微生物的營(yíng)養(yǎng)與生長(zhǎng)(同名181)課件

第四章微生物的營(yíng)養(yǎng)第四章微生物的營(yíng)養(yǎng)第一節(jié)微生物的6類營(yíng)養(yǎng)要素微生物的細(xì)胞組成:80%為水份,C、H、N、O四種元素占90-97%（20%干物質(zhì)中），礦質(zhì)元素：P含量占50%,還有K、Mg、S、Na和微量元素Fe、Cu、B、Mo、Si等（干物質(zhì)中3-10%為礦質(zhì)元素）。第一節(jié)微生物的6類營(yíng)養(yǎng)要素微生物的細(xì)胞組成:定義：一切能滿足微生物生長(zhǎng)與繁殖所需碳元素的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。碳素作用：①構(gòu)成微生物細(xì)胞物質(zhì)，細(xì)胞干重

50%；②供給微生物生長(zhǎng)發(fā)育所需能量。微生物的碳源譜：有機(jī)碳：蛋白質(zhì)、核酸、氨基酸、糖、有機(jī)酸、醇、脂類、烴類。無(wú)機(jī)碳：CO2、NaHCO3、CaCO3

一、碳源定義：一切能滿足微生物生長(zhǎng)與繁殖所需碳元素的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。一、微生物的營(yíng)養(yǎng)與生長(zhǎng)(同名181)課件大多數(shù)微生物是以有機(jī)碳化合物作為碳源和能源。例如C.H.O類型中的糖類是最廣泛利用的碳源，其次是有機(jī)酸類、脂肪、醇類等。糖的利用程度：?jiǎn)翁莾?yōu)于雙糖和多糖，己糖優(yōu)于戊糖，葡萄糖，果糖優(yōu)于甘露糖、半乳糖，淀粉優(yōu)于纖維素和幾丁質(zhì)，純多糖優(yōu)于雜多糖。微生物的碳源、能源為一致的——雙功能營(yíng)養(yǎng)物。以二氧化碳作為碳源的微生物同時(shí)還需要日光或其他無(wú)機(jī)物的氧化來獲取能量，所以利用二氧化碳的微生物碳源和能源為分別不同物質(zhì)。大多數(shù)微生物是以有機(jī)碳化合物作為碳源和能源。例如C.H.O類二、氮源定義：能提供微生物生長(zhǎng)與繁殖所需氮元素的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。氮素作用：是蛋白質(zhì)基本成分，占細(xì)胞干重的12-15%,一般不提供能量。

二、氮源定義：能提供微生物生長(zhǎng)與繁殖所需氮元素的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。

微生物的氮源譜：有機(jī)氮源：蛋白質(zhì)、核酸、尿素、氨基酸無(wú)機(jī)氮源：NH3、銨鹽、硝酸鹽、N2氨基酸自養(yǎng)型生物：NH3、銨鹽、硝酸鹽、N2轉(zhuǎn)化為氨基酸。氨基酸異養(yǎng)型生物：氨基酸

微生物的氮源譜：定義：能為微生物生命活動(dòng)提供最初能量來源的營(yíng)養(yǎng)物或輻射能。能源譜：化學(xué)物質(zhì)（化能營(yíng)養(yǎng)型）有機(jī)物：化能異養(yǎng)微生物的能源無(wú)機(jī)物：化能自養(yǎng)微生物的能源輻射能（光能營(yíng)養(yǎng)型）：光能自養(yǎng)與化能異養(yǎng)微生物的能源無(wú)機(jī)物：NH+4

、NO-2、S、H2S、H2、Fe2+單功能營(yíng)養(yǎng)物:雙功能營(yíng)養(yǎng)物:三功能營(yíng)養(yǎng)物:三、能源定義：能為微生物生命活動(dòng)提供最初能量來源的營(yíng)養(yǎng)物或輻射能。三1.定義：是一類調(diào)節(jié)微生物正常代謝所必需的,但不能用簡(jiǎn)單的碳、氮源自行合成的微量有機(jī)物。如培養(yǎng)一些微生物雖供給水、碳源、氮源和無(wú)機(jī)鹽但仍不能生長(zhǎng),必須加一定量的動(dòng)植物汁液(如馬玲薯汁、酵母粉或動(dòng)物肝臟浸出汁才能生長(zhǎng)或生長(zhǎng)良好)。四、生長(zhǎng)因子1.定義：是一類調(diào)節(jié)微生物正常代謝所必需的,但不能用簡(jiǎn)單2.生長(zhǎng)因子分類①Vitamin，是輔酶的組成結(jié)構(gòu);②Aminoacid，供給微生物必需的本身又不能合成的某些氨氨基酸,如缺陷型微生物；③堿基(嘧啶、嘌呤)，構(gòu)成核酸和輔酶；④口卜啉及其衍生物、甾醇、胺類、脂肪酸2.生長(zhǎng)因子分類①Vitamin，是輔酶的組成結(jié)構(gòu);3.對(duì)生長(zhǎng)因子的需要微生物分類生長(zhǎng)因子自養(yǎng)型：不需要生長(zhǎng)因子異養(yǎng)型：需要生長(zhǎng)因子過量合成的微生物：分泌維生素。生長(zhǎng)因子含量豐富的天然物質(zhì)：酵母膏、玉米漿、肝浸液、麥芽汁3.對(duì)生長(zhǎng)因子的需要微生物分類生長(zhǎng)因子自養(yǎng)型：不需要五、無(wú)機(jī)鹽無(wú)機(jī)鹽或礦質(zhì)元素：無(wú)機(jī)鹽類只占3-10%，在無(wú)機(jī)鹽類中P占去50%。分類：大量元素：10-2-10-4mol/L,P、S、K、Mg、Na、Fe

