2020年(生物科技行業(yè))第四章微生物的營養(yǎng)

1、【最新卓越管理方案您可自由編輯】生物的營養(yǎng)20XX年XX月多年的企業(yè)咨詢顧問經(jīng)驗，經(jīng)過實戰(zhàn)驗證可以落地執(zhí)行的卓越管理方案，值得您下載擁有第四章微生物的營養(yǎng)一、微生物的營養(yǎng)要求1、微生物為了生存必須從環(huán)境中吸收營養(yǎng)物質(zhì)，通過新陳代謝將這些營養(yǎng)物質(zhì)壹部分轉(zhuǎn)化成自身的細胞物質(zhì)，另壹部分轉(zhuǎn)化成代謝產(chǎn)物，且從代謝過程中獲得生命活動的能量，這種滿足微生物生長、繁殖和完成各種生理活性的物質(zhì)稱為營養(yǎng)物質(zhì)，而微生物獲得和利用營養(yǎng)物質(zhì)的過程稱為營養(yǎng)。2、碳源構成微生物細胞碳水化合物中碳架的營養(yǎng)物質(zhì)，供給微生物生長發(fā)育所需能量。大多數(shù)微生物的碳源和能源壹致，不同種類微生物的碳源差異很大?？墒怯行┮訡O2為唯壹或主要

2、碳源的微生物生長所需要的能源則且非來自于碳源物質(zhì)。氮源構成微生物細胞物質(zhì)代謝產(chǎn)物中氮素來源的營養(yǎng)物質(zhì)，壹般不提供能量。在碳源物質(zhì)缺乏的情況下，某些厭氧微生物在厭氧條件下能夠利用某些氨基酸作為能源物質(zhì)。無機鹽主要用來構成酶的組成成分，維持酶的活性，調(diào)節(jié)細胞滲透壓、pH、Eh，某些礦質(zhì)元素作為自養(yǎng)菌的能源。生長因子是微生物生長代謝所必需,但微生物本身又不能合成的微量的特殊營養(yǎng)物，通常作為輔酶的組成結構；水為生物細胞生長必不可少，能夠作為溶劑、熱導體、維持生物大分子的結構及細胞形態(tài)，參和生化反應等。二、微生物的營養(yǎng)類型根據(jù)所利用的碳源和能源、電子供體的不同，可將微生物劃分為：光能自養(yǎng)型：以光為能源，

3、不依賴任何有機物即可正常生長，如蘭細菌。光能異養(yǎng)型：以光為能源，但生長需要壹定的有機營養(yǎng)，如紅螺菌?；茏责B(yǎng)型：以無機物的氧化獲得能量，生長不依賴有機營養(yǎng)物，如鐵細菌、硝化細菌等?；墚愷B(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)，如腐生菌等。1光能無機自養(yǎng)型（光能自養(yǎng)型）能以CO2為主要唯壹或主要碳源,進行光合作用獲取生長所需要的能量以無機物如h2、h2s、S等作為供氫體或電子供體，使CO2仍原為細胞物質(zhì)。例如：藻類及藍細菌等和植物壹樣，以水為電子供體（供氫體），進行產(chǎn)氧型的光合作用，合成細胞物質(zhì)。紅硫細菌，以h2s為電子供體，產(chǎn)生細胞物質(zhì)，且伴隨硫元素的產(chǎn)生。2光能有機異養(yǎng)型（光能

4、異養(yǎng)型）不能以CO2為主要或唯壹的碳源，以有機物作為供氫體，利用光能將CO2仍原為細胞物質(zhì)；在生長時大多數(shù)需要外源的生長因子。例如，紅螺菌屬中的壹些細菌能利用異丙醇作為供氫體，將CO2仍原成細胞物質(zhì)，同時積累丙酮。3化能無機自養(yǎng)型（化能自養(yǎng)型）生長所需要的能量來自無機物氧化過程中放出的化學能，以CO2或碳酸鹽作為唯壹或主要碳源進行生長時，利用H2、H2S、Fe2+、NH3或NO2-等無機物作為電子供體使CO2仍原成細胞物質(zhì)。4化能有機異養(yǎng)型（化能異養(yǎng)型）生長所需要的能量均來自有機物氧化過程中放出的化學能，生長所需要的碳源主要是壹些有機化合物，如淀粉、糖類、纖維素、有機酸等。三、培養(yǎng)基配制1培養(yǎng)

5、基（medium）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)。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、生長因子、水。培養(yǎng)基壹旦配成，必須立即進行滅菌處理；有些成分需要進行分別滅菌，或過濾除菌。培養(yǎng)基配制時應選擇適宜的營養(yǎng)物質(zhì)和適當?shù)臐舛群团浔雀鶕?jù)微生物的需要調(diào)整pH.2、培養(yǎng)基根據(jù)物質(zhì)狀態(tài)不同可分為液體、固體和半固體，根據(jù)其用途可分為基礎、加富、鑒別、選擇、分析等。實驗室用于培養(yǎng)細菌的牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基（或簡稱普通肉湯培養(yǎng)基）（PH7.0-7.5）;培養(yǎng)放線菌的高氏1號合成培養(yǎng)基培養(yǎng)；培養(yǎng)酵母菌的麥芽汁培養(yǎng)基（pH5.0-6.5）；培養(yǎng)霉菌的查

