环境微生物学 教学课件 作者 殷士学 第3章.ppt

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1、第3章3.1　微生物细胞的化学组成3.2　微生物的营养物质和营养类型3.3　微生物的培养基3.4　营养物质进入微生物细胞的方式3.5　微生物的生长3.1　微生物细胞的化学组成表3-1微生物有机物的元素组成(%)3.2　微生物的营养物质和营养类型3.2.1　微生物的营养物质3.2.2　微生物的营养类型3.2.1　微生物的营养物质1.水2.碳源(Carbonsources)3.氮源(Nitrogensources)4.无机盐(Inorganicsalts)5.生长因子(Growthfactors)1.水水是维持微生物生命活动不可缺少的物质。细胞内的水可分为游离水(Freewat

2、er)和结合水(Bindingwater)。游离水是指能用干燥剂或真空干燥后从细胞内脱掉的水分；结合水则通过在空气中放干燥剂或用真空干燥不能从细胞内脱掉，需加温才能失去。营养体的游离水和结合水的比例(质量比)约为4∶1，而芽孢和孢子结合水与游离水的比例高于营养体，这是芽孢和孢子比营养体耐高温的原因之一。2.碳源(Carbonsources)表3-2　微生物的碳源谱表3-3　微生物利用的碳源物质2.碳源(Carbonsources)表3-3　微生物利用的碳源物质3.氮源(Nitrogensources)1)固氮微生物：这类微生物能利用N2合成自身所需的氨基酸和蛋白质，如固氮菌

3、、根瘤菌和固氮蓝藻等。2)利用无机氮作为氮源的微生物：这类微生物利用氨、铵盐、亚硝酸盐、硝酸盐，如亚硝化细菌、硝化细菌、大肠杆菌、枯草杆菌、铜绿假单胞菌、放线菌、霉菌、酵母菌及藻类等。3)需要某种氨基酸作为氮源的微生物：这类微生物称作氨基酸异养微生物，如乳酸细菌、丙酸细菌等。4)从分解蛋白质中获得铵盐或氨基酸的微生物：这类微生物能分解蛋白质产生氨、氨基酸和肽，进而合成细胞蛋白质，如氨化细菌、霉菌、酵母菌及一些腐败细菌等。3.氮源(Nitrogensources)表3-４　微生物的氮源谱表3-5　微生物利用的氮源物质4.无机盐(Inorganicsalts)表3-6　无机盐及

4、其生理功能5.生长因子(Growthfactors)生长因子是指某些微生物生长所必需但需要量又很小，其自身又不能合成或合成量不足以满足机体生长的需要，而需外源提供的有机物质。广义的生长因子包括维生素、氨基酸、生物素、烟酸、嘌呤和嘧啶碱基等，狭义的生长因子一般仅指维生素。常用作生长因子添加物的是酵母膏、玉米浆、肝浸液等，许多用作碳源或氮源的天然有机物如麦芽汁、土豆汁、牛肉膏、麸皮、米糠等也含丰富的生长因子。3.2.2　微生物的营养类型1)光能自养微生物(Photoautotroph)亦称光能无机营养微生物，其能量来源为光能，通过光合作用获取生长所需的能量，利用CO2或碳酸盐作

5、为惟一或主要碳源，以水或还原态无机物如H2、H2S、S等作为供氢体来同化CO2为细胞物质。2)化能自养型微生物(Chemoautotroph)亦称化能无机营养微生物，其能量来自还原态无机化合物氧化所产生的化学能，以CO2或碳酸盐作为惟一或主要碳源进行生长，利用H2、H2S、Fe2+、NH3或N-等无机物作为电子供体使CO2还原成细胞物质，可在完全是无机物的环境中生长，如原核微生物中的亚硝酸盐细菌、硝酸细菌、硫化细菌、硫细菌、氢细菌、铁细菌。3)光能异养型微生物(Photoheterotroph)亦称光能有机营养微生物，利用简单有机物(如有机酸、醇等)为供氢体，利用光能将CO

6、2还原为细胞物质，紫色非硫细菌如红微菌属(Rhodomicrobium)即是这种营养类型。4)化能异养型微生物(Chemoheterotroph)亦称化能有机营养微生物。3.2.2　微生物的营养类型表3-7　微生物营养类型的分类表3-8　微生物四大类营养类型的主要区别及其代表菌3.3　微生物的培养基3.3.1　配制培养基的原则3.3.2　培养基的类型及应用3.3.1　配制培养基的原则1.明确目的，根据不同微生物的营养需要选择适当的营养物质2.营养协调3.控制适宜的理化条件4.灭菌5.原料来源的选择1.明确目的，根据不同微生物的营养需要选择适当的营养物质一般而言，所有微生物生

7、长繁殖均需要培养基中含有水、碳源、氮源、无机盐及生长因子，但不同营养类型的微生物对营养的需求不尽相同。因此，配制培养基要根据微生物的营养理论，结合研究对象的特殊营养要求、代谢特点及培养目的选择适当的营养物质。如异养型细菌常用牛肉膏蛋白胨琼脂培养基、放线菌用高氏培养基、酵母菌用麦芽汁培养基、霉菌用察氏培养基或豆芽汁等培养基。而自养型微生物能利用无机物合成自身需要的复杂有机物，因此培养基完全可以由简单的无机物组成。如氧化硫硫杆菌培养基，在该培养基中不需加入其他碳源物质，而是依靠空气中的CO2为它提供碳源。2.营养协调培