第三章.微生物的营养与生长ppt
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微生物的营养代谢PPT课件
基本营养物质的培养基。
例如：牛肉膏蛋白胨培养基（细菌）
牛肉膏 蛋白胨 NaCl 琼脂 水 PH
3g 10g 5g 18--20g 1000ml 7.0----7.2
培养基
（2）加富培养基（enrichment medium）
又叫营养培养基
定义：在基础培养基中加入某些特殊营养物 质制成的营养丰富的培养基。
[CH2O] + O2 ↑
如以还：绿 原硫 态细 无菌 机、硫紫化硫物细作菌氢或还电原子C供O体2 时。，
光能
CO2 + 2H2S 细→菌 [CH2O] + H2O + 2S
叶绿素
微生物的营养类型
（2）光能有机营养型（photorganotroph)
又叫异养微生物。又称光能异养型微生物。 红螺菌属.
脂肪酶
脂肪
甘油 ＋O2 CO2+H2O
脂肪酸 -O2 简单酸＋CO2+CH4
应用：屠宰场；生活污水。
3 果胶物质的分解
原果胶酶
原果胶＋H2O
可溶性果胶＋多缩戊糖
可溶性果胶＋H2O 果胶甲基酯酶 果胶酸＋甲醇
果胶酸＋H2O 多缩半乳糖酶 半乳糖醛酸
应用：麻类物质的脱胶处理
水浸——厌氧性细菌 露浸——好氧性细菌、放线菌、真菌
定义：以小分子有机物为最终电子受体的生物 氧化过程。有机物为呼吸基质的中间产物。
最终电子受体——有机物 参与的微生物——厌氧菌和兼性厌氧菌。 不经过电子传递体。 常见的发酵有
§乙醇发酵 §乳酸发酵
§丁酸发酵
乙醇发酵（生产酒精）
葡萄糖
3－磷酸甘油醛
2NAD
乙醇
1，3－二磷酸甘油酸
2NADH2
例如：牛肉膏蛋白胨培养基（细菌）
牛肉膏 蛋白胨 NaCl 琼脂 水 PH
3g 10g 5g 18--20g 1000ml 7.0----7.2
培养基
（2）加富培养基（enrichment medium）
又叫营养培养基
定义：在基础培养基中加入某些特殊营养物 质制成的营养丰富的培养基。
[CH2O] + O2 ↑
如以还：绿 原硫 态细 无菌 机、硫紫化硫物细作菌氢或还电原子C供O体2 时。，
光能
CO2 + 2H2S 细→菌 [CH2O] + H2O + 2S
叶绿素
微生物的营养类型
（2）光能有机营养型（photorganotroph)
又叫异养微生物。又称光能异养型微生物。 红螺菌属.
脂肪酶
脂肪
甘油 ＋O2 CO2+H2O
脂肪酸 -O2 简单酸＋CO2+CH4
应用：屠宰场；生活污水。
3 果胶物质的分解
原果胶酶
原果胶＋H2O
可溶性果胶＋多缩戊糖
可溶性果胶＋H2O 果胶甲基酯酶 果胶酸＋甲醇
果胶酸＋H2O 多缩半乳糖酶 半乳糖醛酸
应用：麻类物质的脱胶处理
水浸——厌氧性细菌 露浸——好氧性细菌、放线菌、真菌
定义：以小分子有机物为最终电子受体的生物 氧化过程。有机物为呼吸基质的中间产物。
最终电子受体——有机物 参与的微生物——厌氧菌和兼性厌氧菌。 不经过电子传递体。 常见的发酵有
§乙醇发酵 §乳酸发酵
§丁酸发酵
乙醇发酵（生产酒精）
葡萄糖
3－磷酸甘油醛
2NAD
乙醇
1，3－二磷酸甘油酸
2NADH2
食品微生物学 第三章微生物的生理 第二节微生物的生长
微生物的生理
（1）微生物的生长曲线 将少量单细胞微生物纯菌种接 种到新鲜的液体培养基中，在最适条件下培养，在培养过程 中定时测定细胞数量，以细胞数的对数为纵坐标，时间为横 坐标，可以画出一条有规律的曲线，这就是微生物的生长曲 线（growth curve）。生长曲线严格说应称为繁殖曲线，因 为单细胞微生物，如细菌等都以细菌数增加作为生长指标。 这条曲线代表了细菌在新的适宜环境中生长繁殖至衰老死亡 的动态变化。根据细菌生长繁殖速度的不同可将其分为四个 时期（见图3-1）。
微生物的生理
第三章
微生物的生理
3.1 微生物的营养 3.2 微生物的生长 3.3 微生物生长的控制 3.4 微生物的代谢
微生物的生理
3.2 微生物的生长
3.2.1 微生物生长与繁殖
微生物在适宜的条件下，不断从周围环境中吸收营养物 质，并转化为细胞物质的组分和结构。同化作用的速度超过 了异化作用，使个体细胞质量和体积增加，称为生长。单细 胞微生物，如细菌个体细胞增大是有限的，体积增大到一定 程度就会分裂，分裂成两个大小相似的子细胞，子细胞又重 复上述过程，使细胞数目增加，称为繁殖。单细胞微生物的 生长实际是以群体细胞数目的增加为标志的。霉菌和放线菌 等丝状微生物的生长主要表现为菌丝的伸长和分枝，其细胞 数目的增加并不伴随着个体数目的增多而增加。
微生物的生理
（4）比浊法 在细菌培养生长过程中，由于细胞数量的 增加，会引起培养物混浊度的增高，使光线透过量降低。在 一定浓度范围内，悬液中细胞的数量与透光量成反比，与光 密度成正比。比浊管是用不同浓度的BaCl2与稀H2SO4配制成 的10支试管，其中形成的BaSO4有10个梯度，分别代表10个 相对的细菌浓度（预先用相应的细菌测定）。某一未知浓度 的菌液只要在透射光下用肉眼与某一比浊管进行比较，如果 两者透光度相当，即可目测出该菌液的大致浓度。 如果要 作精确测定，则可用分光光度计进行。在可见光的450～ 650nm波段内均可测定。
第三章微生物的营养与代谢
主要功能 1.用来构成细胞物质的骨架。 2.提供生理活动所需的能量。
第三章微生物的营养与代谢源
氮是组成微生物蛋白质、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
第三章微生物的营养与代谢
