微生物学课件-第四章-微生物的营养和培养基.ppt

1、淮阴师范学院淮阴师范学院微生物学微生物学精品课程精品课程微生物学淮阴师范学院淮阴师范学院微生物学微生物学精品课程精品课程淮阴师范学院淮阴师范学院微生物学微生物学精品课程精品课程第四章第四章 微生物的营养微生物的营养和培养基和培养基淮阴师范学院淮阴师范学院微生物学微生物学精品课程精品课程食谱广、胃口大食谱广、胃口大 微生物特点之一微生物特点之一淮阴师范学院淮阴师范学院微生物学微生物学精品课程精品课程营养营养（nutrition）：）：指生物体从外部环境中摄取对其指生物体从外部环境中摄取对其生命活动必需的能量和物质，以满足正常生长和繁殖需生命活动必需的能量和物质，以满足正常生长和繁殖需要的一种最基

2、本的生理功能。要的一种最基本的生理功能。营养为一切生命活动提供了必需的物质基础！营养为一切生命活动提供了必需的物质基础！吸收吸收利用利用生物有机体生物有机体营养物质营养物质摄取摄取淮阴师范学院淮阴师范学院微生物学微生物学精品课程精品课程营养物营养物（nutrient）：）：指具有营养功能的物质，那些指具有营养功能的物质，那些能够满足微生物机体生长、繁殖和完成各种生理活动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。所需的物质。在微生物学中，它还包括非常规物质形式的光辐在微生物学中，它还包括非常规物质形式的光辐射能在内。射能在内。微生物的营养物可为它们的正常生命活动微生物的营养物可为

3、它们的正常生命活动提供结构物质、能量、代谢调节物质提供结构物质、能量、代谢调节物质和必要的生理环境。和必要的生理环境。淮阴师范学院淮阴师范学院微生物学微生物学精品课程精品课程本章内容本章内容：微生物们需要吃什么？微生物们需要吃什么？第三节第三节 营养物质进入细胞营养物质进入细胞微生物们是怎样吃东西的？微生物们是怎样吃东西的？第四节第四节 培养基培养基如何给微生物们做饭？如何给微生物们做饭？第一节第一节 微生物的微生物的6类营养要素类营养要素第二节第二节 微生物的营养类型微生物的营养类型淮阴师范学院淮阴师范学院微生物学微生物学精品课程精品课程第一节第一节 微生物的微生物的6 6类类营养要素营养要

4、素淮阴师范学院淮阴师范学院微生物学微生物学精品课程精品课程马铃薯葡萄糖琼脂马铃薯葡萄糖琼脂(PDA)成分：成分：马铃薯马铃薯(去皮切块去皮切块)200g200g葡萄糖葡萄糖20g20g琼脂琼脂15g15g蒸馏水蒸馏水1000mL1000mL用途：分离培养霉菌。用途：分离培养霉菌。淮阴师范学院淮阴师范学院微生物学微生物学精品课程精品课程牛肉膏蛋白胨牛肉膏蛋白胨成分：成分：蛋白胨蛋白胨 1.5g1.5g牛肉膏牛肉膏 3g3g氯化钠氯化钠 5g5g琼脂琼脂 15g15g蒸馏水蒸馏水1000mL1000mLpH7.4pH7.4用途：分离培养细菌。用途：分离培养细菌。淮阴师范学院淮阴师范学院微生物学微生

5、物学精品课程精品课程察氏培养基察氏培养基成分：成分：硝酸钠硝酸钠3g3g磷酸氢二钾磷酸氢二钾1g1g硫酸镁硫酸镁(MgSO(MgSO4 47H7H2 2O)O)0.5g0.5g氯化钾氯化钾0.5g0.5g硫酸亚铁硫酸亚铁0.01g0.01g蔗糖蔗糖30g30g琼脂琼脂20g20g蒸馏水蒸馏水1000mL1000mL用途：青霉、曲霉鉴定及保存菌种用。用途：青霉、曲霉鉴定及保存菌种用。淮阴师范学院淮阴师范学院微生物学微生物学精品课程精品课程微生物的微生物的 营养要素营养要素碳、氢、氧、氮、硫、磷碳、氢、氧、氮、硫、磷碳源、氮源、能源、碳源、氮源、能源、生长因子、无机盐和水生长因子、无机盐和水6类类

6、淮阴师范学院淮阴师范学院微生物学微生物学精品课程精品课程细胞化学元素组成细胞化学元素组成主要元素主要元素：碳、氢、氧、氮、磷、硫、钾、镁、钙、铁等；碳、氢、氧、氮、磷、硫、钾、镁、钙、铁等；微量元素微量元素：锌、锰、钠、氯、钼、硒、钴、铜、钨、镍、硼等。锌、锰、钠、氯、钼、硒、钴、铜、钨、镍、硼等。一、微生物细胞的化学组成一、微生物细胞的化学组成 1.化学元素（化学元素（chemical element）构成微生物细胞的物质基础是各种化学元素！构成微生物细胞的物质基础是各种化学元素！占细菌细胞占细菌细胞干重的干重的97%97%浓度在浓度在1010-6-6-1010-8-8mol/Lmol/L淮

