第四章微生物的營(yíng)養(yǎng)與運(yùn)輸

第四章微生物的營(yíng)養(yǎng)與運(yùn)輸?shù)谝豁?yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五

內(nèi)容

----微生物的6類(lèi)營(yíng)養(yǎng)要素

----微生物的營(yíng)養(yǎng)類(lèi)型

----營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的方式

----培養(yǎng)基第二頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五

§1微生物的6類(lèi)營(yíng)養(yǎng)第三頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五●六大營(yíng)養(yǎng)要素碳源、能源、氮源、生長(zhǎng)因子、無(wú)機(jī)鹽和水。1、碳源●碳源譜：有機(jī)碳源、無(wú)機(jī)碳源。第四頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五第五頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五●依據(jù)利用碳源情況，微生物營(yíng)養(yǎng)類(lèi)型：自養(yǎng)型（autotroph）：以CO2為碳源的微生物。異養(yǎng)型（heterotroph）：以有機(jī)物為碳源的微生物。糖（單糖、雙糖、多糖）＞有機(jī)酸、醇、脂第六頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五2、氮源第七頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五3.能源化能營(yíng)養(yǎng)型：

有機(jī)物、無(wú)機(jī)物光能營(yíng)養(yǎng)型：

光能（藍(lán)綠藻、光合細(xì)菌）第八頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五

4、生長(zhǎng)因子微生物正常代謝所必需的微量有機(jī)物，包括維生素、堿基等。

第九頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五5.無(wú)機(jī)鹽（礦質(zhì)元素）第十頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五第十一頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五§2微生物的營(yíng)養(yǎng)類(lèi)型第十二頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五●化能自養(yǎng)型以無(wú)機(jī)物的氧化獲得能量，以CO2為碳源的微生物。硝化細(xì)菌：NH3+02→NO-2+△GNO-

2+02→NO-

3+△GC02+NAD（P）H+ATP→C6H1206第十三頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五●化能異養(yǎng)型以有機(jī)物為碳源和能源的微生物?！窆饽茏责B(yǎng)型（藍(lán)綠藻及部分非產(chǎn)氧光合菌）以光為能量來(lái)源，以CO2為碳源的微生物。第十四頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五●光能異養(yǎng)型有光時(shí):

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

第十五頁(yè)，共三十五頁(yè)，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(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五§3營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的方式第十七頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五一、單純擴(kuò)散

小分子、非電離分子和親水性分子單純通過(guò)物理擴(kuò)散的方式通過(guò)細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞的一種物質(zhì)運(yùn)送方式，主要為CO2、乙醇、氨基酸的運(yùn)送。----無(wú)通過(guò)載體蛋白----無(wú)選擇性----不耗能---順濃度梯度第十八頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五

二、促進(jìn)擴(kuò)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(lèi)擴(kuò)散性運(yùn)送方式，包括某些糖、氨基酸和維生素的運(yùn)送。----通過(guò)載體蛋白----具有選擇性----不耗能---順濃度梯度第十九頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五三、主動(dòng)運(yùn)送

必須消耗能量、并通過(guò)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(yùn)入膜內(nèi)的一種運(yùn)送方式，包括某些離子和簡(jiǎn)單糖類(lèi)的運(yùn)送。----通過(guò)載體蛋白----具選擇性----耗能---逆濃度梯度第二十頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五●利用質(zhì)子動(dòng)力的主動(dòng)運(yùn)輸?shù)诙豁?yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五四、基團(tuán)移位

溶質(zhì)運(yùn)送過(guò)程發(fā)生結(jié)構(gòu)變化、同時(shí)需要特殊載體蛋白參與和耗能的一種運(yùn)送方式。包括各種糖類(lèi)、核苷酸和脂肪酸等的運(yùn)送。---通過(guò)載體蛋白----具選擇性----耗能---逆濃度梯度---溶質(zhì)運(yùn)送過(guò)程結(jié)構(gòu)變化第二十二頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五●葡萄糖的基團(tuán)移位（E.coli）1）Hpr的激活（P~Hpr）2）糖（底物）磷酸化進(jìn)入胞內(nèi)3）酶的位點(diǎn)和專(zhuān)一性第二十三頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五●四種運(yùn)送方式的比較第二十四頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五建議讀物：第二十五頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五§4培養(yǎng)基一、培養(yǎng)基的設(shè)計(jì)原則1）目標(biāo)明確微生物類(lèi)型、種子、發(fā)酵、分離、保藏2）營(yíng)養(yǎng)協(xié)調(diào)6大營(yíng)養(yǎng)要素的適合比例尤其C:N比(分離:細(xì)菌約4:1;酵母約5:1;霉菌約10:1)第二十六頁(yè)，共三十五頁(yè)，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(duì)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(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五二、常用設(shè)計(jì)方法1）參照文獻(xiàn)進(jìn)行適當(dāng)修改2）試驗(yàn)比較

●單因子比較選擇出主要C、N源、無(wú)機(jī)鹽等

●優(yōu)化試驗(yàn)確定適宜的濃度第二十八頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五三、培養(yǎng)基的種類(lèi)1、按對(duì)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(yè)，共三十五頁(yè)，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(yíng)養(yǎng)要求或?qū)δ承┗瘜W(xué)物質(zhì)敏感性不同設(shè)計(jì)而成、有利于所分離微生物的生長(zhǎng)或抑制它種微生物，從而達(dá)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(yè)，共三十五頁(yè)，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(xì)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(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五●鑒別性培養(yǎng)基一類(lèi)在培養(yǎng)基中加入能與目的菌無(wú)色代謝物發(fā)生顯色反應(yīng)的指示劑，從而達(dá)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(lán)乳糖培養(yǎng)基（EMB）-----乳糖蛋白胨培養(yǎng)基(大腸菌群計(jì)數(shù))第三十二頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五伊紅美藍(lán)乳糖培養(yǎng)基（EMB）作用機(jī)理：1）伊紅、美藍(lán)對(duì)G+和部分G-抑制作用伊紅、美藍(lán)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(qiáng)（菌落區(qū)別利用乳糖產(chǎn)酸弱的其它腸桿菌）第三十三頁(yè)，共三十五頁(yè)，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(yíng)養(yǎng)成分、抑制劑、指示劑等