微生物學(xué)原理培訓(xùn)講義

第二講微生物的營養(yǎng)、生長與生活環(huán)境營養(yǎng)物質(zhì)營養(yǎng)類型營養(yǎng)物質(zhì)吸收培養(yǎng)基微生物代謝微生物酶1、微生物營養(yǎng)物質(zhì)及其功能水微生物營養(yǎng)物質(zhì)碳素化合物氮素化合物礦質(zhì)元素生長因子一、微生物營養(yǎng)物質(zhì)及其功能（2）大多數(shù)微生物的能源物質(zhì)（1）構(gòu)成微生物體有機分子的骨架甘薯、玉米粉、麩皮、米糠、野生植物的淀粉、酒糟、造紙廠亞硫酸液芳香族化合物、氰化物、低濃度染料CO2有機物葡萄糖、果糖、蔗糖、麥芽糖、淀粉有機酸、醇類、脂類微生物可以利用的碳源種類1、碳素化合物（碳源）2、氮素化合物（氮源）分子氮N2（固氮菌、根瘤菌、少數(shù)放線菌和光合細菌、藍細菌）無機氮NH4＋、NO3－、NO2－（多數(shù)微生物）有機氮蛋白質(zhì)、多肽、氨基酸（多數(shù)微生物）牛肉膏、蛋白胨、尿素、酵母高、玉米漿、餅粕微生物可利用的氮素化合物：氮素化合物的功能：構(gòu)成細胞物質(zhì)，少數(shù)微生物的能源物質(zhì)。3、礦質(zhì)元素(無機鹽)

為機體提供了必要的金屬元素等P、S、Fe、Mg、K、Ca(大量元素)Mn、Cu、Zn、Mo（微量元素）主要功能1）構(gòu)成細胞組分；2）構(gòu)成酶的組分和維持酶的活性；3）調(diào)節(jié)滲透壓、氫離子濃度、氧化還原電位等；4）供給自養(yǎng)微生物能源4、生長因子生長因子是指微生物生長必需的但本身不能合成，需要從外界吸收的且需要量又很小的有機物質(zhì)。生長因子分類：氨基酸核苷維生素

生長因子功能：構(gòu)成酶的輔基或輔酶5、水分

微生物水分含量：營養(yǎng)細胞90%，孢子40%。水分在微生物生長代謝中的功能：a.機體內(nèi)生理生化反應(yīng)的基礎(chǔ)b.溶劑與運輸介質(zhì)c.細胞內(nèi)溫度的緩沖劑作用

從營養(yǎng)的角度分異養(yǎng)型生物自養(yǎng)型生物所需要營養(yǎng)物質(zhì)有機物無機物生物種類動物植物二、微生物的營養(yǎng)類型微生物屬于哪類生物，自養(yǎng)還是異養(yǎng)？微生物營養(yǎng)型自養(yǎng)型異養(yǎng)型能源碳源CO2有機化合物光能型化能型光能化學(xué)能光能自養(yǎng)型化能自養(yǎng)型光能異養(yǎng)型化能異養(yǎng)型三、影響微生物對營養(yǎng)物質(zhì)吸收的因素1、第一因素：細胞膜細胞膜——選擇性透膜細胞莢膜、粘液層以及細胞壁2、第二因素：微生物細胞生活的環(huán)境

pH值、溫度3、第三因素：被吸收物質(zhì)的特性。

分子量、溶解度(影響物質(zhì)的溶解度、細胞膜的流動性和運輸系統(tǒng)的活性)四、微生物對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收方式

是否消耗能量是否需要載體是否發(fā)生被吸收物的化學(xué)變化。。。。。。。單純擴散促進擴散主動運輸基團轉(zhuǎn)位根據(jù)微生物對物質(zhì)的吸收過程：五、微生物培養(yǎng)基培養(yǎng)基:是人工配制的適合微生物生長繁殖或積累代謝產(chǎn)物的營養(yǎng)物質(zhì)。配制培養(yǎng)基的基本原則1、適合不同微生物的營養(yǎng)特點。

(1)從營養(yǎng)型的角度看生理特點不同細菌放線菌霉菌營養(yǎng)要求不同牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基高氏一號培養(yǎng)基馬丁氏培養(yǎng)基或蔡氏培養(yǎng)基(2)從類群的角度看自養(yǎng)微生物合成能力強簡單的無機物異養(yǎng)微生物合成能力弱至少提供一種有機物2、調(diào)配好培養(yǎng)基中各種營養(yǎng)成分的比例和濃度。

