第四章 微生物的營養(yǎng)(14級期末總結(jié)用)

1、 微生物的營養(yǎng)微生物的營養(yǎng)營養(yǎng)物質(zhì)營養(yǎng)物質(zhì) (nutrient) ：那些能夠滿足微生物機體生長、繁殖那些能夠滿足微生物機體生長、繁殖 和完成各種生理活動所需的物質(zhì)。和完成各種生理活動所需的物質(zhì)。營養(yǎng)營養(yǎng) (nutrition) ：微生物獲得和利用營養(yǎng)物質(zhì)的過程。：微生物獲得和利用營養(yǎng)物質(zhì)的過程。營養(yǎng)物質(zhì)是微生物生存的物質(zhì)基礎，營養(yǎng)物質(zhì)是微生物生存的物質(zhì)基礎，而營養(yǎng)是生物維持和延續(xù)其生命形式的一種生理過程。而營養(yǎng)是生物維持和延續(xù)其生命形式的一種生理過程。第一節(jié)第一節(jié) 微生物的營養(yǎng)要求微生物的營養(yǎng)要求一、微生物細胞的化學組成一、微生物細胞的化學組成微生物細胞微生物細胞水：水：70%-90%干物質(zhì)干

2、物質(zhì)有機物有機物蛋白質(zhì)、糖、脂、核酸、維生素等蛋白質(zhì)、糖、脂、核酸、維生素等及其降解產(chǎn)物及其降解產(chǎn)物 無機物（鹽）無機物（鹽）細胞化學元素組成：細胞化學元素組成：主要元素主要元素：碳、氫、氧、氮、磷、硫、鉀、鎂、鈣、鐵等；碳、氫、氧、氮、磷、硫、鉀、鎂、鈣、鐵等；微量元素微量元素：鋅、錳、鈉、氯、鉬、硒、鈷、銅、鎢、鎳、硼等。鋅、錳、鈉、氯、鉬、硒、鈷、銅、鎢、鎳、硼等。其中：其中：C、H、O、N、P、S 六種主要元素可占微生物細胞干重的六種主要元素可占微生物細胞干重的95%以上。以上。第一節(jié)第一節(jié) 微生物的營養(yǎng)要求微生物的營養(yǎng)要求二、營養(yǎng)物質(zhì)及其生理功能二、營養(yǎng)物質(zhì)及其生理功能根據(jù)營養(yǎng)物質(zhì)在

3、機體中生理功能的不同?？蓪⑺鼈兎指鶕?jù)營養(yǎng)物質(zhì)在機體中生理功能的不同?？蓪⑺鼈兎譃闉樘荚刺荚础⒌吹?、無機鹽無機鹽、生長因子生長因子和和水水五大類。五大類。（有些教材或文獻還把（有些教材或文獻還把“能源能源”作為微生物的營養(yǎng)要素作為微生物的營養(yǎng)要素之一，加上上述五類合稱為微生物的之一，加上上述五類合稱為微生物的六大營養(yǎng)要素六大營養(yǎng)要素。）。）表表 五大類營養(yǎng)物質(zhì)的生理作用五大類營養(yǎng)物質(zhì)的生理作用種類種類碳源碳源氮源氮源無機鹽無機鹽生長因子生長因子水水生生理理作作用用1、提供碳素提供碳素,構(gòu)成有機分構(gòu)成有機分子骨架，碳子骨架，碳源物質(zhì)通常源物質(zhì)通常也提供氫元也提供氫元素和氧元素素和氧元素2、能量

4、能量（CO2不能提不能提供能量）供能量）1、提供氮素提供氮素,合成含氮物合成含氮物質(zhì)質(zhì)2、一般不作一般不作為能源（少為能源（少數(shù)自養(yǎng)菌能數(shù)自養(yǎng)菌能用作能源）用作能源）1、酶活性中酶活性中心組分心組分2、穩(wěn)定生物穩(wěn)定生物大分子及細胞大分子及細胞結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)3、調(diào)節(jié)滲透調(diào)節(jié)滲透壓壓4、控制氧化控制氧化還原電位還原電位5、某些微生某些微生物能源物質(zhì)物能源物質(zhì)1、維生素、維生素、嘌呤和嘧啶嘌呤和嘧啶作為酶的輔作為酶的輔基或輔酶基或輔酶2、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3、嘌呤和嘧嘌呤和嘧啶用于合成啶用于合成核苷、核苷核苷、核苷酸及核酸酸及核酸1、溶劑與運溶劑與運輸介質(zhì)輸介質(zhì)2