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。
第三章微生物的营养与代谢
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、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。
第三章微生物的营养与代谢
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
❖ 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
第三章微生物的营养与代谢
三、能源
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）
在微生物各种各样的生理活动中必须有 水参加才能进行。
第三章微生物的营养与代谢
水是一种最优良的溶剂，可保证几乎一切生 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
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。
第三章微生物的营养与代谢源
氮是组成微生物蛋白质、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
第三章微生物的营养与代谢
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。
第三章微生物的营养与代谢
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、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。
第三章微生物的营养与代谢
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
❖ 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
第三章微生物的营养与代谢
三、能源
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）
在微生物各种各样的生理活动中必须有 水参加才能进行。
第三章微生物的营养与代谢
水是一种最优良的溶剂，可保证几乎一切生 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
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。
微生物的生长 PPT
(3)比浊法/光密度法 OD(optical density)Λ＝450~660nm, 可见光
21
第一节 微生物的生长及其特性
（4）测细胞含碳量POC（particulate organic carbon） POC＝1 X mg/l 特点：快、低浓度也可测 TOC（2total organic carbon）：总有机碳 DOC（dissolved organic carbon）：溶解性有机碳
H2N C
N
+NH2 H
2Cl-
C NH2 H2N -
DNA
5
第一节 微生物的生长及其特性
DTAF染色法
5-DTAF : 5-(4,6-dichlorotriazinyl) aminofluorescein
O OH
OO
Cl
N
O
NH N
N
H
Cl
OH
DNA
6
第一节 微生物的生长及其特性
③计数器法: 如血球计数板法 ④比例计数法:
将已知颗粒浓度得液体与待测菌液按一定比例混合后 在显微镜下,测各自得数目。(特点:不需测量体积)
7
第一节 微生物的生长及其特性
• 活细胞染色法
美蓝染色法 （酵母活细 胞计数）
活细胞：无色 死细胞：蓝色
口丫啶橙染色法 活细胞：橙色荧光 （在紫外显微镜下 观察细胞的荧光） 死细胞：绿色荧光
8
第一节 微生物的生长及其特性
2
第一节 微生物的生长及其特性
二、微生物生长得测定方法
直接计数法（显微镜）
计数法
间接计数法 （关注：活细胞染色法、特定细胞计
数法） 定
量
体积法
测
重量法（湿重法、干重法）
21
第一节 微生物的生长及其特性
（4）测细胞含碳量POC（particulate organic carbon） POC＝1 X mg/l 特点：快、低浓度也可测 TOC（2total organic carbon）：总有机碳 DOC（dissolved organic carbon）：溶解性有机碳
H2N C
N
+NH2 H
2Cl-
C NH2 H2N -
DNA
5
第一节 微生物的生长及其特性
DTAF染色法
5-DTAF : 5-(4,6-dichlorotriazinyl) aminofluorescein
O OH
OO
Cl
N
O
NH N
N
H
Cl
OH
DNA
6
第一节 微生物的生长及其特性
③计数器法: 如血球计数板法 ④比例计数法:
将已知颗粒浓度得液体与待测菌液按一定比例混合后 在显微镜下,测各自得数目。(特点:不需测量体积)
7
第一节 微生物的生长及其特性
• 活细胞染色法
美蓝染色法 （酵母活细 胞计数）
活细胞：无色 死细胞：蓝色
口丫啶橙染色法 活细胞：橙色荧光 （在紫外显微镜下 观察细胞的荧光） 死细胞：绿色荧光
8
第一节 微生物的生长及其特性
2
第一节 微生物的生长及其特性
