微生物的營養(yǎng)

1、分子分子千重百分含量千重百分含量分子數(shù)分子數(shù)不同種類不同種類全部大分子全部大分子蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)多糖多糖脂類脂類DNARNA全部單體全部單體氨基酸及其前體氨基酸及其前體糖類及其前體糖類及其前體核苷酸及其前提核苷酸及其前提無機離子無機離子全部全部965559.13.120.53.50.520.511002461000023500004300220000002.1255501350100502001825001850241660微生物細胞的化學(xué)元素組成微生物細胞的化學(xué)元素組成大量元素大量元素( (macroelementmacroelement):):碳、氫、氧、氮、磷、硫、鉀、鎂、鈣、鐵微量元素(t

2、race element): 鋅、錳、鈉、氯、鉬、硒、鈷、銅、鎢、鎳 、硼。 表：微生物細胞中幾種主要元素的含量（干重）表：微生物細胞中幾種主要元素的含量（干重）元素細菌酵母菌真菌元素細菌酵母菌霉菌碳505048鈉0.51.00.010.10.020.05氮15125鈣0.011.50.10.30.11.4氫877鎂0.10.50.10.50.10.5氧203140氯化物0.5磷33.544.85鐵0.020.20.010.50.10.2硫10.0390.11化學(xué)元素水平化學(xué)元素水平 注意：組成比例因種而異；組成隨菌齡以及培養(yǎng)條件的不同在一定范圍內(nèi)發(fā)生變化。占細菌細胞干重的占細菌細胞干重的97

3、% 營養(yǎng)物質(zhì)是微生物生存的物質(zhì)基礎(chǔ)，而營養(yǎng)是營養(yǎng)物質(zhì)是微生物生存的物質(zhì)基礎(chǔ)，而營養(yǎng)是微生物維持和延續(xù)其生命形式的一種生理過程。微生物維持和延續(xù)其生命形式的一種生理過程。營養(yǎng)物質(zhì)營養(yǎng)物質(zhì)（nutrient） :外界環(huán)境中可為細胞提供結(jié)構(gòu)外界環(huán)境中可為細胞提供結(jié)構(gòu)組成、能量、代謝調(diào)節(jié)物質(zhì)和良好生理環(huán)境的化組成、能量、代謝調(diào)節(jié)物質(zhì)和良好生理環(huán)境的化學(xué)物質(zhì)稱之或稱為養(yǎng)料。學(xué)物質(zhì)稱之或稱為養(yǎng)料。營養(yǎng)營養(yǎng)（nutrition） : 細胞細胞 從外界環(huán)境中攝取營養(yǎng)物質(zhì)，從外界環(huán)境中攝取營養(yǎng)物質(zhì)，使其在生長過程中獲取生命活動所需的能量及其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)的生理過程。結(jié)構(gòu)物質(zhì)的

4、生理過程。營養(yǎng)物質(zhì)的作用：營養(yǎng)物質(zhì)的作用： 形成結(jié)構(gòu)形成結(jié)構(gòu)參與細胞組成；參與細胞組成； 提供能量提供能量機體進行各種生理機體進行各種生理活動所需的能量；活動所需的能量； 調(diào)節(jié)作用調(diào)節(jié)作用構(gòu)成酶的活性成分構(gòu)成酶的活性成分和物質(zhì)運輸系統(tǒng)；和物質(zhì)運輸系統(tǒng)； 良好生理環(huán)境良好生理環(huán)境水有利于生物水有利于生物大分子結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定大分子結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定第一節(jié)微生物的營養(yǎng)物質(zhì)及其功能微生物和其他生物的營養(yǎng)統(tǒng)一性微生物和其他生物的營養(yǎng)統(tǒng)一性 微生物的六大營養(yǎng)要素碳源及其功能 定義：凡可被用來構(gòu)成細胞物質(zhì)或代謝產(chǎn)物中碳素來源的營養(yǎng)物質(zhì)定義：凡可被用來構(gòu)成細胞物質(zhì)或代謝產(chǎn)物中碳素來源的營養(yǎng)物質(zhì)。 功能：提供合成細胞物質(zhì)及

5、代謝物的原料功能：提供合成細胞物質(zhì)及代謝物的原料; ; 為為整個生理活動提供所需要能源（異養(yǎng)微生物）；整個生理活動提供所需要能源（異養(yǎng)微生物）；類型類型元素水平元素水平 化合物水平化合物水平 培養(yǎng)基原料水平培養(yǎng)基原料水平有機碳有機碳CHONX復(fù)雜蛋白質(zhì)、核酸等復(fù)雜蛋白質(zhì)、核酸等牛肉膏、蛋白胨、花生餅粉等牛肉膏、蛋白胨、花生餅粉等CHON多數(shù)氨基酸、簡單蛋白質(zhì)等多數(shù)氨基酸、簡單蛋白質(zhì)等一般氨基酸、明膠等一般氨基酸、明膠等CHO糖、有機酸、醇、脂類等糖、有機酸、醇、脂類等葡萄糖、蔗糖、各種淀粉、糖蜜等葡萄糖、蔗糖、各種淀粉、糖蜜等CH烴類烴類天然氣、石油及其不同餾份、石蠟油等天然氣、石油及其不同餾

6、份、石蠟油等無機碳無機碳C(?)COCO2CO2COXNaHCO3NaHCO3、CaCO3、等等 注意：1.對整個微生物界來說，微生物的碳源是非常廣泛的。對整個微生物界來說，微生物的碳源是非常廣泛的。2.不同的微生物對碳源的利用能力不同，其碳源譜也有所差異。不同的微生物對碳源的利用能力不同，其碳源譜也有所差異。3.在有機碳中，在有機碳中，CHON和和CHONX類雖然可以利用，但通常做氮源使用。類雖然可以利用，但通常做氮源使用。4.對異養(yǎng)微生物來說，其碳源同時又充作能源對異養(yǎng)微生物來說，其碳源同時又充作能源雙功能營養(yǎng)物。雙功能營養(yǎng)物。傳統(tǒng)種類：糖類（單糖，飴糖）傳統(tǒng)種類：糖類（單糖，飴糖） 淀粉

7、（玉米粉、山芋粉、野生植物、淀粉等）淀粉（玉米粉、山芋粉、野生植物、淀粉等） 麩皮麩皮 各種米糠等各種米糠等代糧發(fā)酵：纖維素、石油、代糧發(fā)酵：纖維素、石油、CO2、或者工業(yè)的副產(chǎn)品如糖蜜或者工業(yè)的副產(chǎn)品如糖蜜微生物的六大營養(yǎng)要素碳源及其功能 能源能源 ：指能為微生物的生命活動提供最初能量來源的營養(yǎng)物或輻射能。：指能為微生物的生命活動提供最初能量來源的營養(yǎng)物或輻射能。 微生物的能源譜微生物的能源譜能源譜化學(xué)物質(zhì)（化能營養(yǎng)型）輻射能（光能營養(yǎng)型）：光能自養(yǎng)和異養(yǎng)微生物的能源有機物：化能異養(yǎng)微生物的能源（同碳源）無機物：化能自養(yǎng)微生物的能源（不同碳源） 種類化能自養(yǎng)微生物：還原態(tài)的無機物質(zhì)，如NH4