7、阴师范学院淮阴师范学院微生物学微生物学精品课程精品课程组成微生物细胞的各类化学元素的比例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常因微生物种类的不同而不同E.g.细菌、酵母菌和真菌的碳、氢、氧、氮、磷、细菌、酵母菌和真菌的碳、氢、氧、氮、磷、硫六种元素的含量就有差别。硫六种元素的含量就有差别。硫细菌硫细菌(sulfur bacteria)、铁细菌、铁细菌(iron bacteria)和海洋细菌和海洋细菌(marine bacteria)相对于其他细菌则含有相对于其他细菌则含有较多的较多的硫、铁和钠、氯硫、铁和钠、氯等元素等元素,硅藻硅藻(Diatom)需要需要硅硅酸酸来构建

8、富含来构建富含(SiO2)n的细胞壁。的细胞壁。淮阴师范学院淮阴师范学院微生物学微生物学精品课程精品课程微生物细胞中几种主要元素的含量（干重微生物细胞中几种主要元素的含量（干重%）元素元素 细细 菌菌酵母菌酵母菌真真 菌菌碳碳 5050 48氮氮15125 氢氢8 7 7 氧氧 2031 40 磷磷 3 硫硫 1 淮阴师范学院淮阴师范学院微生物学微生物学精品课程精品课程微微生生物物细细胞胞水：水：70%-90%70%-90%干物质干物质有机物有机物蛋白质、糖、脂、核酸、维生素等蛋白质、糖、脂、核酸、维生素等及其降解产物及其降解产物 无机物（盐）无机物（盐）2.化学成分及其分析化学成分及其分析淮

9、阴师范学院淮阴师范学院微生物学微生物学精品课程精品课程back2细胞湿重细胞湿重(wet weight)与干重与干重(dry weight)之差为之差为细胞含水量细胞含水量，常以百分率表示常以百分率表示(湿重湿重-干重干重)/湿重湿重100%。水是细胞维持正常生命活动所必不可少的，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一般可占细胞重量的7090%。湿重湿重：将细胞外表面所吸附的水份除去后称量所得重量，将细胞外表面所吸附的水份除去后称量所得重量，一般以单位培养液中所含细胞重量表示一般以单位培养液中所含细胞重量表示（克（克/升或毫克升或毫克/毫升）。毫升）。干重干重：采用高温（采

10、用高温（105）烘干、低温真空干燥和红外线）烘干、低温真空干燥和红外线快速烘干等方法将细胞干燥至恒重即为。快速烘干等方法将细胞干燥至恒重即为。淮阴师范学院淮阴师范学院微生物学微生物学精品课程精品课程二、微生物的二、微生物的6类营养要素类营养要素微生物、动物、植物之间存在微生物、动物、植物之间存在“营养上的统一性营养上的统一性”在元素水平上都需在元素水平上都需20种左右，种左右，且以且以碳、氢、氧、氮、硫、磷碳、氢、氧、氮、硫、磷6种元素为主；种元素为主；在营养要素水平上则都在六大类的范围内，在营养要素水平上则都在六大类的范围内，即即碳源、氮源、能源、生长因子、无机盐和水碳源、氮源、能源、生长因

11、子、无机盐和水。淮阴师范学院淮阴师范学院微生物学微生物学精品课程精品课程（一）（一）碳源碳源（carbon source）1.1.定义定义 一切能满足微生物生长繁殖所需碳元素的一切能满足微生物生长繁殖所需碳元素的营养物，称为营养物，称为碳源碳源。微生物细胞含碳量约占干重的微生物细胞含碳量约占干重的5050，除水分外，除水分外，碳源是需要量最大的营养物，又称之为碳源是需要量最大的营养物，又称之为大量营养大量营养物物（macronutrients）。淮阴师范学院淮阴师范学院微生物学微生物学精品课程精品课程 如把微生物作为一个整体来看，其可利用的如把微生物作为一个整体来看，其可利用的碳源范围即碳源谱

12、。碳源范围即碳源谱。碳源谱碳源谱（spectrum of carbon sourcesspectrum of carbon sources）：从元素水平、化合物水平直至培养基原料水平来从元素水平、化合物水平直至培养基原料水平来考察碳源，可见其数目是逐级扩大的甚至可多到无法考察碳源，可见其数目是逐级扩大的甚至可多到无法计算。计算。淮阴师范学院淮阴师范学院微生物学微生物学精品课程精品课程back3微生物能利用的碳源类型微生物能利用的碳源类型大大超过了动物界或植物界所能利用的碳化合物。大大超过了动物界或植物界所能利用的碳化合物。宝贵的氮源宝贵的氮源“C.H.O.N”和和“C.H.O.N.X”型型，尽

13、量避免将之作为廉价的碳源使用。尽量避免将之作为廉价的碳源使用。异养微生物在元素水平上的最适碳源异养微生物在元素水平上的最适碳源 “C.H.O”型型淮阴师范学院淮阴师范学院微生物学微生物学精品课程精品课程凡以无机碳源作主要碳源的微生物，凡以无机碳源作主要碳源的微生物，则是种类较则是种类较少少的的自养微生物自养微生物。凡必须利用有机碳源的微生物，就凡必须利用有机碳源的微生物，就是为数众是为数众多多的的异养微生物异养微生物。碳碳源源谱谱有机碳有机碳无机碳无机碳 对一切异养微生物来说，其碳源同时又兼作能对一切异养微生物来说，其碳源同时又兼作能源，这种碳源称为源，这种碳源称为双功能营养物双功能营养物（d

