微生物的营养与生长精美

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1、第5章微生物的营养与生长MicrobialNutritionandGrowth【目的要求】微生物细胞的化学组成及所需营养物质，微生物的营养类型及其对营养物质的吸收；微生物生长的概念，个体生长与群体生长的关系，微生物群体生长的衡量指标，微生物生长量的测定方法；微生物的群体生长规律和环境因素对微生物生长的影响。【重点】营养类型、微生物对营养的吸收、培养基；微生物群体的生长规律；环境因素对微生物生长的影响。【难点】微生物对营养的吸收微生物群体的生长规律。第一节微生物的营养MicrobialNutrition一、微生物的六大营养要素1、微生物细胞的化学

2、组成大量元素(macroelement)：碳、氢、氧、氮、磷、硫、钾、镁、钙、铁。微量元素(traceelement)：锌、锰、钠、氯、钼、硒、钴、铜、钨、镍、硼。化学元素在细胞内存在形式水分、蛋白质、碳水化合物、脂肪、核酸和无机盐微生物细胞的化学组成化学组成因微生物种类、菌龄、培养基组成、培养条件、分析方法等而有所不同。主要成分细菌酵母菌霉菌水分（占细胞鲜重的%）75~8570~8085~90占细胞干重的%蛋白质50~8032~7514~15碳水化合物12~2827~637~40脂肪5~202~154~40核酸10~206~81无机盐2~30

3、3.8~76~122、微生物的营养物质及其生理功能营养物质主要功用：供给微生物所需要碳源和氮源，参与细胞组成；构成酶的活性成分与物质运输系统；提供能量；有的营养物如维生素主要用于调节新陈代谢。据营养物质在细胞内生理作用，可概括为：碳源、氮源、能源、无机盐、生长因子、水碳源（carbonsource）概念凡可被用来构成细胞物质或代谢产物中碳素来源的营养物质。功能提供合成细胞物质及代谢物的原料；为整个生理活动提供所需要能源。种类:无机含碳化合物：如CO2和碳酸盐等。有机含碳化合物：糖与糖的衍生物、脂类、醇类、有机酸、烃类、芳香族化合物等。实验室内常

4、用的碳源葡萄糖、蔗糖、淀粉、甘露醇、有机酸等发酵工业中用作碳源的原料传统种类：糖类、麸皮、各种米糠等代粮发酵：纤维素、石油、CO2和H2等氮源（nitrogensource）概念能提供微生物生长繁殖所需氮元素的营养源。功能提供合成细胞中含氮物，如蛋白质、核酸，以及含氮代谢物等的原料；少数细菌可以铵盐、硝酸盐等氮源为能源。种类空气中分子态氮无机氮化合物：铵盐、硝酸盐、亚硝酸盐、氨等；有机氮化合物：蛋白质及其降解产物（如胨、肽、氨基酸等）、尿素、牛肉膏、鱼粉、花生饼粉、黄豆饼粉、玉米浆等。实验室内常用的氮源牛肉膏、蛋白胨、酵母膏、黄豆饼粉等能源（e

5、nergysource）概念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。微生物的能源谱能源谱有机物：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）化学物质辐射能：光能自养和光能异养微生物的能源无机盐（InorganicSalt）大量元素（生长所需浓度在10-3~10-4mol/L）P、S、K、Mg、Ca、Na、Fe微量元素（生长所需浓度在10-6~10-8mol/L）Cu、Zn、Mn、Mo、Co生理功能无机盐大量元素一般功能生理调节物质化能自养菌的能源(S、Fe2+、NH4+、NO2-)细胞内一般分子成分(P

6、,S,Ca,Mg,Fe等)微量元素特殊分子结构成分（Co、Mo等）酶的激活剂（Cu2+、Mn2+、Zn2+等）特殊功能无氧呼吸时的氢受体(NO3-、SO42-)维持渗透压酶的激活剂pH的稳定生长因子（growthfactor）概念微生物生长所必需、需要量很小，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营养物质。广义的生长因子：维生素、碱基、卟啉及其衍生物、甾醇、胺类、C4-C6脂肪酸、需要量较大的氨基酸狭义的生长因子：维生素生长因子的来源天然培养基酵母膏、牛肉浸出液、肝浸液、小牛血清、麦芽汁、玉米浆、蔬菜汁、麸皮、米糠等。组合培养

7、基复合维生素溶液主要作用作为酶的辅基或辅酶合成细胞结构及组分的前体二、微生物的营养类型据对碳源的不同利用能力自养型微生物（autotrophicbacteria）指利用简单的无机物作营养物质进行生长繁殖，能以CO2或碳酸盐为唯一的碳源在体内合成有机物，不需要外界供给有机含碳化合物。异养型微生物（heterotrophicbacteria）需要利用有机物质碳作为营养和能源的微生物。强调：划分异养、自养的标准不在于能否利用CO2，而在于是否为唯一碳源或主要碳源。据微生物生命活动中能量来源不同光能营养型微生物依靠光能进行生长化能营养型微生物依靠化合物

8、氧化释放的能量进行生长据微生物体内生物氧化过程中供氢体分无机营养型微生物有机营养型微生物1、光能无机自养型微生物特点以CO2作为唯一碳源或主要碳源；以