8、+、NO2-、S、H2S、H2和Fe2+等 單功能營養(yǎng)物：輻射能（能源）單功能營養(yǎng)物：輻射能（能源）雙功能營養(yǎng)物：還原態(tài)的雙功能營養(yǎng)物：還原態(tài)的NH4（能源、氮源）能源、氮源）三功能營養(yǎng)物：氨基酸類（能源、碳源、氮源）三功能營養(yǎng)物：氨基酸類（能源、碳源、氮源）微生物的六大營養(yǎng)要素能源及其功能氮源：氮源：凡用來構(gòu)成菌體物質(zhì)或代謝產(chǎn)物中氮素來源的營養(yǎng)源。凡用來構(gòu)成菌體物質(zhì)或代謝產(chǎn)物中氮素來源的營養(yǎng)源。 種類：種類：無機氮：銨鹽、硝酸鹽、亞硝酸鹽、氨、無機氮：銨鹽、硝酸鹽、亞硝酸鹽、氨、N N2 2等；等； 有機氮：蛋白質(zhì)及其降解產(chǎn)物（如胨、肽、氨基酸等）、牛肉膏、有機氮：蛋白質(zhì)及其降解產(chǎn)物（如胨、

9、肽、氨基酸等）、牛肉膏、魚粉、花生餅粉、黃豆餅粉、玉米漿、尿素等魚粉、花生餅粉、黃豆餅粉、玉米漿、尿素等功能：功能：1 1）提供合成細胞中含氮物，如蛋白質(zhì)、核酸，以及含氮代謝物等的原料；）提供合成細胞中含氮物，如蛋白質(zhì)、核酸，以及含氮代謝物等的原料； 2 2）少數(shù)細菌可以利用）少數(shù)細菌可以利用銨鹽、硝酸鹽等銨鹽、硝酸鹽等氮源為能源。氮源為能源。3 3）對于異氧微生物，含有）對于異氧微生物，含有NCHOX的有機化合物具有碳源、能源和氮源的有機化合物具有碳源、能源和氮源3 3重功能；重功能；類型類型 元素水平元素水平化合物水平化合物水平培養(yǎng)基原料水平培養(yǎng)基原料水平有機氮有機氮NCHOXNCHOX復(fù)

10、雜蛋白質(zhì)、核酸等復(fù)雜蛋白質(zhì)、核酸等牛肉膏、酵母膏、餅粕粉、蠶蛹粉等牛肉膏、酵母膏、餅粕粉、蠶蛹粉等NCHONCHO尿素、一般氨基酸、簡單蛋白質(zhì)尿素、一般氨基酸、簡單蛋白質(zhì)等等尿素、蛋白胨、明膠等尿素、蛋白胨、明膠等無機氮無機氮NHNHNHNH3 3、銨鹽等銨鹽等( (NH4)NH4)2 2SOSO4 4等等NONO硝酸鹽等硝酸鹽等KNOKNO3 3等等N NN N2 2空氣空氣微生物的六大營養(yǎng)要素氮源及其功能 實驗室常用的氮源：實驗室常用的氮源：有碳酸銨、硝酸鹽、硫酸銨、尿素、蛋白胨、牛有碳酸銨、硝酸鹽、硫酸銨、尿素、蛋白胨、牛肉膏、酵母膏等。肉膏、酵母膏等。 生產(chǎn)上常用的氮源：生產(chǎn)上常用的氮

11、源：硝酸鹽、銨鹽、尿素、氨以及蛋白含量較高的魚粉、硝酸鹽、銨鹽、尿素、氨以及蛋白含量較高的魚粉、蠶蛹粉、黃豆餅粉、花生餅份、玉米漿等。蠶蛹粉、黃豆餅粉、花生餅份、玉米漿等。 遲效氮源：遲效氮源：蛋白氮必須通過水解之后降解成胨、肽、氨基酸等才能被蛋白氮必須通過水解之后降解成胨、肽、氨基酸等才能被機體利用機體利用 。 速效氮源：速效氮源：無機氮源或以蛋白質(zhì)降解產(chǎn)物形式存在的有機氮源可以直接無機氮源或以蛋白質(zhì)降解產(chǎn)物形式存在的有機氮源可以直接被菌體吸收利用。被菌體吸收利用。 速效氮源：速效氮源：通常是有利于機體的生長，遲效氮源有利于代謝產(chǎn)物的形通常是有利于機體的生長，遲效氮源有利于代謝產(chǎn)物的形成。成

12、。 氨基酸自養(yǎng)型生物：氨基酸自養(yǎng)型生物：一部分微生物能把尿素、銨鹽、硝酸鹽甚至氮氣等一部分微生物能把尿素、銨鹽、硝酸鹽甚至氮氣等簡單氮源合成所需要的一切氨基酸。簡單氮源合成所需要的一切氨基酸。 氨基酸異養(yǎng)型生物：氨基酸異養(yǎng)型生物：需要從外界吸收氨基酸作為氮源的生物。需要從外界吸收氨基酸作為氮源的生物。微生物的六大營養(yǎng)要素氮源及其功能 構(gòu)成微生物細胞的組成成分；構(gòu)成微生物細胞的組成成分； 調(diào)解微生物細胞的滲透壓，調(diào)解微生物細胞的滲透壓， pH值和氧化還原電位；值和氧化還原電位； 有些無機鹽如有些無機鹽如S、Fe還可做為自養(yǎng)微生物的能源還可做為自養(yǎng)微生物的能源 ； 構(gòu)成酶活性基的組成成分，維持酶活

13、性。構(gòu)成酶活性基的組成成分，維持酶活性。Mg、Ca、K是多種酶的激活劑是多種酶的激活劑 。無機鹽功能無機鹽功能 定義：為微生物細胞生長提供碳、氮源以外的多種重要元素（包括大量定義：為微生物細胞生長提供碳、氮源以外的多種重要元素（包括大量元素和微量元素）的物質(zhì)，多以無機鹽的形式共給。元素和微量元素）的物質(zhì)，多以無機鹽的形式共給。 大量元素：大量元素：P、S、K、Mg、Ca、Na、Fe （微生物生長所需濃度在微生物生長所需濃度在10-310-4mol/L） 微量元素：微量元素：Cu、Zn、Mn、Mo、Co （微生物生長所需濃度在微生物生長所需濃度在10-610-8mol/L） 種類：一般微生物生長

14、所需要的無機鹽有：硫酸鹽、磷酸鹽、氯化物以種類：一般微生物生長所需要的無機鹽有：硫酸鹽、磷酸鹽、氯化物以及含有鈉、鉀、鎂、鐵等金屬元素的化合物。及含有鈉、鉀、鎂、鐵等金屬元素的化合物。微生物的六大營養(yǎng)要素?zé)o機鹽及其功能元元素素人人為為提提供供形形式式生生 理理 功功 能能PKH2PO4、K2HPO4核核酸酸、磷磷酸酸和和輔輔酶酶的的成成分分SMgSO4含含硫硫氨氨基基酸酸、含含硫硫維維生生素素成成分分KKH2PO4、K2HPO4酶酶的的輔輔因因子子、維維持持電電位位差差和和滲滲透透壓壓NaNaCl維維持持滲滲透透壓壓、某某些些細細菌菌和和藍藍細細菌菌需需要要CaCa(NO3)2、CaCl2胞胞