二、微生物生长得测定方法
直接计数法（显微镜）
计数法
间接计数法 （关注：活细胞染色法、特定细胞计
数法） 定
量
体积法
测
重量法（湿重法、干重法）
食品微生物学 第三章微生物的生理 第四节微生物的代谢
微生物的生理
第三章
微生物的生理
3.1 微生物的营养 3.2 微生物的生长 3.3 微生物生长的控制 3.4 微生物的代谢
微生物的生理
3.4 微生物的代谢
代谢（metabolism）是微生物细胞与外界环境不断进行 物质交换的过程，即微生物细胞不停地从外界环境中吸收适 当的营养物质，在细胞内合成新的细胞物质并储存能量，这 是微生物生长繁殖的物质基础，同时它又把衰老的细胞和不 能利用的废物排出体外。因而它是细胞内各种生物化学反应 的总和。由于代谢活动的正常进行，保证的微生物的生长繁 殖，如果代谢作用停止，微生物的生命活动也就停止。因此 代谢作用与微生物细胞的生存和发酵产物的形成紧密相关。 微生物的代谢包括微能量代谢和物质代谢两部分。
微生物的生理
第四阶段：2-磷酸甘油酸转变为丙酮酸。这一阶段包括 以下两步反应：
① 2-磷酸甘油酸在烯醇化酶的催化下生成磷酸烯醇式丙 酮酸。
反应中脱去水的同时引起分子内部能量的重新分配，形 成一个高能磷酸键，为下一步反应做了准备。
微生物的生理
② 磷酸烯醇式丙酮酸在丙酮酸激酶的催化下，转变为 丙酮酸。
GDP+ Pi GTP 琥珀酰CoA 琥珀酸硫激酶 琥珀酸 + CoASH
琥珀酰CoA在琥珀酸硫激酶的催化下，高能硫酯键被水 解生成琥珀酸，并使二磷酸鸟苷（GDP）磷酸化形成三磷酸 鸟苷（GTP）。这是三羧酸循环中唯一的一次底物水平磷酸 化。
微生物的生理
⑥琥珀酸脱ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ生成延胡索酸
FAD
FADH2
琥珀酸
NAD+
NADH +H+
苹果酸
草酰乙酸
苹果酸脱氢酶
TCA循环的总反应式如下：
第三章
微生物的生理
3.1 微生物的营养 3.2 微生物的生长 3.3 微生物生长的控制 3.4 微生物的代谢
微生物的生理
3.4 微生物的代谢
代谢（metabolism）是微生物细胞与外界环境不断进行 物质交换的过程，即微生物细胞不停地从外界环境中吸收适 当的营养物质，在细胞内合成新的细胞物质并储存能量，这 是微生物生长繁殖的物质基础，同时它又把衰老的细胞和不 能利用的废物排出体外。因而它是细胞内各种生物化学反应 的总和。由于代谢活动的正常进行，保证的微生物的生长繁 殖，如果代谢作用停止，微生物的生命活动也就停止。因此 代谢作用与微生物细胞的生存和发酵产物的形成紧密相关。 微生物的代谢包括微能量代谢和物质代谢两部分。
微生物的生理
第四阶段：2-磷酸甘油酸转变为丙酮酸。这一阶段包括 以下两步反应：
① 2-磷酸甘油酸在烯醇化酶的催化下生成磷酸烯醇式丙 酮酸。
反应中脱去水的同时引起分子内部能量的重新分配，形 成一个高能磷酸键，为下一步反应做了准备。
微生物的生理
② 磷酸烯醇式丙酮酸在丙酮酸激酶的催化下，转变为 丙酮酸。
GDP+ Pi GTP 琥珀酰CoA 琥珀酸硫激酶 琥珀酸 + CoASH
琥珀酰CoA在琥珀酸硫激酶的催化下，高能硫酯键被水 解生成琥珀酸，并使二磷酸鸟苷（GDP）磷酸化形成三磷酸 鸟苷（GTP）。这是三羧酸循环中唯一的一次底物水平磷酸 化。
微生物的生理
⑥琥珀酸脱ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ生成延胡索酸
FAD
FADH2
琥珀酸
NAD+
NADH +H+
苹果酸
草酰乙酸
苹果酸脱氢酶
TCA循环的总反应式如下：
微生物学课件ppt
微生物的生长曲线
延迟期
微生物适应环境，繁殖 速度较慢，数量增长缓
慢。
对数生长期
微生物快速繁殖，数量 呈指数增长。
稳定期
微生物繁殖速度减慢， 营养物质消耗殆尽，环 境压力增大，死亡数量
增加。
衰亡期
微生物大量死亡，数量 下降。
微生物的培养基
液体培养基
适用于工业发酵和实验室研究， 可促进微生物的生长和繁殖。
有性繁殖
通过两个细胞的结合，经过减数分裂形成配子，再经过受精作用形成新的个体， 如真菌的孢子生殖。
Part
05
微生物的遗传与变异
基因突变
基因突变是微生物遗传变异的重要来 源之一，是指基因序列中发生的碱基 对的增添、缺失或替换，导致基因结 构的改变。
基因突变通常是不定向的，但也可以 在某些特定条件下（如诱变剂的作用 ）发生定向突变。
环境污染等，这些行为可能导致某些病原菌的抗药性和生态失衡。
Part
07
微生物的应用与危害
微生物在工业上的应用
01
02
03
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
04
微生物发酵
利用微生物的代谢过程生产食 品、饮料、饲料、抗生素、氨
基酸等产品。
生物转化
利用微生物将原料转化为燃料 、化学品、塑料等工业品。
生物冶金
利用微生物从矿石中提取金属 。
微生物学课件
• 微生物学简介 • 微生物的形态与结构 • 微生物的营养与生长 • 微生物的代谢与繁殖 • 微生物的遗传与变异 • 微生物的生态与分布 • 微生物的应用与危害
目录
Part
01
微生物学简介
微生物的定义与分类
微生物定义
第三章-真核微生物PPT课件
如活性污泥驯化中期 （游离细菌大量出现
痢疾变形虫
后）。
.
19
（三）纤毛纲 ★
1、特征：
小核
周身表面或部分表面具有 纤毛。
提问：纤毛的功能？
游动及摄食的工具。
纤毛 胞口 胞咽 食物泡
大核
钟虫形态图
.
