、氮、大量元素：碳、氫、氧、氮、P P和和S S。 細胞組成細胞組成 微量元素：微量元素：K K、NaNa、MgMg、CaCa、F

4、eFe、MnMn、CuCu、 CoCo、ZnZn、MoMo等。等。 這些元素組成細胞的有機和無機成分。這些元素組成細胞的有機和無機成分。 不同微生物各元素的含量和種類也不不同微生物各元素的含量和種類也不同，并隨培育條件、菌齡等發(fā)生變化。見同，并隨培育條件、菌齡等發(fā)生變化。見下表。下表。 微生物細胞中幾種主要元素的含量% 元素元素 細菌細菌 酵母菌酵母菌 霉菌霉菌 碳碳 50.4 50.4 49.8 49.8 47.9 47.9 氮氮 15 15 12.4 12.4 5.24 5.24 氫氫 6.78 6.78 6.71 6.71 6.70 6.70 氧氧 30.52 30.52 31.18 3

5、1.18 40.2 40.2 磷磷 3 3 - - - - 硫硫 1 1 - - - - 2. 2.從化合物程度上講從化合物程度上講 構(gòu)成微生物細胞的元素存在方式：構(gòu)成微生物細胞的元素存在方式： 水分和無機鹽、有機化合物蛋白質(zhì)、水分和無機鹽、有機化合物蛋白質(zhì)、碳水化合物、脂肪、核酸。碳水化合物、脂肪、核酸。微生物細胞組成微生物細胞組成水水干物質(zhì)干物質(zhì)無機物鹽無機物鹽有機物：蛋白質(zhì)、碳水有機物：蛋白質(zhì)、碳水化合物、脂肪、核酸化合物、脂肪、核酸微生物細胞中幾種主要化合物的含量微生物細胞中幾種主要化合物的含量% %組組 成成細菌細菌酵母菌酵母菌霉菌霉菌 水水 分分758570 8085 90固固形形

6、物物(占占總總固固形形物物)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)50 8032 7514 15糖糖 類類12 2827 637 40脂脂 類類5 202 154 40核核 酸酸10 206 86 12無機元素無機元素2 303.87-二、微生物的營養(yǎng)物質(zhì)及生理功能二、微生物的營養(yǎng)物質(zhì)及生理功能 微生物和其他生物一樣，在生活過程中，微生物和其他生物一樣，在生活過程中，不斷地從外界吸收營養(yǎng)物質(zhì)，合成細胞成分和提不斷地從外界吸收營養(yǎng)物質(zhì)，合成細胞成分和提供代謝所需能量。供代謝所需能量。1.1.微生物必需吸收充足水分。水分微生物必需吸收充足水分。水分2.2.需求碳源構(gòu)成細胞有機物碳架，并提供能量需求碳源構(gòu)成細胞有機物碳架，并

7、提供能量碳源碳源3.3.需求合成蛋白質(zhì)、氨基酸。氮源需求合成蛋白質(zhì)、氨基酸。氮源4.4.需求多種礦物質(zhì)元素和一些生長因子才干行正需求多種礦物質(zhì)元素和一些生長因子才干行正常生長發(fā)育。無機鹽和生長因子。常生長發(fā)育。無機鹽和生長因子。 微生物在生長過程中需求不斷從環(huán)境中攝取的微生物在生長過程中需求不斷從環(huán)境中攝取的營養(yǎng)物質(zhì)和獲得能量，決議了微生物營養(yǎng)的六大營養(yǎng)物質(zhì)和獲得能量，決議了微生物營養(yǎng)的六大要素：要素： 水、碳源、氮源、能源、無機鹽和生長因子水、碳源、氮源、能源、無機鹽和生長因子1.1.水分水分存在方式存在方式: :結(jié)合水和游離水，占細胞干重的結(jié)合水和游離水，占細胞干重的70709090。 作

8、用：作用： 1.1.參與細胞呼吸和光協(xié)作用。參與細胞呼吸和光協(xié)作用。 2.2.細胞的重要組成。細胞的重要組成。 3.3.細胞內(nèi)生化反響的良好介質(zhì)。細胞內(nèi)生化反響的良好介質(zhì)。 4.4.良好的溶劑和介質(zhì)。良好的溶劑和介質(zhì)。 5.5.調(diào)理細胞的溫度，堅持細胞內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定。調(diào)理細胞的溫度，堅持細胞內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定。特點：特點：1 1微生物種類不同，含水量也不同。微生物種類不同，含水量也不同。 2 2同種微生物在不同發(fā)育時期和不同的環(huán)同種微生物在不同發(fā)育時期和不同的環(huán)境中，水分含量也不同。境中，水分含量也不同。 幼齡菌衰老型休眠體幼齡菌衰老型休眠體. .碳源：碳源：概念概念微生物生長提供碳素來源的物質(zhì)微生物

