第四章微生物的营养与生长_PPT幻灯片
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第4章微生物的营养
第四章
微生物的营养
第一节 微生物的营养要求
一 营养物及其功能 (一) 微生物细胞的化学组成
水：70%-90%
（微生物吃什么？）
微生物细胞
干物质
无机物（盐）
有机物
蛋白质、糖、脂、核酸、维生素等 及其降解产物
细胞化学元素组成：
主要元素：碳、氢、氧、氮、磷、硫、钾、镁、钙、铁等； 微量元素：锌、锰、钠、氯、钼、硒、钴、铜、钨、镍、硼等。
微生物代谢产物 胞外蛋白酶 胞外蛋白酶 胞外脂肪酶
培养基特征性变化 蛋白水解圈 明胶液化 由淡红色变成深红色
主要用途 鉴别产蛋白酶菌株 鉴别产蛋白酶菌株 鉴别产脂肪酶菌株
淀粉培养基 H2S试验培养基 糖发酵培养基 远藤氏培养基 伊红美蓝培养基
可溶性淀粉 醋酸铅 溴甲酚紫
胞外淀粉酶 H2S 乳酸、醋酸、丙酸等
3、半固体培养基(Semi-solid media)
是指在液体培养基中加入少量凝固剂而制成的 坚硬度较低的固体培养基。 一般常用的琼脂浓度为0.2％~0.7%。 用于穿刺接种观察被培养微生物的运动性、趋 化性研究、厌氧菌培养、菌种保藏等。
（三）按用途（功能）分
1、选择性培养基（Selective media）
例如用于分离培养放线菌的高氏 1 号培养基， 其组成分均为明确已知的化学成分。
（二）按制成后的物理状态分
微生物的营养
第一节 微生物的营养要求
一 营养物及其功能 (一) 微生物细胞的化学组成
水：70%-90%
（微生物吃什么？）
微生物细胞
干物质
无机物（盐）
有机物
蛋白质、糖、脂、核酸、维生素等 及其降解产物
细胞化学元素组成：
主要元素：碳、氢、氧、氮、磷、硫、钾、镁、钙、铁等； 微量元素：锌、锰、钠、氯、钼、硒、钴、铜、钨、镍、硼等。
微生物代谢产物 胞外蛋白酶 胞外蛋白酶 胞外脂肪酶
培养基特征性变化 蛋白水解圈 明胶液化 由淡红色变成深红色
主要用途 鉴别产蛋白酶菌株 鉴别产蛋白酶菌株 鉴别产脂肪酶菌株
淀粉培养基 H2S试验培养基 糖发酵培养基 远藤氏培养基 伊红美蓝培养基
可溶性淀粉 醋酸铅 溴甲酚紫
胞外淀粉酶 H2S 乳酸、醋酸、丙酸等
3、半固体培养基(Semi-solid media)
是指在液体培养基中加入少量凝固剂而制成的 坚硬度较低的固体培养基。 一般常用的琼脂浓度为0.2％~0.7%。 用于穿刺接种观察被培养微生物的运动性、趋 化性研究、厌氧菌培养、菌种保藏等。
（三）按用途（功能）分
1、选择性培养基（Selective media）
例如用于分离培养放线菌的高氏 1 号培养基， 其组成分均为明确已知的化学成分。
（二）按制成后的物理状态分
(完整版)微生物的营养和培养基.ppt
第四章 微生物的营养
营养物质: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.
营养:微生物获得和利用营养物质的过程。
营养物质是微生物生存的物质基础，而营养是 微生物维持和延续其生命形式的一种生理过程。
第一节 微生物的营养六要素
一、微生物的化学组成
主要元素：碳、氢、氧、氮、磷、硫、钾、镁、钙等 占细菌细胞干重的97%
CO2+ 2H2S
光能 光合色素
[ CH2O] + 2S+ H2O
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还原为细胞物质； 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。
6ug
金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）
硫胺素 0.5ng
白喉棒杆菌（Cornebacterium diphtherriae） B-丙氨酸 1.5ug
破伤风梭状芽孢杆菌（Clostridium tetani）
尿嘧啶 0-4ug
肠膜状串珠菌（Leuconostoc mesenteroides） 吡哆醛 0.025ug
H3C
2
CHOH + CO2
H3C
光能 光合色素
营养物质: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.
