微生物课程 营养

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1、微生物的微生物的 营养和培养基营养和培养基微生物的营养和培养基微生物的营养和培养基营养营养微生物获得和利用微生物获得和利用 营养物质的营养物质的过程过程微生物维持和延续微生物维持和延续 其生命形式的一种其生命形式的一种 生理过程生理过程是生命活动的是生命活动的起点起点 和物质和物质基础基础营养物营养物具有营养功能的具有营养功能的 各种各种物质物质包括包括光光辐射能辐射能微生物的营养和培养基微生物的营养和培养基微生物的六类营养要素微生物的六类营养要素微生物的营养类型微生物的营养类型营养物进入细胞的方式营养物进入细胞的方式培养基培养基微生物的六类营养要素微生物的六类营养要素碳源碳源 氮源氮源 能源

2、能源 生长因子生长因子 无机盐无机盐 水水C H O N S C H O N S P P营养物质的营养物质的 生理作用生理作用比较三类生物比较三类生物 所需营养要素所需营养要素碳源碳源大量营养物大量营养物约占细胞干重的约占细胞干重的50%50%碳源谱碳源谱所有微生物所能利用的碳源范围所有微生物所能利用的碳源范围有机碳有机碳无机碳无机碳满足微生物生长所需的碳元素的营养源满足微生物生长所需的碳元素的营养源异养异养 微生物微生物自养自养 微生物微生物碳源碳源最适碳源最适碳源C.H.OC.H.O最广泛最广泛糖类糖类其次其次有机酸有机酸醇类醇类脂质脂质糖类糖类单糖单糖优于双糖和多糖优于双糖和多糖己糖己糖

3、优于戊糖优于戊糖葡萄糖、果糖葡萄糖、果糖优于甘露糖、优于甘露糖、 半乳糖半乳糖淀粉淀粉优于纤维素、几丁质优于纤维素、几丁质（同多糖）（同多糖）同多糖同多糖由于杂多糖（琼脂）由于杂多糖（琼脂）碳源碳源针对某一具体针对某一具体 微生物而言，微生物而言， 碳源差异极大碳源差异极大洋葱假单胞菌洋葱假单胞菌 100100多种多种 产甲烷菌产甲烷菌 COCO2 21C 2C 1C 2C 甲烷氧化菌甲烷氧化菌 甲烷、甲酸、甲醇甲烷、甲酸、甲醇某些异养微生某些异养微生 物的生长也需物的生长也需 少量少量COCO2 2 生长在动物血液、组织生长在动物血液、组织 和肠道中的致病菌和肠道中的致病菌勿将具体培养基勿将

4、具体培养基 原料作为一种纯原料作为一种纯 粹的营养要素粹的营养要素糖蜜糖蜜 含丰富糖类、氨基酸、有含丰富糖类、氨基酸、有 机酸、微生素、无机盐、色素机酸、微生素、无机盐、色素 甜薯干、马铃薯、玉米粉、红糖甜薯干、马铃薯、玉米粉、红糖氮源氮源满足微生物生长所需的氮元素的营养源满足微生物生长所需的氮元素的营养源主要营养物主要营养物约占细胞干重的约占细胞干重的12-15%12-15%氮源谱氮源谱所有微生物所能利用的氮源范围所有微生物所能利用的氮源范围有机氮有机氮无机氮无机氮异养异养 微生物微生物几乎所有几乎所有 微生物微生物N N2 2固氮固氮 微生物微生物氮源氮源氮源利用顺序氮源利用顺序“N.C.

5、H.O”“N.C.H.O” “N.C.H.O.X”“N.C.H.O.X”N.HN.HN.ON.ON N常用有机氮源常用有机氮源蛋白胨蛋白胨动植物蛋白经酶消动植物蛋白经酶消 化后的产物化后的产物牛肉膏牛肉膏酵母膏酵母膏植物的饼粕粉植物的饼粕粉蚕蛹粉蚕蛹粉实验室实验室生产生产氮源氮源氨基酸自养微生物氨基酸自养微生物不需要利用不需要利用氨氨基酸作基酸作 氮氮源能把尿素、源能把尿素、铵盐铵盐铵盐铵盐 、硝酸、硝酸盐盐盐盐甚至甚至氮气氮气等等 简单简单简单简单氮氮源自行合成所源自行合成所 需的一切需的一切氨氨基酸的微基酸的微 生物生物氨基酸异养微生物氨基酸异养微生物需要需要从从外界吸收外界吸收现现现现成