5、、參與生化參與生化反應反應3、維持生物維持生物大分子結(jié)構(gòu)大分子結(jié)構(gòu)4、熱導體熱導體5、維持細胞維持細胞形態(tài)形態(tài)6、控制多亞控制多亞基結(jié)構(gòu)的裝基結(jié)構(gòu)的裝配與解離配與解離二、營養(yǎng)物質(zhì)及其生理功能二、營養(yǎng)物質(zhì)及其生理功能第一節(jié)第一節(jié) 微生物的營養(yǎng)要求微生物的營養(yǎng)要求三、微生物的營養(yǎng)類型三、微生物的營養(yǎng)類型微生物的營養(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光能無機自養(yǎng)型光能無機自養(yǎng)型無機物無機物（H2、H2S、S或或H2O）CO2光能光能光能有機異養(yǎng)型光能有機異養(yǎng)型有機物有機物 有機物有機物（也可利用（也可利用CO2）光能光能化能無機自養(yǎng)型化能無機自養(yǎng)型 無機物無

6、機物（H2、H2S、 Fe2+、 NH3 或或 NO2-）CO2 化學能化學能（無機物氧化）（無機物氧化）化能有機異養(yǎng)型化能有機異養(yǎng)型有機物有機物 有機物有機物 化學能化學能（有機物氧化）（有機物氧化）第二節(jié)第二節(jié) 培養(yǎng)基培養(yǎng)基培養(yǎng)基幾乎是一切對微生物進行研究和利用工作的基礎培養(yǎng)基幾乎是一切對微生物進行研究和利用工作的基礎培養(yǎng)基（培養(yǎng)基（medium）是人工配制的，適合微生物生長繁殖或是人工配制的，適合微生物生長繁殖或產(chǎn)生代謝產(chǎn)物的營養(yǎng)基質(zhì)產(chǎn)生代謝產(chǎn)物的營養(yǎng)基質(zhì)。任何培養(yǎng)基都應該具備微生物生長所需要六大營養(yǎng)要素：任何培養(yǎng)基都應該具備微生物生長所需要六大營養(yǎng)要素：碳源、氮源、無機鹽、能源、生長因

7、子、水碳源、氮源、無機鹽、能源、生長因子、水任何培養(yǎng)基一旦配成，必須立即進行滅菌處理任何培養(yǎng)基一旦配成，必須立即進行滅菌處理。常規(guī)高壓蒸汽滅菌：常規(guī)高壓蒸汽滅菌： 1.05kg/cm2，121.315-30min；0.56kg/cm2，112.615-30min某些成分進行分別滅菌；某些成分進行分別滅菌；過濾除菌。過濾除菌。第二節(jié)第二節(jié) 培養(yǎng)基培養(yǎng)基一、選用和設計培養(yǎng)基的原則和方法一、選用和設計培養(yǎng)基的原則和方法在微生物學研究和生長實踐中在微生物學研究和生長實踐中, 配置合適的培養(yǎng)基是一項最基本的要求。配置合適的培養(yǎng)基是一項最基本的要求。 1、選擇適宜的營養(yǎng)物質(zhì)、選擇適宜的營養(yǎng)物質(zhì) 2、營養(yǎng)物

8、的濃度及配比合適、營養(yǎng)物的濃度及配比合適 3、物理、化學條件適宜、物理、化學條件適宜 4、經(jīng)濟節(jié)約、經(jīng)濟節(jié)約 5、精心設計、試驗比較、精心設計、試驗比較第二節(jié)第二節(jié) 培養(yǎng)基培養(yǎng)基二、二、培養(yǎng)基的類型及應用培養(yǎng)基的類型及應用1 1按培養(yǎng)對象劃分按培養(yǎng)對象劃分 細菌培養(yǎng)基細菌培養(yǎng)基 放線菌培養(yǎng)基放線菌培養(yǎng)基 酵母菌培養(yǎng)基酵母菌培養(yǎng)基 霉菌培養(yǎng)基霉菌培養(yǎng)基 等等等等培養(yǎng)基種類繁多，可根據(jù)不同的標準劃分類型。培養(yǎng)基種類繁多，可根據(jù)不同的標準劃分類型。 常見的培養(yǎng)四大類微生物的培養(yǎng)基常見的培養(yǎng)四大類微生物的培養(yǎng)基細菌（牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基）細菌（牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基）(NA,NB)(NA,NB)： 牛肉膏牛