微量元素：10-6-10-8mol/L，Cu、Zn、Mn、Mo、Co、Ni（鎳）、Sn（錫）、Se（硒）礦質(zhì)元素功能：①細(xì)胞的組成成分;②酶的激活劑;③調(diào)節(jié)細(xì)胞滲透壓、pH、Eh;④某些礦質(zhì)元素作為自養(yǎng)的能源；⑤無(wú)氧呼吸的氫受體。五、無(wú)機(jī)鹽無(wú)機(jī)鹽或礦質(zhì)元素：無(wú)機(jī)鹽類只占3-10%，在無(wú)機(jī)鹽

各類微生物都含有大量水分，占90%左右。細(xì)菌含水量為鮮重80%

酵母菌75%

霉菌85%，霉菌孢子39%

芽孢30%一般說低等微生物含水量大于高等微生物，幼令菌含水量大于老令菌。作用：①微生物機(jī)體重要組成；②直接參加各種代謝反應(yīng)；③是微生物代謝反應(yīng)的中間介質(zhì)；

④調(diào)節(jié)微生物細(xì)胞溫度(水比熱大有利吸熱，散熱)；⑤水維持細(xì)胞膨壓。六、H2O各類微生物都含有大量水分，占90%左右。六、H2O第二節(jié)微生物的營(yíng)養(yǎng)類型以碳源分：異養(yǎng)微生物:在生長(zhǎng)時(shí)需要復(fù)雜的有機(jī)碳作營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)(有機(jī)營(yíng)養(yǎng)型)自養(yǎng)微生物:在生長(zhǎng)時(shí)能以簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)碳作營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)(無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)型)。以氫供體分：無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)型:可直接利用二氧化碳或碳酸鹽作為唯一碳源進(jìn)行生長(zhǎng)、繁殖。有機(jī)營(yíng)養(yǎng)型：有機(jī)碳。第二節(jié)微生物的營(yíng)養(yǎng)類型以碳源分：以取得死或活有機(jī)物分腐生型:利用無(wú)生命的有機(jī)物質(zhì)成分為營(yíng)養(yǎng)料,完成生長(zhǎng)繁殖的稱之。

寄生性:寄生于活的有機(jī)體內(nèi)獲取營(yíng)養(yǎng)(營(yíng)寄生生活)。專性寄生:只能單一的營(yíng)寄生生活。兼性寄生性(兼性腐生性):既能在活的細(xì)胞內(nèi)生長(zhǎng),又能在已死亡的有機(jī)體中生長(zhǎng)，既營(yíng)寄生生活,又能營(yíng)腐生生活。以取得死或活有機(jī)物分以生長(zhǎng)因子分原生營(yíng)養(yǎng)型（野生型）:凡是以葡萄糖或其他有機(jī)化合物為唯一碳源和能源,以無(wú)機(jī)化合物為唯一氮源,能夠滿足碳、氮營(yíng)養(yǎng)需要的化能有機(jī)營(yíng)養(yǎng)微生物,統(tǒng)稱為原生營(yíng)養(yǎng)型。缺陷營(yíng)養(yǎng)型(營(yíng)養(yǎng)缺陷型):某些微生物由于合成能力發(fā)生障礙,所以在微生物培養(yǎng)時(shí)要添加某種或某幾種氨基酸或堿基等有機(jī)化合物才能生長(zhǎng)。以生長(zhǎng)因子分

絕大多數(shù)微生物所需的碳源、能源(有機(jī)營(yíng)養(yǎng)型)是一致的,也有不一致的,根據(jù)微生物所需的能源、碳源不同,可以將微生物營(yíng)養(yǎng)類型分為四類:絕大多數(shù)微生物所需的碳源、能源(有機(jī)營(yíng)養(yǎng)型)1.化能無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)型(化能自養(yǎng)微生物)

能源:氧化無(wú)機(jī)物,碳源:二氧化碳(或無(wú)機(jī)碳酸鹽)可在無(wú)機(jī)環(huán)境中生長(zhǎng)發(fā)育。2.化能有機(jī)營(yíng)養(yǎng)型(化能異養(yǎng)型微生物)碳源和能源均是有機(jī)物。大多數(shù)細(xì)菌和全部真核微生物例H細(xì)菌是兼性自養(yǎng)型，在無(wú)機(jī)環(huán)境中營(yíng)自養(yǎng)(無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng))，利用H氧化獲得能量同化CO2。在有機(jī)環(huán)境中營(yíng)異養(yǎng)(有機(jī)營(yíng)養(yǎng))，利用有機(jī)物質(zhì)為能源和碳源。1.化能無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)型(化能自養(yǎng)微生物)二、微生物的營(yíng)養(yǎng)型3.光能無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)型(光能自養(yǎng)微生物)能源：光碳源：二氧化碳以無(wú)機(jī)物為供H體，以還原二氧化碳合成細(xì)胞有機(jī)物質(zhì)，藻類和蘭細(xì)菌及高等植物具有光合作用。4.光能異養(yǎng)型(光能有機(jī)營(yíng)養(yǎng)微生物)