20
No Image
纤毛虫类与水处理的关系
非常密切！ ？
纤毛虫喜吃游离细菌及有机颗粒， 已发现的种类有6000种，远远超过肉足类和鞭毛类。
.
13
No Image
(一)鞭毛纲
形态：具一根或多根鞭毛，作为运动胞器。 分为植物性鞭毛虫和动物性鞭毛虫。
I. 植物性鞭毛虫（兼有动物性营养）
“眼虫”－裸 藻
与水处理的关系★
长期无光时色 素退化、进行 异养生存！
“钟罩虫”----金 藻
适宜的环境是α—中污性小水体，生活污水中较多，
在活性污泥、生物滤料的膜上有，但量少。
细胞质可伸缩变动而形成伪足。
作为运动和摄食的胞器。
.
16
典型种：变形虫、辐射变 形虫、太阳虫、壳虫
太 阳 虫
.
17
2、营养 动物性营养
捕食草履虫
.
吞噬的 硅藻 细胞核
18
严重的水传染病变形 虫（Amoebida，阿 米巴）痢疾(赤痢)就 是由于寄生的变形虫 赤痢阿米巴引起的。
• ★ 与水处理的关系： 大量出现时预示出水 水质差。
为32~70um，
宽22~48um，
口围12~25um
2．群体型（“九头鸟”）
• 固着型纤毛虫中的群体型生物有缩虫、盖虫、累枝虫三 种。
柄 可 收 缩
缩虫 累枝虫 盖虫
微生物的营养与生长
第二节 微生物的生长
主要内容： 微生物的个体生长 微生物群体生长 环境因素对微生物生长的影响及其原理
一、微生物生长的概念及其测定 1 、生长
单细胞生物有机体细胞组分和结构在量的方面的增加。
繁殖
单细胞生物细胞数目的增多；多细胞生物通过形成有性、无性孢子使个体数目增多.
发育
从生长到繁殖，是生物的构造和机能从简单到复杂、从量变到质变的发展过程，这一过 程称为发育。
工业应用：获取大量菌体或代谢产物。可以通过补 料或调节pH值延长此时期。
4、衰亡期（declined phase） 生长出现负增长，即新生细胞数＜死亡的细胞数，
现象：形态多样，如菌体畸形等；有的微生物 出现自溶；有的微生物开始产生或放出对 人类有用的抗生素等次生代谢物。
原因：生活环境越来越不利。 研究的意义：预测达到的菌数，了解不同时期
1、延迟期（lag phase）： 特点： 数目几乎不增加，或稍有减少，但细胞体积增长较快，代谢活跃，细胞内物质增加， 对外界抗性下降。 原因：调整代谢以适应新的环境条件，合成诱导酶，积累必要的中间产物等 影响延迟期长短的因素： 菌种：繁殖速度较快的菌种的延迟期一般较短； 接种物菌龄：用对数生长期的菌种接种时，其延迟期较短，甚至检查不到延迟期； 接种量：一般来说，接种量增大可缩短甚至消除延迟期 培养基成分：在营养成分丰富的天然培养基上生长的延迟期比在合成培养基上生 长时间短；接种后培养基成分有较大变化时，会使延迟期加长，所以发酵工业上尽量使 发酵培养基的成分与种子培养基接近。 缩短延迟期的措施： 增加接种量 采用最适菌龄 加入某些成分 选育繁殖快的菌种
二、微生物的生长曲线及在食品工业中应用 微生物群体生长 细菌纯培养群体生长规律
将少量单细胞纯培养接种到恒定容积的液体培养基中培养，定时取样计数，以培养时 间为横坐标，细菌数的对数为纵坐标所绘制出的曲线，叫群体生长曲线。 实际上是繁殖曲线。从群体研究上反映个体的状况。
第三章 微生物的营养与代谢
3.鉴别培养基
根据微生物的代谢特点，通过指示剂的显
色反应用以鉴别不同微生物的培养基。
第二节 微生物酶
生化反应多数是在特定酶的参与下进行的 酶促反应。具有很强的催化活性和高度专一性， 称为生物催化剂。酶的主要成分是蛋白质，结 构有两种：
单纯蛋白酶：单成分酶，它本身就是具有
催化活力的蛋白质。
结合蛋白酶：双成分酶，由蛋白质和非蛋
最好的能源为葡萄糖，其他糖类代谢产生
能量的速度慢。发酵工业选用玉米粉、米糠、
麦麸、马铃薯、甘薯和野生淀粉，作为廉价碳 源。
（二）氮源 氮源：能提供微生物细胞组成成分或代谢 产物中的氮素来源的营养物质。 合成氨基酸和碱基，进而合成蛋白质、核 酸等细胞成分。地球氮循环从微生物固氮作用 开始。发酵工业中常用鱼粉、血粉、蚕蛹粉、 豆饼粉和花生饼粉。
质的膜囊，膜囊游离于细胞质中。专一性不强，
摄取物质被胞内酶逐步分解。
胞吐作用 胞吞作用
胞饮作用
四、培养基
培养基：人工配制适合微生物生长、繁殖
和积累代谢产物所需要的营养基质。根据不同
微生物的营养要求，加入适当种类和数量的营
养物，注意碳氮比、酸碱度、氧化还原电位。
（一）根据成分划分
1.天然培养基
解酶在细胞质中；呼吸酶在中间体上或线粒体