9、肉膏 5g5g； 蛋白胨蛋白胨 10 10g g；NaCl 5gNaCl 5g；H H2 2O 1000mLO 1000mL放線菌（高氏放線菌（高氏1 1號培養(yǎng)基）號培養(yǎng)基）： 淀粉淀粉 20 20g g； K K2 2HPOHPO4 4 0.5g 0.5g；NaCl 0.5gNaCl 0.5g；MgSOMgSO4 47H7H2 2O 0.5gO 0.5g； KNO KNO3 3 1g 1g； FeSO FeSO4 4 0.01g 0.01g； H H2 2O 1000mLO 1000mL酵母菌（麥芽汁培養(yǎng)基）酵母菌（麥芽汁培養(yǎng)基）：干麥芽粉加四倍水，在干麥芽粉加四倍水，在50-6050-60

10、保溫糖化保溫糖化3-43-4h h，用碘液試驗用碘液試驗檢查至糖化完全為止。煮沸后，沙布過濾，將濾液稀釋到檢查至糖化完全為止。煮沸后，沙布過濾，將濾液稀釋到5-65-6波美度（波美度（ BeBe），），調(diào)調(diào) pHpH為為6.06.0。霉菌（查氏合成培養(yǎng)基）霉菌（查氏合成培養(yǎng)基）： NaNONaNO3 3 2g 2g； K K2 2HPOHPO4 4 1g 1g； KCl 0.5gKCl 0.5g； MgSOMgSO4 47H7H2 2O 0.5gO 0.5g； FeSO FeSO4 4 0.01g 0.01g； 蔗糖蔗糖 30 30g g； H H2 2O 1000mLO 1000mL二、二、

11、培養(yǎng)基的類型及應用培養(yǎng)基的類型及應用1 1按培養(yǎng)對象劃分按培養(yǎng)對象劃分第二節(jié)第二節(jié) 培養(yǎng)基培養(yǎng)基二、二、培養(yǎng)基的類型及應用培養(yǎng)基的類型及應用2 2按成份不同劃分按成份不同劃分1）天然培養(yǎng)基；）天然培養(yǎng)基；2）合成培養(yǎng)基；）合成培養(yǎng)基；3）半合成培養(yǎng)基）半合成培養(yǎng)基3根據(jù)物理狀態(tài)劃分根據(jù)物理狀態(tài)劃分1）固體培養(yǎng)基；）固體培養(yǎng)基； 2）半固體培養(yǎng)基；）半固體培養(yǎng)基； 3）液體培養(yǎng)基）液體培養(yǎng)基4按用途劃分按用途劃分 1）基礎培養(yǎng)基；）基礎培養(yǎng)基； 2）加富培養(yǎng)基；）加富培養(yǎng)基； 3）鑒別培養(yǎng)基；）鑒別培養(yǎng)基； 4）選擇培養(yǎng)基；）選擇培養(yǎng)基； 5）基本培養(yǎng)基、補充培養(yǎng)基和完全培養(yǎng)基）基本培養(yǎng)基、補充

12、培養(yǎng)基和完全培養(yǎng)基5按用于生產(chǎn)的目的劃分按用于生產(chǎn)的目的劃分 1）種子培養(yǎng)基；）種子培養(yǎng)基； 2）發(fā)酵培養(yǎng)基）發(fā)酵培養(yǎng)基第三節(jié)第三節(jié) 營養(yǎng)物質(zhì)進入細胞營養(yǎng)物質(zhì)進入細胞營養(yǎng)物質(zhì)能否被微生物利用取決于這些營養(yǎng)物質(zhì)能營養(yǎng)物質(zhì)能否被微生物利用取決于這些營養(yǎng)物質(zhì)能否進入微生物細胞。影響營養(yǎng)物質(zhì)進入細胞的主要否進入微生物細胞。影響營養(yǎng)物質(zhì)進入細胞的主要因素有因素有 3 3 個：個：1、營養(yǎng)物質(zhì)本身的性質(zhì)、營養(yǎng)物質(zhì)本身的性質(zhì)：如分子、分子量、溶解性、電負：如分子、分子量、溶解性、電負性、極性等。性、極性等。2、微生物所處的環(huán)境、微生物所處的環(huán)境：如溫度、：如溫度、pH、周圍的化學物質(zhì)等。周圍的化學物質(zhì)等。3

13、、細胞的通透屏障、細胞的通透屏障：如原生質(zhì)膜、細胞壁、糖被等。：如原生質(zhì)膜、細胞壁、糖被等。第三節(jié)第三節(jié) 營養(yǎng)物質(zhì)進入細胞營養(yǎng)物質(zhì)進入細胞一、一、擴散擴散( (diffusion)diffusion)二、促進擴散二、促進擴散( (facilitated diffusion)facilitated diffusion)三、三、主動運輸主動運輸(active transportactive transport) 1、初級主動運輸、初級主動運輸(primary active transport) 2、次級主動運輸、次級主動運輸(secondary active transport) 同向運輸同向運輸