能源:光能碳源:CO2

以有機(jī)物為供H體，以還原CO2合成有機(jī)物。如紫色無(wú)硫細(xì)菌。二、微生物的營(yíng)養(yǎng)型3.光能無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)型(光能自養(yǎng)微生物)第三節(jié)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的方式細(xì)胞壁：許多大分子可自由透過細(xì)胞壁。細(xì)胞膜：物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的主要屏障。細(xì)胞或細(xì)胞器需要經(jīng)常與外界進(jìn)行物質(zhì)交換以維持其正常的功能。細(xì)胞或細(xì)胞器通過生物膜，從膜外選擇性地吸收所需要的養(yǎng)料，同時(shí)也要排出不需要的物質(zhì)。在各種物質(zhì)跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)過程中，細(xì)胞膜起著重要的調(diào)控作用。分類：主動(dòng)運(yùn)送、單純擴(kuò)散、促進(jìn)擴(kuò)散和基團(tuán)移位第三節(jié)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的方式細(xì)胞壁：許多大分子可自由透過細(xì)膜轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)理

MembraneTransportMechanisms被動(dòng)擴(kuò)散：物質(zhì)從高濃度的一側(cè)，通過膜轉(zhuǎn)運(yùn)到低濃度的另一側(cè)，即沿著濃度梯度concentrationgradient

（膜兩邊的濃度差）的方向跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)的過程。這類轉(zhuǎn)運(yùn)是通過被轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)本身的擴(kuò)散作用進(jìn)行的，是一個(gè)不需要外加能量的自發(fā)過程。簡(jiǎn)單擴(kuò)散SimpleDiffusion（單純擴(kuò)散）：不需要載體，轉(zhuǎn)運(yùn)水和氣體等極性弱的、脂溶性強(qiáng)的物質(zhì)。促進(jìn)擴(kuò)散FacilitatedDiffusion：借助載體蛋白質(zhì)，轉(zhuǎn)運(yùn)金屬離子、單糖、氨基酸等。膜轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)理

MembraneTransportMecha2.主動(dòng)運(yùn)輸ActiveTransport主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)是在外加能量驅(qū)動(dòng)下進(jìn)行的物質(zhì)跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)過程。主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)的物質(zhì)，可以是離子、小分子化合物，也可以是復(fù)雜的大分子物質(zhì)，如某些蛋白或酶等。這一過程一般都與ATP的釋能反應(yīng)相偶聯(lián)。2.主動(dòng)運(yùn)輸ActiveTransport主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)是在主動(dòng)運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)

膜的專一性：膜對(duì)于主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)的物質(zhì)有專一性。載體蛋白：物質(zhì)的主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)需要載體蛋白的參與。載體蛋白具有專一性，一種載體蛋白一般只能轉(zhuǎn)運(yùn)一種或一類物質(zhì)。方向性：物質(zhì)可以逆濃度梯度或電化學(xué)梯度進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)。如細(xì)胞為了保持膜內(nèi)、外的K+和Na+離子的濃度梯度以維持正常的生理活動(dòng)需要，細(xì)胞通過主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)方式，向內(nèi)泵入K+，而向外泵出Na+。主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)過程可以被某些抑制劑抑制。主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)所需的能量一般由ATP提供。主動(dòng)運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)膜的專一性：膜對(duì)于主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)的物質(zhì)有專一性。3.基團(tuán)移位（grouptranslocation）定義：是一類既需要特異性載體蛋白的參與，又需要耗能，溶質(zhì)在運(yùn)輸前后發(fā)生分子結(jié)構(gòu)的變化的物質(zhì)運(yùn)送方式。運(yùn)送物質(zhì)：糖類、核苷酸、丁酸、腺嘌呤等。磷酸轉(zhuǎn)移酶系統(tǒng)（PTS）：熱穩(wěn)載體蛋白（HPr）、酶Ⅰ、酶Ⅱ、酶Ⅲ、磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）。3.基團(tuán)移位（grouptranslocation）定義：Hpr酶Ⅱ酶Ⅲ酶ⅠPEPPYRPPPPPPPP膜膜外細(xì)胞質(zhì)Hpr酶Ⅱ酶Ⅲ酶ⅠPEPPPPPPPPP膜膜外細(xì)胞質(zhì)簡(jiǎn)單擴(kuò)散

簡(jiǎn)單擴(kuò)散促進(jìn)擴(kuò)散促進(jìn)擴(kuò)散微生物的營(yíng)養(yǎng)與生長(zhǎng)(同名181)課件微生物的營(yíng)養(yǎng)與生長(zhǎng)(同名181)課件微生物的營(yíng)養(yǎng)與生長(zhǎng)(同名181)課件簡(jiǎn)單擴(kuò)散濃度轉(zhuǎn)運(yùn)速度促進(jìn)擴(kuò)散主動(dòng)運(yùn)輸簡(jiǎn)單擴(kuò)散濃度轉(zhuǎn)運(yùn)速度促進(jìn)擴(kuò)散主動(dòng)運(yùn)輸?shù)谒墓?jié)培養(yǎng)基定義：培養(yǎng)基是人工配制的適合于不同微生物生長(zhǎng)繁殖或積累代謝產(chǎn)物的混合營(yíng)養(yǎng)料。第四節(jié)培養(yǎng)基定義：

一、選用和設(shè)計(jì)培養(yǎng)基的原則和方法

(一)培養(yǎng)基配制原則

1.目的明確：

培養(yǎng)自養(yǎng)型微生物,培養(yǎng)基所有成分,應(yīng)完全是簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)物;

培養(yǎng)異養(yǎng)型微生物,培養(yǎng)基應(yīng)有≥1種有機(jī)物;

對(duì)營(yíng)養(yǎng)缺陷型微生物,要加所需的生長(zhǎng)素或氨基酸或堿基等有機(jī)化合物;