上；蛋白合成酶在核蛋白体上。
三、微生物酶在食品工业中的应用
动植物蛋白酶水解生产蛋白肽；烘焙工业
中对淀粉和蛋白质改良；果胶酶澄清果汁。
Better dough makes better bread
For bigger, better-looking baked goods
兼性寄生：既能在活生物体上生活，又能
在死的有机残体上生长。
微生物的营养
(1)这个实验可以证明的假说是—土—壤—中—有微生物存在
（2）为这个实验设计的对照实验应该 是——在--其---他---条---件---不---变---的---基---础---上---，---把---花---园-- 土换成
高温加热过的花园土 （3）实验结束时，牛奶会——变—酸—，检测 的方法是——用—P—H试—纸—检—测—，产生这一结 果的原因是—土—壤—中—的—微—生—物—通—过—发—酵—作—用，把牛奶变酸
思考题:如何利用伊红---美蓝培养基对自来 水中的鉴别大肠杆菌是否超标进行测?P81
选择培养基
• 加入青霉素的培养基 分离酵母菌、霉菌等真菌
• 加入高浓度食盐的培养基 分离金黄色葡萄球菌
• 不加氮源的无氮培养基 分离固氮菌
• 不加含碳有机物的无碳培养基 分离自养型微生物
• 加入青霉素等抗生素的培养基 分离导入了目的基因的受体细胞
有机碳源 糖类 脂肪酸 花生粉饼 石油 等
作用
①构成细胞 物质和一些 代谢产物 ②异养微生 物的能源
思考
自养型和异养型微生物分别能利用 哪类碳源物质？
微生物的营养类型
营养类型 能源 氢的供体 基本碳源 微生物举例
光能自养型 光
光能异养型 光
化能自养型 无机 物
化能异养型 有机 物
无机物 有机物 无机物 有机物
主要用于微生物的 分离、计数等
需加入凝固 剂，如琼脂
固体培养基
液体培养基
主要用于工业生产
半固体培养基
主要用于观察微 生物的运动、鉴 定菌种等
； 必威电竞 ；
疆虽是鼎鼎有名.孟禄也听过他的名字.但他却不知道左耳朵的为人.也不知道左耳朵在北疆的威望.就如飞红中在北地几样.他只道左耳朵也像明悦几样.只是个 助拳 的人.仗着箭
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第3章
微生物的营养与生长
微生物与高等生物的异同？ 微生物营养？ 微生物生长？
第3章 微生物的营养与生长
微生物细胞的化学组成 微生物的营养物质和营养类型 微生物的培养基 营养物质进入微生物细胞的方式 微生物的生长
微生物细胞的化学组成
微生物细胞化学组成成分析表明，与其 他高等动植物细胞一样，细胞也是大量 元素碳、氢、氧、氮、磷、硫（这六种 元素占细菌细胞干重的97％，表3－l） 和微量元素铁、锰、锌等构成。微生物 细胞中这些元素主要以蛋白质、糖、脂、 核酸、维生素及它们的降解产物、代谢 产物等有机物质，水和无机盐等无机物 质的形式存在。水是细胞中的一种主要 成分，一般可占细胞干重的90％以上。
生长因子 需要量（ml-1
胆碱 硫胺素 B-丙氨酸 尿嘧啶 吡哆醛 6ug 0.5ng 1.5ug 0-4ug 0.025ug
III型肺炎链球菌（Streptococcus pneumoniae）
微生物的营养物质和营养类型
2、微生物的营养类型 自养型生物 生长所需要的营养物质 异养型生物 光能营养型 生物生长过程中能量的来源 化能营养型
1、选用和设计培养基的原则和方法
目的明确 营养协调 理化条件适宜
经济节约
灭菌
目的明确 根据不同的微生物的营养要求配制针对强的 培养基。
培养化能自养型的氧化硫杆菌的培养基组成为： S 10g MgSO4.7H2O 0.5g （NH4)2SO4 0.4g FeSO4 0.01g H2PO4 4g CaCl2 0.25g H 2O 1000ml 培养化能异养的大肠杆菌一种培养基是由下列化学 成分组成： 葡萄糖 5g NH4H2PO4 1g NaCl 5g MgSO4.7H2O 0.2g K2HPO4 1g H2O 1000ml
2）．光能有机异养型（光能异养型） 不能以CO2为主要或唯一的碳源； 以有机物作为供氢体，利用光能将CO2还原； 在生长时大多数需要外源的生长因子；
例如，红螺菌属中的一些细菌能利用异丙醇作为供氢体，将CO2 还原成细胞物质，同时积累丙酮。 H3 C 光能 CHOH + CO2
2
H3 C
光合色素
2 CH3C0CH3 +[ CH2O] + H2O
c.
