微生物學(xué)原理培訓(xùn)講義

微生物學(xué)原理培訓(xùn)講義第1頁(yè)/共25頁(yè)第二講微生物的營(yíng)養(yǎng)、生長(zhǎng)與生活環(huán)境營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)營(yíng)養(yǎng)類(lèi)型營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)吸收培養(yǎng)基微生物代謝微生物酶第2頁(yè)/共25頁(yè)1、微生物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及其功能水微生物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)碳素化合物氮素化合物礦質(zhì)元素生長(zhǎng)因子第3頁(yè)/共25頁(yè)一、微生物營(yíng)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(jī)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(jī)物葡萄糖、果糖、蔗糖、麥芽糖、淀粉有機(jī)酸、醇類(lèi)、脂類(lèi)微生物可以利用的碳源種類(lèi)1、碳素化合物（碳源）第4頁(yè)/共25頁(yè)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(xì)菌、藍(lán)細(xì)菌）無(wú)機(jī)氮NH4＋、NO3－、NO2－（多數(shù)微生物）有機(jī)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(xì)胞物質(zhì)，少數(shù)微生物的能源物質(zhì)。第5頁(yè)/共25頁(yè)3、礦質(zhì)元素(無(wú)機(jī)鹽)

為機(jī)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(xì)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)微生物能源第6頁(yè)/共25頁(yè)4、生長(zhǎng)因子生長(zhǎng)因子是指微生物生長(zhǎng)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(jī)物質(zhì)。生長(zhǎng)因子分類(lèi)：氨基酸核苷維生素

生長(zhǎng)因子功能：構(gòu)成酶的輔基或輔酶第7頁(yè)/共25頁(yè)5、水分

微生物水分含量：營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞90%，孢子40%。水分在微生物生長(zhǎng)代謝中的功能：a.機(jī)體內(nèi)生理生化反應(yīng)的基礎(chǔ)b.溶劑與運(yùn)輸介質(zhì)c.細(xì)胞內(nèi)溫度的緩沖劑作用第8頁(yè)/共25頁(yè)

從營(yíng)養(yǎng)的角度分異養(yǎng)型生物自養(yǎng)型生物所需要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)有機(jī)物無(wú)機(jī)物生物種類(lèi)動(dòng)物植物二、微生物的營(yíng)養(yǎng)類(lèi)型微生物屬于哪類(lèi)生物，自養(yǎng)還是異養(yǎng)？微生物營(yíng)養(yǎng)型自養(yǎng)型異養(yǎng)型能源碳源CO2有機(jī)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)型第9頁(yè)/共25頁(yè)三、影響微生物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)吸收的因素1、第一因素：細(xì)胞膜細(xì)胞膜——選擇性透膜細(xì)胞莢膜、粘液層以及細(xì)胞壁2、第二因素：微生物細(xì)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(xì)胞膜的流動(dòng)性和運(yùn)輸系統(tǒng)的活性)第10頁(yè)/共25頁(yè)四、微生物對(duì)營(yíng)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(kuò)散促進(jìn)擴(kuò)散主動(dòng)運(yùn)輸基團(tuán)轉(zhuǎn)位根據(jù)微生物對(duì)物質(zhì)的吸收過(guò)程：第11頁(yè)/共25頁(yè)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(zhǎng)繁殖或積累代謝產(chǎn)物的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。第12頁(yè)/共25頁(yè)配制培養(yǎng)基的基本原則1、適合不同微生物的營(yíng)養(yǎng)特點(diǎn)。

(1)從營(yíng)養(yǎng)型的角度看生理特點(diǎn)不同細(xì)菌放線菌霉菌營(yíng)養(yǎng)要求不同牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基高氏一號(hào)培養(yǎng)基馬丁氏培養(yǎng)基或蔡氏培養(yǎng)基(2)從類(lèi)群的角度看自養(yǎng)微生物合成能力強(qiáng)簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)物異養(yǎng)微生物合成能力弱至少提供一種有機(jī)物第13頁(yè)/共25頁(yè)2、調(diào)配好培養(yǎng)基中各種營(yíng)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/L第14頁(yè)/共25頁(yè)2、調(diào)配好培養(yǎng)基中各種營(yíng)養(yǎng)成分的比例和濃度。

(2)營(yíng)養(yǎng)比例原則

a.C/Nb.其它營(yíng)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(shí)，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(yíng)養(yǎng)物C/N不同。細(xì)菌、酵母菌細(xì)胞的C/N=5:1，而霉菌=10:1（？）水處理中進(jìn)水的BOD5∶N∶P100:5:1第15頁(yè)/共25頁(yè)3、控制培養(yǎng)條件pHO2CO2滲透壓微生物生長(zhǎng)繁殖培養(yǎng)條件影響影響微生物培養(yǎng)體系第16頁(yè)/共25頁(yè)(1)培養(yǎng)基的pH值的控制。

a.根據(jù)各類(lèi)微生物的特點(diǎn)來(lái)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(xì)菌、放線菌喜中性或偏堿性(pH7.0-7.5左右)第17頁(yè)/共25頁(yè)(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(shí)加入)

磷酸鹽緩沖作用的反應(yīng)式為：

H+(強(qiáng)酸)+HPO4

=(弱堿)H2PO4-(弱酸)OH-(強(qiáng)堿)+H2PO4-(弱酸)HPO4=(弱堿)+H2O

碳酸鈣（配制培養(yǎng)基時(shí)加入）

酸或堿（培養(yǎng)過(guò)程中加入）b.使用pH值緩沖劑第18頁(yè)/共25頁(yè)由微生物與氧氣的關(guān)系形成了三類(lèi)微生物：

專(zhuān)性好氧性微生物專(zhuān)性厭氧性微生物

兼性厭氧的微生物實(shí)踐對(duì)策：專(zhuān)性好氧性微生物：空氣提供氧氣、工業(yè)上采用通氣裝置。專(zhuān)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)第19頁(yè)/共25頁(yè)（3）CO2的調(diào)節(jié)

對(duì)自養(yǎng)微生物來(lái)說(shuō)，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(xì)菌和綠硫細(xì)菌等厭氧性自養(yǎng)菌：培養(yǎng)基中加入NaHCO3第20頁(yè)/共25頁(yè)微生物代謝：微生物細(xì)胞所進(jìn)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(guò)程；微生物分解代謝：細(xì)胞物質(zhì)或營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)降解形成簡(jiǎn)單產(chǎn)物的過(guò)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、微生物的代謝第21頁(yè)/共25頁(yè)

根據(jù)細(xì)菌生長(zhǎng)繁殖速率將生長(zhǎng)曲線分四個(gè)階段：緩慢期對(duì)數(shù)期穩(wěn)定期(靜止期)衰亡期七、細(xì)菌分批培養(yǎng)群體生長(zhǎng)規(guī)律特點(diǎn)：分裂遲緩代謝活躍原因1.接種機(jī)械損傷2.細(xì)胞分裂因子缺乏特點(diǎn)：（1）代謝活性（2）世代時(shí)特點(diǎn)：1、細(xì)菌數(shù)量增加率為02、積累代謝產(chǎn)物特點(diǎn)：菌體活性降低、大量死亡細(xì)胞畸變、自溶第22頁(yè)/共25頁(yè)八、微生物的生活環(huán)境極端環(huán)境條件對(duì)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(zhǎng)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(zhǎng)的主要環(huán)境因子第23頁(yè)/共25頁(yè)1、溫度對(duì)微生物生長(zhǎng)的影響微生物的生長(zhǎng)溫度類(lèi)型低溫型(嗜冷菌適溫低于1