2022年《微生物學(xué)》主要知識(shí)點(diǎn)第五章微生物的營(yíng)養(yǎng)

1、第五章 微生物的養(yǎng)分 概述：微生物的養(yǎng)分（ nutrition） 生物體從外部環(huán)境攝取其生命活動(dòng)所必需 的能量和物質(zhì),以中意其生長(zhǎng)和繁殖需要的一種生理功能； 養(yǎng)分物（ nutrient） 能夠中意微生物機(jī)體生長(zhǎng),繁殖和完成各種生理活動(dòng)所需的物質(zhì)； 微生物的六種養(yǎng)分要素 5.1.1 碳源（ source of carbon）： 在微生物生長(zhǎng)過(guò)程中為微生物供應(yīng)碳素來(lái)源 的物質(zhì)；絕大部分碳源物質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)生化反應(yīng)過(guò)程中仍能為機(jī)體供應(yīng)保護(hù)生命活 動(dòng)所需的能源,因此,碳源物質(zhì)通常也是能源物質(zhì)； 5.1.2 氮源（ source of nitrogen）： 為微生物供應(yīng)氮素來(lái)源的物質(zhì)； 5.1.3 能源（

2、source of energ）e ： 能為微生物的生命活動(dòng)供應(yīng)最初能量來(lái)源的營(yíng) 養(yǎng)物或輻射能；各種異養(yǎng)微生物的能源就是碳源； 能源譜： 化學(xué)物質(zhì)：有機(jī)物 化能異養(yǎng)微生物的能源（同碳源） ；無(wú)機(jī)物 化能自養(yǎng) 微生物的能源（不同于碳源）； 輻射能： 光能自養(yǎng)和光能異養(yǎng)微生物的能源 5.1.4 生長(zhǎng)因子（ growth factor）： 微生物生長(zhǎng)所必需而且需要量很小,但微生 物自身不能合成或合成量不足以中意機(jī)體生長(zhǎng)需要的有機(jī)物； 主要包括：維生素, 堿基,卟啉及其衍生物,甾醇,胺類, 的氨基酸； C4C6 的分枝脂肪酸,以及需要量較大 無(wú)機(jī)鹽 inorganic salt ：微生物生長(zhǎng)必不行少的

3、一類養(yǎng)分物質(zhì),體內(nèi)的 主要功能是作為酶活性中心的組成部分； 持生物大分子和細(xì)胞結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性, 調(diào) 節(jié)并保護(hù)細(xì)胞的滲透壓平穩(wěn), 把握細(xì)胞的氧化仍原電位和作為某些微生物生長(zhǎng)的 能源物質(zhì)； 5.1.6 水 （ water） ：水是微生物生長(zhǎng)必不行少的養(yǎng)分要素；水在細(xì)胞中的生理 功能：1,溶劑； 2,參與細(xì)胞內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)； 3,保護(hù)生物大分子的自然構(gòu)象； 4, 比熱高,為熱的良導(dǎo)體能有效的吸取代謝過(guò)程中產(chǎn)生的熱并準(zhǔn)時(shí)將熱快速散發(fā)出 體外； 5,保持充分的水分是細(xì)胞保護(hù)正常外形的重要因素； 6,微生物通過(guò)水合 作用與脫水作用把握由多亞基組成的結(jié)構(gòu), 與解離； 如酶, 微管, 鞭毛及病毒顆粒的組裝 5.2

4、 微生物的養(yǎng)分類型： 由于微生物種類繁多,其養(yǎng)分類型（ nutritional types） 比較復(fù)雜,人們常在不同層次和側(cè)重點(diǎn)上對(duì)微生物養(yǎng)分類型進(jìn)行劃分； 微生物養(yǎng)分類型的分類 依據(jù) 養(yǎng)分類型 特點(diǎn) 碳源 自養(yǎng)型（ autotrophs） 以 CO2 為唯獨(dú)或主要碳源 異養(yǎng)型（ heterotrophs） 以有機(jī)物為碳源 能源 光能養(yǎng)分型（ phototrophs）以光為能源 第 1 頁(yè),共 3 頁(yè)以有機(jī)物氧化釋放的化學(xué)能為 化能養(yǎng)分型（ chemotrophs） 能源 無(wú)機(jī)養(yǎng)分型（ lithotrophs） 以仍原性無(wú)機(jī)物為電子供體 電子供體 有機(jī)養(yǎng)分型（ organotrophs）以有機(jī)