氧化还原电位
氧化还原电位（redox potential），是度量某氧化 还原系统中的还原剂释放电子或氧化剂接受电子趋 势的一种指标，其单位是V（伏）或mV（毫伏）。 不同类型微生物生长对氧化还原电位的要求不同
好氧性微生物：+0.1伏以上时可正常生长,以+0.3～+0.4伏为宜； 厌氧性微生物： 低于+0.1伏条件下生长； 兼性厌氧微生物：+0.1伏以上时进行好氧呼吸, +0.1伏以下时进行发酵。
C· O· X 复杂蛋白质、核酸等 H· N·
多数氨基酸、简单蛋 白质等 糖、有机酸、醇、脂 类等 烃类 — CO2
牛肉膏、蛋白胨、花生饼 粉等
一般氨基酸、明胶等 葡萄糖、蔗糖、各种淀粉、 糖蜜等 天然气、石油及其不同馏 份、石蜡油等 — CO2
NaHCO3
NaHCO3、CaCO3、白垩 等
3.氮源 nitrogen source
营养类型的可变性有利于提高其 对环境条件变化的适应能力
微生物的培养基
培养基是人工配制的，适合微生物生长繁殖或产生代 谢产物的营养基质。
任何培养基都应该具备六大营养要素：
碳源、氮源、无机盐、能源、生长因子、水 任何培养基一旦配成，必须立即进行灭菌处理；
常规高压蒸汽灭菌： 1.05kg/cm2,121.3℃15-30分钟； 0.56kg/cm2,112.6℃15-30分钟
第3章 微生物的营养与生长
微生物细胞的化学组成
水 有机物 细胞含水量？ 碳水化合物 核酸 脂类 小分子无机盐 蛋白质 维生素 各种离子
无机物
无机成分 的分析？
灰分
微生物细胞物质中灰分元素含量的百分比
灰分元素
P2O5 SO3 K2O Na2O MgO CaO Fe2O3 SiO2 CuO
固氮菌
4.95 0.29 2.41 0.07 0.82 0.89 0.08 ---
经济节约
以粗代精 以野代家 以氮代朊 以纤代糖
以废代好
以简代繁
以烃代粮
以国代进
2、培养基的类型及应用
含有化学成分还不清楚或化 学成分不恒定的天然有机物 按 成 分 不 同 划 分 天然培养基
牛肉膏蛋白胨培养基、麦芽 汁培养基 合成培养基
化学成分完全了解的物质配 制而成的培养基
高氏1号培养基、查氏 -0.428 0.383 0.035 0.093 --
霉菌
4.85 0.11 2.81 1.12 0.38 0.19 0.16 0.04 --
微生物的营养物质和营养类型
一、微生物的营养要素
营养物（nutrient） ： 那些能够满足机体生长、繁殖和完成各种生 理活动所需要的物质通常称为微生物的营养物质。
蔗糖
营养协调
营养物质浓度过低时不能满足微生物正常生长所需， 浓度过高时则可能对微生物生长起抑制作用。 培养基中各营养物质之间的浓度配比直接影响 微生物的生长繁殖和代谢产物的形成和积累，其中 碳氮比（C/N）的影响较大。 碳氮比指培养基中碳元素与氮元素的物质的量比值， 有时也指培养基中还原糖与粗蛋白之比。 例如，在利用微生物发酵生产谷氨酸的过程中，培 养基碳氮比为4/1时，菌体量繁殖，谷氨酸积累少； 当培养基碳氮比为3/1时，菌体繁殖受到抑制，谷 氨酸产量则大量增加。
在液体培养基中加入一定量凝固 剂，使其成为固体状态，琼脂含 量一般为1.5%-2.0%
按 物 理 状 态 不 同 划 分
N· H· C· O N· H
尿素、一般氨基酸、简单蛋 白质等 NH3、铵盐等 硝酸盐等 N2
无 机 氮
N· O N
按对氮源需求的不同，微生物可分为：
固氮微生物：能利用氮气合成自身所需的氨基 酸和蛋白质 无机氮源微生物：能利用尿素、铵盐、硝酸盐的 生物 氨基酸异养型微生物：能利用尿素、铵盐、硝酸 盐甚至氮气的生物
不同营养类型之间的界限并非绝对 自养型微生物也并非不能利用有机物进行生长； 微生物不同条件下生长时,其营养类型也会发生改变；
例如紫色非硫细菌(purple nonsulphur bacteria)： 没有有机物时，同化CO2， 为自养型微生物； 有机物存在时，利用有机物进行生长，为异养型微生物； 光照和厌氧条件下，利用光能生长，为光能营养型微生物； 黑暗与好氧条件下，依靠有机物氧化产生的化学能生长，为化 能营养型微生物
5.生长因子 Growth factors
生长因子：那些微生物生长所必需而且需要量很小， 但微生物自身不能合成的或合成量不足以满足机体生 长需要的有机化合物
微 生 物
金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus） 白喉棒杆菌（Cornebacterium diphtherriae） 破伤风梭状芽孢杆菌（Clostridium tetani） 肠膜状串珠菌（Leuconostoc mesenteroides）
2、碳源Carbon sources
在微生物生长过程中能为微生物提供碳素来源的物质
有机碳
异养微生物
碳源谱｛
无机碳 自养微生物
微生物利用的碳源物质主要有糖类、有机酸、醇、 脂类、烃、CO2及碳酸盐等。
微生物的碳源谱
类 元素水平 型 有 H· N 机 C· O· 碳 C· O H· C· H 无 C(?) 机 C· O 碳 C· X O· 化合物水平 培养基原料水平
可用于废水处理
3）．化能无机自养型（化能自养型）
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CO2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NO2-等作为电子供体使CO2还原 成细胞物质。 化能无机自养型只存在于微生物中，可在完全无机及无 光的环境中生长。它们广泛分布于土壤及水环境中,参
根据碳源、能源及电子供体性质的不同， 可将微生物分为：
光能无机自养型(photolithoautotrphy)