若要分離培養(yǎng)某種特異的微生物要根據(jù)特殊要求配制培養(yǎng)基。如培養(yǎng)目的是為了得到大量的菌體,氮源要高,有利于菌體蛋白質(zhì)合成。培養(yǎng)基配制以后要滅菌以后才能應(yīng)用。

一、選用和設(shè)計(jì)培養(yǎng)基的原則和方法

(一)培養(yǎng)基配制原則一、選用和設(shè)計(jì)培養(yǎng)基的原則和方法2.注意營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的濃度比和C/N比：濃度比：水（10-1）>碳源（10-2）>氮源（10-3）>p、s（10-4）>k、Mg（10-5）>生長(zhǎng)因子（10-6）如糖分含量要適合,微生物生長(zhǎng)才能良好,糖分過多則抑制微生物生長(zhǎng)。一般微生物適應(yīng)C/N比是25:1C/N比:一般指培養(yǎng)基中碳源中碳原子摩爾數(shù)與氮源中的氮原子摩爾數(shù)之比。一、選用和設(shè)計(jì)培養(yǎng)基的原則和方法2.注意營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的濃度比和C3.理化適宜（1）調(diào)節(jié)適宜的pH值：大多數(shù)細(xì)菌、放線菌的pH值為中性至微堿性pH7—7.5;酵母、霉菌則偏酸性pH4.5—6.0。微生物在培養(yǎng)過程中會(huì)引起pH變化,為了保持培養(yǎng)基中有恒定的pH值,要加入一些緩沖劑或不溶性的碳酸鹽。磷酸緩沖液K2HPO與KH2PO，CaCO3備用堿。

3.理化適宜（2）滲透壓和水活度滲透壓:用以阻止水分子通過半透膜進(jìn)入溶液的壓力。培養(yǎng)基為等滲溶液。水分活性（水的活度）

aw=ERH（相對(duì)濕度）/100

定義：把被測(cè)溶液或固體物質(zhì)放在一個(gè)處于一定溫度、壓力條件下的密閉的空間中，待氣液兩相達(dá)到平衡后，測(cè)量空氣的相對(duì)濕度，該數(shù)值即為該溶液或固體物質(zhì)表面的水的活度。微生物能生長(zhǎng)的最低aw如下(水為1蒸氣壓)

正常細(xì)菌0.91嗜鹽細(xì)菌0.75

正常酵母0.88嗜高滲細(xì)菌0.60

正常霉菌0.80

（2）滲透壓和水活度（3）氧化還原電位(Eh&Ψ)氧化還原電位對(duì)微生物生長(zhǎng)有明顯影響。Eh值與O2分壓有關(guān),也受pH值的影響。

pH低,Eh高,pH高,Eh低。在自然界中,Eh上限為0.82V,下限為0.42V。好氣性微生物只能在Eh≥0.1V才能生長(zhǎng),常在0.3-0.4v。

厭氣性微生物只能在Eh≤0.1伏才能生長(zhǎng),常在0.1V。兼氣性微生物，在Eh高低情況下均能生長(zhǎng):

當(dāng)Eh>0.1V,進(jìn)行有氧呼吸,當(dāng)Eh<0.1V,進(jìn)行發(fā)酵。（3）氧化還原電位(Eh&Ψ)氧化還原電位對(duì)微生物生長(zhǎng)有4.經(jīng)濟(jì)節(jié)約4.經(jīng)濟(jì)節(jié)約二、培養(yǎng)基的種類①天然培養(yǎng)基化學(xué)成分不完全了解，或化學(xué)成分不恒定的天然有機(jī)物配制的培養(yǎng)基。如動(dòng)植物汁液,土壤浸出液,廄肥浸出液等配制成培養(yǎng)基。應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室及大規(guī)模生產(chǎn)上用,以上成分未全知,不同產(chǎn)地的來源的動(dòng)植的化學(xué)元素成分不恒定。1.根據(jù)對(duì)材料成分了解程度分類二、培養(yǎng)基的種類①天然培養(yǎng)基1.根據(jù)對(duì)材料成分了解程度分類(一)培養(yǎng)基的種類及其應(yīng)用②半組合(半合成)培養(yǎng)基由成分已知的物質(zhì)和成分未知的天然物質(zhì)配制而成的培養(yǎng)基.

如PDA培養(yǎng)基，馬玲薯的化學(xué)成分還未完全了解，還有化學(xué)成分不穩(wěn)定，因馬玲薯成分不可以恒定，葡萄糖成分則是完全知道的。③組合培養(yǎng)基(合成培養(yǎng)基)

多用于實(shí)驗(yàn)室,費(fèi)用較高。由已知化學(xué)藥品配成，成分和濃度都已完全知道，每一次配制也基本恒定。(一)培養(yǎng)基的種類及其應(yīng)用②半組合(半合成)培養(yǎng)基

（二）按物理狀態(tài)分類液體培養(yǎng)基:配制后不加任何凝固劑。半固體培養(yǎng)基:在液體培養(yǎng)基上加進(jìn)一定凝固劑，如加0.2-0.5%Agar。可以用來觀察細(xì)胞運(yùn)動(dòng)的特征,鑒定菌種,測(cè)定抗菌素的效價(jià)等。固體培養(yǎng)基:固化培養(yǎng)基：在液體培養(yǎng)基中加入凝固劑(如1.5-2.0%瓊脂)。固體培養(yǎng)基為微生物的生長(zhǎng)提供了一個(gè)營(yíng)養(yǎng)表面,在這個(gè)表面生長(zhǎng)微生物可形成單個(gè)菌落,用于微生物的分離,鑒定,計(jì)數(shù),保管。凝固劑：瓊脂、明膠、海藻酸膠、托乙酰吉蘭糖膠和多聚醇。