(1)濃度適中原則大量元素10-3-10-4mol/L微量元素10-6-10-8mol/L2、調(diào)配好培養(yǎng)基中各種營養(yǎng)成分的比例和濃度。

(2)營養(yǎng)比例原則

a.C/Nb.其它營養(yǎng)的比例（礦質(zhì)元素、氨基酸）同一種微生物在不同C/N培養(yǎng)基培養(yǎng)時，表現(xiàn)不同。短棒桿菌的谷氨酸發(fā)酵培養(yǎng)基C/N=4:1，菌體繁殖；

C/N=3:1，谷氨酸形成不同的微生物，所需營養(yǎng)物C/N不同。細菌、酵母菌細胞的C/N=5:1，而霉菌=10:1（？）水處理中進水的BOD5∶N∶P100:5:13、控制培養(yǎng)條件pHO2CO2滲透壓微生物生長繁殖培養(yǎng)條件影響影響微生物培養(yǎng)體系(1)培養(yǎng)基的pH值的控制。

a.根據(jù)各類微生物的特點來調(diào)節(jié)培養(yǎng)基的pH值。霉菌、酵母菌適于酸性，(pH4.5-6.0左右)

細菌、放線菌喜中性或偏堿性(pH7.0-7.5左右)(1)培養(yǎng)基的pH值的控制。

磷酸鹽、碳酸鹽、蛋白胨、氨基酸(配制培養(yǎng)時加入)

磷酸鹽緩沖作用的反應(yīng)式為：

H+(強酸)+HPO4

=(弱堿)H2PO4-(弱酸)OH-(強堿)+H2PO4-(弱酸)HPO4=(弱堿)+H2O

碳酸鈣（配制培養(yǎng)基時加入）

酸或堿（培養(yǎng)過程中加入）b.使用pH值緩沖劑由微生物與氧氣的關(guān)系形成了三類微生物：

專性好氧性微生物專性厭氧性微生物

兼性厭氧的微生物實踐對策：專性好氧性微生物：空氣提供氧氣、工業(yè)上采用通氣裝置。專性厭氧性微生物：采用理化方法除氧、向培養(yǎng)體系加入還原劑

（胱氨酸、巰基乙酸鈉、Na2S和抗壞血酸）(2)O2濃度的調(diào)節(jié)（3）CO2的調(diào)節(jié)

對自養(yǎng)微生物來說，空氣中只占容積的0.03%的CO2量意味著什么？增加CO2供應(yīng)的途徑：紫硫細菌和綠硫細菌等厭氧性自養(yǎng)菌：培養(yǎng)基中加入NaHCO3微生物代謝：微生物細胞所進行的化學(xué)反應(yīng)的總和。微生物合成代謝：小分子合成復(fù)雜大分子的過程；微生物分解代謝：細胞物質(zhì)或營養(yǎng)物質(zhì)降解形成簡單產(chǎn)物的過程。微生物的代謝物質(zhì)代謝能量代謝產(chǎn)能代謝耗能代謝分解代謝合成代謝六、微生物的代謝

根據(jù)細菌生長繁殖速率將生長曲線分四個階段：緩慢期對數(shù)期穩(wěn)定期(靜止期)衰亡期七、細菌分批培養(yǎng)群體生長規(guī)律特點：分裂遲緩代謝活躍原因1.接種機械損傷2.細胞分裂因子缺乏特點：（1）代謝活性（2）世代時特點：1、細菌數(shù)量增加率為02、積累代謝產(chǎn)物特點：菌體活性降低、大量死亡細胞畸變、自溶八、微生物的生活環(huán)境極端環(huán)境條件對微生物的影響死亡環(huán)境條件一定范圍的變化，影響形態(tài)生理生長繁殖溫度O2氧化還原電位水分輻射化學(xué)藥物pH影響微生物生長的主要環(huán)境因子1、溫度對微生物生長的影響微生物的生長溫度類型低溫型(嗜冷菌適溫低于10℃)中溫型(嗜中溫菌適溫10-40℃)高溫型(嗜熱菌、嗜超熱菌適溫高于40℃)溫度對微生物生長的影響高溫：蛋白質(zhì)變性酶失活核糖體解體

致死時間、致死溫度低溫：酶活性下降、新陳代謝緩慢微生物的三種基本溫度最低生長溫度最高生長溫度最適生長溫度2、氧化還原電位Eh好氣性微生物Eh>0.1V，而以0.3-0.4v為宜兼性厭氣微生物Eh<0.1V行厭氣性呼吸

Eh>0.1v行好氣呼吸專性厭氣性微生物Eh值—0.2V以下