15、外外酶酶穩(wěn)穩(wěn)定定劑劑、蛋蛋白白酶酶輔輔因因子子、細細菌菌芽芽孢孢和和真真菌菌孢孢子子形形成成MgMgSO4固固氮氮酶酶輔輔因因子子、葉葉綠綠素素成成分分FeFeSO4Cyt成成分分；合合成成葉葉綠綠素素、白白喉喉毒毒素素和和氯氯高高鐵鐵血血紅紅素素所所需需MnMnSO4超超氧氧化化物物歧歧化化酶酶、氨氨肽肽酶酶、L-阿阿拉拉伯伯糖糖異異構(gòu)構(gòu)酶酶等等的的輔輔因因子子CuCuSO4氧氧化化酶酶、酪酪氨氨酸酸酶酶的的輔輔因因子子CoCoSO4VB12復(fù)復(fù)合合物物的的成成分分、肽肽酶酶的的輔輔因因子子ZnZnSO4堿堿性性磷磷酸酸酶酶、脫脫氫氫酶酶、肽肽酶酶、脫脫羧羧酶酶輔輔因因子子Mo(NH4)6M

16、o7O24固固氮氮酶酶和和同同化化型型及及異異化化型型硝硝酸酸鹽鹽還還原原酶酶的的成成分分 生長因子：生長因子：: 種類：種類： 狹義：維生素狹義：維生素 廣義：維生素、氨基酸、堿基、卟啉及其衍生物、甾醇、胺類、分支廣義：維生素、氨基酸、堿基、卟啉及其衍生物、甾醇、胺類、分支或直鏈脂肪酸或直鏈脂肪酸生長因子自養(yǎng)型微生物不需要從外界吸收任何生長因子多數(shù)真菌、放線菌和一些細菌生長因子異養(yǎng)型微生物需要從外界吸收多種生長因子乳酸菌、動物致病菌、支原體等生長因子過量合成微生物少數(shù)微生物在其代謝活動中，能合成并大量分泌某些維生素等阿舒假囊酵母產(chǎn)B2、謝氏丙酸桿菌和產(chǎn)甲烷菌產(chǎn)B12微生物對生長因子的需要與否

17、分為三種類型微生物對生長因子的需要與否分為三種類型 生長因子的提供方式：維生素混合液或者一些天然物質(zhì)原料（酵母膏、玉米漿、生長因子的提供方式：維生素混合液或者一些天然物質(zhì)原料（酵母膏、玉米漿、 肝浸液、麥芽汁或者其他動物、植物的汁液等）肝浸液、麥芽汁或者其他動物、植物的汁液等）微生物的六大營養(yǎng)要素生長因子及其功能微生物細胞含水約占細胞鮮重微生物細胞含水約占細胞鮮重7090，水作用是多方面的。，水作用是多方面的。水的功能水的功能 是細胞中生化反應(yīng)的良好介質(zhì)；是細胞中生化反應(yīng)的良好介質(zhì)； 營養(yǎng)物質(zhì)和代謝產(chǎn)物都必須溶解在水里，才能被吸收或排出營養(yǎng)物質(zhì)和代謝產(chǎn)物都必須溶解在水里，才能被吸收或排出體（細

18、胞）外；體（細胞）外； 水的比熱高，能有效的吸收代謝過程中放出的熱量，不致使水的比熱高，能有效的吸收代謝過程中放出的熱量，不致使細胞的溫度驟然上升；細胞的溫度驟然上升； 維持細胞的膨壓（控制細胞形態(tài)）；維持細胞的膨壓（控制細胞形態(tài)）；有利于生物大分子結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定；有利于生物大分子結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定；水在細胞中有兩種存在形式：水在細胞中有兩種存在形式： 結(jié)合水和游離水，結(jié)合水沒有流動性和溶解力，所以微生物結(jié)合水和游離水，結(jié)合水沒有流動性和溶解力，所以微生物不能利用它。不能利用它。 微生物的六大營養(yǎng)要素水及其功能幾種生物的幾種生物的游離水含量游離水含量人體：人體：60%海蟄：海蟄：96%微生物微生物孢子孢子

19、營養(yǎng)體營養(yǎng)體霉菌孢子：霉菌孢子：39%細菌芽孢：細菌芽孢：皮層：皮層：70%核心：極低核心：極低細菌：細菌：80%酵母：酵母：75%霉菌：霉菌：85%不同細胞及不同細胞結(jié)構(gòu)中游離水的含量有較大差別不同細胞及不同細胞結(jié)構(gòu)中游離水的含量有較大差別水的水的可利用性常用水活度可利用性常用水活度a aW W表示：在相同溫度和壓力下，表示：在相同溫度和壓力下，體系中溶液或物質(zhì)上面空氣的蒸汽壓與純水蒸汽壓之比。體系中溶液或物質(zhì)上面空氣的蒸汽壓與純水蒸汽壓之比。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能源能源生生理理作作用用提供碳源提供碳源構(gòu)成有機構(gòu)成有機分子的骨分子的骨架，碳源架，碳源物質(zhì)通

20、常物質(zhì)通常也提供氫也提供氫元素和氧元素和氧元素元素能源能源(二氧二氧化碳不提化碳不提供能源供能源)提供氮元提供氮元素合成含素合成含氮物質(zhì)氮物質(zhì)一般不作一般不作為能源為能源(少少數(shù)自養(yǎng)菌數(shù)自養(yǎng)菌能用作能能用作能源源)酶活性中酶活性中心組分心組分穩(wěn)定生物穩(wěn)定生物大分子及大分子及細胞結(jié)構(gòu)細胞結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)滲透調(diào)節(jié)滲透壓壓控制氧化控制氧化還原電位還原電位某些微生某些微生物能源物物能源物質(zhì)質(zhì)維生素、維生素、嘌呤和嘧嘌呤和嘧啶作為酶啶作為酶的輔基和的輔基和輔酶輔酶提供某些提供某些微生物不微生物不能合成的能合成的氨基酸氨基酸嘌呤和嘧嘌呤和嘧啶用于合啶用于合成核苷、成核苷、核苷酸及核苷酸及核酸核酸溶劑與運溶劑與運輸

21、介質(zhì)輸介質(zhì)參與生化參與生化反應(yīng)反應(yīng)熱導(dǎo)體熱導(dǎo)體維持細胞維持細胞形態(tài)形態(tài)控制多亞控制多亞基結(jié)構(gòu)的基結(jié)構(gòu)的裝配與解裝配與解離離生命活動生命活動能量能量單功能營單功能營養(yǎng)物（輻養(yǎng)物（輻射能）射能）雙功能營雙功能營養(yǎng)物（能養(yǎng)物（能源、氮源）源、氮源）三功能營三功能營養(yǎng)物（能養(yǎng)物（能源、碳源、源、碳源、氮源）氮源）微生物的營養(yǎng)類型微生物的營養(yǎng)類型營養(yǎng)類型：根據(jù)微生物生長所需要的主要營養(yǎng)物即能源和碳源、營養(yǎng)類型：根據(jù)微生物生長所需要的主要營養(yǎng)物即能源和碳源、氮源不同而劃分的微生物的類型。氮源不同而劃分的微生物的類型。微生物營養(yǎng)類型的分類分類標(biāo)準(zhǔn)分類標(biāo)準(zhǔn)營養(yǎng)類型營養(yǎng)類型特點特點以能源分以能源分光能營養(yǎng)型、光