（二）按物理狀態(tài)分類液體培養(yǎng)基:配制后不加任何凝固劑。非可逆性固化培養(yǎng)基:凝固后不能融化。凝固劑：血清、硅膠天然固態(tài)培養(yǎng)基：用麩皮、米糠、木屑、纖維或稻草配制的培養(yǎng)基，或用馬鈴薯、蘿卜條、大米、麥粒大豆、面包或動(dòng)植物組織制備的培養(yǎng)基。濾膜：醋酸纖維素薄膜，放在液體培養(yǎng)基的襯墊上培養(yǎng)，計(jì)數(shù)水中細(xì)菌數(shù)。非可逆性固化培養(yǎng)基:凝固后不能融化。

（三）按功能分類選擇性培養(yǎng)基:根據(jù)不同的微生物對(duì)營(yíng)養(yǎng)的特殊要求,或?qū)ξ锢砘瘜W(xué)條件的抗性而設(shè)計(jì)的培養(yǎng)基,利用這一類培養(yǎng)基可以把需要微生物從混雜的其他微生物分離和確定。

加富選擇性培養(yǎng)基:加入血、血清或動(dòng)植物提取液用以培養(yǎng)對(duì)營(yíng)養(yǎng)要求苛刻的異養(yǎng)微生物。達(dá)到富集或增值的目的。2.鑒別培養(yǎng)基:是在培養(yǎng)基中加入某種試劑或化學(xué)藥品,使培養(yǎng)菌產(chǎn)生某種變化,從而區(qū)別不同的微生物的生長(zhǎng)。

（三）按功能分類選擇性培養(yǎng)基:根據(jù)不同的微生物對(duì)營(yíng)養(yǎng)的特例子伊紅美蘭乳糖培養(yǎng)基（EMB）：伊紅與美蘭染料可抑制G+和一些難培養(yǎng)的G-；伊紅與美蘭染料結(jié)合成產(chǎn)酸指示劑——產(chǎn)酸強(qiáng)的菌落：透射光下深紫色，反射光下綠色金屬閃光產(chǎn)酸弱的菌落：棕色不產(chǎn)酸菌落：無(wú)色透明例子伊紅美蘭乳糖培養(yǎng)基（EMB）：如加入剛果紅培養(yǎng)根瘤菌,根瘤菌不著色,以區(qū)別染上紅色的其他細(xì)菌,以鑒別不同微生物。產(chǎn)氣試驗(yàn)培養(yǎng)基(加進(jìn)不同種類糖,可看到微生物產(chǎn)氣,并檢驗(yàn))。Virus到目前還不能人工培養(yǎng),只能將之培養(yǎng)于動(dòng)植物體內(nèi),或雞蛋胚內(nèi)。如加入剛果紅培養(yǎng)根瘤菌,根瘤菌不著色,以區(qū)別染上紅色的其他細(xì)第四章微生物的營(yíng)養(yǎng)第四章微生物的營(yíng)養(yǎng)第一節(jié)微生物的6類營(yíng)養(yǎng)要素微生物的細(xì)胞組成:80%為水份,C、H、N、O四種元素占90-97%（20%干物質(zhì)中），礦質(zhì)元素：P含量占50%,還有K、Mg、S、Na和微量元素Fe、Cu、B、Mo、Si等（干物質(zhì)中3-10%為礦質(zhì)元素）。第一節(jié)微生物的6類營(yíng)養(yǎng)要素微生物的細(xì)胞組成:定義：一切能滿足微生物生長(zhǎng)與繁殖所需碳元素的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。碳素作用：①構(gòu)成微生物細(xì)胞物質(zhì)，細(xì)胞干重

50%；②供給微生物生長(zhǎng)發(fā)育所需能量。微生物的碳源譜：有機(jī)碳：蛋白質(zhì)、核酸、氨基酸、糖、有機(jī)酸、醇、脂類、烴類。無(wú)機(jī)碳：CO2、NaHCO3、CaCO3

一、碳源定義：一切能滿足微生物生長(zhǎng)與繁殖所需碳元素的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。一、微生物的營(yíng)養(yǎng)與生長(zhǎng)(同名181)課件大多數(shù)微生物是以有機(jī)碳化合物作為碳源和能源。例如C.H.O類型中的糖類是最廣泛利用的碳源，其次是有機(jī)酸類、脂肪、醇類等。糖的利用程度：?jiǎn)翁莾?yōu)于雙糖和多糖，己糖優(yōu)于戊糖，葡萄糖，果糖優(yōu)于甘露糖、半乳糖，淀粉優(yōu)于纖維素和幾丁質(zhì)，純多糖優(yōu)于雜多糖。微生物的碳源、能源為一致的——雙功能營(yíng)養(yǎng)物。以二氧化碳作為碳源的微生物同時(shí)還需要日光或其他無(wú)機(jī)物的氧化來獲取能量，所以利用二氧化碳的微生物碳源和能源為分別不同物質(zhì)。大多數(shù)微生物是以有機(jī)碳化合物作為碳源和能源。例如C.H.O類二、氮源定義：能提供微生物生長(zhǎng)與繁殖所需氮元素的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。氮素作用：是蛋白質(zhì)基本成分，占細(xì)胞干重的12-15%,一般不提供能量。

二、氮源定義：能提供微生物生長(zhǎng)與繁殖所需氮元素的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。

微生物的氮源譜：有機(jī)氮源：蛋白質(zhì)、核酸、尿素、氨基酸無(wú)機(jī)氮源：NH3、銨鹽、硝酸鹽、N2氨基酸自養(yǎng)型生物：NH3、銨鹽、硝酸鹽、N2轉(zhuǎn)化為氨基酸。氨基酸異養(yǎng)型生物：氨基酸