14、ifunctional nutrient）。）。淮阴师范学院淮阴师范学院微生物学微生物学精品课程精品课程 微生物的碳源物质很多，有微生物的碳源物质很多，有糖类糖类及其衍生物、及其衍生物、有机酸类、醇类、脂类有机酸类、醇类、脂类、烃类、蛋白质及其降解、烃类、蛋白质及其降解产物等。产物等。2.2.种类种类E.g.假单胞杆菌属假单胞杆菌属的一些菌能利用的一些菌能利用90多种多种不同的碳源物质。不同的碳源物质。甲烷氧化菌甲烷氧化菌只能利用只能利用甲烷甲烷和和甲醇甲醇作碳源。作碳源。不同种类的微生物对碳源的利用能力也不一样！不同种类的微生物对碳源的利用能力也不一样！淮阴师范学院淮阴师范学院微生物学微生物

15、学精品课程精品课程单糖单糖双糖和多糖双糖和多糖己糖己糖 戊糖戊糖葡萄糖、果糖葡萄糖、果糖 甘露糖、半乳糖甘露糖、半乳糖淀粉淀粉 纤维素或几丁质等纯多糖纤维素或几丁质等纯多糖纯多糖纯多糖 琼脂等杂多糖琼脂等杂多糖 葡萄糖可作为大多数微生物的碳源！葡萄糖可作为大多数微生物的碳源！（1 1）糖）糖淮阴师范学院淮阴师范学院微生物学微生物学精品课程精品课程（2 2）酚、氰化物等有毒物质）酚、氰化物等有毒物质对人类有毒的物质对人类有毒的物质E.g.酚、氰化物等酚、氰化物等某些微生物某些微生物E.g.诺卡氏菌和一些霉菌等诺卡氏菌和一些霉菌等美味佳肴美味佳肴微生物清除三废微生物清除三废淮阴师范学院淮阴师范学院

16、微生物学微生物学精品课程精品课程（3 3）COCO2 2 最廉价的、用之不尽的碳源，是自养微生物最廉价的、用之不尽的碳源，是自养微生物唯一或主要的碳源。唯一或主要的碳源。E.g.生长在动物血液、组织和肠道中的致病细菌生长在动物血液、组织和肠道中的致病细菌（沙门氏菌（沙门氏菌、李斯特菌等）、李斯特菌等）淮阴师范学院淮阴师范学院微生物学微生物学精品课程精品课程（4 4）纤维素）纤维素 纤维素是由葡萄糖以纤维素是由葡萄糖以1,4糖苷链组成的，糖苷链组成的，在自然界中资源丰富，但大多数动物和人不能直在自然界中资源丰富，但大多数动物和人不能直接利用，而某些微生物可用其作为碳源来生产发接利用，而某些微生物

17、可用其作为碳源来生产发酵产品。酵产品。淮阴师范学院淮阴师范学院微生物学微生物学精品课程精品课程（5 5）烃类）烃类 烃类化合物也能被微生物用作碳源，且微生烃类化合物也能被微生物用作碳源，且微生物氧化烃类的许多中间产物和最终产物均是重要物氧化烃类的许多中间产物和最终产物均是重要的工业原料。的工业原料。清除石油污染清除石油污染淮阴师范学院淮阴师范学院微生物学微生物学精品课程精品课程在发酵工业中最常用的碳源是在发酵工业中最常用的碳源是葡萄糖、淀粉、废糖蜜、葡萄糖、淀粉、废糖蜜、麸皮和米糠等。麸皮和米糠等。淮阴师范学院淮阴师范学院微生物学微生物学精品课程精品课程3.3.功能功能（1 1）构成细胞物质）

18、构成细胞物质（2 2）构成各种代谢产物和细胞贮藏物质）构成各种代谢产物和细胞贮藏物质（3 3）为微生物进行生命活动提供能量）为微生物进行生命活动提供能量淮阴师范学院淮阴师范学院微生物学微生物学精品课程精品课程（二）（二）氮源氮源（nitrogen source）1.1.定义定义 凡能提供微生物生长繁殖所需氮元素的凡能提供微生物生长繁殖所需氮元素的营养源，称为营养源，称为氮源氮源。氮是构成重要生命物质蛋白质和核酸等的主氮是构成重要生命物质蛋白质和核酸等的主要元素，氮占细菌干重的要元素，氮占细菌干重的12121515，也是微生，也是微生物的主要营养物。物的主要营养物。淮阴师范学院淮阴师范学院微生物

19、学微生物学精品课程精品课程 如把微生物作为一个整体来看，其可利用如把微生物作为一个整体来看，其可利用的氮源范围即氮源谱。的氮源范围即氮源谱。氮源谱氮源谱（nitrogen of nitrogen sourcesnitrogen of nitrogen sources）：异养微生物对氮源的利用顺序是：异养微生物对氮源的利用顺序是：“N.C.H.O”或或“N.C.H.O.X”“N.H”“N.O”“N”淮阴师范学院淮阴师范学院微生物学微生物学精品课程精品课程back4微生物能利用的氮源类型也明显比动物或植物的广。微生物能利用的氮源类型也明显比动物或植物的广。淮阴师范学院淮阴师范学院微生物学微生物学精

