微生物第四章課件

1、第四章 微生物的營養(yǎng)營養(yǎng)：細胞從外界環(huán)境中攝取化學物質(zhì)，使其在生長過程中獲取生命活動所需的能量及其結(jié)構(gòu)物質(zhì)的過程。營養(yǎng)物質(zhì)（養(yǎng)料）：外界環(huán)境中為細胞所提供的結(jié)構(gòu)組分、能量、代謝調(diào)節(jié)物質(zhì)和良好的生理環(huán)境的化學物質(zhì)。第一節(jié) 微生物細胞的化學組成和營養(yǎng)要求一、 微生物細胞的化學組成微生物細胞和其它生物細胞一樣,都是由：碳 、氫、氧、氮、磷、硫、鉀、鈉、鈣等多種元素組成，其中碳 、氫、氧、氮四種元素占細胞干重的90-97% 。微生物細胞中這些元素主要以水、有機物和無機鹽的形式存在于細胞中。二、微生物細胞中的有機物它們主要是：蛋白質(zhì)、核酸、碳水化合物、類脂、維生素及它們的降解產(chǎn)物等。另外有些微生物還產(chǎn)生

2、色素、抗生素、激素、細菌素和毒素等次生代謝產(chǎn)物。微生物細胞中的無機鹽類主要是：硫酸鹽、磷酸鹽、鹽酸鹽及含有鉀、鈉、鈣、鎂、鐵等無機元素的無機鹽類。三、微生物的營養(yǎng)物質(zhì)及功能通過對微生物化學組成的分析，知道其組成90%以上是C、H、O、N，微生物生長所需的營養(yǎng)物質(zhì)主要是大量的水分和構(gòu)成細胞物質(zhì)的碳、氮源，其次是一定量的無機鹽類。一般來說，微生物利用這些物質(zhì)就可以生長繁殖，但對某些有特殊營養(yǎng)需求的微生物,還需要少量的生長素(又叫生長因子)。下面簡述以上五大類營養(yǎng)物質(zhì)及功能.水在微生物體內(nèi)的作用：水是微生物細胞的主要化學組分；水是營養(yǎng)物質(zhì)和代謝產(chǎn)物的良好溶劑，營養(yǎng)物質(zhì)和代謝產(chǎn)物必須溶解在水中才能進出

3、細胞；水是細胞中各種生物化學反應得以進行的介質(zhì)，并參與許多生物化學反應；水的比熱高，汽化熱高，又是熱的良好導體，保證了細胞內(nèi)的溫度不會因代謝過程中釋放的能量而驟然上升； 水有利于生物大分子的穩(wěn)定。3. 氮源物質(zhì) 氮素是構(gòu)成微生物細胞物質(zhì)和代謝產(chǎn)物不可缺少的元素 ，微生物對氮元素的需氧量僅次于碳元素。不同微生物可利用的氮源物質(zhì)也不同，有的利用分子態(tài)氮，有的利用無機氮化物，有的利用有機氮化物。大多數(shù)微生物都可以利用無機氮化物如銨鹽、硝酸鹽作氮源，硝酸鹽常稱為生理堿性鹽，銨鹽常稱為生理酸性鹽，NH4NO3常稱為生理中性鹽。實驗室常用的氮源有硝酸銨、硫酸銨、尿素、碳酸銨、牛肉膏、蛋白胨、酵母膏、黃豆粉

4、、玉米漿等。4. 無機鹽微生物生長需要多種礦質(zhì)元素，如磷、硫、鎂、鉀、鈣、鈉、鐵、硼、錳、銅、鋅、鉬等。礦質(zhì)元素一般以無機鹽的形式供給微生物，如：硫酸鉀、氯化鈉等。這些元素作用是：參與細胞物質(zhì)和代謝產(chǎn)物的組成，作為酶的組成和酶的激活劑，維持細胞結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，調(diào)節(jié)和維持細胞內(nèi)滲透壓、pH值及氧化還原電位的平衡，參與細胞內(nèi)的能量代謝。5. 生長素又稱生長因子（growthfactor）是一類對微生物正常代謝必不可少且不能用簡單的碳源或氮源自行合成的有機物。它的需要量一般很少。廣義的生長因子除了維生素外，還包括堿基、卟啉及其衍生物、甾醇、胺類、C4C6的分枝或直鏈脂肪酸，以及需要量較大的氨基酸；而狹

5、義的生長因子一般僅指維生素。主要是維生素、氨基酸和核苷等。添加生長素的方式是在培養(yǎng)基中加酵母膏、豆芽汁、玉米漿、肝臟浸出液或組織提取液等。另外，有些微生物還需要一些特殊的成分作為生長素，如某些酵母菌和霉菌需要肌醇，某些肺炎球菌需要膽堿，支原體和酵母菌在厭氧條件下生長時需要甾醇等。第二節(jié) 微生物的營養(yǎng)類型自然界的微生物依據(jù)生長時所需的能量和營養(yǎng)物質(zhì)(主要指碳源和供氫體)不同，可以分為：光能自養(yǎng)型：如藻類、藍細菌、少數(shù)光合細菌等。光能異養(yǎng)型：如紫色非硫細菌、綠色非硫細菌等?；茏责B(yǎng)型：如硝化細菌、硫化細菌、鐵細菌、氫細菌等。化能異養(yǎng)型：如多數(shù)細菌、放線菌、真菌和原生動物等，化能異養(yǎng)型可再細分為腐生