营养:微生物获得和利用营养物质的过程。
营养物质是微生物生存的物质基础，而营养是 微生物维持和延续其生命形式的一种生理过程。
第一节 微生物的营养六要素
一、微生物的化学组成
主要元素：碳、氢、氧、氮、磷、硫、钾、镁、钙等 占细菌细胞干重的97%
CO2+ 2H2S
光能 光合色素
[ CH2O] + 2S+ H2O
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还原为细胞物质； 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。
6ug
金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）
硫胺素 0.5ng
白喉棒杆菌（Cornebacterium diphtherriae） B-丙氨酸 1.5ug
破伤风梭状芽孢杆菌（Clostridium tetani）
尿嘧啶 0-4ug
肠膜状串珠菌（Leuconostoc mesenteroides） 吡哆醛 0.025ug
H3C
2
CHOH + CO2
H3C
光能 光合色素
第四章 微生物的营养
第四节
培养基 (medium)
概念：由人工配制、适合不同微生物生长繁 殖或积累代谢产物用的营养基质。 特点：1、应具备六大营养要素 2、比例适当（灭菌）
用途：促使微生物生长；积累代谢产物
一、培养基的配制原则
（一）组分应适合 MO 的营养特点（目的明确） （二）营养物的浓度与比例应恰当（营养协调） （三）物理化学条件适宜（条件适宜）
细胞质膜上的跨膜蛋白
单纯 扩散
促进 扩散
载体蛋白是跨膜 蛋白。 在整个过程中其 构象发生两次改 变。
促进扩散模式图
细胞膜外 细胞膜
恢复原 构象
细胞膜内
再 循 环
结 合
改构 变象 移位
3、主动运输 (Active transport)
概念：在代谢能的推动下，通过膜上特 殊载体蛋白，逆浓度差吸收营养物质的 过程。是营养物质吸收的主要形式。 物质：有机、无机离子，糖类 方向：双向，可逆浓度进行 动力：代谢能 好氧 厌氧 光能
营养物质的跨膜运输 无载体蛋白
物质 促进扩散 不耗能 运输 构象 类型 有载体蛋白 主动运输 不变 耗能 构象 基团移位 改变
单纯扩散
营养物质的跨膜运输
类型 传递方向 载体蛋白 能量 被传递物
单纯扩散
促进扩散 主动运输 基团转位
高浓度向低浓度
高浓度向低浓度 低浓度向高浓度 低浓度向高浓度
微生物学课件ppt
的产量和抗逆性。
有害微生物的危害与防治
病原微生物
引起人类和动物感染疾病，如细菌、病毒、 真菌等。
破坏生态环境
引起水体、土壤和空气污染，破坏生态平衡 。
污染水源和食物
导致水源和食物中毒，影响人类和动物健康 。
防治措施
加强微生物监测和预警，控制传播途径，提 高公众对有害微生物的防范意识。
THANKS
根据其形态、结构、生理特性等 特征，微生物可以分为细菌、病 毒、真菌、原生动物等不同类型 。
微生物的特点与功能
体积微小
微生物的体积非常微小，需要通 过显微镜才能观察到。
生物多样性
微生物种类繁多，分布广泛，具 有丰富的生物多样性。
繁殖迅速
微生物的繁殖速度非常快，可以 在短时间内大量繁殖。
代谢多样
微生物具有多种代谢方式，可以 在不同的环境下生存和繁殖。
生长。
空气
空气中存在的微生物包括细菌、 病毒和霉菌等，它们通过飞沫、
尘埃等传播，影响人类健康。
微生物在人体中的分布
皮肤
皮肤表面的微生物群落对 维护皮肤健康起到重要作 用，如防止外来病原菌定 植等。
消化道
消化道内有大量微生物， 帮助消化食物、合成维生 素等，与人体健康密切相 关。
呼吸道
呼吸道内也存在微生物群 落，它们参与呼吸道的自 净作用，但同时也会引起 一些呼吸道疾病。
有害微生物的危害与防治
病原微生物