9、生長提供碳素來源的物質(zhì) 種類種類無機碳化合物無機碳化合物CO2CO2和碳酸鹽和碳酸鹽有機碳化合物有機碳化合物淀粉、纖維素、半纖維素、淀粉、纖維素、半纖維素、果膠、脂肪、氨基酸、蛋白果膠、脂肪、氨基酸、蛋白質(zhì)、有機酸質(zhì)、有機酸作用作用為機體完成整個生理活動和機體生長提供能量為機體完成整個生理活動和機體生長提供能量 常用常用實驗室實驗室葡萄糖、果糖、蔗糖、淀粉、葡萄糖、果糖、蔗糖、淀粉、甘油和一些有機酸。甘油和一些有機酸。 發(fā)酵工業(yè)發(fā)酵工業(yè)飴糖和淀粉飴糖和淀粉 3.3.氮源氮源概念概念能供應微生物氮素來源。能供應微生物氮素來源。種類種類簡單的無機氮：簡單的無機氮：NH3NH3。復雜的有機氮：蛋白質(zhì)

10、及其水解產(chǎn)物，胨、肽、復雜的有機氮：蛋白質(zhì)及其水解產(chǎn)物，胨、肽、氨基酸等。氨基酸等。常用常用培育基：銨鹽、硝酸鹽、尿素、牛肉膏、蛋白胨、培育基：銨鹽、硝酸鹽、尿素、牛肉膏、蛋白胨、多肽、多肽、 氨基酸和蛋白質(zhì)氨基酸和蛋白質(zhì) 工業(yè)發(fā)酵：黃豆餅粉、花生餅粉、玉米漿和酵母粉。工業(yè)發(fā)酵：黃豆餅粉、花生餅粉、玉米漿和酵母粉。作用作用構(gòu)成微生物細胞物質(zhì)或代謝產(chǎn)物中氮素成分的營構(gòu)成微生物細胞物質(zhì)或代謝產(chǎn)物中氮素成分的營養(yǎng)物質(zhì)。養(yǎng)物質(zhì)。4.4.無機鹽無機鹽概念概念微生物生長、代謝必不可少的一類營養(yǎng)物質(zhì)。微生物生長、代謝必不可少的一類營養(yǎng)物質(zhì)。 作用作用作為酶活性中心的組成部分。如鐵作為酶活性中心的組成部分。如

11、鐵過氧化酶，過氧化酶， 鈣鈣蛋白酶。蛋白酶。構(gòu)成微生物細胞的各種組分。磷構(gòu)成微生物細胞的各種組分。磷核酸核酸調(diào)理并維持細胞的浸透壓平衡、調(diào)理并維持細胞的浸透壓平衡、pHpH和控制細胞的和控制細胞的氧化復原位。如氯化鈉。氧化復原位。如氯化鈉。作為某些微生物生長的能源物質(zhì)。如鐵作為某些微生物生長的能源物質(zhì)。如鐵 鐵細菌鐵細菌能源物質(zhì)。能源物質(zhì)。種類種類磷酸鹽、硫酸鹽、氯化物，以及含有鈉、鉀、磷酸鹽、硫酸鹽、氯化物，以及含有鈉、鉀、鈣、鎂、鐵等金屬元素的化合物。鈣、鎂、鐵等金屬元素的化合物。5.5.生長因子生長因子指微生物生命活動不可短少的，本身又不能指微生物生命活動不可短少的，本身又不能自行合成，

12、必需從外界供應的微量有機物。自行合成，必需從外界供應的微量有機物。概念概念特點特點微生物本身不能合成，必需由外源供應。微生物本身不能合成，必需由外源供應。 作用作用提供微生物細胞重要物質(zhì)提供微生物細胞重要物質(zhì)( (構(gòu)成細胞成分。如構(gòu)成細胞成分。如嘌呤、嘧啶構(gòu)成核酸嘌呤、嘧啶構(gòu)成核酸) )。參與代謝，維持生命的正?；顒樱缇S生素構(gòu)參與代謝，維持生命的正常活動，如維生素構(gòu)成酶的輔基。成酶的輔基。 種類種類 維生素、氨基酸、嘌呤和嘧啶及其衍生物、卟啉及其衍生物、固醇、胺類以及脂肪酸等。維生素、氨基酸、嘌呤和嘧啶及其衍生物、卟啉及其衍生物、固醇、胺類以及脂肪酸等。第二節(jié)第二節(jié) 微生物的營養(yǎng)類型微生物的