6、型和寄生型。微生物幾種營養(yǎng)類型的區(qū)別營養(yǎng)類型 能源碳源 氫或電子供體光能自養(yǎng)型 光能CO2 水或還原態(tài)無機物光能異養(yǎng)型 光能CO2 有機物化能自養(yǎng)型 化學能CO2 還原態(tài)無機物化能異養(yǎng)型 化學能 有機物 有機物還原態(tài)無機物一般指：H2S、Na2S2O3、S、NH3、HNO2、FeSO4、H2等。第三節(jié) 微生物對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收機制A 吞噬作用：分為吞噬和胞飲，原生動物和粘菌等。B 滲透吸收：被動擴散、促進擴散、主動運輸和基團轉(zhuǎn)位。 濃度梯度載體能量被動擴散 順不用不耗促進擴散 順用不耗主動運輸 逆用耗基團轉(zhuǎn)位 逆用耗單純擴散（simple diffusion）：也叫被動擴散或自由擴散，物質(zhì)非特異

7、性地從濃度較高一側(cè)自由透過膜向濃度較低一側(cè)擴散的過程。其驅(qū)動力是濃度梯度，不需要外界提供任何形式的能量。促進擴散（易化擴散，facillitated diffusion ）：物質(zhì)（糖、氨基酸）借助于細胞膜上一些與它們進行特異結(jié)合的蛋白，從濃度高的一側(cè)透過膜向濃度低的一側(cè)擴散。其驅(qū)動力是濃度梯度，不需要外界提供能量。主動運輸（ active transport ）：需要外界提供能量，由載體蛋白參與的逆濃度梯度的物質(zhì)轉(zhuǎn)運?；鶊F轉(zhuǎn)位（ group translocation ）：物質(zhì)在運輸?shù)耐瑫r由于受到化學修飾而源源不斷地進入細胞的一種運輸方式，需要特異性載體蛋白和能量。如：在主動運輸養(yǎng)料的同時，實

8、現(xiàn)養(yǎng)料磷酸化，目前僅在原核生物中發(fā)現(xiàn)。大多數(shù)微生物采用主動運輸?shù)姆绞将@取營養(yǎng)，促進擴散常見于真核微生物，被動擴散只能吸收水、氣體、甘油與某些離子等少數(shù)幾種物質(zhì)。第四節(jié) 微生物的培養(yǎng)基 培養(yǎng)基：是指以人工方法利用多種營養(yǎng)物質(zhì)配制而成的一種供給微生物生長繁殖和積累代謝產(chǎn)物的營養(yǎng)基質(zhì)。 配制培養(yǎng)基的基本原則：（1）有的放矢：適合微生物的營養(yǎng)特點。（2）營養(yǎng)協(xié)調(diào)：調(diào)配好各種營養(yǎng)物質(zhì)的濃度和比例。（3）條件適宜：控制好培養(yǎng)基中的pH值、滲透壓。（4）經(jīng)濟節(jié)約：培養(yǎng)基的類型及應用 （1）根據(jù)培養(yǎng)基組成物質(zhì)的化學成分合成培養(yǎng)基 培養(yǎng)基天然培養(yǎng)基半合成培養(yǎng)基培養(yǎng)基的凝固劑有：瓊脂、明膠、硅膠比較常用的是瓊脂，

9、它的融化點是96 oC，凝固點是40 oC。一般在固體培養(yǎng)基中加入1.5，半固體培養(yǎng)基中加入0.20.7%。理想的凝固劑應具備以下原則： 不被微生物液化分解和利用。 在微生物生長的溫度范圍能保持固體狀態(tài)。 凝固劑凝固點的溫度對微生物無害。 不會因培養(yǎng)基滅菌而破壞。 透明度好，粘著力強。（）根據(jù)培養(yǎng)基的用途 基礎(chǔ)培養(yǎng)基 培養(yǎng)基 選擇培養(yǎng)基 加富培養(yǎng)基 鑒別培養(yǎng)基基礎(chǔ)培養(yǎng)基：很多微生物所需的營養(yǎng)物質(zhì)，除少數(shù)幾種外，基本是相同的，按照基本的營養(yǎng)成分配制而成的培養(yǎng)基，就稱為基礎(chǔ)培養(yǎng)基。選擇培養(yǎng)基：根據(jù)某種微生物的特殊營養(yǎng)需求或?qū)瘜W物質(zhì)的敏感性，配制出的一種只適合這種微生物生長繁殖，而不利于其它微生物

10、生長繁殖的培養(yǎng)基。加富培養(yǎng)基：在普通培養(yǎng)基中加入一些特別有利于某種微生物生長繁殖的營養(yǎng)物質(zhì)，如血、血清、動植物組織液或其它生長素等使這種微生物生長繁殖速度比其它微生物快，從而使該微生物在混有各種微生物的群體中占優(yōu)勢地位而配成的一種營養(yǎng)豐富的培養(yǎng)基。鑒別培養(yǎng)基：根據(jù)微生物的代謝特點，在普通培養(yǎng)基中加入某種化學試劑，通過指示劑的顯色反應和產(chǎn)生某種明顯的特征變化，用以鑒別不同微生物的培養(yǎng)基，叫鑒別培養(yǎng)基。 氧化硫桿菌培養(yǎng)基： 硫粉 10克；MgSO47H2O 0.5克 ；(NH4)2SO4 0.4克；FeSO4 0.01克；KH2PO4 4克 ； CuCl2 0.25克； 水 1000ml ； 瓊脂 20克。大腸桿菌培養(yǎng)基：葡萄糖 5g ；NH4H2PO41g；NaCl 5g； MgSO47H2O 0.2g； K2HPO4 1g；水 1000ml ；瓊脂 20克。幾種特殊的培養(yǎng)基：阿須貝無氮培養(yǎng)基甘露醇；KH2PO4； MgSO47H2O；