20、品课程精品课程2.2.种类种类微生物能利用的氮源微生物能利用的氮源无机氮无机氮分子氮分子氮有机氮有机氮淮阴师范学院淮阴师范学院微生物学微生物学精品课程精品课程a.a.有机氮有机氮主要由蛋白质及蛋白质的各种降解产物主要由蛋白质及蛋白质的各种降解产物 蛋白胨、氨基酸、小肽和尿素等。蛋白胨、氨基酸、小肽和尿素等。实验室常用的有机氮源有：实验室常用的有机氮源有：牛肉膏、蛋白胨、酵母膏、鱼粉、牛肉膏、蛋白胨、酵母膏、鱼粉、蚕蛹粉、黄豆粉和花生粉等。蚕蛹粉、黄豆粉和花生粉等。淮阴师范学院淮阴师范学院微生物学微生物学精品课程精品课程b.b.无机氮无机氮主要包括硝酸盐、铵盐、铵等。主要包括硝酸盐、铵盐、铵等。

21、铵盐铵盐是绝大部分微生物的有效氮源，是绝大部分微生物的有效氮源，吸收后能被直接被利用；吸收后能被直接被利用；硝酸盐硝酸盐也能被大部分微生物利用，但也能被大部分微生物利用，但吸收后需被还原成吸收后需被还原成NHNH3 3才能进入合成代谢。才能进入合成代谢。淮阴师范学院淮阴师范学院微生物学微生物学精品课程精品课程 铵盐铵盐 E.gE.g.(NH.(NH4 4)2 2SOSO4 4 作氮源，随着作氮源，随着NHNH4 4的消耗培养基的的消耗培养基的pHpH值值下降下降。铵盐被称作铵盐被称作生理酸性盐生理酸性盐 硝酸盐硝酸盐 Eg.Eg.KNOKNO3 3 作氮源，随着作氮源，随着NONO3 3的消耗

22、的消耗培养基的培养基的pHpH会会上升上升。硝酸盐被称作硝酸盐被称作生理碱性盐生理碱性盐淮阴师范学院淮阴师范学院微生物学微生物学精品课程精品课程铵盐铵盐 和和氨基酸氨基酸被微生物吸收后能直接被利用被微生物吸收后能直接被利用NONO3 3和和蛋白质蛋白质吸收后还需还原降解才可利用吸收后还需还原降解才可利用速效氮源速效氮源迟效氮源迟效氮源淮阴师范学院淮阴师范学院微生物学微生物学精品课程精品课程c.c.分子氮分子氮 分子氮即为大气中的分子氮即为大气中的N N2 2。能利用能利用N N2 2作氮源来合成细胞结构的微生物我们称作氮源来合成细胞结构的微生物我们称固氮微生物固氮微生物。（1 1）研究微生物的

23、）研究微生物的固氮作用固氮作用是生物领域中的一个重是生物领域中的一个重大课题。通过基因工程把微生物的固氮基因转移到高大课题。通过基因工程把微生物的固氮基因转移到高等植物的基因组中，使之可利用等植物的基因组中，使之可利用N N2 2。淮阴师范学院淮阴师范学院微生物学微生物学精品课程精品课程（2 2）固氮微生物具有）固氮微生物具有固氮酶固氮酶，可在常温常压下把，可在常温常压下把N N2 2+H+H2 2 NH NH3 3研究固氮酶作为一种酶制剂生产出来，在进一步在研究固氮酶作为一种酶制剂生产出来，在进一步在生产生产NHNH3 3。这两个课题的研究成功将会这两个课题的研究成功将会为农业带来一次革命性

24、的变化为农业带来一次革命性的变化淮阴师范学院淮阴师范学院微生物学微生物学精品课程精品课程3.3.功能功能 氮源物质一般不提供能量，但也有例外：氮源物质一般不提供能量，但也有例外：硝化细菌硝化细菌，它能利用，它能利用NHNH3 3氧化获得能量，氧化获得能量，NHNH3 3既既是氮源又是能源。是氮源又是能源。构成细胞物质构成细胞物质构成代谢产物构成代谢产物淮阴师范学院淮阴师范学院微生物学微生物学精品课程精品课程 一部分微生物是不需要利用氨基酸作为氮源的，一部分微生物是不需要利用氨基酸作为氮源的，它们能把尿素、铵盐、硝酸盐甚至氮气等它们能把尿素、铵盐、硝酸盐甚至氮气等简单氮源简单氮源自自行合成所需要

25、的一切氨基酸，称为行合成所需要的一切氨基酸，称为氨基酸自养型氨基酸自养型微生物微生物（amino acid autotrophs）。反之，凡需要从外界吸收反之，凡需要从外界吸收现成的氨基酸现成的氨基酸作为氮作为氮源的微生物就是源的微生物就是氨基酸异养型微生物氨基酸异养型微生物（amino acid heterotrophs）。淮阴师范学院淮阴师范学院微生物学微生物学精品课程精品课程（三）（三）能源能源（energy source）1.1.定义定义 能为微生物生命活动提供最初能量来源能为微生物生命活动提供最初能量来源的营养物或辐射能，称为的营养物或辐射能，称为能源能源。淮阴师范学院淮阴师范学院微

