《微生物学》主要知识点-05 第五章 微生物的营养

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1、第五章微生物的营养概述：微生物的营养（nutrition）——生物体从外部环境摄取其生命活动所必须的能量和物质，以满足其生长和繁殖需要的一种生理功能。营养物（nutrient）——能够满足微生物机体生长、繁殖和完成各种生理活动所需的物质。5.1微生物的六种营养要素5.1.1碳源（sourceofcarbon）：在微生物生长过程中为微生物提供碳素来源的物质。绝大部分碳源物质在细胞内生化反应过程中还能为机体提供维持生命活动所需的能源，因此，碳源物质通常也是能源物质。5.1.2氮源（sourceofnitrogen

2、）：为微生物提供氮素来源的物质。5.1.3能源（sourceofenerge）：能为微生物的生命活动提供最初能量来源的营养物或辐射能。各种异养微生物的能源就是碳源。能源谱：化学物质：有机物——化能异养微生物的能源（同碳源）；无机物——化能自养微生物的能源（不同于碳源）。辐射能：光能自养和光能异养微生物的能源5.1.4生长因子（growthfactor）：微生物生长所必须而且需要量很小，但微生物自身不能合成或合成量不足以满足机体生长需要的有机物。主要包括：维生素、碱基、卟啉及其衍生物、甾醇、胺类、C4~C6的分

3、枝脂肪酸，以及需要量较大的氨基酸。5.1.5无机盐(inorganicsalt)：微生物生长必不可少的一类营养物质，体内的主要功能是作为酶活性中心的组成部分。持生物大分子和细胞结构的稳定性、调节并维持细胞的渗透压平衡、控制细胞的氧化还原电位和作为某些微生物生长的能源物质。5.1.6水（water）：水是微生物生长必不可少的营养要素。水在细胞中的生理功能：1、溶剂；2、参与细胞内的化学反应；3、维持生物大分子的天然构象；4、比热高，为热的良导体能有效的吸收代谢过程中产生的热并及时将热迅速散发出体外；5、保持充足

4、的水分是细胞维持正常形态的重要因素；6、微生物通过水合作用与脱水作用控制由多亚基组成的结构，如酶、微管、鞭毛及病毒颗粒的组装与解离。5.2微生物的营养类型：由于微生物种类繁多，其营养类型（nutritionaltypes）比较复杂，人们常在不同层次和侧重点上对微生物营养类型进行划分。微生物营养类型的分类依据营养类型特点碳源自养型（autotrophs）以CO2为唯一或主要碳源异养型（heterotrophs）以有机物为碳源能源光能营养型（phototrophs）以光为能源3化能营养型（chemotrophs）

5、以有机物氧化释放的化学能为能源电子供体无机营养型（lithotrophs）以还原性无机物为电子供体有机营养型（organotrophs）以有机物为电子供体微生物营养类型营养类型电子供体碳源能源举例光能自养型H2、H2S、S或H2OCO2光能蓝细菌、紫硫细菌、绿硫细菌、藻类光能异养型有机物有机物光能红螺细菌化能自养型H2、H2S、Fe2+、NH3或NO2-CO2化学能（无机物氧化）氢细菌、铁细菌、硝化细菌、硫化细菌化能异养型有机物有机物化学能（有机物氧化绝大多数细菌和全部真核微生物5.3营养物质进入细胞：营养物

6、质能否被微生物利用的一个决定性因素是这些物质能否进入微生物细胞。影响营养物进入细胞的因素有：1、营养物本身的性质。相对分子质量、溶解性、电负性、极性等。2、微生物所处的环境。温度、pH、离子强度、相关的代谢抑制剂等。3、微生物细胞的透过屏障（permeabilitybarrier）。原生质膜、细胞壁、荚膜及粘液层。荚膜及粘液层的结构较为疏松，对细胞吸收营养物的影响较小。相对分子量大于10000的葡聚糖难以通过革兰氏阳性细菌的细胞壁。真菌和酵母的细胞壁只能允许相对分子量较小的物质通过。物质的运输方式：与细胞壁相

7、比，原生质膜在控制物质进入细胞的过程中起着更为重要的作用。它对跨膜运输（transportacrossmembrane）的物质具有选择性。根据物质运输过程的特点，可将物质的运输方式分为：单纯扩散；促进扩散；主动运输；基团移位；膜泡运输。5.3.1单纯扩散（SimpleDiffusion）：细胞膜可以通过物理扩散方式让许多小分子、非电离分子尤其是亲脂性的分子被动地通过即单纯扩散。这类物质的种类不多，主要是：氧、二氧化碳、乙醇和某些氨基酸分子。5.3.2促进扩散（facilitateddiffusion）：促进扩

8、散（facilitateddiffusion）与单纯扩散的主要差别是在溶质的运送过程中，必须借助于膜上底物特异性载体蛋白（carrierprotein）的参与。促进扩散只能把环境中浓度较高的分子加速扩散到细胞内，直至膜两侧的溶质浓度相等为止，而绝不能引起溶质的逆浓度梯度运送。只对生长在高营养物浓度下的微生物发挥作用。35.3.3主动运送（ActiveTransport）：主动运送是微生物吸收营养物质