5、物為電子供體 微生物養(yǎng)分類型 養(yǎng)分類型 電子供體 碳源 能源 舉例 藍(lán)細(xì)菌,紫硫細(xì) 光能自養(yǎng)型 H2 ,H2S,S 或 CO2 光能 菌,綠硫細(xì)菌, H2O 藻類 光能異養(yǎng)型 有機(jī)物 有機(jī)物 光能 紅螺細(xì)菌 化能自養(yǎng)型 H2 ,H2S, Fe2+,NH3 或 CO2 化學(xué)能 （無(wú)機(jī)物氧化） 氫細(xì)菌,鐵細(xì) 菌,硝化細(xì)菌, NO2-硫化細(xì)菌 絕大多數(shù)細(xì)菌 化學(xué)能 化能異養(yǎng)型 有機(jī)物 有機(jī)物 和全部真核微 （有機(jī)物氧化 生物 養(yǎng)分物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞： 養(yǎng)分物質(zhì)能否被微生物利用的一個(gè)準(zhǔn)備性因素是這些物 質(zhì)能否進(jìn)入微生物細(xì)胞； 影響?zhàn)B分物進(jìn)入細(xì)胞的因素有： 1,養(yǎng)分物本身的性質(zhì)； 相對(duì)分子質(zhì)量,溶解性,電負(fù)性

6、,極性等； 2,微生物所處的環(huán)境；溫度, pH, 離子強(qiáng)度,相關(guān)的代謝抑制劑等； 3,微生物細(xì)胞的透過(guò)屏障 （permeabilitybarrier）；原生質(zhì)膜,細(xì)胞壁,莢膜及粘液層；莢膜及粘液層的結(jié)構(gòu)較為疏松,對(duì)細(xì)胞吸取 養(yǎng)分物的影響較??； 相對(duì)分子量大于 10000 的葡聚糖難以通過(guò)革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌的 細(xì)胞壁；真菌和酵母的細(xì)胞壁只能答應(yīng)相對(duì)分子量較小的物質(zhì)通過(guò)； 物質(zhì)的運(yùn)輸方式： 與細(xì)胞壁相比, 原生質(zhì)膜在把握物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的過(guò)程中起著更 為重要的作用；它對(duì)跨膜運(yùn)輸（ transport across membran）e的物質(zhì)具有選擇性； 依據(jù)物質(zhì)運(yùn)輸過(guò)程的特點(diǎn),可將物質(zhì)的運(yùn)輸方式分為： 動(dòng)運(yùn)

7、輸；基團(tuán)移位；膜泡運(yùn)輸 ； 單純擴(kuò)散；促進(jìn)擴(kuò)散；主 5.3.1 單純擴(kuò)散（ Simple Diffusion ）： 細(xì)胞膜可以通過(guò)物理擴(kuò)散方式讓許多小 分子,非電離分子特別是親脂性的分子被動(dòng)地通過(guò)即單純擴(kuò)散； 這類物質(zhì)的種類 不多,主要是：氧,二氧化碳,乙醇和某些氨基酸分子； 促進(jìn)擴(kuò)散（ facilitated diffusion ）： 促進(jìn)擴(kuò)散（ facilitated diffusion ）與單 純擴(kuò)散的主要差別是在溶質(zhì)的運(yùn)輸過(guò)程中, 必需借助于膜上底物特異性載體蛋白 （ carrier protein）的參與；促進(jìn)擴(kuò)散只能把環(huán)境中濃度較高的分子加速擴(kuò)散到細(xì) 胞內(nèi),直至膜兩側(cè)的溶質(zhì)濃度相等