微生物的氮源譜：定義：能為微生物生命活動(dòng)提供最初能量來源的營(yíng)養(yǎng)物或輻射能。能源譜：化學(xué)物質(zhì)（化能營(yíng)養(yǎng)型）有機(jī)物：化能異養(yǎng)微生物的能源無(wú)機(jī)物：化能自養(yǎng)微生物的能源輻射能（光能營(yíng)養(yǎng)型）：光能自養(yǎng)與化能異養(yǎng)微生物的能源無(wú)機(jī)物：NH+4

、NO-2、S、H2S、H2、Fe2+單功能營(yíng)養(yǎng)物:雙功能營(yíng)養(yǎng)物:三功能營(yíng)養(yǎng)物:三、能源定義：能為微生物生命活動(dòng)提供最初能量來源的營(yíng)養(yǎng)物或輻射能。三1.定義：是一類調(diào)節(jié)微生物正常代謝所必需的,但不能用簡(jiǎn)單的碳、氮源自行合成的微量有機(jī)物。如培養(yǎng)一些微生物雖供給水、碳源、氮源和無(wú)機(jī)鹽但仍不能生長(zhǎng),必須加一定量的動(dòng)植物汁液(如馬玲薯汁、酵母粉或動(dòng)物肝臟浸出汁才能生長(zhǎng)或生長(zhǎng)良好)。四、生長(zhǎng)因子1.定義：是一類調(diào)節(jié)微生物正常代謝所必需的,但不能用簡(jiǎn)單2.生長(zhǎng)因子分類①Vitamin，是輔酶的組成結(jié)構(gòu);②Aminoacid，供給微生物必需的本身又不能合成的某些氨氨基酸,如缺陷型微生物；③堿基(嘧啶、嘌呤)，構(gòu)成核酸和輔酶；④口卜啉及其衍生物、甾醇、胺類、脂肪酸2.生長(zhǎng)因子分類①Vitamin，是輔酶的組成結(jié)構(gòu);3.對(duì)生長(zhǎng)因子的需要微生物分類生長(zhǎng)因子自養(yǎng)型：不需要生長(zhǎng)因子異養(yǎng)型：需要生長(zhǎng)因子過量合成的微生物：分泌維生素。生長(zhǎng)因子含量豐富的天然物質(zhì)：酵母膏、玉米漿、肝浸液、麥芽汁3.對(duì)生長(zhǎng)因子的需要微生物分類生長(zhǎng)因子自養(yǎng)型：不需要五、無(wú)機(jī)鹽無(wú)機(jī)鹽或礦質(zhì)元素：無(wú)機(jī)鹽類只占3-10%，在無(wú)機(jī)鹽類中P占去50%。分類：大量元素：10-2-10-4mol/L,P、S、K、Mg、Na、Fe

微量元素：10-6-10-8mol/L，Cu、Zn、Mn、Mo、Co、Ni（鎳）、Sn（錫）、Se（硒）礦質(zhì)元素功能：①細(xì)胞的組成成分;②酶的激活劑;③調(diào)節(jié)細(xì)胞滲透壓、pH、Eh;④某些礦質(zhì)元素作為自養(yǎng)的能源；⑤無(wú)氧呼吸的氫受體。五、無(wú)機(jī)鹽無(wú)機(jī)鹽或礦質(zhì)元素：無(wú)機(jī)鹽類只占3-10%，在無(wú)機(jī)鹽

各類微生物都含有大量水分，占90%左右。細(xì)菌含水量為鮮重80%

酵母菌75%

霉菌85%，霉菌孢子39%

芽孢30%一般說低等微生物含水量大于高等微生物，幼令菌含水量大于老令菌。作用：①微生物機(jī)體重要組成；②直接參加各種代謝反應(yīng)；③是微生物代謝反應(yīng)的中間介質(zhì)；

④調(diào)節(jié)微生物細(xì)胞溫度(水比熱大有利吸熱，散熱)；⑤水維持細(xì)胞膨壓。六、H2O各類微生物都含有大量水分，占90%左右。六、H2O第二節(jié)微生物的營(yíng)養(yǎng)類型以碳源分：異養(yǎng)微生物:在生長(zhǎng)時(shí)需要復(fù)雜的有機(jī)碳作營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)(有機(jī)營(yíng)養(yǎng)型)自養(yǎng)微生物:在生長(zhǎng)時(shí)能以簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)碳作營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)(無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)型)。以氫供體分：無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)型:可直接利用二氧化碳或碳酸鹽作為唯一碳源進(jìn)行生長(zhǎng)、繁殖。有機(jī)營(yíng)養(yǎng)型：有機(jī)碳。第二節(jié)微生物的營(yíng)養(yǎng)類型以碳源分：以取得死或活有機(jī)物分腐生型:利用無(wú)生命的有機(jī)物質(zhì)成分為營(yíng)養(yǎng)料,完成生長(zhǎng)繁殖的稱之。