引起人类和动物感染疾病，如细菌、病毒、 真菌等。
破坏生态环境
引起水体、土壤和空气污染，破坏生态平衡 。
污染水源和食物
导致水源和食物中毒，影响人类和动物健康 。
防治措施
加强微生物监测和预警，控制传播途径，提 高公众对有害微生物的防范意识。
THANKS
根据其形态、结构、生理特性等 特征，微生物可以分为细菌、病 毒、真菌、原生动物等不同类型 。
微生物的特点与功能
体积微小
微生物的体积非常微小，需要通 过显微镜才能观察到。
生物多样性
微生物种类繁多，分布广泛，具 有丰富的生物多样性。
繁殖迅速
微生物的繁殖速度非常快，可以 在短时间内大量繁殖。
代谢多样
微生物具有多种代谢方式，可以 在不同的环境下生存和繁殖。
生长。
空气
空气中存在的微生物包括细菌、 病毒和霉菌等，它们通过飞沫、
尘埃等传播，影响人类健康。
微生物在人体中的分布
皮肤
皮肤表面的微生物群落对 维护皮肤健康起到重要作 用，如防止外来病原菌定 植等。
消化道
消化道内有大量微生物， 帮助消化食物、合成维生 素等，与人体健康密切相 关。
呼吸道
呼吸道内也存在微生物群 落，它们参与呼吸道的自 净作用，但同时也会引起 一些呼吸道疾病。
高中生物学竞赛辅导课件原核微生物：微生物的营养(共41张ppt)
（化能自养型）
硫磺细菌等
化能有机营养型 （化能异养型）
有机物 有机物 有机物
绝大多数细菌和 全部真核微生物
2020/5/18
25
单纯扩散(simple diffusion)
❖ 物质进入细胞的动力是细胞内外的浓度差。 ❖ 这种运输方式不消耗能量 ❖ 没有特异性，被运输物质不与膜上物质发生任何反应，物
2020/5/18
24
营养类型
光能无机营养型 （光能自养型）
能源
光
氢供体 基本碳源
实例
无机物 CO 2
蓝细菌 ,紫硫细菌 , 绿硫细菌 ,藻类
光能有机营养型
光
有机物 CO 2及 简 红螺菌科的细菌
（光能异养型）
单有机物 （紫色无硫细菌）
化能无机营养型 无机物 * 无机物 CO 2
硝化细菌 ,硫化细 菌 ,铁细菌 ,氢细菌 ,
NaCl的高渗溶液中生长。能在高盐环境
（2.8~6.2/L NaCl）生长的微生物常被称为嗜盐
微生物（Halophiles）。
2020/5/18
39
氧化还原电势
❖各种微生物对培养基的氧化还原电势的要求：
✓好氧微生物：在>0.1V以上的环境中均能生长
✓厌氧微生物：只能在+0.1V以下生长
✓兼性厌氧微生物：+0.1V以上呼吸、+0.1V以下发酵
高考生物复习：微生物的营养ppt课件(自制)1
――[阿萨·赫尔帕斯爵士] 115.旅行的精神在于其自由，完全能够随心所欲地去思考.去感觉.去行动的自由。――[威廉·海兹利特]
116.昨天是张退票的支票，明天是张信用卡，只有今天才是现金；要善加利用。――[凯·里昂] 117.所有的财富都是建立在健康之上。浪费金钱是愚蠢的事，浪费健康则是二级的谋杀罪。――[B·C·福比斯] 118.明知不可而为之的干劲可能会加速走向油尽灯枯的境地，努力挑战自己的极限固然是令人激奋的经验，但适度的休息绝不可少，否则迟早会崩溃。――[迈可·汉默] 119.进步不是一条笔直的过程，而是螺旋形的路径，时而前进，时而折回，停滞后又前进，有失有得，有付出也有收获。――[奥古斯汀] 120.无论那个时代，能量之所以能够带来奇迹，主要源于一股活力，而活力的核心元素乃是意志。无论何处，活力皆是所谓“人格力量”的原动力，也是让一切伟大行动得以持续的力量。――[史迈尔斯] 121.有两种人是没有什么价值可言的：一种人无法做被吩咐去做的事，另一种人只能做被吩咐去做的事。――[C·H·K·寇蒂斯] 122.对于不会利用机会的人而言，机会就像波浪般奔向茫茫的大海，或是成为不会孵化的蛋。――[乔治桑] 123.未来不是固定在那里等你趋近的，而是要靠你创造。未来的路不会静待被发现，而是需要开拓，开路的过程，便同时改变了你和未来。――[约翰·夏尔] 124.一个人的年纪就像他的鞋子的大小那样不重要。如果他对生活的兴趣不受到伤害，如果他很慈悲，如果时间使他成熟而没有了偏见。――[道格拉斯·米尔多] 125.大凡宇宙万物，都存在着正、反两面，所以要养成由后面.里面，甚至是由相反的一面，来观看事物的态度――。[老子]