22、能營養(yǎng)型、化能營養(yǎng)型、化能營養(yǎng)型、以光為能源以光為能源以有機物氧化釋放的化學(xué)能為能源以有機物氧化釋放的化學(xué)能為能源以氫供體分以氫供體分無機營養(yǎng)型無機營養(yǎng)型有機營養(yǎng)型有機營養(yǎng)型還原性無機物為電子供體還原性無機物為電子供體以有機物為電子供體以有機物為電子供體以碳源分以碳源分自養(yǎng)型自養(yǎng)型異養(yǎng)型異養(yǎng)型以以CO2為唯一或主要碳源為唯一或主要碳源以有機物為主要碳源以有機物為主要碳源以合成氨基酸的能力分以合成氨基酸的能力分氨基酸自養(yǎng)型氨基酸自養(yǎng)型氨基酸異養(yǎng)型氨基酸異養(yǎng)型以生長因子分以生長因子分原養(yǎng)型或野生型原養(yǎng)型或野生型營養(yǎng)缺陷型營養(yǎng)缺陷型取得死或活的有機物分取得死或活的有機物分寄生、腐生寄生、腐生雖然劃分

23、微生物營養(yǎng)類型的標(biāo)準(zhǔn)和角度各種各樣，但雖然劃分微生物營養(yǎng)類型的標(biāo)準(zhǔn)和角度各種各樣，但通常都是根據(jù)能源、氫供體和碳源來劃分。通常都是根據(jù)能源、氫供體和碳源來劃分。微生物的主要營養(yǎng)類型主要營養(yǎng)類型主要營養(yǎng)類型能源能源氫氫/電子供體電子供體碳源碳源代表性微生物代表性微生物光能無機營養(yǎng)型光能無機營養(yǎng)型光光無機物無機物二氧化碳二氧化碳藻類、紫硫細菌、綠硫細菌、藻類、紫硫細菌、綠硫細菌、藍細菌藍細菌光能有機營養(yǎng)型光能有機營養(yǎng)型光光有機物有機物有機物有機物紫色非硫細菌、綠色非硫細菌紫色非硫細菌、綠色非硫細菌化能無機營養(yǎng)型化能無機營養(yǎng)型化學(xué)化學(xué)能能無機物無機物二氧化碳二氧化碳硫氧化細菌、氫細菌、硝化細硫氧化細

24、菌、氫細菌、硝化細菌、鐵細菌菌、鐵細菌化能有機營養(yǎng)型化能有機營養(yǎng)型化學(xué)化學(xué)能能有機物有機物有機物有機物原生動物。真菌。大多數(shù)非光原生動物。真菌。大多數(shù)非光合細菌合細菌微生物的營養(yǎng)類型光能無機自養(yǎng)型碳源：碳源：以以C02作為唯一碳源或主要碳源作為唯一碳源或主要碳源能源：利用光能能源：利用光能電子供體：以無機物如水、硫化氫、硫代硫酸鈉或其他無機硫化物作為電子供體：以無機物如水、硫化氫、硫代硫酸鈉或其他無機硫化物作為氫氫供體供體將將CO2還原成細胞物質(zhì)，同時產(chǎn)生元素硫還原成細胞物質(zhì)，同時產(chǎn)生元素硫 光能自養(yǎng)型微生物包括藍細菌（含葉綠素）、紅硫細菌和綠硫細菌等少數(shù)微生物光能自養(yǎng)型微生物包括藍細菌（含葉

25、綠素）、紅硫細菌和綠硫細菌等少數(shù)微生物（含細菌葉綠素），由于含有光合色素，因而能使先能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能（含細菌葉綠素），由于含有光合色素，因而能使先能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能（ATP），），供機體直接利用。供機體直接利用。真核藻類和藍細菌紫硫細菌和綠硫細菌微生物的營養(yǎng)類型光能有機異養(yǎng)型碳源：碳源：不能以不能以CO2為主要碳源或唯一碳源；為主要碳源或唯一碳源；能源：能源：利用光能利用光能電子供體：電子供體：以有機物（如異丙醇）作為供氫體，利用光能將以有機物（如異丙醇）作為供氫體，利用光能將CO2還原成細胞物還原成細胞物質(zhì)，紅螺菌屬中的一些細菌屬于此種營養(yǎng)類型。光能異養(yǎng)型細菌在生長時大多質(zhì)，紅螺菌屬中的一些細菌屬

26、于此種營養(yǎng)類型。光能異養(yǎng)型細菌在生長時大多數(shù)采要外源的生長因子。數(shù)采要外源的生長因子。紅螺菌科的細菌以光為能源，二氧化碳為碳源，紅螺菌科的細菌以光為能源，二氧化碳為碳源，并需要異丙醇為供氫體，同時積累丙酮并需要異丙醇為供氫體，同時積累丙酮微生物的營養(yǎng)類型化有無機自養(yǎng)型以以CO2或碳酸鹽作為唯一或主要碳源，以無機物氧化釋放的化學(xué)能為能或碳酸鹽作為唯一或主要碳源，以無機物氧化釋放的化學(xué)能為能源源,，利用電子供體如氫氣、硫化氫、二價鐵離子或亞硝酸鹽等使，利用電子供體如氫氣、硫化氫、二價鐵離子或亞硝酸鹽等使CO2還原成細胞物質(zhì)。還原成細胞物質(zhì)。 2NH 4+ +3O22NO2- +2H2O + 4H+

27、132Kcal NO2- +1/2O2 NO3- +18.1 Kcal亞硝化細菌硝化細菌H2S + 1/2 O2 S +H2O + 50.1 KcalS + 1 1/2 O2+H2O H2SO4+149.8 Kcal硫化細菌:（硫桿菌屬，硫微螺菌屬） 2Fe2+1/2O2+2H+ 2Fe3+H2O+21.2 Kcal鐵細菌H2+ 1/2 O2 H2O + 56.7 Kcal氫細菌：具有氫化酶，從氫的氧化獲取能 量，同化CO2化能無機自養(yǎng)型只存在于微生物中，可在完全無機及無光的環(huán)境中生長?；軣o機自養(yǎng)型只存在于微生物中，可在完全無機及無光的環(huán)境中生長。它們廣泛分布于土壤及水環(huán)境中它們廣泛分布于土

28、壤及水環(huán)境中, ,參與地球物質(zhì)循環(huán)；參與地球物質(zhì)循環(huán)；生長所需的能量來自有機物氧化過程放出的化學(xué)能，生長所生長所需的能量來自有機物氧化過程放出的化學(xué)能，生長所需要的碳源主要是一些有機化合物，如淀粉、糖類、纖維素、需要的碳源主要是一些有機化合物，如淀粉、糖類、纖維素、有機酸等。有機酸等。多數(shù)微生物屬于化能異養(yǎng)型，其生長所需要能源和碳源通常多數(shù)微生物屬于化能異養(yǎng)型，其生長所需要能源和碳源通常來自同一種有機物。來自同一種有機物。微生物的營養(yǎng)類型化能有機異養(yǎng)型根據(jù)化能異養(yǎng)型微生物利用有機物的特性，又可以將其分為下根據(jù)化能異養(yǎng)型微生物利用有機物的特性，又可以將其分為下列兩種類型：列兩種類型：腐生型微生物

