微生物的营养与代谢

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1、第五章微生物的营养与代谢细胞从外界环境中摄取化学物质，使其在生长过程中获取生命活动所需的能量及其结构物质的生理过程称为营养或营养作用。第一节微生物的营养一、微生物细胞的化学组成从微生物细胞的组成来看，都是含有碳、氢、氧、氮和各种矿质元素（P、S等），由这些元素组成细胞中有机和无机成分，其中主要是水分、蛋白质、碳水化合物、脂肪、核酸和无机盐。微生物细胞中水分含量最多，干物质中碳、氮、氢、氧四种元素约占90％－97％，还有矿质元素磷、铁、铜、锰等组成微生物细胞的各类化学元素的比例常因微生物种类的不同而不同不仅如此，微生物细胞的化学元素组成也常随菌龄及培养条件的不同而在一定范围内发生变化二

2、、营养物质及其生理功能营养物质主要功用：①供给微生物合成细胞物质的原料；②用以产生能量；③有的营养物如维生素主要用于调节新陈代谢碳源、氮源、能源、无机盐、生长因子、水、一、碳源凡是构成微生物细胞和代谢产物中碳架（碳素）来源的营养物称为碳源碳源既是微生物的组成成分，又是微生物的能量来源。微生物可以利用的碳源范围极广，分为有机碳源和无机碳源两大类，糖类是最广泛利用的碳源。碳源物质在细胞内经过一系列复杂的化学变化后成为微生物自身的细胞物质(如碳水化合物、脂、蛋白质等)和代谢产物，碳可占一般细菌细胞干重的一半。二、氮源：凡是能提供微生物生长繁殖所需氮元素的营养源，称为氮源氮是组成微生物蛋白质

3、、酶和核酸的成分能利用的氮源种类十分广泛。空气中分子态的氮、无机和有机氮氮源这类物质主要用来合成细胞中的含氮物质，一般不作为能源，只有少数自养微生物能利用铵盐、硝酸盐同时作为氮源与能源。不同种类的微生物对氮源的需要也不尽相同。微生物培养时最常用的有机氮源是牛肉膏、酵母膏等，蛋白胨（部分水解蛋白质）是许多微生物良好的氮源。从微生物所能利用的氮源种类来看，存在着一个明显的界限：一部分微生物是不需要利用氨基酸作氮源的，它们能把尿素、铵盐甚至氮气等简单氮源自行合成所需要的一切氨基酸，称为氨基酸自养型生物凡需要从外界吸收现成的氨基酸作氮源的微生物就是氨基酸异养型生物固氮微生物:利用分子氮三、能

4、源指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。微生物的能源谱化学物质有机物化能异养型微生物的能源（与C源相同）能源物质无机物化能自养型微生物的能源（与C源不同）辐射能光能自养和光能异养微生物的能源营养功能：单功能、双功能和三功能四、无机盐主要有P、S、Mg、K、Ca、Na、F微量元素等；无机盐是微生物生长必不可少的一类营养物质,它们在机体中的生理功能主要是作为酶活性中心的组成部分、维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等。主要元素包括磷、硫、钾、镁、钙、铁等微量元素包括铜、锌、钠、硼、锰、氯、钼、

5、钴、硅等。在配制培养基时，首选加入磷酸氢二钾和硫酸镁，基本时可以同时提供4种需要量最大的元素。五、生长因子生长因子通常指那些微生物生长所必需且需要量很小,而且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化合物根据生长因子的化学结构和它们在机体中的生理功能的不同,可将生长因子分为维生素(vitamin)、氨基酸与嘌呤及嘧啶三大类生长因子可以从酵母膏、玉米浆、麦芽汁、血液或血清中获得维生素氨基酸类嘌呤、嘧啶及其衍生物(碱基)六、水水是细胞维持正常生命活动所必不可少的，一般可占细胞重量的70－90%。在微生物各种各样的生理活动中必须有水参加才能进行。水是一种最优良的溶剂，可保证几

6、乎一切生物化学反应的进行水可维持各种生物大分子结构的稳定性，并参与某些重要的生物化学反应水还有许多优良的物理性质，诸如高比热、高汽化热、高沸点以及固态时密度小于液态等，都是保证生命活动十分重要的特性QUESTION请找出附录Ⅸ中各种培养基中的碳源、氮源、无机盐等。三、微生物的营养类型根据微生物对碳源的要求不同，可将其分为自养菌和异养菌两大营养类型凡能利用无机碳合成菌体内有机碳化物的，叫自养菌；不能利用无机碳而需要有机碳才能合成菌体内有机碳化物的，为异养菌根据其生命活动所需能量的来源不同，可分为光能营养菌和化能营养菌。前者是从光线中获得能量，后者则从化学物质氧化中取得能量因此，根据微生

7、物所需的碳源和能源不同，可将微生物分为光能自养菌、光能异养菌、化能自养菌、化能异养菌等四类。光能自养型:以光为能源，以CO2为唯一或主要碳源,不依赖任何有机物即可正常生长光能异养型:以光为能源，但生长需要一定的有机营养化能自养型:以无机物的氧化获得能量，生长不依赖有机营养物化能异养型:以有机物的氧化获得能量，生长依赖于有机营养物质光能自养型和光能异养型微生物可利用光能生长，在地球早期生态环境的演化过程中起重要作用微生物的营养类型营养类型主要（或唯一）碳源能