微生物的营养-工业微生物学课件-05.ppt

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1、第五章微生物的营养本章内容第一节，微生物的化学组成和营养要求第四节，培养基第三节，营养物质进入细胞的方式第二节，微生物的营养类型第一节微生物细胞的化学组成和营养要求一、微生物细胞的化学组成微生物细胞水（70%-90%）干物质有机物无机物（盐）微生物、动物、植物之间存在“营养上的统一性”蛋白质、多糖、脂、核酸、维生素、有机酸等及其降解产物这些化学元素都来自胞外环境。微生物细胞利用这些化学元素物质制造其细胞物质和组分，并进一步将它们组织成为细胞结构。细胞化学元素组成：主要元素：碳、氢、氧、氮、磷、硫、钾、镁、钙、铁；微量元素：锌、锰、钠、

2、氯、钼、硒、钴、铜、钨、镍、硼等。营养：微生物在其生长过程中获取生命活动所需的能量和结构物质的生理过程。营养物质：外界环境可为细胞提供结构组分、能量、代谢调节物质和良好生长环境的化学物质。营养物质是微生物生存的物质基础，而营养是生物维持和延续其生命形式的一种生理过程。概念区分：二、微生物的营养要素及其生理功能碳源，氮源，能源，生长因子，无机盐，水营养要素的功能：1）构成细胞结构组分和代谢产物的原料；2）提供能量；3）调节新陈代谢。微生物的6大营养要素：微生物与动植物营养要素的比较1、水功能：（1）营养物质或代谢废物运输的必备物质；（2

3、）直接作为反应物或产物参与体内多种生化反应；（3）水还是许多有机物中氢和氧的来源，例如烷烃分解过程；（4）许多酶促反应必须在水溶液中才能进行；（5）水分子之间形成的氢键使得水成为一种很好的温度缓冲剂。（6）水是热的良导体，有利于散热，不致于因代谢产热而使细胞局部温度上升；（7）作为活细胞中含量最高的成分，水对于维持细胞自身形状以及生物大分子的天然结构起着重要的作用。水在细胞中有两种存在形式：结合水和游离水。不同生物及不同细胞结构中游离水的含量比较游离水的含量可用水活度aw（Wateractivity）表示。水活度：在相同温度和压力下，

4、体系中溶液的水的蒸汽压与纯水的水蒸汽压之比。微生物能在aw=0.63～0.99的条件下生长。特定微生物对aw的要求是一定的。人体平均60%海蛰约96%霉菌孢子约39%几种生物的孢子皮层约70%游离水含量细菌芽孢微生物核心极低细菌约80%营养体酵母约75%霉菌约85%定义：凡是可以作为微生物细胞结构或代谢产物中碳架来源的营养物质功能:构成细胞成分（需要量最大的元素，50%）；形成代谢产物和储藏物；为异养型微生物提供能源。2.碳源（carbonsource）碳源谱：无机碳有机碳C.H.O型C.H.O.N型糖、有机酸、醇、脂类等（葡萄糖、蔗

5、糖、淀粉、糖蜜等）氨基酸、简单蛋白质（氨基酸，明胶等）C.H型烃类（天然气、石油、石蜡油等）C.H.O.N.X型复杂蛋白质、核酸等（牛肉膏、蛋白胨、花生饼粉等）C.O型CO2C.O.X型NaHCO3CaCO3特点1）根据微生物利用有机碳或无机碳，可将微生物分为：异养微生物：有机碳自养微生物：无机碳2）碳源谱广（微生物>>植物>动物）；3）最适碳源：C.H.O型，糖类（异养微生物）糖>有机酸，醇>脂单糖>双糖>多糖（淀粉>纤维素,木质素,几丁质）己糖>戊糖葡萄糖，果糖>甘露糖，半乳糖4）微生物对碳源利用具有选择性混合存在葡萄糖：首先利用

6、（速效碳源）乳糖：后利用（迟效碳源）5）不同微生物，其碳源谱不同（利用碳源物质的能力有差别）洋葱假单胞菌：90种以上甲烷菌：甲醇和甲烷6）异养微生物：碳源=能源（双功能营养物）选择碳源原则1）根据微生物的生理机能选择；2）考虑经济效益，防止降格使用定义：凡是构成微生物细胞物质或代谢产物中氮元素来源的营养物质。功能构成细胞组分（需要量仅次于碳源，~12%）；构成代谢产物；某些自养菌的能源（如硝化细菌：氨和亚硝酸盐兼氮源和能源）氮源谱无机氮N.H，N.O，N有机氮N.C.H.ON.C.H.O.X尿素、氨基酸、蛋白胨，明胶复杂蛋白质、核酸（

7、牛肉膏、蛋白胨、酵母膏、鱼粉、饼粉、蚕蛹粉、玉米浆等）硫酸胺、硝酸钾、氨、氮气3.氮源（nitrogensource）生理酸性盐:当以（NH4）2SO4为唯一氮源时，NH4＋被利用后，培养基的pH下降，称为“生理酸性盐”；生理碱性盐:当以KNO3为氮源时，NO3－被利用后，培养基的pH上升，称为“生理碱性盐”。利用NH4NO3为氮源，可以避免pH急剧升降，但是，NH4＋的吸收快，NO3—的吸收滞后，所以，培养基pH会先降后升。“氨基酸自养型生物”（Aminoacidautotroph）:凡是能将非氨基酸类的简单氮源（例如尿素、铵盐、硝

8、酸盐和氮气）自行合成生长代谢所需要的一切氨基酸的微生物。“氨基酸异养型生物”（Aminoacidheterotroph）:凡需要从外界吸收现成氨基酸作氮源的微生物。所有的动物和大量异养微生物是氨基酸异养型的，而所有绿色植