29、：腐生型微生物：利用無生命活性的有機物作為生長的碳源。利用無生命活性的有機物作為生長的碳源。寄生型微生物：寄生型微生物：寄生在生活的細胞內(nèi)，從寄生體內(nèi)獲得生長所寄生在生活的細胞內(nèi)，從寄生體內(nèi)獲得生長所需要的營養(yǎng)物質(zhì)。需要的營養(yǎng)物質(zhì)。存在于寄生與腐生之間的中間過渡類型微生物，稱為存在于寄生與腐生之間的中間過渡類型微生物，稱為兼性腐生兼性腐生型或兼性寄生型型或兼性寄生型。不同營養(yǎng)類型之間的界限并非絕對：不同營養(yǎng)類型之間的界限并非絕對：異養(yǎng)型微生物并非絕對不能利用異養(yǎng)型微生物并非絕對不能利用CO2；自養(yǎng)型微生物也并非不能利用有機物進行生長；自養(yǎng)型微生物也并非不能利用有機物進行生長；有些微生物在不同生

30、長條件下生長時有些微生物在不同生長條件下生長時,其營養(yǎng)類型也會發(fā)生改變；其營養(yǎng)類型也會發(fā)生改變；例如紫色非硫細菌例如紫色非硫細菌(purple nonsulphur bacteria)：沒有有機物時，同化沒有有機物時，同化CO2， 為自養(yǎng)型微生物；為自養(yǎng)型微生物；有機物存在時，利用有機物進行生長，為異養(yǎng)型微生物有機物存在時，利用有機物進行生長，為異養(yǎng)型微生物；光照和厭氧條件下，利用光能生長，為光能營養(yǎng)型微生物；光照和厭氧條件下，利用光能生長，為光能營養(yǎng)型微生物；黑暗與好氧條件下，依靠有機物氧化產(chǎn)生的化學(xué)能生長，為化能營養(yǎng)型微黑暗與好氧條件下，依靠有機物氧化產(chǎn)生的化學(xué)能生長，為化能營養(yǎng)型微生物生

31、物微生物營養(yǎng)類型的可變性無疑有利于微生物營養(yǎng)類型的可變性無疑有利于提高其對環(huán)境條件變化的適應(yīng)能力提高其對環(huán)境條件變化的適應(yīng)能力第三節(jié)物質(zhì)進出微生物細胞的方式 營養(yǎng)物質(zhì)進入細胞的過程叫運輸。營養(yǎng)物質(zhì)只有進入細胞后才能參與營養(yǎng)物質(zhì)進入細胞的過程叫運輸。營養(yǎng)物質(zhì)只有進入細胞后才能參與微生物細胞內(nèi)的生命活動。微生物細胞內(nèi)的生命活動。 影響營養(yǎng)物質(zhì)進入細胞的因素主要有三個：影響營養(yǎng)物質(zhì)進入細胞的因素主要有三個： 1）營養(yǎng)物質(zhì)本身的性質(zhì)，如相對分子質(zhì)量、溶解性、電負性、極性等）營養(yǎng)物質(zhì)本身的性質(zhì)，如相對分子質(zhì)量、溶解性、電負性、極性等都影響營養(yǎng)物質(zhì)進入細胞的難易程度；都影響營養(yǎng)物質(zhì)進入細胞的難易程度； 2

32、）微生物所處的環(huán)境，如溫度、）微生物所處的環(huán)境，如溫度、pH、離子強度等；、離子強度等； 3）微生物細胞的通透屏障，主要是黏液層、細胞壁和細胞膜等結(jié)構(gòu)。）微生物細胞的通透屏障，主要是黏液層、細胞壁和細胞膜等結(jié)構(gòu)。疏水性分子苯、氧氣、氮氣不帶電荷的小的極性分子脲、甘油、水、二氧化碳不帶電荷的大的極性分子葡萄糖、蔗糖離子H,Na+,K+,Cl,HCO3-,Ca2+,Mg2+內(nèi)外人工磷脂雙分子層膜對不同類型分子的相對透性特點：特點：擴散擴散是非特異性的是非特異性的營養(yǎng)物質(zhì)吸收營養(yǎng)物質(zhì)吸收方式：如營養(yǎng)物質(zhì)通過細胞膜中的方式：如營養(yǎng)物質(zhì)通過細胞膜中的含水小孔，由高濃度的胞外環(huán)境含水小孔，由高濃度的胞外環(huán)

33、境向低濃度的胞內(nèi)擴散；向低濃度的胞內(nèi)擴散；在擴散過程中營養(yǎng)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)不在擴散過程中營養(yǎng)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)不發(fā)生變化：即既不與膜上的分子發(fā)生變化：即既不與膜上的分子發(fā)生反應(yīng)，同時本身的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生反應(yīng)，同時本身的分子結(jié)構(gòu)也不發(fā)生變化；也不發(fā)生變化；物質(zhì)運輸?shù)乃俾瘦^慢：速率與胞物質(zhì)運輸?shù)乃俾瘦^慢：速率與胞內(nèi)外營養(yǎng)物質(zhì)的濃度差有關(guān)，即內(nèi)外營養(yǎng)物質(zhì)的濃度差有關(guān)，即隨細胞膜內(nèi)外該物質(zhì)濃度差的降隨細胞膜內(nèi)外該物質(zhì)濃度差的降低而減小，直到胞內(nèi)外物質(zhì)濃度低而減小，直到胞內(nèi)外物質(zhì)濃度相同；相同；不需要載體參與；擴散是一個不不需要載體參與；擴散是一個不需要代謝能的運輸方式：因此，需要代謝能的運輸方式：因此，物質(zhì)不能進行逆

34、濃度運輸。物質(zhì)不能進行逆濃度運輸。營養(yǎng)物質(zhì)進入細胞的方式單純擴散可運送的養(yǎng)料有限：限于水、溶于可運送的養(yǎng)料有限：限于水、溶于水的氣體，及分子量小，脂溶性、極水的氣體，及分子量小，脂溶性、極性小的營養(yǎng)物質(zhì)。性小的營養(yǎng)物質(zhì)。 單純擴散模式圖單純擴散模式圖細胞膜外細胞膜內(nèi)細胞膜營養(yǎng)物質(zhì)進入細胞的方式促進擴散營養(yǎng)物質(zhì)通過與細胞膜上載體蛋白（也稱作透過酶營養(yǎng)物質(zhì)通過與細胞膜上載體蛋白（也稱作透過酶permease）的可逆性結(jié)）的可逆性結(jié)合來加快其傳遞速度合來加快其傳遞速度 特點：特點： 營養(yǎng)物質(zhì)本身在分子結(jié)構(gòu)上也不會發(fā)生變化； 不耗能，不能進行逆濃度運輸； 運輸?shù)乃俾视砂麅?nèi)外該物質(zhì)的濃度差決定 需要細胞

35、膜上的載體蛋白參與物質(zhì) 運輸； 運輸速率有飽和效應(yīng)；促進擴散的運輸方式多見于真核微生物中，例如通常在厭氧生活的酵母菌中，某些物質(zhì)的吸收和代謝產(chǎn)物的分泌是通過這種方式完成的。通過促進擴散進入細胞的營養(yǎng)物質(zhì)主要有氨基酸、單通過促進擴散進入細胞的營養(yǎng)物質(zhì)主要有氨基酸、單糖、維生素及無機鹽等。一般微生物通過專一的載體糖、維生素及無機鹽等。一般微生物通過專一的載體蛋白運輸相應(yīng)的物質(zhì)，但也有微生物對同一物質(zhì)的運蛋白運輸相應(yīng)的物質(zhì)，但也有微生物對同一物質(zhì)的運輸由一種以上的載體蛋白來完成。輸由一種以上的載體蛋白來完成。 營養(yǎng)物質(zhì)進入細胞的方式主動運輸在代謝能的推動下，通過膜上特殊載體蛋白營養(yǎng)料濃度梯度在代謝能