8、為止,而絕不能引起溶質(zhì)的逆濃度梯度運(yùn)輸； 只對(duì)生長(zhǎng)在高養(yǎng)分物濃度下的微生物發(fā)揮作用； 第 2 頁(yè),共 3 頁(yè)5.3.3 主動(dòng)運(yùn)輸（ Active Transport ）： 主動(dòng)運(yùn)輸是微生物吸取養(yǎng)分物質(zhì)的主要 機(jī)制；特點(diǎn)： 1,需要特異性載體蛋白幫忙； 2,需要供應(yīng)能量； 3,可以逆濃度 梯度運(yùn)輸；運(yùn)輸?shù)酿B(yǎng)分物有：無(wú)機(jī)離子,有機(jī)離子和一些糖類（乳糖,蜜二糖, 葡萄糖等） 5.3.4 基團(tuán)移位（Group Translocation ）：基團(tuán)移位是一種既需特異性載體蛋白 又須耗能的運(yùn)輸方式,但溶質(zhì)在運(yùn)輸前后會(huì)發(fā)生分子結(jié)構(gòu)的變化； 膜泡運(yùn)輸（ membrane vesicle transpor）t

9、： 主要存在于原生動(dòng)物特別是變 形 蟲(chóng)（ amoeba）中,是這類微生物的一種養(yǎng)分物質(zhì)的運(yùn)輸方式；包括：胞吞作 用（ phagocytosis）,胞飲作用（ pinocytosis）； 5.4 培養(yǎng)基（ culture medium） ：培養(yǎng)基是人工配制的,適合微生物生長(zhǎng)繁殖或 產(chǎn)生代謝產(chǎn)物的養(yǎng)分基質(zhì)；任何培養(yǎng)基都應(yīng)具備微生物所需要的六大養(yǎng)分要素, 且比例合適； 任何培養(yǎng)基一旦配成, 必需馬上進(jìn)行滅菌, 否就很快引起雜菌叢生, 并破壞其固有成分和性質(zhì)； 配制培養(yǎng)基的原就 1,選擇適宜的養(yǎng)分物質(zhì) 2,養(yǎng)分物質(zhì)濃度及配比合適 3,把握 pH 條件 4,把握氧化仍原電位（ 5,原料來(lái)源的選擇 6,滅

10、菌處理 redox potential） 培養(yǎng)基的類型及應(yīng)用 1,依據(jù)對(duì)培養(yǎng)基成分的明白程度劃分 自然培養(yǎng)基（ complex medium）：牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基等； 合成培養(yǎng)基（ synthetic medium）：高氏一號(hào)培養(yǎng)基等； 半合成培養(yǎng)基（ semi-defined medium）：馬鈴薯蔗糖培養(yǎng)基等； 2,依據(jù)物理狀態(tài)劃分 固體培養(yǎng)基（ solid medium）：瓊脂含量 1%2%； 半固體培養(yǎng)基（ semi-solid medium）：瓊脂含量 0.2%0.7%； 液體培養(yǎng)基（ liquid medium） 3,依據(jù)用途劃分 基礎(chǔ)培養(yǎng)基（ 加富培養(yǎng)基（ 鑒別培養(yǎng)基（ 選擇培養(yǎng)基（ minimum medium） enriched medium）differential medium） selective medium） 其他培養(yǎng)基 其他培養(yǎng)基： 分析培養(yǎng)基（ assay medium）用于抗生素,維生素的測(cè)定或生長(zhǎng)譜 的測(cè)定；仍原型培養(yǎng)基（ reduced medium）用于培養(yǎng)厭氧型微生物；組織培養(yǎng)物 培養(yǎng)基（ tissue-culture medium）含有動(dòng)植物細(xì)胞,用來(lái)培養(yǎng)病毒,衣原體,立克 次氏體及