寄生性:寄生于活的有機(jī)體內(nèi)獲取營(yíng)養(yǎng)(營(yíng)寄生生活)。專性寄生:只能單一的營(yíng)寄生生活。兼性寄生性(兼性腐生性):既能在活的細(xì)胞內(nèi)生長(zhǎng),又能在已死亡的有機(jī)體中生長(zhǎng)，既營(yíng)寄生生活,又能營(yíng)腐生生活。以取得死或活有機(jī)物分以生長(zhǎng)因子分原生營(yíng)養(yǎng)型（野生型）:凡是以葡萄糖或其他有機(jī)化合物為唯一碳源和能源,以無(wú)機(jī)化合物為唯一氮源,能夠滿足碳、氮營(yíng)養(yǎng)需要的化能有機(jī)營(yíng)養(yǎng)微生物,統(tǒng)稱為原生營(yíng)養(yǎng)型。缺陷營(yíng)養(yǎng)型(營(yíng)養(yǎng)缺陷型):某些微生物由于合成能力發(fā)生障礙,所以在微生物培養(yǎng)時(shí)要添加某種或某幾種氨基酸或堿基等有機(jī)化合物才能生長(zhǎng)。以生長(zhǎng)因子分

絕大多數(shù)微生物所需的碳源、能源(有機(jī)營(yíng)養(yǎng)型)是一致的,也有不一致的,根據(jù)微生物所需的能源、碳源不同,可以將微生物營(yíng)養(yǎng)類型分為四類:絕大多數(shù)微生物所需的碳源、能源(有機(jī)營(yíng)養(yǎng)型)1.化能無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)型(化能自養(yǎng)微生物)

能源:氧化無(wú)機(jī)物,碳源:二氧化碳(或無(wú)機(jī)碳酸鹽)可在無(wú)機(jī)環(huán)境中生長(zhǎng)發(fā)育。2.化能有機(jī)營(yíng)養(yǎng)型(化能異養(yǎng)型微生物)碳源和能源均是有機(jī)物。大多數(shù)細(xì)菌和全部真核微生物例H細(xì)菌是兼性自養(yǎng)型，在無(wú)機(jī)環(huán)境中營(yíng)自養(yǎng)(無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng))，利用H氧化獲得能量同化CO2。在有機(jī)環(huán)境中營(yíng)異養(yǎng)(有機(jī)營(yíng)養(yǎng))，利用有機(jī)物質(zhì)為能源和碳源。1.化能無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)型(化能自養(yǎng)微生物)二、微生物的營(yíng)養(yǎng)型3.光能無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)型(光能自養(yǎng)微生物)能源：光碳源：二氧化碳以無(wú)機(jī)物為供H體，以還原二氧化碳合成細(xì)胞有機(jī)物質(zhì)，藻類和蘭細(xì)菌及高等植物具有光合作用。4.光能異養(yǎng)型(光能有機(jī)營(yíng)養(yǎng)微生物)

能源:光能碳源:CO2

以有機(jī)物為供H體，以還原CO2合成有機(jī)物。如紫色無(wú)硫細(xì)菌。二、微生物的營(yíng)養(yǎng)型3.光能無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)型(光能自養(yǎng)微生物)第三節(jié)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的方式細(xì)胞壁：許多大分子可自由透過細(xì)胞壁。細(xì)胞膜：物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的主要屏障。細(xì)胞或細(xì)胞器需要經(jīng)常與外界進(jìn)行物質(zhì)交換以維持其正常的功能。細(xì)胞或細(xì)胞器通過生物膜，從膜外選擇性地吸收所需要的養(yǎng)料，同時(shí)也要排出不需要的物質(zhì)。在各種物質(zhì)跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)過程中，細(xì)胞膜起著重要的調(diào)控作用。分類：主動(dòng)運(yùn)送、單純擴(kuò)散、促進(jìn)擴(kuò)散和基團(tuán)移位第三節(jié)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的方式細(xì)胞壁：許多大分子可自由透過細(xì)膜轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)理

MembraneTransportMechanisms被動(dòng)擴(kuò)散：物質(zhì)從高濃度的一側(cè)，通過膜轉(zhuǎn)運(yùn)到低濃度的另一側(cè)，即沿著濃度梯度concentrationgradient

（膜兩邊的濃度差）的方向跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)的過程。這類轉(zhuǎn)運(yùn)是通過被轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)本身的擴(kuò)散作用進(jìn)行的，是一個(gè)不需要外加能量的自發(fā)過程。簡(jiǎn)單擴(kuò)散SimpleDiffusion（單純擴(kuò)散）：不需要載體，轉(zhuǎn)運(yùn)水和氣體等極性弱的、脂溶性強(qiáng)的物質(zhì)。促進(jìn)擴(kuò)散FacilitatedDiffusion：借助載體蛋白質(zhì)，轉(zhuǎn)運(yùn)金屬離子、單糖、氨基酸等。膜轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)理

MembraneTransportMecha2.主動(dòng)運(yùn)輸ActiveTransport主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)是在外加能量驅(qū)動(dòng)下進(jìn)行的物質(zhì)跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)過程。主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)的物質(zhì)，可以是離子、小分子化合物，也可以是復(fù)雜的大分子物質(zhì)，如某些蛋白或酶等。這一過程一般都與ATP的釋能反應(yīng)相偶聯(lián)。2.主動(dòng)運(yùn)輸ActiveTransport主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)是在主動(dòng)運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)