116.昨天是张退票的支票，明天是张信用卡，只有今天才是现金；要善加利用。――[凯·里昂] 117.所有的财富都是建立在健康之上。浪费金钱是愚蠢的事，浪费健康则是二级的谋杀罪。――[B·C·福比斯] 118.明知不可而为之的干劲可能会加速走向油尽灯枯的境地，努力挑战自己的极限固然是令人激奋的经验，但适度的休息绝不可少，否则迟早会崩溃。――[迈可·汉默] 119.进步不是一条笔直的过程，而是螺旋形的路径，时而前进，时而折回，停滞后又前进，有失有得，有付出也有收获。――[奥古斯汀] 120.无论那个时代，能量之所以能够带来奇迹，主要源于一股活力，而活力的核心元素乃是意志。无论何处，活力皆是所谓“人格力量”的原动力，也是让一切伟大行动得以持续的力量。――[史迈尔斯] 121.有两种人是没有什么价值可言的：一种人无法做被吩咐去做的事，另一种人只能做被吩咐去做的事。――[C·H·K·寇蒂斯] 122.对于不会利用机会的人而言，机会就像波浪般奔向茫茫的大海，或是成为不会孵化的蛋。――[乔治桑] 123.未来不是固定在那里等你趋近的，而是要靠你创造。未来的路不会静待被发现，而是需要开拓，开路的过程，便同时改变了你和未来。――[约翰·夏尔] 124.一个人的年纪就像他的鞋子的大小那样不重要。如果他对生活的兴趣不受到伤害，如果他很慈悲，如果时间使他成熟而没有了偏见。――[道格拉斯·米尔多] 125.大凡宇宙万物，都存在着正、反两面，所以要养成由后面.里面，甚至是由相反的一面，来观看事物的态度――。[老子]
《微生物学营养》课件
微生物营养在生态环境中的应用
讨论微生物营养对生态系统维持和环境修复的作用。
微生物营养的未来
分析微生物营养研究的现状和未来发展方向。 • 微生物营养研究现状：总结目前的研究进展和发现。 • 微生物营养未来发展方向：展望微生物营养研究的前景和挑战。
Biblioteka Baidu
如平板法、培养物浓度法等。
3
微生物营养测定概述
介绍基于微生物生长情况的测定方法和 技术。
微生物营养测定技术优缺点分析
分析不同测定方法的优缺点，以及适用 领域和局限性。
微生物营养与疾病
探讨微生物营养与人类健康状况及疾病之间的关系。
微生物营养与健康关系
阐述微生物营养对维持人体健康 所起的重要作用。
微生物营养与疾病关系
微生物的代谢可以分为有氧代谢和无氧代谢两种类型。
微生物代谢物基础知识
介绍代谢过程中产生的物质，例如酶、酸、气体等。
微生物代谢途径
介绍微生物进行代谢的途径，如糖酵解、无氧呼吸等。
微生物营养测定
通过测定微生物在特定营养物质上的生长情况来研究其营养需求。
1
常用微生物营养测定方法和技术
2
列举一些常用于测定微生物营养的方法，
讨论微生物营养与疾病发生和治 疗的关联。
微生物营养对人体的影响
探索微生物营养对人体免疫系统 和健康的影响。
讨论微生物营养对生态系统维持和环境修复的作用。
微生物营养的未来
分析微生物营养研究的现状和未来发展方向。 • 微生物营养研究现状：总结目前的研究进展和发现。 • 微生物营养未来发展方向：展望微生物营养研究的前景和挑战。
Biblioteka Baidu
如平板法、培养物浓度法等。
3
微生物营养测定概述
介绍基于微生物生长情况的测定方法和 技术。
微生物营养测定技术优缺点分析
分析不同测定方法的优缺点，以及适用 领域和局限性。
微生物营养与疾病
探讨微生物营养与人类健康状况及疾病之间的关系。
微生物营养与健康关系
