新編微生物的營養(yǎng)

細(xì)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(dòng)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(xì)胞化學(xué)組成從微生物細(xì)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(xì)胞中有機(jī)和無機(jī)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(jī)鹽。微生物細(xì)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(xì)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(xì)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(xì)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(xì)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(jī)碳源和無機(jī)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(xì)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(xì)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(xì)菌細(xì)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?？諝庵蟹肿討B(tài)氮、無機(jī)和有機(jī)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(xì)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(shí)作為氮源與能源。不一樣種類微生物對(duì)氮源需要也不盡相同。微生物培養(yǎng)時(shí)最慣用有機(jī)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(gè)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?dú)獾群?jiǎn)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(xì)胞維持正常生命活動(dòng)所必不可少，普通可占細(xì)胞重量70－90%。在微生物各種各樣生理活動(dòng)中必須有水參加才能進(jìn)行。新編微生物的營養(yǎng)第10頁水是一個(gè)最優(yōu)良溶劑，可確保幾乎一切生物化學(xué)反應(yīng)進(jìn)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(diǎn)以及固態(tài)時(shí)密度小于液態(tài)等，都是確保生命活動(dòng)十分主要特征。新編微生物的營養(yǎng)第11頁四、無機(jī)鹽主要有P、S、Mg、K、Ca、Na、F微量元素等；無機(jī)鹽是微生物生長必不可少一類營養(yǎng)物質(zhì),它們?cè)跈C(jī)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(xì)胞結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、調(diào)整并維持細(xì)胞滲透壓平衡、控制細(xì)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(shí)，首選加入磷酸氫二鉀和硫酸鎂，基本時(shí)能夠同時(shí)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(jī)體生長需要有機(jī)化合物。

依據(jù)生長因子化學(xué)結(jié)構(gòu)和它們?cè)跈C(jī)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(duì)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(duì)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(jī)碳合成菌體內(nèi)有機(jī)碳化物，叫自養(yǎng)菌；不能利用無機(jī)碳而需要有機(jī)碳才能合成菌體內(nèi)有機(jī)碳化物，為異養(yǎng)菌。依據(jù)其生命活動(dòng)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(jī)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(jī)營養(yǎng).化能自養(yǎng)型:以無機(jī)物氧化取得能量，生長不依賴有機(jī)營養(yǎng)物化能異養(yǎng)型:以有機(jī)物氧化取得能量，生長依賴于有機(jī)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(lán)細(xì)菌光能異養(yǎng)型有機(jī)物光能紅螺細(xì)菌化能自養(yǎng)型二氧化碳無機(jī)物硫桿菌化能異養(yǎng)型有機(jī)物有機(jī)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(duì)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(xì)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(xì)胞外，在這兩個(gè)過程中，細(xì)胞膜起著主要作用。當(dāng)前普通認(rèn)為，營養(yǎng)物質(zhì)主要以擴(kuò)散、促進(jìn)擴(kuò)散、主動(dòng)運(yùn)輸和基團(tuán)轉(zhuǎn)位四種方式經(jīng)過微生物細(xì)胞膜。新編微生物的營養(yǎng)第20頁一、被動(dòng)擴(kuò)散指疏水性雙分子層細(xì)胞膜在無載體蛋白參加下，單純依靠物理擴(kuò)散方式讓許多小分子、非電離分子尤其是親水性分子被動(dòng)經(jīng)過一個(gè)物質(zhì)運(yùn)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(jìn)擴(kuò)散指溶質(zhì)在運(yùn)輸過程中，必須借助存在于細(xì)胞膜上底物特異載體蛋白幫助，但不消耗能量一類擴(kuò)散性運(yùn)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(jìn)擴(kuò)散與被動(dòng)擴(kuò)散主要區(qū)分在于經(jīng)過促進(jìn)擴(kuò)散進(jìn)行跨膜運(yùn)輸物質(zhì)需要借助與載體(carrier)作用才能進(jìn)入細(xì)胞.而且每種載體只運(yùn)輸對(duì)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(dòng)運(yùn)輸指一類須提供能量并經(jīng)過細(xì)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(yùn)入膜內(nèi)一個(gè)運(yùn)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(dòng)運(yùn)輸特點(diǎn)：被運(yùn)輸物質(zhì)可逆濃度梯度進(jìn)入細(xì)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(yùn)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(yùn)輸對(duì)象舉例：氨基酸、乳糖等糖類，Na+、Ca2+等無機(jī)離子。新編微生物的營養(yǎng)第28頁四、基團(tuán)轉(zhuǎn)移指一類既需特異性載體蛋白參加，又需耗能一個(gè)物質(zhì)運(yùn)輸方式，其特點(diǎn)使溶質(zhì)在運(yùn)輸前后還會(huì)發(fā)生分子結(jié)構(gòu)改變，所以不一樣于普通主動(dòng)運(yùn)輸。新編微生物的營養(yǎng)第29頁運(yùn)輸對(duì)象舉例：葡萄糖、果糖、甘露糖、嘌呤、核苷、脂肪酸等。運(yùn)輸機(jī)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(yùn)輸方式濃度載體耗能運(yùn)輸分子發(fā)生改變單純擴(kuò)散高→低不需要不耗能不改變促進(jìn)擴(kuò)散高→低需要不耗能不改變主動(dòng)運(yùn)輸?shù)汀咝枰哪懿桓淖兓鶊F(tuán)轉(zhuǎn)位低→高需要耗能改變運(yùn)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(qiáng)，多用于試驗(yàn)室,費(fèi)用較高。如：高氏一號(hào)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(jī)物配制培養(yǎng)基。如動(dòng)植物汁液,土壤浸出液,等配制成培養(yǎng)基。配制方便，經(jīng)濟(jì)。如：牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基－－細(xì)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(jī)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(jī)氮化合物，也含有一些維生素和碳水化合物。酵母膏酵母細(xì)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(jī)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(jìn)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(xì)胞運(yùn)動(dòng)特征,判定菌種,測(cè)定抗菌素效價(jià)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(gè)營養(yǎng)表面,在這個(gè)表面生長微生物可形成單個(gè)菌落,用于微生物分離,判定,計(jì)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(shí)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(jià)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(qiáng)強(qiáng)明膠蛋白質(zhì)作氮源極易約25℃約20℃5%～12%高強(qiáng)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(duì)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(dá)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(dòng)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(duì)營養(yǎng)特殊要求,或?qū)ξ锢砘瘜W(xué)條件抗性而設(shè)計(jì)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(lán)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(xì)菌學(xué)檢驗(yàn)和大腸桿菌遺傳學(xué)研究工作中有著主要用途。新編