26、生物学微生物学精品课程精品课程化能自养微生物的能源为一些化能自养微生物的能源为一些还原态的无机物质还原态的无机物质，E.g.NHE.g.NH4+4+、NONO2-2-、S S、H H2 2S S、H H2 2和和FeFe2+2+等。等。能氧化利用这些物质的微生物都是能氧化利用这些物质的微生物都是细菌细菌，EgEg.硝酸细菌、亚硝酸细菌、硫化细菌、硫细菌、硝酸细菌、亚硝酸细菌、硫化细菌、硫细菌、氢细菌和铁细菌等。氢细菌和铁细菌等。淮阴师范学院淮阴师范学院微生物学微生物学精品课程精品课程单功能营养物单功能营养物E.g.E.g.光辐射能（能源）光辐射能（能源）双功能营养物双功能营养物E.g.E.g.

27、还原态的无机物还原态的无机物NHNH4+4+（氮源、能源）（氮源、能源）三功能营养物三功能营养物E.g.E.g.氨基酸类（碳源、氮源、能源）氨基酸类（碳源、氮源、能源）淮阴师范学院淮阴师范学院微生物学微生物学精品课程精品课程（四）（四）生长因子生长因子（growth factor）1.1.定义定义 是一类调节微生物正常代谢所必需，但不是一类调节微生物正常代谢所必需，但不能用简单的碳、氮源自行合成的能用简单的碳、氮源自行合成的需要量很小需要量很小的一类有机物。的一类有机物。淮阴师范学院淮阴师范学院微生物学微生物学精品课程精品课程各种微生物与生长因子的关系可分以下几类：各种微生物与生长因子的关系可

28、分以下几类：（1）生长因子自养型微生物生长因子自养型微生物（auxoautotrophs）它们它们不需要从外界吸收不需要从外界吸收任何生长因子，多数真菌、任何生长因子，多数真菌、放线菌和不少细菌，如放线菌和不少细菌，如E.coli（大肠杆菌）等都属这类。（大肠杆菌）等都属这类。（2 2）生长因子异养型微生物生长因子异养型微生物（auxoheterotrophsauxoheterotrophs）它们它们需要从外界吸收需要从外界吸收多种生长因子才能维持正常生长，多种生长因子才能维持正常生长，如各种乳酸菌、动物致病菌、支原体和原生动物等。如各种乳酸菌、动物致病菌、支原体和原生动物等。（3 3）生长因

29、子过量合成微生物生长因子过量合成微生物 少数微生物在其代谢活动中，能少数微生物在其代谢活动中，能合成并分泌合成并分泌出大量出大量的维生素等生长因子，可作为有关维生素的生产菌种。的维生素等生长因子，可作为有关维生素的生产菌种。淮阴师范学院淮阴师范学院微生物学微生物学精品课程精品课程2.2.种类种类广义的生长因子：广义的生长因子：维生素、碱基、卟啉及其衍生物、甾醇、胺类、维生素、碱基、卟啉及其衍生物、甾醇、胺类、C C4C C6的分枝或直链脂肪酸，的分枝或直链脂肪酸，以及需要量较大的氨基酸；以及需要量较大的氨基酸；狭义的生长因子：狭义的生长因子：一般仅指维生素。一般仅指维生素。淮阴师范学院淮阴师范

30、学院微生物学微生物学精品课程精品课程a.维生素维生素维生素作为一些酶的辅酶，维生素作为一些酶的辅酶，E.g.E.g.维生素维生素B B6 6（吡哆醛），（吡哆醛），磷酸吡哆醛是一些转氨酶和氨基酸脱羧酶的辅酶。磷酸吡哆醛是一些转氨酶和氨基酸脱羧酶的辅酶。微生物对维生素的需要量一般是微生物对维生素的需要量一般是1 15 5m mgml生产味精时需加生物素（是生产味精时需加生物素（是B B族中的一种）族中的一种）淮阴师范学院淮阴师范学院微生物学微生物学精品课程精品课程b.氨基酸氨基酸 在培养基中一种氨基酸的含量过高，会抑制细胞在培养基中一种氨基酸的含量过高，会抑制细胞对其他氨基酸的摄取，此现象称对其

31、他氨基酸的摄取，此现象称氨基酸不平衡氨基酸不平衡。微生物对氨基酸的需要量一般是微生物对氨基酸的需要量一般是2020m mgml 有些微生物自己不能合成某种有些微生物自己不能合成某种AAAA，必须给，必须给予补充，如赖予补充，如赖AAAA发酵所用的黄色短杆菌不能合发酵所用的黄色短杆菌不能合成环丝成环丝AAAA，为环丝，为环丝AAAA缺陷型菌株，在培养基缺陷型菌株，在培养基中必须添加含环丝中必须添加含环丝AAAA的氮源。如豆饼水解液或的氮源。如豆饼水解液或毛发水解液等。毛发水解液等。淮阴师范学院淮阴师范学院微生物学微生物学精品课程精品课程 各种菌合成各种菌合成AAAA的能力有很大差别，一般的能力有