6、成 的的氨氨基酸作基酸作氮氮源的微源的微 生物生物如何利用廉价氮源如何利用廉价氮源 丰富人类的营养和扩大食物资源丰富人类的营养和扩大食物资源氮源氮源速效氮源速效氮源微生物利用速度快，微生物利用速度快， 吸收能力强的吸收能力强的氮氮源源玉米浆、蛋白胨、铵玉米浆、蛋白胨、铵 盐等盐等蛋白质降解产物蛋白质降解产物（肽、氨基酸）、（肽、氨基酸）、NHNH4 4+ +迟效氮源迟效氮源微生物利用速度慢，微生物利用速度慢， 吸收能力弱的吸收能力弱的氮氮源源黄豆饼粉、花生饼粉黄豆饼粉、花生饼粉大分子蛋白质大分子蛋白质利于菌体形成利于菌体形成利于代谢产物利于代谢产物 形成形成氮源氮源生理酸性盐生理酸性盐被微生物

7、利用后被微生物利用后 会会导导导导致培致培养养基基pHpH 下降下降（NHNH4 4) )2 2SOSO4 4生理碱性盐生理碱性盐被微生物利用后被微生物利用后 会会导导导导致培致培养养基基pHpH 上升上升KNOKNO3 3培养基中培养基中 加入缓冲物质加入缓冲物质能源能源能为微生物生命活动提供最初能量来源的能为微生物生命活动提供最初能量来源的 营养物或辐射能营养物或辐射能化学物质化学物质辐射能辐射能光能异养微生物光能异养微生物 光能自养微生物光能自养微生物有机物有机物无机物无机物化能异养微生物化能异养微生物化能自养微生物化能自养微生物 扩大了人类对生扩大了人类对生 物圈能源的认识物圈能源的认

8、识能源能源 只有一种营养要素功能的营养物只有一种营养要素功能的营养物 日光辐射能日光辐射能能源能源 COCO2 2碳源碳源同时具有两种营养要素功能的营养物同时具有两种营养要素功能的营养物 葡萄糖葡萄糖碳源和能源碳源和能源 铵盐或硝酸盐铵盐或硝酸盐能源和氮源能源和氮源同时具有三种营养要素功能的营养物同时具有三种营养要素功能的营养物 氨基酸和蛋白质氨基酸和蛋白质 氮源、碳源和能源氮源、碳源和能源生长因子生长因子一一类调节类调节类调节类调节微生物正常代微生物正常代谢谢谢谢所所必需必需，但不能用，但不能用简简简简 单单单单的的碳碳源、源、氮氮源自行合成的源自行合成的微量有机物微量有机物维生素、嘌呤、嘧

9、啶维生素、嘌呤、嘧啶 、卟啉和甾醇等、卟啉和甾醇等 有时包括一些氨基酸有时包括一些氨基酸维生素维生素广义广义狭义狭义生长因子生长因子不需要从外界吸收任何生长因子即可正常生长不需要从外界吸收任何生长因子即可正常生长 繁殖的微生物繁殖的微生物 多数真菌，各种放线菌和大肠杆菌等许多细菌多数真菌，各种放线菌和大肠杆菌等许多细菌需要从外界吸收多种生长因子才能维持正常生需要从外界吸收多种生长因子才能维持正常生 长的微生物长的微生物 各种乳酸菌、动物致病菌、支原体和原生动物各种乳酸菌、动物致病菌、支原体和原生动物在代谢活动中，能合成大量分泌某些维生素在代谢活动中，能合成大量分泌某些维生素 等生长因子的微生物

10、等生长因子的微生物 可作为有关维生素的生产菌可作为有关维生素的生产菌 阿舒假囊酵母或棉阿舒囊酵母生产阿舒假囊酵母或棉阿舒囊酵母生产VBVB2 2无机盐无机盐为为为为微生物提供除微生物提供除碳碳源、源、氮氮源源 以外的各以外的各种种重要元素重要元素 大量元素大量元素微量元素微量元素生长所需浓度在生长所需浓度在1010-3-31010-4-4mol/Lmol/L范围内的元素范围内的元素P P、S S、K K、 MgMg、NaNa、FeFe生长所需浓度在生长所需浓度在1010-6-61010-8-8mol/Lmol/L范围内的元素范围内的元素CuCu、ZnZn、MnMn、MoMo、 CoCo、NiN