14、(symport)、逆向運輸、逆向運輸(antiport)、單向運輸、單向運輸(uniport) 3、Na+,K+-ATP酶酶(Na+,K+-ATPase)系統(tǒng)系統(tǒng) 4、基團轉(zhuǎn)位、基團轉(zhuǎn)位(group translocation四、四、膜泡運輸膜泡運輸( (memberane vesicle transport)memberane vesicle transport)表表 3 種運送營養(yǎng)物質(zhì)方式的比較種運送營養(yǎng)物質(zhì)方式的比較比較項目比較項目單純擴散單純擴散促進擴散促進擴散主動運輸主動運輸特異載體蛋白特異載體蛋白無無有有有有運送速度運送速度慢慢快快快快溶質(zhì)運送方向溶質(zhì)運送方向由濃至稀由濃至稀由濃

15、至稀由濃至稀由稀至濃由稀至濃平衡時內(nèi)外濃度平衡時內(nèi)外濃度內(nèi)外相等內(nèi)外相等內(nèi)外相等內(nèi)外相等內(nèi)部濃度高的多內(nèi)部濃度高的多運送分子運送分子無特異性無特異性特異性特異性特異性特異性能量消耗能量消耗不需要不需要不需要不需要需要需要運送前后溶質(zhì)分子運送前后溶質(zhì)分子不變不變不變不變不變或改變不變或改變載體飽和效應載體飽和效應無無有有有有與溶質(zhì)類似物與溶質(zhì)類似物無競爭性無競爭性有競爭性有競爭性有競爭性有競爭性運送抑制劑運送抑制劑無無有有有有運送對象舉例運送對象舉例H2O、CO2、O2、甘油、乙醇、少數(shù)甘油、乙醇、少數(shù)氨基酸、鹽類、代氨基酸、鹽類、代謝抑制劑等謝抑制劑等氨基酸、單糖、氨基酸、單糖、維生素、無機維

16、生素、無機鹽等鹽等氨基酸、乳糖、葡萄糖、氨基酸、乳糖、葡萄糖、果糖、甘露糖、嘌呤、果糖、甘露糖、嘌呤、核苷、脂肪酸、核苷、脂肪酸、Na+、K+等無機離子等無機離子第三節(jié)第三節(jié) 營養(yǎng)物質(zhì)進入細胞營養(yǎng)物質(zhì)進入細胞第三節(jié)第三節(jié) 營養(yǎng)物質(zhì)進入細胞營養(yǎng)物質(zhì)進入細胞四、膜泡運輸四、膜泡運輸( (membrane vesicle transport)membrane vesicle transport)膜泡運輸主要存在于原生動物中，特別是變形蟲膜泡運輸主要存在于原生動物中，特別是變形蟲( (amoeba)amoeba)，為這類微生物的一種營養(yǎng)物質(zhì)的運輸方式為這類微生物的一種營養(yǎng)物質(zhì)的運輸方式) )。（胞吞作

17、用）（胞吞作用）（胞飲作用）（胞飲作用）第四章第四章 微生物的營養(yǎng)微生物的營養(yǎng) 第一節(jié)第一節(jié) 微生物的營養(yǎng)要求微生物的營養(yǎng)要求 一、一、 微生物細胞的化學組成微生物細胞的化學組成 二、二、 營養(yǎng)物質(zhì)及其生理功能營養(yǎng)物質(zhì)及其生理功能 三、三、 微生物的營養(yǎng)類型微生物的營養(yǎng)類型 第二節(jié)第二節(jié) 培養(yǎng)基培養(yǎng)基 一、配制培養(yǎng)基的原則一、配制培養(yǎng)基的原則 二、培養(yǎng)基的類型及應用二、培養(yǎng)基的類型及應用 第三節(jié)第三節(jié) 營養(yǎng)物質(zhì)進入細胞營養(yǎng)物質(zhì)進入細胞 一、單純擴散一、單純擴散 二、促進擴散二、促進擴散 三、主動運輸三、主動運輸 四、四、 膜泡運輸膜泡運輸小小 結(jié)結(jié)本章基本要求（知識要點）本章基本要求（知識要點） 一、名詞或術(shù)語解釋一、名詞或術(shù)語解釋1、碳源(carbon source) 2、氮源(nitrogen source)3、能源(energy source) 4、生長因子(growth factor)5、水活度值(water activity, aw) 6、培養(yǎng)基（medium）7、基礎