32、很大差别，一般G G菌强于菌强于G G，大肠杆菌自己能合成全部，大肠杆菌自己能合成全部AAAA，沙，沙门氏菌能合成大部分门氏菌能合成大部分AAAA，有的菌合成，有的菌合成AAAA能力能力极弱，如肠道串珠菌需从外界补充极弱，如肠道串珠菌需从外界补充1919种种AAAA。淮阴师范学院淮阴师范学院微生物学微生物学精品课程精品课程c.碱基碱基 碱基是核酸、核苷酸及一些辅酶的组分；碱基是核酸、核苷酸及一些辅酶的组分；微生物对碱基的需要量一般是微生物对碱基的需要量一般是10102020m mgml 有些微生物不仅不能合成嘧啶和嘌呤，而有些微生物不仅不能合成嘧啶和嘌呤，而且不能将补充的嘧啶和嘌呤结合在核苷酸

33、上，且不能将补充的嘧啶和嘌呤结合在核苷酸上，还必须供给核苷酸，有的菌需补充卟啉或其衍还必须供给核苷酸，有的菌需补充卟啉或其衍生物，还有的菌需供给（低碳）脂肪酸等。生物，还有的菌需供给（低碳）脂肪酸等。淮阴师范学院淮阴师范学院微生物学微生物学精品课程精品课程d.其他生长因子其他生长因子 有些微生物的生长需要一些很特殊的物质，也有些微生物的生长需要一些很特殊的物质，也称生长因子。称生长因子。E.g.E.g.流感嗜血杆菌一定要在含红细胞的培养基上生流感嗜血杆菌一定要在含红细胞的培养基上生长，因为它需要卟啉环作生长因子。长，因为它需要卟啉环作生长因子。厌氧条件下生长的啤酒酵母需要甾醇作为生长厌氧条件下

34、生长的啤酒酵母需要甾醇作为生长因子。因子。淮阴师范学院淮阴师范学院微生物学微生物学精品课程精品课程 在配制微生物培养基时，一般可用生长因子含量丰富在配制微生物培养基时，一般可用生长因子含量丰富的天然物质作原料以保证微生物对它们的需要。的天然物质作原料以保证微生物对它们的需要。酵母膏酵母膏（yeast extractyeast extract）玉米浆玉米浆（cornsteepcornsteep liquor liquor，一种浸制玉米以制取淀粉后产生的副产品，一种浸制玉米以制取淀粉后产生的副产品）肝浸液肝浸液（liver infusionliver infusion）麦芽汁麦芽汁（malt ex

35、tractmalt extract）新鲜的新鲜的动、植物的汁液动、植物的汁液；如果配制的是组合培养基，则可加入如果配制的是组合培养基，则可加入复合维生素溶液。复合维生素溶液。淮阴师范学院淮阴师范学院微生物学微生物学精品课程精品课程3.3.生长因子的微生物分析法生长因子的微生物分析法 微生物分析法就是利用微生物分析法就是利用营养缺陷型的生长量营养缺陷型的生长量和其所和其所必需的生长因子的浓度必需的生长因子的浓度在一定范围内呈正在一定范围内呈正比的关系来测定的。比的关系来测定的。优点：特异性强，灵敏度高优点：特异性强，灵敏度高E.g.E.g.维生素在毫微克维生素在毫微克ml 以下的浓度均可测定。以

36、下的浓度均可测定。淮阴师范学院淮阴师范学院微生物学微生物学精品课程精品课程（五）（五）无机盐无机盐（mineral salts）1.1.定义定义 无机盐（无机盐（mineral salts）或矿质元素主要可为）或矿质元素主要可为微生物提供除碳、氮源以外的各种重要元素。微生物提供除碳、氮源以外的各种重要元素。大量元素大量元素微量元素微量元素无机盐无机盐淮阴师范学院淮阴师范学院微生物学微生物学精品课程精品课程（1 1）大量元素）大量元素（macroelements）凡是生长所需浓度在凡是生长所需浓度在1010-31010-4molL L范围内的元素，范围内的元素，可称为可称为大量元素（大量元素（m

37、acroelementsmacroelements），例如例如P P、S S、K K、MgMg、CaCa、NaNa和和FeFe等。等。淮阴师范学院淮阴师范学院微生物学微生物学精品课程精品课程元元 素素人为提供形式人为提供形式生生 理理 功功 能能大大 量量 元元 素素PKH2PO4 磷酸二氢钾磷酸二氢钾K2HPO4 磷酸氢二钾磷酸氢二钾核酸、磷酸和辅酶的成分核酸、磷酸和辅酶的成分SMgSO4 硫酸铵硫酸铵含硫氨基酸（半胱氨酸、甲硫氨酸等）和含含硫氨基酸（半胱氨酸、甲硫氨酸等）和含硫维生素（生物素、硫胺素等）的成分硫维生素（生物素、硫胺素等）的成分KKH2PO4 磷酸二氢钾磷酸二氢钾K2HPO4