13、營養(yǎng)類型 微生物種類繁多，不同的微生物對營養(yǎng)的需求差別微生物種類繁多，不同的微生物對營養(yǎng)的需求差別 很大，根據(jù)微生物生長需求碳源、能源及電子供體性質(zhì)很大，根據(jù)微生物生長需求碳源、能源及電子供體性質(zhì) 的不同，將微生物的營養(yǎng)類型分為四種：的不同，將微生物的營養(yǎng)類型分為四種： 光能無機自養(yǎng)型、光能有機異養(yǎng)型、化能無機自養(yǎng)型、化能有光能無機自養(yǎng)型、光能有機異養(yǎng)型、化能無機自養(yǎng)型、化能有機異養(yǎng)型。機異養(yǎng)型。 微生物營養(yǎng)類型微生物營養(yǎng)類型(1) (1) 劃分根據(jù)劃分根據(jù) 營養(yǎng)類型營養(yǎng)類型 特特 點點 碳源碳源 自養(yǎng)型自養(yǎng)型 以以CO2CO2為獨一或主要碳源為獨一或主要碳源 異養(yǎng)型異養(yǎng)型 以有機物為碳源以有

14、機物為碳源 能源能源 光能營養(yǎng)型光能營養(yǎng)型 以光為能源以光為能源 化能營養(yǎng)型化能營養(yǎng)型 以物質(zhì)氧化釋放的化學能為能源以物質(zhì)氧化釋放的化學能為能源一按生長所需求的碳源的不同一按生長所需求的碳源的不同, ,有兩種有兩種: :1.1.異養(yǎng)型有機型微生物：異養(yǎng)型有機型微生物： 在生長時需求以現(xiàn)成有機物質(zhì)如單糖、雙糖、淀在生長時需求以現(xiàn)成有機物質(zhì)如單糖、雙糖、淀粉、纖維素、有機酸作為碳源。粉、纖維素、有機酸作為碳源。 特點：不能在完全無機的環(huán)境中生活。特點：不能在完全無機的環(huán)境中生活。2.2.自養(yǎng)型無機型微生物：在生長時利用簡單的無自養(yǎng)型無機型微生物：在生長時利用簡單的無機物質(zhì)機物質(zhì)CO2CO2或無機碳

15、酸鹽為營養(yǎng)物質(zhì)或無機碳酸鹽為營養(yǎng)物質(zhì), ,不需求外界不需求外界供應有機物。供應有機物。 特點特點:(1):(1)不需求有機養(yǎng)料不需求有機養(yǎng)料, ,可生活在完全無機環(huán)境中。可生活在完全無機環(huán)境中。 (2)(2)將無機碳源轉(zhuǎn)化為細胞的有機物。將無機碳源轉(zhuǎn)化為細胞的有機物。 動物動物異養(yǎng)型生物異養(yǎng)型生物 植物、微生物植物、微生物異養(yǎng)型和自養(yǎng)型異養(yǎng)型和自養(yǎng)型 多數(shù)微生物多數(shù)微生物異養(yǎng)型，少數(shù)微生物異養(yǎng)型，少數(shù)微生物自養(yǎng)型。自養(yǎng)型。 (二二)按生長時能量的來源不同按生長時能量的來源不同,有兩種類型：有兩種類型： 1.化能營養(yǎng)型生物：依托物質(zhì)氧化過程中釋放的化能營養(yǎng)型生物：依托物質(zhì)氧化過程中釋放的能量能量

16、,作為能源來進展生長。作為能源來進展生長。 利用物：利用物：NH3，NO2、H2S 、S 、H2。 2.光能營養(yǎng)型生物：依托光能進展生長光能營養(yǎng)型生物：依托光能進展生長 三根據(jù)微生物代謝所需求的能源和碳源三根據(jù)微生物代謝所需求的能源和碳源及電子供體性質(zhì)不同，把微生物分為以下四及電子供體性質(zhì)不同，把微生物分為以下四種類型：種類型：1.1.光能無機營養(yǎng)型光能無機營養(yǎng)型( (光能自養(yǎng)型微生物光能自養(yǎng)型微生物) )2.2.光能有機營養(yǎng)型光能有機營養(yǎng)型( (光能異養(yǎng)型微生物光能異養(yǎng)型微生物) )3.3.化能無機型化能無機型( (化能自養(yǎng)型微生物化能自養(yǎng)型微生物) )4.4.化能有機營養(yǎng)化能有機營養(yǎng)( (