11、i、SnSn、SeSeK K2 2HPOHPO4 4MgSOMgSO4 4首选首选 ？功能功能 ？水水少少数数自自养养微生物利用水中的微生物利用水中的氢还氢还氢还氢还原原COCO2 2是地球整是地球整个个生命系生命系统统统统存在和存在和发发发发展的必要展的必要优优优优良的溶良的溶剂剂剂剂保保证证证证生化反生化反应应应应的的进进进进行行维维维维持各持各种种各各种种生物大分子生物大分子结结结结构构的的稳稳稳稳定定参与参与生化反生化反应应应应优优优优良物理性良物理性质质质质高比高比热热热热姓姓高汽化高汽化热热热热高沸点高沸点固固态时态时态时态时密度比液密度比液态时态时态时态时高高水水水活度水活度表示

12、微生物生表示微生物生长环长环长环长环境中水的有效性境中水的有效性一定的温度和压力下，溶液的蒸汽压一定的温度和压力下，溶液的蒸汽压 力与同样条件下纯水的蒸汽压力之比力与同样条件下纯水的蒸汽压力之比 ww=P=PWW/P/P0 0WW0.60-0.990.60-0.99营养物质的生理作用营养物质的生理作用种类种类碳源碳源氮源氮源无机无机 盐盐生长生长 因子因子水水生理作用生理作用提供碳素提供碳素 构成有机分构成有机分 子骨架，也子骨架，也 提供氢元素提供氢元素 和氧元素和氧元素 能源（能源（ COCO2 2不能提不能提 供能源）供能源）提供氮素提供氮素 合成含氮物合成含氮物 质质 一般不作一般不作

13、 能源（少数能源（少数 自养菌可以自养菌可以 ）酶活性中酶活性中 心组分心组分 稳定生物稳定生物 大分子及细大分子及细 胞结构胞结构 调节渗透调节渗透 压压 控制氧化控制氧化 还原点位还原点位 某些微生某些微生 物的能源物物的能源物 质质维生素、维生素、 嘌呤和嘧啶嘌呤和嘧啶 作为酶的辅作为酶的辅 基或辅酶基或辅酶 提供某些提供某些 微生物不能微生物不能 合成的氨基合成的氨基 酸酸 嘌呤和嘧嘌呤和嘧 啶用合成核啶用合成核 苷、核苷酸苷、核苷酸 及核酸及核酸溶剂货运溶剂货运 输介质输介质 参与生化参与生化 反应反应 维持生物维持生物 大分子结构大分子结构 热导体热导体 维持细胞维持细胞 形态形态

14、 控制多亚控制多亚 基结构的装基结构的装 配与解离配与解离三类生物所需营养要素的比较三类生物所需营养要素的比较动物动物植物植物微生物微生物异养异养自养自养 碳源碳源糖类、脂肪糖类、脂肪COCO2 2糖、醇、有机糖、醇、有机 酸酸COCO2 2、碳酸盐碳酸盐氮源氮源 蛋白质蛋白质无机氮化物无机氮化物蛋白质及其降蛋白质及其降 解产物、有机解产物、有机 氮化物、无机氮化物、无机 氮化物、氮氮化物、氮无机氮化物、无机氮化物、 氮氮无机盐无机盐无机盐无机盐无机盐无机盐无机盐无机盐无机盐无机盐生长因子生长因子维生素维生素不需外源加入不需外源加入 （自身合成）（自身合成）维生素、氨基维生素、氨基 酸、嘌呤、

15、嘧酸、嘌呤、嘧 啶啶不需外源加入不需外源加入 （自身合成）（自身合成）水水水水水水水水水水能源能源同碳源同碳源日光日光同碳源同碳源无机物或阳光无机物或阳光微生物的营养类型微生物的营养类型分类标准分类标准营养类型营养类型以能源分以能源分光能营养型光能营养型 化能营养型化能营养型 以氢供体分以氢供体分 以碳源分以碳源分 以生长因子分以生长因子分 以合成氨基酸能力分以合成氨基酸能力分 以取食方式分以取食方式分 以取得死或活有机物分以取得死或活有机物分无机营养型无机营养型 有机营养型有机营养型自养型自养型 异养型异养型原养型原养型 营养缺陷型营养缺陷型氨基酸自养型氨基酸自养型 氨基酸异养型氨基酸异养型渗透营养型渗透营养型 吞噬营养型吞噬营养型寄生寄生 腐生腐生微生物的营养类型微生物的营养类型光能无机光能无机 营养型营养型蓝细菌、紫硫细菌蓝细菌、紫硫细菌 绿硫细菌、藻类绿硫细菌、藻类红螺菌科红螺菌科 紫色非硫细菌紫色非硫细菌硝化细菌、硫化细菌硝化细菌、硫化细菌 铁细菌、氢细菌铁细菌、氢细菌 硫磺细菌硫磺细菌多数原核微生物多数原核微生物 全部真菌全部真菌 原生动物原生动物光能有机光能有机 营养型营养型化能无机化能无机