光能有机异养型(photoorganoheterotrphy) 化能无机自养型(chemolithoautotrphy) 化能有机自养型(chemoorganoheterotrophy)
1）．光能无机自养型（光能自养型） 能以CO2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； 以无机物如H2、H2S、S等作为供氢体或电子供体，使 CO2还原为细胞物质； 藻类及蓝细菌，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。而红硫细菌，以H2S 为电子供体，产生细胞物质，并伴随硫元素的产生。 CO2+ 2H2S 光能 光合色素 [ CH2O] + 2S+ H2O
与地球物质循环；
细菌冶金（氧化 亚铁硫杆菌）
4）．化能有机异养型（化能异养型） 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； 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。 有机物通常既是碳源也是能源； 大多数细菌、真菌、原生动物都是化能有机异 养型微生物；
所有致病微生物均为化能有机异养型微生物；
b. 渗透压
用半透膜将两种不同浓度溶液隔开后即可产生渗透压。
cRT
渗透压与浓度有关。 说明：浓度相同时，分子小的物质溶液渗透压大。 离子溶液比分子溶液渗透压大。 微生物喜欢怎样的渗透压环境呢？
微生物在不同渗透压环境中的状态
a.5～8.5g/L的NaCl（生理盐水0.9％） b.0.1g/L的NaCl 人们常吃的咸菜、腌肉可以存放 c.200g/L的NaCl 很长时间而不变质，为什么呢？
微生物的营养与生长
微生物与高等生物的异同？ 微生物营养？ 微生物生长？
第3章 微生物的营养与生长
微生物细胞的化学组成 微生物的营养物质和营养类型 微生物的培养基 营养物质进入微生物细胞的方式 微生物的生长
微生物细胞的化学组成
微生物细胞化学组成成分析表明，与其 他高等动植物细胞一样，细胞也是大量 元素碳、氢、氧、氮、磷、硫（这六种 元素占细菌细胞干重的97％，表3－l） 和微量元素铁、锰、锌等构成。微生物 细胞中这些元素主要以蛋白质、糖、脂、 核酸、维生素及它们的降解产物、代谢 产物等有机物质，水和无机盐等无机物 质的形式存在。水是细胞中的一种主要 成分，一般可占细胞干重的90％以上。
生长因子 需要量（ml-1
胆碱 硫胺素 B-丙氨酸 尿嘧啶 吡哆醛 6ug 0.5ng 1.5ug 0-4ug 0.025ug
III型肺炎链球菌（Streptococcus pneumoniae）
微生物的营养物质和营养类型
2、微生物的营养类型 自养型生物 生长所需要的营养物质 异养型生物 光能营养型 生物生长过程中能量的来源 化能营养型
1、选用和设计培养基的原则和方法
目的明确 营养协调 理化条件适宜
经济节约
灭菌
目的明确 根据不同的微生物的营养要求配制针对强的 培养基。
培养化能自养型的氧化硫杆菌的培养基组成为： S 10g MgSO4.7H2O 0.5g （NH4)2SO4 0.4g FeSO4 0.01g H2PO4 4g CaCl2 0.25g H 2O 1000ml 培养化能异养的大肠杆菌一种培养基是由下列化学 成分组成： 葡萄糖 5g NH4H2PO4 1g NaCl 5g MgSO4.7H2O 0.2g K2HPO4 1g H2O 1000ml
2）．光能有机异养型（光能异养型） 不能以CO2为主要或唯一的碳源； 以有机物作为供氢体，利用光能将CO2还原； 在生长时大多数需要外源的生长因子；
例如，红螺菌属中的一些细菌能利用异丙醇作为供氢体，将CO2 还原成细胞物质，同时积累丙酮。 H3 C 光能 CHOH + CO2
2
H3 C
光合色素
2 CH3C0CH3 +[ CH2O] + H2O
c.
氧化还原电位
氧化还原电位（redox potential），是度量某氧化 还原系统中的还原剂释放电子或氧化剂接受电子趋 势的一种指标，其单位是V（伏）或mV（毫伏）。 不同类型微生物生长对氧化还原电位的要求不同
好氧性微生物：+0.1伏以上时可正常生长,以+0.3～+0.4伏为宜； 厌氧性微生物： 低于+0.1伏条件下生长； 兼性厌氧微生物：+0.1伏以上时进行好氧呼吸, +0.1伏以下时进行发酵。
C· O· X 复杂蛋白质、核酸等 H· N·
多数氨基酸、简单蛋 白质等 糖、有机酸、醇、脂 类等 烃类 — CO2
牛肉膏、蛋白胨、花生饼 粉等
一般氨基酸、明胶等 葡萄糖、蔗糖、各种淀粉、 糖蜜等 天然气、石油及其不同馏 份、石蜡油等 — CO2
NaHCO3
NaHCO3、CaCO3、白垩 等
3.氮源 nitrogen source
营养类型的可变性有利于提高其 对环境条件变化的适应能力
微生物的培养基
培养基是人工配制的，适合微生物生长繁殖或产生代 谢产物的营养基质。
任何培养基都应该具备六大营养要素：
碳源、氮源、无机盐、能源、生长因子、水 任何培养基一旦配成，必须立即进行灭菌处理；
常规高压蒸汽灭菌： 1.05kg/cm2,121.3℃15-30分钟； 0.56kg/cm2,112.6℃15-30分钟
第3章 微生物的营养与生长
微生物细胞的化学组成
水 有机物 细胞含水量？ 碳水化合物 核酸 脂类 小分子无机盐 蛋白质 维生素 各种离子
无机物
无机成分 的分析？
灰分
微生物细胞物质中灰分元素含量的百分比
灰分元素
P2O5 SO3 K2O Na2O MgO CaO Fe2O3 SiO2 CuO
固氮菌
4.95 0.29 2.41 0.07 0.82 0.89 0.08 ---