36、的推動下，通過膜上特殊載體蛋白營養(yǎng)料濃度梯度吸收營養(yǎng)物質(zhì)的過程吸收營養(yǎng)物質(zhì)的過程特點：特點： 物質(zhì)在主動運輸?shù)倪^程中需要消耗代謝能；物質(zhì)在主動運輸?shù)倪^程中需要消耗代謝能； 可以進行逆濃度運輸?shù)倪\輸方式；可以進行逆濃度運輸?shù)倪\輸方式； 需要載體蛋白參與，對被運輸?shù)奈镔|(zhì)有高度的立體專一性需要載體蛋白參與，對被運輸?shù)奈镔|(zhì)有高度的立體專一性 被運輸?shù)奈镔|(zhì)在轉(zhuǎn)移的過程中不發(fā)生任何化學(xué)變化被運輸?shù)奈镔|(zhì)在轉(zhuǎn)移的過程中不發(fā)生任何化學(xué)變化 能量來源：能量來源： 不同的微生物在主動運輸過程中所需的能量的來源不同，好氧微生物不同的微生物在主動運輸過程中所需的能量的來源不同，好氧微生物中直接來自呼吸能，厭氧微生物主要

37、來自化學(xué)能，光合微生物中則主要來中直接來自呼吸能，厭氧微生物主要來自化學(xué)能，光合微生物中則主要來自光能自光能 。主動運輸是微生物吸收營養(yǎng)物質(zhì)的主要方式。主動運輸是微生物吸收營養(yǎng)物質(zhì)的主要方式。 基團轉(zhuǎn)位：是在研究糖的運輸時發(fā)現(xiàn)的一種主動運輸方式。運輸過程中需要能量，被運輸?shù)奈镔|(zhì)發(fā)生化學(xué)變化的運輸叫基團移位。許多糖就是靠基團移位進行運輸?shù)?。這種運輸方式是微生物通過磷酸轉(zhuǎn)移酶系統(tǒng)運輸營養(yǎng)物的。 最著名的基團轉(zhuǎn)運系統(tǒng)是磷酸烯醇式丙酮酸：最著名的基團轉(zhuǎn)運系統(tǒng)是磷酸烯醇式丙酮酸： 糖磷酸轉(zhuǎn)移酶系統(tǒng)（糖磷酸轉(zhuǎn)移酶系統(tǒng)（PTSPTS）：）： PTSPTS通常由五種蛋白質(zhì)組成，通常由五種蛋白質(zhì)組成，包括酶包括

38、酶、酶、酶（包括（包括a a、b b、c c三種亞基）和一種低相對分三種亞基）和一種低相對分子量的熱穩(wěn)定蛋白質(zhì)（子量的熱穩(wěn)定蛋白質(zhì)（HPrHPr）。）。營養(yǎng)物質(zhì)進入細胞的方式基團轉(zhuǎn)位 PEP + HPr HPr-p + 丙酮酸丙酮酸 P - HPr +葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖-P +HPrEEEE基團轉(zhuǎn)移主要存在于厭氧型和兼性厭氧型細胞中，主基團轉(zhuǎn)移主要存在于厭氧型和兼性厭氧型細胞中，主要用于糖的運輸，脂肪酸、核苷、堿基等也可以通過要用于糖的運輸，脂肪酸、核苷、堿基等也可以通過這種方式運輸。這種方式運輸。Group Translocation 比較項目比較項目 單純擴散單純擴散 促進擴散促進擴

39、散 主動運輸主動運輸 基團移位基團移位特異載體蛋白特異載體蛋白 無無 有有 有有 有有運送速度運送速度 慢慢 快快 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 由濃至稀由濃至稀 由稀至濃由稀至濃由稀至濃由稀至濃平衡時內(nèi)外濃度內(nèi)外相等平衡時內(nèi)外濃度內(nèi)外相等 內(nèi)外相等內(nèi)外相等 內(nèi)部高內(nèi)部高內(nèi)部高內(nèi)部高運送分子運送分子 無特異性無特異性 特異性特異性 特異性特異性特異性特異性能量消耗能量消耗 不需要不需要 需要需要 需要需要需要需要運送前后溶質(zhì)分子不變運送前后溶質(zhì)分子不變 不變不變 不變不變改變改變載體飽和效應(yīng)載體飽和效應(yīng)無無 有有 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

40、爭性有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 有有運送對象舉例運送對象舉例 水、水、O O2 2 單糖單糖 aaaa 鹽鹽 乳糖乳糖 離子離子 葡萄糖葡萄糖 嘌呤嘌呤四種運送營養(yǎng)方式的比較四種運送營養(yǎng)方式的比較第四節(jié)培養(yǎng)基培養(yǎng)基：培養(yǎng)基：一種人工配制的、適合微生物生長繁殖或產(chǎn)生代謝一種人工配制的、適合微生物生長繁殖或產(chǎn)生代謝產(chǎn)物、或者用于其他目的的混合養(yǎng)料。產(chǎn)物、或者用于其他目的的混合養(yǎng)料。特點：特點：任何培養(yǎng)基都應(yīng)具備微生物所需要的六大營養(yǎng)要素，任何培養(yǎng)基都應(yīng)具備微生物所需要的六大營養(yǎng)要素，且應(yīng)比例適當(dāng)。且應(yīng)比例適當(dāng)。一旦配成必須立即滅菌。一旦配成必須立

41、即滅菌。用途：用途：促使微生物生長；積累代謝產(chǎn)物；分離微生物菌種；促使微生物生長；積累代謝產(chǎn)物；分離微生物菌種；鑒定微生物種類；微生物細胞計數(shù)；菌種保藏；制備鑒定微生物種類；微生物細胞計數(shù)；菌種保藏；制備微生物制品微生物制品有的放矢：根據(jù)培養(yǎng)的對象和目的，如培養(yǎng)何物，獲何產(chǎn)物有的放矢：根據(jù)培養(yǎng)的對象和目的，如培養(yǎng)何物，獲何產(chǎn)物，用于實驗室還是大規(guī)模生產(chǎn)以及做種子培養(yǎng)用還是發(fā)酵用，用于實驗室還是大規(guī)模生產(chǎn)以及做種子培養(yǎng)用還是發(fā)酵用等來制備培養(yǎng)基。等來制備培養(yǎng)基。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）：牛肉膏細菌（牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基）：牛肉膏3 3g

42、 g、蛋白胨、蛋白胨1010g g、NaCl5gNaCl5g、H H2 2O1000mlO1000ml放線菌（高氏放線菌（高氏1 1號）：淀粉號）：淀粉2020g g、K K2 2HPO40.5gHPO40.5g、NaCl0.5gNaCl0.5g、MgSO4.7H2O0.5gMgSO4.7H2O0.5g、KNOKNO3 3 1g 1g、FeSO40.01gFeSO40.01g、H H2 2O1000mlO1000ml酵母菌酵母菌( (麥芽汁培養(yǎng)基麥芽汁培養(yǎng)基) )：干麥芽粉加四倍水，在：干麥芽粉加四倍水，在50-6050-60保溫糖化保溫糖化3-43-4小時，用碘液試驗檢查至糖化完全為止，調(diào)整