38、 磷酸氢二钾磷酸氢二钾某些酶（果糖激酶、磷酸丙酮酸转磷酸酶等）某些酶（果糖激酶、磷酸丙酮酸转磷酸酶等）的辅因子；维持电位差和渗透压的辅因子；维持电位差和渗透压NaNaCl氯化钠氯化钠维持渗透压；某些细菌和蓝细菌所需维持渗透压；某些细菌和蓝细菌所需CaCa(NO3)2 硝酸钙硝酸钙CaCl2 氯化钙氯化钙某些胞外酶的稳定剂、蛋白酶等的辅因子；某些胞外酶的稳定剂、蛋白酶等的辅因子；细菌形成芽孢和某些真菌形成孢子所需细菌形成芽孢和某些真菌形成孢子所需MgMgSO4 硫酸镁硫酸镁固氮酶等的辅因子；叶绿素等的成分固氮酶等的辅因子；叶绿素等的成分FeFeSO4 硫酸铁硫酸铁细胞色素的成分；合成叶绿素、白喉

39、毒素和细胞色素的成分；合成叶绿素、白喉毒素和氧高铁血红素所需氧高铁血红素所需淮阴师范学院淮阴师范学院微生物学微生物学精品课程精品课程 凡所需浓度在凡所需浓度在1010-61010-8molL L范围内的元素，范围内的元素，则称为则称为微量元素（微量元素（microelementsmicroelements），如如CuCu、ZnZn、MnMn、MoMo、CoCo和和NiNi、SnSn、SeSe等。等。（2 2）微量元素）微量元素（microelements）在培养微生物时在培养微生物时自来水原料中足以够用，不需另加。自来水原料中足以够用，不需另加。淮阴师范学院淮阴师范学院微生物学微生物学精品课程

40、精品课程元元 素素人为提供形式人为提供形式生生 理理 功功 能能微微量量元元素素MnMnSO4 硫酸锰硫酸锰超氧化物歧化酶、氨肽酶和超氧化物歧化酶、氨肽酶和L-阿拉伯阿拉伯糖异构酶等的辅因子糖异构酶等的辅因子CuCuSO4 硫酸铜硫酸铜氧化酶、酪氨酸酶的辅因子氧化酶、酪氨酸酶的辅因子CoCoSO4 硫酸钴硫酸钴维生素维生素B12复合物的成分；肽酶的辅因复合物的成分；肽酶的辅因子子ZnZnSO4 硫酸锌硫酸锌碱性磷酸酶以及多种脱氢酶、肽酶和碱性磷酸酶以及多种脱氢酶、肽酶和脱羧酶的辅因子脱羧酶的辅因子Mo(NH4)6Mo7O24 钼酸铵钼酸铵固氮酶和同化型及异化型硝酸盐还原固氮酶和同化型及异化型硝

41、酸盐还原酶的成分酶的成分淮阴师范学院淮阴师范学院微生物学微生物学精品课程精品课程（六）（六）水水微生物细胞中水占微生物细胞中水占70709090，水是地球上整个生命系统存在和发展的必要条件！水是地球上整个生命系统存在和发展的必要条件！淮阴师范学院淮阴师范学院微生物学微生物学精品课程精品课程水在生物体内的作用水在生物体内的作用（1 1）水是细胞的重要组成成分。）水是细胞的重要组成成分。（2 2）水直接参与代谢反应，许多反应都涉及脱水和水合。）水直接参与代谢反应，许多反应都涉及脱水和水合。（3 3）水是活细胞中各种生化反应的介质。）水是活细胞中各种生化反应的介质。（4 4）营养物质、代谢产物都必须

42、溶于水中才能被运输。）营养物质、代谢产物都必须溶于水中才能被运输。（5 5）水比热高、气化热高、沸点高，又是热的良导体，可）水比热高、气化热高、沸点高，又是热的良导体，可调节细胞的温度。调节细胞的温度。（6 6）水是维持细胞。）水是维持细胞。淮阴师范学院淮阴师范学院微生物学微生物学精品课程精品课程（七）（七）气体气体 1.1.氧气氧气 需氧微生物的能量代谢需要氧气的存在，微生物发需氧微生物的能量代谢需要氧气的存在，微生物发酵中给氧的方法有酵中给氧的方法有搅拌、振荡，通气搅拌、振荡，通气等等。淮阴师范学院淮阴师范学院微生物学微生物学精品课程精品课程2.CO2.CO2 2 CO CO2 2是自养微

43、生物的碳源，也常被异养微生物用是自养微生物的碳源，也常被异养微生物用于固定延长碳链。于固定延长碳链。E.g.丙酮酸羧化为草酰乙酸丙酮酸羧化为草酰乙酸 有些生长在动物体内的致病菌生长需要少量的有些生长在动物体内的致病菌生长需要少量的COCO2 2，在培养时要提供，在培养时要提供1010的的COCO2 2 （V/VV/V），可用），可用COCO2 2培培养箱。养箱。淮阴师范学院淮阴师范学院微生物学微生物学精品课程精品课程第二节第二节 微生物的营养类型微生物的营养类型淮阴师范学院淮阴师范学院微生物学微生物学精品课程精品课程 营养类型营养类型是指根据微生物生长所需要的是指根据微生物生长所需要的主要营养

44、要素即能源和碳源的不同，而划分的主要营养要素即能源和碳源的不同，而划分的微生物类型。微生物类型。淮阴师范学院淮阴师范学院微生物学微生物学精品课程精品课程一、微生物营养类型一、微生物营养类型()()淮阴师范学院淮阴师范学院微生物学微生物学精品课程精品课程二、微生物营养类型二、微生物营养类型()淮阴师范学院淮阴师范学院微生物学微生物学精品课程精品课程 1.1.光能无机营养型光能无机营养型（光能自养型，（光能自养型，photoautotroph）能以能以CO2为主要唯一或主要碳源；为主要唯一或主要碳源；进行光合作用获取生长所需要的能量；进行光合作用获取生长所需要的能量；以无机物如以无机物如H2、H2