经济节约
以粗代精 以野代家 以氮代朊 以纤代糖
以废代好
以简代繁
以烃代粮
以国代进
2、培养基的类型及应用
含有化学成分还不清楚或化 学成分不恒定的天然有机物 按 成 分 不 同 划 分 天然培养基
牛肉膏蛋白胨培养基、麦芽 汁培养基 合成培养基
化学成分完全了解的物质配 制而成的培养基
高氏1号培养基、查氏 -0.428 0.383 0.035 0.093 --
霉菌
4.85 0.11 2.81 1.12 0.38 0.19 0.16 0.04 --
微生物的营养物质和营养类型
一、微生物的营养要素
营养物（nutrient） ： 那些能够满足机体生长、繁殖和完成各种生 理活动所需要的物质通常称为微生物的营养物质。
蔗糖
营养协调
营养物质浓度过低时不能满足微生物正常生长所需， 浓度过高时则可能对微生物生长起抑制作用。 培养基中各营养物质之间的浓度配比直接影响 微生物的生长繁殖和代谢产物的形成和积累，其中 碳氮比（C/N）的影响较大。 碳氮比指培养基中碳元素与氮元素的物质的量比值， 有时也指培养基中还原糖与粗蛋白之比。 例如，在利用微生物发酵生产谷氨酸的过程中，培 养基碳氮比为4/1时，菌体量繁殖，谷氨酸积累少； 当培养基碳氮比为3/1时，菌体繁殖受到抑制，谷 氨酸产量则大量增加。
在液体培养基中加入一定量凝固 剂，使其成为固体状态，琼脂含 量一般为1.5%-2.0%
按 物 理 状 态 不 同 划 分
N· H· C· O N· H
尿素、一般氨基酸、简单蛋 白质等 NH3、铵盐等 硝酸盐等 N2
无 机 氮
N· O N
按对氮源需求的不同，微生物可分为：
固氮微生物：能利用氮气合成自身所需的氨基 酸和蛋白质 无机氮源微生物：能利用尿素、铵盐、硝酸盐的 生物 氨基酸异养型微生物：能利用尿素、铵盐、硝酸 盐甚至氮气的生物
不同营养类型之间的界限并非绝对 自养型微生物也并非不能利用有机物进行生长； 微生物不同条件下生长时,其营养类型也会发生改变；
例如紫色非硫细菌(purple nonsulphur bacteria)： 没有有机物时，同化CO2， 为自养型微生物； 有机物存在时，利用有机物进行生长，为异养型微生物； 光照和厌氧条件下，利用光能生长，为光能营养型微生物； 黑暗与好氧条件下，依靠有机物氧化产生的化学能生长，为化 能营养型微生物
5.生长因子 Growth factors
生长因子：那些微生物生长所必需而且需要量很小， 但微生物自身不能合成的或合成量不足以满足机体生 长需要的有机化合物
微 生 物
金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus） 白喉棒杆菌（Cornebacterium diphtherriae） 破伤风梭状芽孢杆菌（Clostridium tetani） 肠膜状串珠菌（Leuconostoc mesenteroides）
2、碳源Carbon sources
在微生物生长过程中能为微生物提供碳素来源的物质
有机碳
异养微生物
碳源谱｛
无机碳 自养微生物
微生物利用的碳源物质主要有糖类、有机酸、醇、 脂类、烃、CO2及碳酸盐等。
微生物的碳源谱
类 元素水平 型 有 H· N 机 C· O· 碳 C· O H· C· H 无 C(?) 机 C· O 碳 C· X O· 化合物水平 培养基原料水平
可用于废水处理
3）．化能无机自养型（化能自养型）
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CO2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NO2-等作为电子供体使CO2还原 成细胞物质。 化能无机自养型只存在于微生物中，可在完全无机及无 光的环境中生长。它们广泛分布于土壤及水环境中,参
根据碳源、能源及电子供体性质的不同， 可将微生物分为：
光能无机自养型(photolithoautotrphy)
光能有机异养型(photoorganoheterotrphy) 化能无机自养型(chemolithoautotrphy) 化能有机自养型(chemoorganoheterotrophy)
1）．光能无机自养型（光能自养型） 能以CO2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； 以无机物如H2、H2S、S等作为供氢体或电子供体，使 CO2还原为细胞物质； 藻类及蓝细菌，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。而红硫细菌，以H2S 为电子供体，产生细胞物质，并伴随硫元素的产生。 CO2+ 2H2S 光能 光合色素 [ CH2O] + 2S+ H2O
与地球物质循环；
细菌冶金（氧化 亚铁硫杆菌）
4）．化能有机异养型（化能异养型） 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； 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。 有机物通常既是碳源也是能源； 大多数细菌、真菌、原生动物都是化能有机异 养型微生物；
所有致病微生物均为化能有机异养型微生物；
b. 渗透压
用半透膜将两种不同浓度溶液隔开后即可产生渗透压。
cRT
渗透压与浓度有关。 说明：浓度相同时，分子小的物质溶液渗透压大。 离子溶液比分子溶液渗透压大。 微生物喜欢怎样的渗透压环境呢？
微生物在不同渗透压环境中的状态
a.5～8.5g/L的NaCl（生理盐水0.9％） b.0.1g/L的NaCl 人们常吃的咸菜、腌肉可以存放 c.200g/L的NaCl 很长时间而不变质，为什么呢？