43、糖液濃度為小時，用碘液試驗檢查至糖化完全為止，調(diào)整糖液濃度為1010。巴林，煮沸。巴林，煮沸后，沙布過濾，調(diào)后，沙布過濾，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 33g3g、K K2 2HPOHPO4 41g1g、KCl0.5gKCl0.5g、MgSOMgSO4 4.7H2O0.5g.7H2O0.5g、FeSOFeSO4 40.01g0.01g、蔗糖、蔗糖3030g g、H H2 2O1000mlO1000ml根據(jù)微生物營養(yǎng)類型配制培養(yǎng)基根據(jù)微生物營養(yǎng)類型配制培養(yǎng)基培養(yǎng)化能自養(yǎng)型的氧化硫桿菌的培養(yǎng)基組成為：培養(yǎng)化能自養(yǎng)型的氧化硫桿菌的培養(yǎng)

44、基組成為：S 10g MgSOS 10g MgSO4 4.7H.7H2 2O 0.5g NHO 0.5g NH4 4) )2 2SOSO4 4 0.4g FeSO 0.4g FeSO4 4 0.01g H0.01g H2 2POPO4 4 4g CaCl 4g CaCl2 2 0.25g H 0.25g H2 2O 1000mlO 1000ml培養(yǎng)化能異養(yǎng)的大腸桿菌一種培養(yǎng)基是由下列化學(xué)成分組成：培養(yǎng)化能異養(yǎng)的大腸桿菌一種培養(yǎng)基是由下列化學(xué)成分組成：葡萄糖葡萄糖 5 5g NH4H2PO4 1g g NH4H2PO4 1g NaClNaCl 5g MgSO4.7H2O 5g MgSO4.7H2

45、O 0.2g K2HPO4 1g H2O 1000ml0.2g K2HPO4 1g H2O 1000ml根據(jù)培養(yǎng)目的配制培養(yǎng)基根據(jù)培養(yǎng)目的配制培養(yǎng)基 用于用于培養(yǎng)菌體種子培養(yǎng)菌體種子的培養(yǎng)基營養(yǎng)應(yīng)豐富，氮源含量宜高（碳的培養(yǎng)基營養(yǎng)應(yīng)豐富，氮源含量宜高（碳氮比低）；氮比低）；用于大量生產(chǎn)用于大量生產(chǎn)代謝產(chǎn)物代謝產(chǎn)物的培養(yǎng)基其氮源一般應(yīng)比種子培養(yǎng)基的培養(yǎng)基其氮源一般應(yīng)比種子培養(yǎng)基稍低，（但若發(fā)酵產(chǎn)物是含氮化合物時，有時還應(yīng)提高培養(yǎng)基稍低，（但若發(fā)酵產(chǎn)物是含氮化合物時，有時還應(yīng)提高培養(yǎng)基的氮源含量）；若代謝產(chǎn)物是的氮源含量）；若代謝產(chǎn)物是次級代謝產(chǎn)物次級代謝產(chǎn)物時要考慮是否加入時要考慮是否加入特殊元

46、素或特定的代謝產(chǎn)物；特殊元素或特定的代謝產(chǎn)物；當(dāng)所設(shè)計的是當(dāng)所設(shè)計的是大規(guī)模發(fā)酵大規(guī)模發(fā)酵用的培養(yǎng)基時，應(yīng)重視培養(yǎng)基中各用的培養(yǎng)基時，應(yīng)重視培養(yǎng)基中各成份的來源和價格，應(yīng)選擇來源廣泛、價格低廉成份的來源和價格，應(yīng)選擇來源廣泛、價格低廉 的原料，提倡的原料，提倡以粗代精，以廢代好，以野代家，以纖代糖。以粗代精，以廢代好，以野代家，以纖代糖。營養(yǎng)協(xié)調(diào)：培養(yǎng)基除應(yīng)含有維持微生物最適生長所必需的一營養(yǎng)協(xié)調(diào)：培養(yǎng)基除應(yīng)含有維持微生物最適生長所必需的一切營養(yǎng)物質(zhì)，最重要的是營養(yǎng)物質(zhì)的濃度和配比要合適。切營養(yǎng)物質(zhì)，最重要的是營養(yǎng)物質(zhì)的濃度和配比要合適。濃度過高微生物的生長起抑制作用， 濃度過小不能滿足微生物

47、生長的需要。碳氮比（碳氮比（C/N）直接影響微生物生長與繁殖及代謝物的形成與積累，故常作為考察培養(yǎng)基組成時的一個重要指標(biāo)； 碳源中的碳原子的碳源中的碳原子的mol數(shù)數(shù)氮源中所含的氮原子的氮源中所含的氮原子的mol數(shù)數(shù)C/N比值比值=例：谷氨酸生產(chǎn)中例：谷氨酸生產(chǎn)中 C/N 4/1時，菌體大量繁殖，谷氨酸積累少；時，菌體大量繁殖，谷氨酸積累少；C/N3/1 時，菌體生長受抑制，而谷氨酸大量增加。時，菌體生長受抑制，而谷氨酸大量增加。 速效性氮（或碳）源與遲效性氮（或碳）源的比例速效性氮（或碳）源與遲效性氮（或碳）源的比例 各種金屬離子間的比例各種金屬離子間的比例微生物生長除營養(yǎng)要素以外，還受微生

48、物生長除營養(yǎng)要素以外，還受pHpH、氧氣、滲透壓等物理化、氧氣、滲透壓等物理化學(xué)因素的影響，而微生物的生長反過來又會影響環(huán)境條件。學(xué)因素的影響，而微生物的生長反過來又會影響環(huán)境條件。pH：培養(yǎng)基的培養(yǎng)基的pHpH必須控制在一定的范圍內(nèi)，以滿足不同類型必須控制在一定的范圍內(nèi)，以滿足不同類型微生物的生長繁殖或產(chǎn)生代謝產(chǎn)物。微生物的生長繁殖或產(chǎn)生代謝產(chǎn)物。各類微生物的最適生長各類微生物的最適生長pH值各不相同值各不相同： 細細 菌：菌：7.08.0放線菌：放線菌：7.58.酵母菌：酵母菌：3.86.0霉霉 菌：菌：4.05.8在微生物的生長和代謝過程中，由于營養(yǎng)物質(zhì)的利用和代謝產(chǎn)物的形成與在微生物的

49、生長和代謝過程中，由于營養(yǎng)物質(zhì)的利用和代謝產(chǎn)物的形成與積累，培養(yǎng)基的初始積累，培養(yǎng)基的初始pH值會發(fā)生改變，為了維持培養(yǎng)基值會發(fā)生改變，為了維持培養(yǎng)基pH值的相對恒定，值的相對恒定，通常采用下列兩種方式：通常采用下列兩種方式：內(nèi)源調(diào)節(jié)：內(nèi)源調(diào)節(jié)：在培養(yǎng)基里加一些緩沖劑或不溶性的在培養(yǎng)基里加一些緩沖劑或不溶性的碳酸鹽；調(diào)節(jié)培養(yǎng)基的碳氮比。碳酸鹽；調(diào)節(jié)培養(yǎng)基的碳氮比。外源調(diào)節(jié)：外源調(diào)節(jié)：按實際需要不斷向發(fā)酵液流加按實際需要不斷向發(fā)酵液流加酸或堿液酸或堿液為了維持培養(yǎng)基為了維持培養(yǎng)基pHpH的相對恒定，通常在培養(yǎng)基中加入的相對恒定，通常在培養(yǎng)基中加入pHpH緩沖劑，或在進行工業(yè)發(fā)酵時補加酸、堿。緩沖

