第四章微生物的營養(yǎng)與運輸

第四章微生物的營養(yǎng)與運輸?shù)谝豁?，共三十五頁，編輯?023年，星期五

內(nèi)容

----微生物的6類營養(yǎng)要素

----微生物的營養(yǎng)類型

----營養(yǎng)物質(zhì)進入細胞的方式

----培養(yǎng)基第二頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期五

§1微生物的6類營養(yǎng)第三頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期五●六大營養(yǎng)要素碳源、能源、氮源、生長因子、無機鹽和水。1、碳源●碳源譜：有機碳源、無機碳源。第四頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期五第五頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期五●依據(jù)利用碳源情況，微生物營養(yǎng)類型：自養(yǎng)型（autotroph）：以CO2為碳源的微生物。異養(yǎng)型（heterotroph）：以有機物為碳源的微生物。糖（單糖、雙糖、多糖）＞有機酸、醇、脂第六頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期五2、氮源第七頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期五3.能源化能營養(yǎng)型：

有機物、無機物光能營養(yǎng)型：

光能（藍綠藻、光合細菌）第八頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期五

4、生長因子微生物正常代謝所必需的微量有機物，包括維生素、堿基等。

第九頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期五5.無機鹽（礦質(zhì)元素）第十頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期五第十一頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期五§2微生物的營養(yǎng)類型第十二頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期五●化能自養(yǎng)型以無機物的氧化獲得能量，以CO2為碳源的微生物。硝化細菌：NH3+02→NO-2+△GNO-

2+02→NO-

3+△GC02+NAD（P）H+ATP→C6H1206第十三頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期五●化能異養(yǎng)型以有機物為碳源和能源的微生物。●光能自養(yǎng)型（藍綠藻及部分非產(chǎn)氧光合菌）以光為能量來源，以CO2為碳源的微生物。第十四頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期五●光能異養(yǎng)型有光時:

2nC4H8O2+nCo2→2(C4H6O2)2+(CH2O)n+nH2O部分光合細菌：紫色非硫細菌；綠色非硫菌

第十五頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期五●photoheterotrophs（光能異養(yǎng)）

organismsthatobtainenergyfromlightbutrequireexogenousorganiccompoundforgrowth.----MicrobialEcology,(R.M.Atlas)

Usinglightastheenergysourceandanorganiccompoundasprincipalcarbonsource.Thecategoryincludescertainofthepurpleandgreenbacteria.-----GeneralMicrobiology(R.L.Stanier)第十六頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期五§3營養(yǎng)物質(zhì)進入細胞的方式第十七頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期五一、單純擴散

小分子、非電離分子和親水性分子單純通過物理擴散的方式通過細胞膜進入細胞的一種物質(zhì)運送方式，主要為CO2、乙醇、氨基酸的運送。----無通過載體蛋白----無選擇性----不耗能---順濃度梯度第十八頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期五

二、促進擴散

溶質(zhì)借助膜上的底物特異載體蛋白（如滲透酶、移位酶等）的協(xié)助，但不消耗能量的一類擴散性運送方式，包括某些糖、氨基酸和維生素的運送。----通過載體蛋白----具有選擇性----不耗能---順濃度梯度第十九頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期五三、主動運送

必須消耗能量、并通過膜上特異載體蛋白的構(gòu)象變化使膜外低濃度的溶質(zhì)運入膜內(nèi)的一種運送方式，包括某些離子和簡單糖類的運送。----通過載體蛋白----具選擇性----耗能---逆濃度梯度第二十頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期五●利用質(zhì)子動力的主動運輸?shù)诙豁摚踩屙?，編輯?023年，星期五四、基團移位

溶質(zhì)運送過程發(fā)生結(jié)構(gòu)變化、同時需要特殊載體蛋白參與和耗能的一種運送方式。包括各種糖類、核苷酸和脂肪酸等的運送。---通過載體蛋白----具選擇性----耗能---逆濃度梯度---溶質(zhì)運送過程結(jié)構(gòu)變化第二十二頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期五●葡萄糖的基團移位（E.coli）1）Hpr的激活（P~Hpr）2）糖（底物）磷酸化進入胞內(nèi)3）酶的位點和專一性第二十三頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期五●四種運送方式的比較第二十四頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期五建議讀物：第二十五頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期五§4培養(yǎng)基一、培養(yǎng)基的設(shè)計原則1）目標明確微生物類型、種子、發(fā)酵、分離、保藏2）營養(yǎng)協(xié)調(diào)6大營養(yǎng)要素的適合比例尤其C:N比(分離:細菌約4:1;酵母約5:1;霉菌約10:1)第二十六頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期五3）合適的理化條件●pH（內(nèi)源調(diào)節(jié)、外源調(diào)節(jié)）●滲透壓●水活度（相對濕度）●氧化還原電位(V,mV)好氧菌：>0.3V;厭氧菌<0.1V4）成本5)環(huán)境友好第二十七頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期五二、常用設(shè)計方法1）參照文獻進行適當(dāng)修改2）試驗比較

●單因子比較選擇出主要C、N源、無機鹽等

●優(yōu)化試驗確定適宜的濃度第二十八頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期五三、培養(yǎng)基的種類1、按對培養(yǎng)基成分：

天然培養(yǎng)基、組合培養(yǎng)基、半組合培養(yǎng)基。2、按培養(yǎng)基的物理狀態(tài)：

固體培養(yǎng)基(固化、非可逆、天然固態(tài)、濾膜）半固體培養(yǎng)基、液體培養(yǎng)基。3、接培養(yǎng)基的功能劃分：第二十九頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期五●選擇性培養(yǎng)基

根據(jù)某些微生物的營養(yǎng)要求或?qū)δ承┗瘜W(xué)物質(zhì)敏感性不同設(shè)計而成、有利于所分離微生物的生長或抑制它種微生物，從而達到選擇分離目的的培養(yǎng)基。（1）加富性選擇培養(yǎng)基----牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基----纖維素培養(yǎng)基----阿什貝培養(yǎng)基第三十頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期五（2）抑制性選擇培養(yǎng)基在培養(yǎng)基中加入抑制性物質(zhì)細菌：慶大霉素、青霉素、鏈霉素、四環(huán)素G+：膽鹽真菌：制霉菌素、放線菌酮第三十一頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期五●鑒別性培養(yǎng)基一類在培養(yǎng)基中加入能與目的菌無色代謝物發(fā)生顯色反應(yīng)的指示劑，從而達到用肉眼辨別顏色就能方便地鑒別某種微生物的培養(yǎng)基。----伊紅美藍乳糖培養(yǎng)基（EMB）-----乳糖蛋白胨培養(yǎng)基(大腸菌群計數(shù))第三十二頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期五伊紅美藍乳糖培養(yǎng)基（EMB）作用機理：1）伊紅、美藍對G+和部分G-抑制作用伊紅、美藍低酸度下沉淀起產(chǎn)酸指示作用3）大腸桿菌發(fā)酵乳糖產(chǎn)酸（菌落區(qū)別于不利用乳糖的其它腸桿菌）4）大腸桿菌產(chǎn)酸強（菌落區(qū)別利用乳糖產(chǎn)酸弱的其它腸桿菌）第三十三頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期五●微生物的選擇分離（富集）的主要環(huán)節(jié)1）樣品預(yù)處理2）培養(yǎng)基（營養(yǎng)成分、抑制劑、指示劑等