45、S、S等作为供氢体或电子供体，等作为供氢体或电子供体，使使CO2还原为细胞物质；还原为细胞物质；CO2+2H2A光合色素光合色素光能光能 CH2O+2A+2A+H2O淮阴师范学院淮阴师范学院微生物学微生物学精品课程精品课程例如，藻类及蓝细菌等和植物一样，以水为电子供体例如，藻类及蓝细菌等和植物一样，以水为电子供体（供氢体），进行产氧型的光合作用，合成细胞物质。（供氢体），进行产氧型的光合作用，合成细胞物质。而红硫细菌，以而红硫细菌，以H2S为电子供体，产生细胞物质，并伴为电子供体，产生细胞物质，并伴随硫元素的产生。随硫元素的产生。光能光能光合色素光合色素 CH2O+2S+2S+H2OCO2+2

46、H2S淮阴师范学院淮阴师范学院微生物学微生物学精品课程精品课程以以CO2及简单有机物为碳源；及简单有机物为碳源；以有机物作为供氢体，利用光能将以有机物作为供氢体，利用光能将CO2还原为细胞物质；还原为细胞物质；在生长时大多数需要外源的生长因子；在生长时大多数需要外源的生长因子；2.2.光能有机营养型光能有机营养型（光能异养型，（光能异养型，photoheterotroph）这类微生物能利用有机物迅速繁殖，常用于污水处理这类微生物能利用有机物迅速繁殖，常用于污水处理。淮阴师范学院淮阴师范学院微生物学微生物学精品课程精品课程例如，红螺菌属中的一些细菌能利用异丙醇作为供氢体，例如，红螺菌属中的一些细

47、菌能利用异丙醇作为供氢体，将将CO2还原成细胞物质，同时积累丙酮。还原成细胞物质，同时积累丙酮。CHOH+CHOH+COCO2 2H H3 3C CH H3 3C C2 2光能光能光合色素光合色素2 CH2 CH3 3C0CHC0CH3 3+CH+CH2 2O+HO+H2 2O O淮阴师范学院淮阴师范学院微生物学微生物学精品课程精品课程光能无机自养型和光能有机异养型微生物可利用光能生长，光能无机自养型和光能有机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。在地球早期生态环境的演化过程中起重要作用。淮阴师范学院淮阴师范学院微生物学微生物学精品课程精品课程生长所需要的能量来

48、自无机物氧化过程中放出的化学能；生长所需要的能量来自无机物氧化过程中放出的化学能；以以CO2或碳酸盐作为唯一或主要碳源进行生长时，利用或碳酸盐作为唯一或主要碳源进行生长时，利用H2、H2S、Fe2+、NH3或或NO2-等作为电子供体使等作为电子供体使CO2还原还原成细胞物质。成细胞物质。3.3.化能无机营养型化能无机营养型（化能自养型，（化能自养型，chemoautotroph）可在完全可在完全无机及无光无机及无光的环境中生长。的环境中生长。它们广泛分布于土壤及水环境中它们广泛分布于土壤及水环境中,参与地球物质循环。参与地球物质循环。淮阴师范学院淮阴师范学院微生物学微生物学精品课程精品课程如如

49、FeOFeO硫杆菌可把硫杆菌可把FeOFeO氧化成氧化成FeFe，FeFe氧化率达氧化率达9595100100并放出能量并放出能量 FeFe2 2FeFe3 3e eQ Q 用氧化亚铁硫杆菌氧化黄铁矿时，可用氧化亚铁硫杆菌氧化黄铁矿时，可以生成硫酸和硫酸高铁，硫酸高铁是强以生成硫酸和硫酸高铁，硫酸高铁是强氧化剂和溶剂，可以溶解矿物，如溶解氧化剂和溶剂，可以溶解矿物，如溶解铜矿析出铜元素，用这类微生物来开矿铜矿析出铜元素，用这类微生物来开矿冶金称为细菌冶金，是开采贫矿和尾矿冶金称为细菌冶金，是开采贫矿和尾矿的有效办法，用细菌浸出的有效办法，用细菌浸出FeFe的速度比完的速度比完全氧化快全氧化快5

50、6566060倍。倍。淮阴师范学院淮阴师范学院微生物学微生物学精品课程精品课程 4.4.化能有机营养型化能有机营养型（化能异养型，（化能异养型，chemoheterotroph）生长所需要的能量均来自有机物氧化过程中放出生长所需要的能量均来自有机物氧化过程中放出的化学能；的化学能；生长所需要的碳源主要是一些有机化合物，生长所需要的碳源主要是一些有机化合物，如淀粉、糖类、纤维素、有机酸等。如淀粉、糖类、纤维素、有机酸等。淮阴师范学院淮阴师范学院微生物学微生物学精品课程精品课程有机物通常既是碳源也是能源！有机物通常既是碳源也是能源！大多数细菌、放线菌、原生动物、几乎全部的真菌大多数细菌、放线菌、原