微生物的营养和培养基讲

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1、第四章微生物的营养和培养基一、教学目的与要求学习和掌握微生物的营养要素、营养类型，微生物吸收营养物质的机制；熟悉培养基的种类和设计、选用培养基的原则、方法。二、 教学内容：1、微生物的6类营养要素(☆)2、微生物的营养类型(☆)3、营养物质进入细胞的方式(★)4、 培养基的种类、设计选用培养基的原则和方法3个概念：营养：营养物微生物的营养物元素水平：20种左右，以C、H、O、N、S、P为主；营养要素：碳源、氮源、能源、生长因子、无机盐和水第四章微生物的营养和培养基第一节微生物的6类营养要素一、碳源二、氮源三、能源四、生长因子

2、五、无机盐六、水概念：碳源谱：一、碳源类型元素水平化合物水平培养基原料水平有机碳C·H·O·N·X*复杂的蛋白质、核酸等牛肉膏、蛋白胨、花生饼粉等C·H·O·N多数氨基酸、简单蛋白质等一般氨基酸、明胶等C·H·O糖、有机酸、醇、脂类等葡萄糖、蔗糖、各种淀粉、糖蜜C·H烃类天然气、石油及其不同馏份等无机碳C(？)——C·OCO2CO2C·O·XNaHCO3、CaCO3等NaHCO3、CaCO3、白垩等二、氮源概念占细胞干重的12-15%，为主要营养物。氮源谱一切微生物可利用的氮源范围。类型元素水平化合物水平培养基原料水平有机氮

3、N·C·H·O·X复杂的蛋白质、核酸等牛肉膏、酵母膏、粕饼粉等N·C·H·O尿素、氨基酸、简单蛋白质等尿素、蛋白胨、明胶等无机氮N·HNH4、铵盐等(NH4)2SO4等N·O硝酸盐等KNO3等NN2空气三、能源概念：能源谱化学物质辐射能：有机物：无机物：化能异养微生物的能源(同碳源)化能自养微生物的能源(不同于碳源)光能自养和光能异养微生物的能源四、生长因子概念广义：维生素、碱基、卟啉及其衍生物、甾醇、胺类、C4~C6的直链或分支脂肪酸及氨基酸、辅酶等。类型生长因子自养型微生物生长因子异养型微生物生长因子过量合成微生物五、无

4、机盐细胞内一般分子成分(P、S、Mg、Ca、Fe等)生理调节物质化能自养菌的能源(S、Fe2+、NH4+、NO2-等)无氧呼吸时的氢受体(NO3-、SO42-等)酶的激活剂(Cu2+、Mn2+、Zn2+等)特殊的分子结构成分(Mo、Co等)一般功能特殊功能大量元素微量元素K2HPO4MgSO4六、水水是营养物质么？特点？是一种最优良的溶剂是微生物细胞的主要化学组成有许多优良的物理性质水活度：微生物可实际利用的自由水或游离水的含量。指在同温同压下，某溶液的蒸气压(P)与纯水蒸气压P0)之比，等于该溶液的百分相对湿度值(ERH)

5、。第二节微生物的营养类型微生物营养类型的分类分类标准营养类型1。以能源分光能营养型化能营养型2。以氢供体分无机营养型有机营养型3。以碳源分自养型异养型4。以合成氨基酸能力分氨基酸自养型氨基酸异养型5。以生长因子分原养型或野生型营养缺陷型6。以取食方式分渗透营养型吞噬营养型7。以取得死或活有机物分腐生寄生第二节微生物的营养类型微生物的营养类型营养类型能源氢供体基本碳源实例光能无机营养型(光能自养型)蓝细菌、紫硫细菌、绿硫细菌、藻类光能有机营养型(光能异养型)红螺菌科的细菌即紫色非硫细菌化能无机营养型(化能自养型)硝化细菌、硫化

6、细菌、铁细菌、氢细菌、梳黄细菌等化能有机营养型(化能异养型)绝大多数细菌和全部真核微生物Δ：H2O、H2S、NaS2O3等*：NH4+、NO2-、S、H2S、Fe2+等第三节营养物质进入细胞的方式一、单纯扩散二、促进扩散三、主动运送四、基团移位一、单纯扩散概念又称被动运送或自由扩散，特点驱动力：纯粹物理过程：扩散物质：为O2、CO2、水、水溶性小分子(乙醇、甘油)、某些离子(Na+)和某些氨基酸分子无特异性或选择性，单纯扩散模式图细胞膜外细胞膜内细胞膜上特点驱动力：二、促进扩散概念扩散物质：糖类、甘油、氨基酸和维生素等有特异

7、性或选择性，促进扩散模式图细胞膜上细胞膜外细胞膜内恢复原构象移位再循环结合构象改变特点驱动力：外界能量扩散物质：离子、一些糖类(单糖、双糖)、氨基酸和有机酸等有特异性或选择性，三、主动运送概念主动运送模式图细胞膜上细胞膜外细胞膜内恢复原构象移位再循环结合构象改变ADP+PiATP四、基团移位（转移）概念特点驱动力：有特异性或选择性，扩散物质：各种糖类(葡萄糖、果糖、甘露糖和N-乙酰葡糖胺等)、核苷酸、碱基、脂肪酸等P基团移位模式图细胞膜上细胞膜外细胞膜内酶Ⅱc酶Ⅱb酶ⅡaHPr酶ⅠPPPEPPyrPPHPr~P~糖项目酶Ⅰ酶

8、ⅡHPr组分1种酶Ⅱa酶Ⅱb酶Ⅱc1种位置细胞质细胞质细胞膜细胞膜细胞膜底物特异性无无有有无第三节　营养物质进入细胞的方式讨论题1：基团移位中各酶比较第三节　营养物质进入细胞的方式讨论题2：4种运输营养物质方式的比较比较项目单纯扩散促进扩散主动运送基团移位特异载体蛋白运输速度物质运输方向平