17、化能異養(yǎng)型微生物化能異養(yǎng)型微生物) )1.1.光能無機營養(yǎng)型光能無機營養(yǎng)型 也叫光能自養(yǎng)型微生物，以也叫光能自養(yǎng)型微生物，以C02C02作為獨一作為獨一或主要碳源，并利用光能，以無機物如水、或主要碳源，并利用光能，以無機物如水、硫化氫、硫化氫、硫代硫酸鈉作為供氫體將硫代硫酸鈉作為供氫體將CO2CO2復原成細胞物質(zhì)。復原成細胞物質(zhì)。特點特點: :在微生物細胞中有光合色素在微生物細胞中有光合色素, ,可以利用光可以利用光能進展光協(xié)作用。能進展光協(xié)作用。如光合細菌綠硫細菌和紫色細菌如光合細菌綠硫細菌和紫色細菌 光能光能 CO2CO22H2S CH2O+2S+H2O2H2S CH2O+2S+H2O不產(chǎn)

18、氧不產(chǎn)氧氣氣 菌綠素菌綠素藍細菌：藍細菌： 光能光能 CO2CO2H2O CH2O+O2 (H2O CH2O+O2 (產(chǎn)氧氣產(chǎn)氧氣) ) 藻藻類和藍細菌類和藍細菌 葉綠素葉綠素 光能自養(yǎng)型微生物：藍細菌含葉綠素、光能自養(yǎng)型微生物：藍細菌含葉綠素、紫色細菌和綠色紫色細菌和綠色細菌等含有光合色素，能使光能轉(zhuǎn)變成化細菌等含有光合色素，能使光能轉(zhuǎn)變成化學能學能ATPATP，供，供機體直接利用。機體直接利用。2.2.光能有機營養(yǎng)型光能有機營養(yǎng)型也叫光能異養(yǎng)型微生物，利用光作為能源，以也叫光能異養(yǎng)型微生物，利用光作為能源，以有機物作為碳源和供氫體，將有機物作為碳源和供氫體，將CO2CO2復原成碳水化復原成

19、碳水化合物。合物。如紅螺菌：利用異丙醇作為供氫體進展光協(xié)作如紅螺菌：利用異丙醇作為供氫體進展光協(xié)作用，并積累丙酮。反響式如下：用，并積累丙酮。反響式如下： 光能光能 2(CH3)2CHOH+CO2 2(CH3)2CHOH+CO2 2CH3COCH3+CH2O+H2O2CH3COCH3+CH2O+H2O 光合色素菌綠素光合色素菌綠素3.3.化能無機營養(yǎng)型化能無機營養(yǎng)型 也稱化能自養(yǎng)型微生物，利用氧化無機物也稱化能自養(yǎng)型微生物，利用氧化無機物如如H2SH2S、FeCO3FeCO3、NH4+NH4+、NO2-NO2-等所產(chǎn)生的能等所產(chǎn)生的能量作為能源，量作為能源，CO2CO2作為碳源，合本錢身需求的

20、作為碳源，合本錢身需求的有機含碳化合物。有機含碳化合物。特點：在產(chǎn)能過程中都需求大量氧氣參與。特點：在產(chǎn)能過程中都需求大量氧氣參與。( () )硝化細菌硝化細菌 亞硝酸細菌亞硝酸細菌 2NH2NH2O2 2HNO2- + 4H+ 2O2 2HNO2- + 4H+ + + 能量能量能能 CO2+4H+ CH2O+H2OCO2+4H+ CH2O+H2O2 2鐵細菌鐵細菌鐵細菌鐵細菌2 F e C O 3 + 3 H 2 0 + 1 / 2 O 2 2 F e C O 3 + 3 H 2 0 + 1 / 2 O 2 2Fe(OH)3+2CO2+2Fe(OH)3+2CO2+能量能量 能量能量 CO2+