膜的專一性：膜對(duì)于主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)的物質(zhì)有專一性。載體蛋白：物質(zhì)的主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)需要載體蛋白的參與。載體蛋白具有專一性，一種載體蛋白一般只能轉(zhuǎn)運(yùn)一種或一類物質(zhì)。方向性：物質(zhì)可以逆濃度梯度或電化學(xué)梯度進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)。如細(xì)胞為了保持膜內(nèi)、外的K+和Na+離子的濃度梯度以維持正常的生理活動(dòng)需要，細(xì)胞通過主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)方式，向內(nèi)泵入K+，而向外泵出Na+。主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)過程可以被某些抑制劑抑制。主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)所需的能量一般由ATP提供。主動(dòng)運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)膜的專一性：膜對(duì)于主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)的物質(zhì)有專一性。3.基團(tuán)移位（grouptranslocation）定義：是一類既需要特異性載體蛋白的參與，又需要耗能，溶質(zhì)在運(yùn)輸前后發(fā)生分子結(jié)構(gòu)的變化的物質(zhì)運(yùn)送方式。運(yùn)送物質(zhì)：糖類、核苷酸、丁酸、腺嘌呤等。磷酸轉(zhuǎn)移酶系統(tǒng)（PTS）：熱穩(wěn)載體蛋白（HPr）、酶Ⅰ、酶Ⅱ、酶Ⅲ、磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）。3.基團(tuán)移位（grouptranslocation）定義：Hpr酶Ⅱ酶Ⅲ酶ⅠPEPPYRPPPPPPPP膜膜外細(xì)胞質(zhì)Hpr酶Ⅱ酶Ⅲ酶ⅠPEPPPPPPPPP膜膜外細(xì)胞質(zhì)簡(jiǎn)單擴(kuò)散

簡(jiǎn)單擴(kuò)散促進(jìn)擴(kuò)散促進(jìn)擴(kuò)散微生物的營(yíng)養(yǎng)與生長(zhǎng)(同名181)課件微生物的營(yíng)養(yǎng)與生長(zhǎng)(同名181)課件微生物的營(yíng)養(yǎng)與生長(zhǎng)(同名181)課件簡(jiǎn)單擴(kuò)散濃度轉(zhuǎn)運(yùn)速度促進(jìn)擴(kuò)散主動(dòng)運(yùn)輸簡(jiǎn)單擴(kuò)散濃度轉(zhuǎn)運(yùn)速度促進(jìn)擴(kuò)散主動(dòng)運(yùn)輸?shù)谒墓?jié)培養(yǎng)基定義：培養(yǎng)基是人工配制的適合于不同微生物生長(zhǎng)繁殖或積累代謝產(chǎn)物的混合營(yíng)養(yǎng)料。第四節(jié)培養(yǎng)基定義：

一、選用和設(shè)計(jì)培養(yǎng)基的原則和方法

(一)培養(yǎng)基配制原則

1.目的明確：

培養(yǎng)自養(yǎng)型微生物,培養(yǎng)基所有成分,應(yīng)完全是簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)物;

培養(yǎng)異養(yǎng)型微生物,培養(yǎng)基應(yīng)有≥1種有機(jī)物;

對(duì)營(yíng)養(yǎng)缺陷型微生物,要加所需的生長(zhǎng)素或氨基酸或堿基等有機(jī)化合物;

若要分離培養(yǎng)某種特異的微生物要根據(jù)特殊要求配制培養(yǎng)基。如培養(yǎng)目的是為了得到大量的菌體,氮源要高,有利于菌體蛋白質(zhì)合成。培養(yǎng)基配制以后要滅菌以后才能應(yīng)用。

一、選用和設(shè)計(jì)培養(yǎng)基的原則和方法

(一)培養(yǎng)基配制原則一、選用和設(shè)計(jì)培養(yǎng)基的原則和方法2.注意營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的濃度比和C/N比：濃度比：水（10-1）>碳源（10-2）>氮源（10-3）>p、s（10-4）>k、Mg（10-5）>生長(zhǎng)因子（10-6）如糖分含量要適合,微生物生長(zhǎng)才能良好,糖分過多則抑制微生物生長(zhǎng)。一般微生物適應(yīng)C/N比是25:1C/N比:一般指培養(yǎng)基中碳源中碳原子摩爾數(shù)與氮源中的氮原子摩爾數(shù)之比。一、選用和設(shè)計(jì)培養(yǎng)基的原則和方法2.注意營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的濃度比和C3.理化適宜（1）調(diào)節(jié)適宜的pH值：大多數(shù)細(xì)菌、放線菌的pH值為中性至微堿性pH7—7.5;酵母、霉菌則偏酸性pH4.5—6.0。微生物在培養(yǎng)過程中會(huì)引起pH變化,為了保持培養(yǎng)基中有恒定的pH值,要加入一些緩沖劑或不溶性的碳酸鹽。磷酸緩沖液K2HPO與KH2PO，CaCO3備用堿。

3.理化適宜（2）滲透壓和水活度滲透壓:用以阻止水分子通過半透膜進(jìn)入溶液的壓力。培養(yǎng)基為等滲溶液。水分活性（水的活度）

aw=ERH（相對(duì)濕度）/100

定義：把被測(cè)溶液或固體物質(zhì)放在一個(gè)處于一定溫度、壓力條件下的密閉的空間中，待氣液兩相達(dá)到平衡后，測(cè)量空氣的相對(duì)濕度，該數(shù)值即為該溶液或固體物質(zhì)表面的水的活度。微生物能生長(zhǎng)的最低aw如下(水為1蒸氣壓)

正常細(xì)菌0.91嗜鹽細(xì)菌0.75

正常酵母0.88嗜高滲細(xì)菌0.60

正常霉菌0.80

（2）滲透壓和水活度（3）氧化還原電位(Eh&Ψ)氧化還原電位對(duì)微生物生長(zhǎng)有明顯影響。Eh值與O2分壓有關(guān),也受pH值的影響。

pH低,Eh高,pH高,Eh低。在自然界中,Eh上限為0.82V,下限為0.42V。好氣性微生物只能在Eh≥0.1V才能生長(zhǎng),常在0.3-0.4v。

厭氣性微生物只能在Eh≤0.1伏才能生長(zhǎng),常在0.1V。兼氣性微生物，在