50、劑，或在進行工業(yè)發(fā)酵時補加酸、堿。磷酸緩沖液：磷酸緩沖液：pH值從值從6.07.6之間之間K2HPO4+HCl KH2PO4+KClKH2PO4+KOH K2HPO4+H2O加入加入CaCO3：CO32 HCO3 H2CO3 CO2+H2O+H+H+H+H培養(yǎng)基中所含氨基酸、肽、蛋白質(zhì)等物質(zhì)也可起到緩沖作用。培養(yǎng)基中所含氨基酸、肽、蛋白質(zhì)等物質(zhì)也可起到緩沖作用。滲透壓滲透壓等滲溶液等滲溶液 適宜微生物生長適宜微生物生長高滲溶液高滲溶液 細胞發(fā)生質(zhì)壁分離細胞發(fā)生質(zhì)壁分離低滲溶液低滲溶液 細胞吸水膨脹，直至破裂細胞吸水膨脹，直至破裂大多數(shù)微生物適合在等滲的環(huán)境下生長，而大多數(shù)微生物適合在等滲的環(huán)境

51、下生長，而有的菌如有的菌如Staphylococcus aureus則能在則能在3mol/L NaCl的高滲溶液中生長。能在高鹽環(huán)境的高滲溶液中生長。能在高鹽環(huán)境（2.86.2/L NaCl）生長的微生物常被稱為生長的微生物常被稱為嗜嗜鹽微生物（鹽微生物（Halophiles）。氧化還原電勢氧化還原電勢各種微生物對培養(yǎng)基的氧化還原電勢的要求：各種微生物對培養(yǎng)基的氧化還原電勢的要求：好氧微生物：好氧微生物：+0.3+0.4V,(在在0.1V以上的環(huán)境中均能生長以上的環(huán)境中均能生長).厭氧微生物：只能在低于厭氧微生物：只能在低于+0.1V以下生長以下生長兼性厭氧微生物：兼性厭氧微生物：+0.1V以

52、上呼吸、以上呼吸、+0.1V以下發(fā)酵以下發(fā)酵培養(yǎng)基是多培養(yǎng)基是多氧化還原偶氧化還原偶的復(fù)雜電化學(xué)系統(tǒng)，測出的的復(fù)雜電化學(xué)系統(tǒng)，測出的Eh值僅值僅代表其綜合結(jié)果。代表其綜合結(jié)果。對微生物影響最大的是：分子氧和分子氫的濃度對微生物影響最大的是：分子氧和分子氫的濃度培養(yǎng)基中常用的還原劑：巰基乙酸、抗壞血酸、硫化氫培養(yǎng)基中常用的還原劑：巰基乙酸、抗壞血酸、硫化氫、半胱氨酸、谷胱甘肽、二硫蘇糖醇等。半胱氨酸、谷胱甘肽、二硫蘇糖醇等。以粗代精以粗代精以野代家以野代家以廢代好以廢代好以國代進以國代進以簡代繁以簡代繁以氮代朊以氮代朊以烴代糧以烴代糧以纖代糖以纖代糖培養(yǎng)基的種類及其應(yīng)用培養(yǎng)基的種類及其應(yīng)用培養(yǎng)基

53、培養(yǎng)基根據(jù)培養(yǎng)基的功能區(qū)分根據(jù)培養(yǎng)基的功能區(qū)分根據(jù)對培養(yǎng)基成分的了解程度劃分根據(jù)對培養(yǎng)基成分的了解程度劃分根據(jù)配制后培養(yǎng)基的物理狀態(tài)區(qū)分根據(jù)配制后培養(yǎng)基的物理狀態(tài)區(qū)分根據(jù)所培養(yǎng)的微生物的類群和營養(yǎng)類型劃分根據(jù)所培養(yǎng)的微生物的類群和營養(yǎng)類型劃分細菌、放線菌、酵母菌、霉菌細菌、放線菌、酵母菌、霉菌自養(yǎng)微生物、異養(yǎng)微生物、自養(yǎng)微生物、異養(yǎng)微生物、化學(xué)成分確定的合成培養(yǎng)基化學(xué)成分確定的合成培養(yǎng)基化學(xué)成分不確定的天然培養(yǎng)基化學(xué)成分不確定的天然培養(yǎng)基化學(xué)成分部分確定的半合成培養(yǎng)基化學(xué)成分部分確定的半合成培養(yǎng)基固體培養(yǎng)基、半固體培養(yǎng)基、液體培養(yǎng)基固體培養(yǎng)基、半固體培養(yǎng)基、液體培養(yǎng)基選擇培養(yǎng)基選擇培養(yǎng)基鑒別培

54、養(yǎng)基鑒別培養(yǎng)基選擇壓力培養(yǎng)基選擇壓力培養(yǎng)基按對培養(yǎng)基成分的了解來分按對培養(yǎng)基成分的了解來分天然培養(yǎng)基天然培養(yǎng)基(complex medium)：也稱作：也稱作chemically undefined medium。利用利用化學(xué)成分還不完全清楚或不恒定化學(xué)成分還不完全清楚或不恒定的天然物質(zhì)，（如肉湯、蛋白胨、麥的天然物質(zhì)，（如肉湯、蛋白胨、麥芽汁、酵母汁、豆芽汁、玉米粉、牛奶、血清等）制成的培養(yǎng)基，天然培芽汁、酵母汁、豆芽汁、玉米粉、牛奶、血清等）制成的培養(yǎng)基，天然培養(yǎng)基比較經(jīng)濟，除實驗室經(jīng)常使用外，更適宜于在生產(chǎn)上用來大規(guī)模地培養(yǎng)基比較經(jīng)濟，除實驗室經(jīng)常使用外，更適宜于在生產(chǎn)上用來大規(guī)模地培養(yǎng)

55、微生物和生產(chǎn)微生物產(chǎn)品。養(yǎng)微生物和生產(chǎn)微生物產(chǎn)品。 合成（組合）培養(yǎng)基合成（組合）培養(yǎng)基(synthetic medium)：也稱作：也稱作chemically defined medium. 由化學(xué)成分完全了解的物質(zhì)配制而成的培養(yǎng)基，該類培養(yǎng)基的由化學(xué)成分完全了解的物質(zhì)配制而成的培養(yǎng)基，該類培養(yǎng)基的組組成成分精確、清楚成成分精確、清楚，重復(fù)性強，但微生物生長較慢，且價格昂貴，故一般，重復(fù)性強，但微生物生長較慢，且價格昂貴，故一般適于在實驗室范圍內(nèi)他有關(guān)研生物營養(yǎng)需要、代謝、分類鑒定、生物測定適于在實驗室范圍內(nèi)他有關(guān)研生物營養(yǎng)需要、代謝、分類鑒定、生物測定以及菌種選育、遺傳分析等方面的研究工作。如高氏培養(yǎng)基、察氏培養(yǎng)基以及菌種選育、遺傳分析等方面的研究工作。如高氏培養(yǎng)基、察氏培養(yǎng)基等等.半組合培養(yǎng)基半組合培養(yǎng)基(semi-defined medium)：在合成培養(yǎng)基的基礎(chǔ)上