6、氏合成培養(yǎng)基。四、影響微生物生長的因素微生物生長受多種因素的影響，除了必須的營養(yǎng)物質(zhì)外，不同微生物對其培養(yǎng)基中的水要求不同，常用水活度ow表示。微生物壹般在ow為0.60-0.99的條件下生長,aw過低時，微生物生長的遲緩期延長，比生長速率和總生長量減少。微生物不同，其生長的最適ow不同。氧化仍原電位也是營養(yǎng)微生物生長的重要因素，根據(jù)對氧氣的需求，微生物可分為好氧、厭氧和耐氧。五、營養(yǎng)物質(zhì)進入細胞的方式1、擴散：物質(zhì)跨膜擴散的能力和速率和該物質(zhì)的性質(zhì)有關,分子量小、脂溶性、極性小的物質(zhì)易通過擴散進出細胞.擴散且不是微生物細胞吸收營養(yǎng)物質(zhì)的主要方式,水是唯壹能夠通過擴散自由通過原生質(zhì)膜的分子,脂

7、肪酸、乙醇、甘油、苯、壹些氣體分子（O2、C02）及某些氨基酸在壹定程度上也可通過擴散進出細胞。2、促進擴散：被動的物質(zhì)跨膜運輸方式，其特點是：（1）物質(zhì)運輸過程中不消耗能量；（2）參和運輸?shù)奈镔|(zhì)本身的分子結構不發(fā)生變化；3）不能進行逆濃度運輸；運輸速率和膜內(nèi)外物質(zhì)的濃度差成正比。通過促進擴散進行跨膜運輸?shù)奈镔|(zhì)需要借助和載體(carrier)的作用才能進入細胞，而且每種載體只運輸相應的物質(zhì)，具有較高的專壹性。載體只影響物質(zhì)的運輸速率，且不改變該物質(zhì)在膜內(nèi)外形成的動態(tài)平衡狀態(tài)；這種性質(zhì)都類似于酶的作用特征，因此載體蛋白也稱為透過酶。透過酶大都是誘導酶,只有在環(huán)境中存在機體生長所需的營養(yǎng)物質(zhì)時，相

8、應的透過酶才合成。3、主動運輸：在物質(zhì)運輸過程中需要消耗能量，能夠進行逆濃度運輸。主動運輸是廣泛存在于微生物中的壹種主要的物質(zhì)運輸方式。不同微生物運輸物質(zhì)所需能量來源：好氧型微生物和兼性厭氧微生物直接利用呼吸能；厭氧型微生物利用化學能(ATP);光合微生物利用光能。嗜鹽細菌通過紫膜(purplemembrane)利用光能。初級主動運輸:由電子傳遞系統(tǒng)、ATP酶或細菌的視紫紅質(zhì)引起的質(zhì)子運輸方式(質(zhì)子外排),是壹種質(zhì)子的運輸方式.呼吸能，化學能及光能的消耗，使質(zhì)子由細胞內(nèi)到細胞外，造成細胞內(nèi)外的質(zhì)子濃度差，使膜處于充能狀態(tài)。次級主動運輸：能化膜在質(zhì)子濃度差消失的過程中，偶聯(lián)其他物質(zhì)的運輸。包括同

9、向運輸、逆向運輸、單向運輸。ATP結合性盒式轉(zhuǎn)運蛋白系統(tǒng)，又稱作ABC-轉(zhuǎn)運蛋白：主要用來轉(zhuǎn)運糖、氨基酸和微生物B12等。ABC轉(zhuǎn)運蛋白通常有倆個疏水性跨膜域和位于質(zhì)膜內(nèi)的倆個核苷酸結合結構域形成復合物，倆個疏水性跨膜域在質(zhì)膜上形成壹個孔，倆個核苷酸結合結構域課余ATP結合。ABC轉(zhuǎn)運蛋白能夠?qū)Ｒ夹缘暮腿苜|(zhì)結合蛋白結合，溶質(zhì)結合蛋白位于周質(zhì)空間和附著在質(zhì)膜外表面。溶質(zhì)結合蛋白攜帶被轉(zhuǎn)運的溶質(zhì)分子在質(zhì)膜外表面魚ABC轉(zhuǎn)運蛋白結合，ATP結合在核苷酸結構域，ATP水解產(chǎn)生能量，是跨膜結構域構想發(fā)生改變，被轉(zhuǎn)運的溶質(zhì)分子進入胞內(nèi)。（4）基團轉(zhuǎn)運（grouptranslocation）:有壹個復雜的運輸系統(tǒng)來完成物質(zhì)的運輸，物質(zhì)在運輸過程中發(fā)生化學變化?；鶊F轉(zhuǎn)位主要存在于厭氧型和兼性厭氧型細菌中，主要用于糖的運輸。脂肪酸、核苷、堿基等也可通過這種方式運輸。（5）