21、H2O CO2+H2O CH2O+O2 CH2O+O2 這類微生物：硫化細菌、硝化細菌與鐵細菌、這類微生物：硫化細菌、硝化細菌與鐵細菌、氫細菌氫細菌4.4.化能有機營養(yǎng)型化能有機營養(yǎng)型 或稱化能異養(yǎng)型微生物或稱化能異養(yǎng)型微生物, ,所需求能量和碳源所需求能量和碳源均來自有機物。均來自有機物。包括：全部放線菌、真菌和大部分細菌、病毒。包括：全部放線菌、真菌和大部分細菌、病毒?？偨Y(jié)：總結(jié)：n上述四大營養(yǎng)型微生物是人為劃分，存在著上述四大營養(yǎng)型微生物是人為劃分，存在著中間過渡的和兼性的類型，它們之間無嚴厲中間過渡的和兼性的類型，它們之間無嚴厲界限，也不是不變的。界限，也不是不變的。n如紅螺細菌、鐵細

22、菌和氫細菌等都具有一種如紅螺細菌、鐵細菌和氫細菌等都具有一種以上營養(yǎng)類型，在某一特定條件下可轉(zhuǎn)化。以上營養(yǎng)類型，在某一特定條件下可轉(zhuǎn)化。微生物的營養(yǎng)類型微生物的營養(yǎng)類型劃分根據(jù)劃分根據(jù) 營養(yǎng)類型營養(yǎng)類型 特特 點點 碳源碳源 自養(yǎng)型自養(yǎng)型 以以CO2CO2為獨一或主要碳源為獨一或主要碳源 異養(yǎng)型異養(yǎng)型 以有機物為碳源以有機物為碳源 能源能源 光能營養(yǎng)型光能營養(yǎng)型 以光為能源以光為能源 化能營養(yǎng)型化能營養(yǎng)型 以物質(zhì)氧化釋放的化學能為能源以物質(zhì)氧化釋放的化學能為能源電子供體電子供體 無機營養(yǎng)型無機營養(yǎng)型 以復原性無機物為電子供體以復原性無機物為電子供體 有機營養(yǎng)型有機營養(yǎng)型 以有機物為電子供體以有

23、機物為電子供體光能自養(yǎng)型光能自養(yǎng)型以光為能源，不依賴任何有機物即可正常生長以光為能源，不依賴任何有機物即可正常生長光能異養(yǎng)型光能異養(yǎng)型以光為能源，但生長需求一定的有機營養(yǎng)物質(zhì)以光為能源，但生長需求一定的有機營養(yǎng)物質(zhì)化能自養(yǎng)型化能自養(yǎng)型以無機物的氧化獲得能量，生長不依賴有機營養(yǎng)物質(zhì)以無機物的氧化獲得能量，生長不依賴有機營養(yǎng)物質(zhì)化能異養(yǎng)型化能異養(yǎng)型以有機物的氧化獲得能量，生長依賴于有機營養(yǎng)物質(zhì)以有機物的氧化獲得能量，生長依賴于有機營養(yǎng)物質(zhì)微生物的營養(yǎng)類型微生物的營養(yǎng)類型營養(yǎng)類型營養(yǎng)類型電子供體電子供體碳源碳源能源能源代表菌代表菌光能無機自光能無機自養(yǎng)型養(yǎng)型、或或CO2CO2光能光能光合細菌藍細菌、

24、光合細菌藍細菌、紫硫細菌、綠硫細紫硫細菌、綠硫細菌、藻類菌、藻類光能有機異光能有機異養(yǎng)型養(yǎng)型有機物有機物有機物有機物光能光能紅螺菌紅螺菌化能無機自化能無機自養(yǎng)型養(yǎng)型、e2+e2+、或或2-2-COCO化學能無化學能無機物氧化機物氧化氫細菌、硫桿菌、氫細菌、硫桿菌、鐵細菌亞硝化單胞鐵細菌亞硝化單胞菌屬、硝化細菌菌屬、硝化細菌化能有機異化能有機異養(yǎng)型養(yǎng)型有機物有機物有機物有機物化學能有化學能有機物氧化機物氧化細菌細菌( (大部分大部分) )和一和一切放線菌、真菌、切放線菌、真菌、原生動物原生動物本節(jié)要點本節(jié)要點一、營養(yǎng)：微生物從周圍環(huán)境中吸收營養(yǎng)物質(zhì)，并加以一、營養(yǎng)：微生物從周圍環(huán)境中吸收營養(yǎng)物質(zhì)，并加以利用過程。營養(yǎng)物質(zhì)利用過程。營