阐述微生物营养对维持人体健康 所起的重要作用。
微生物营养与疾病关系
微生物的代谢可以分为有氧代谢和无氧代谢两种类型。
微生物代谢物基础知识
介绍代谢过程中产生的物质，例如酶、酸、气体等。
微生物代谢途径
介绍微生物进行代谢的途径，如糖酵解、无氧呼吸等。
微生物营养测定
通过测定微生物在特定营养物质上的生长情况来研究其营养需求。
1
常用微生物营养测定方法和技术
2
列举一些常用于测定微生物营养的方法，
讨论微生物营养与疾病发生和治 疗的关联。
微生物营养对人体的影响
探索微生物营养对人体免疫系统 和健康的影响。
第四章_微生物营养
为供氢体将CO2还原成细胞物质，同时产生元素硫
光能
CO2＋H2S
光合色素
[CH2O]+2S+H2O
光能自养型微生物包括蓝细菌（含叶绿素）、红硫细菌 和绿硫细菌等少数微生物（含细菌叶绿素），由于含有 光合色素，因而能使光能转变成化学能（ATP），供机
体直接利用。
光能异养型微生物
不能以CO2为主要碳源或唯一碳源，以有机物（异丙
表4—2 微生物的氮源谱
类 型 元素水平 N· H· X C· O· 化合物水平 复杂蛋白质、核酸等 培养基原料水平 牛肉膏、酵母膏、 饼粕粉、蚕蛹粉等
有 机 氮
N· H· C· O N· H
尿素、一般氨基酸、简单 尿素、蛋白胨、明 蛋白质等 胶等 NH3、铵盐等 硝酸盐等 N2 (NH4)2SO4等 KNO3等 空气
生物必需元素营养物的统称。
大量元素：凡生长所需浓度在 10-3~10-4mol/L 的 元素；包括P、S、K、Mg、Ca、Na和Fe等。 微量元素： 而生长所需浓度在 10-6~10-8mol/L 的 元素；包括Cu、Zn、Mn、Mo和 Co等。
类 型
无机盐功能
大 量 元 素 微量 元素
细胞结构成分(S、P、Ca、Mg、Fe 等) 生理活性调节物(Na+--维持渗透压；Mg 2+ --酶激等)
获得生长所需要的营养物质。
微生物的营养与生长
氨基酸异养型微生物：须从外界吸收现成的AA 作为氮源的微生物。
不论哪种状态的氮化物，都要首先转化成 NH3再与有机酸结合转化成氨基酸。
3、矿素 种类：大量元素：P、S、 K、Mg、Ca、Fe...95% 微量元素：Zn、Mo、 功能： 1、构成细胞的各种成分如：Mg：叶绿素的辅因 子；Ca ：蛋白酶、淀粉酶的辅因子；构成芽孢。 2、调节细胞的渗透压、pH、氧化还原电位 3、能源：Fe、S等作为自养微生物的能源。
③、碱基：核酸和辅酶的成分。
5 、水：占细胞鲜重的70~90% 功能：①构成细胞组分 ②生化反应的介质 ③溶剂 ④热导体 ⑤维持细胞渗透压 水分：自由水：能够被利用的水 束缚水：与溶质结合构成细胞结构的 水，不能被利用进行生命活动。
水分活度：在相同温度和压力下溶质的蒸 汽压与 纯水的饱和蒸汽压之比： aw=P溶质/P0
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。
细菌纯培养群体生长规律 1、延迟期 （lag phase） 2、对数生长期 （log phase, expotential phase） 3、稳定期 （stationary phase） 4、衰亡期 （declined phase）
不论哪种状态的氮化物，都要首先转化成 NH3再与有机酸结合转化成氨基酸。
3、矿素 种类：大量元素：P、S、 K、Mg、Ca、Fe...95% 微量元素：Zn、Mo、 功能： 1、构成细胞的各种成分如：Mg：叶绿素的辅因 子；Ca ：蛋白酶、淀粉酶的辅因子；构成芽孢。 2、调节细胞的渗透压、pH、氧化还原电位 3、能源：Fe、S等作为自养微生物的能源。
③、碱基：核酸和辅酶的成分。
5 、水：占细胞鲜重的70~90% 功能：①构成细胞组分 ②生化反应的介质 ③溶剂 ④热导体 ⑤维持细胞渗透压 水分：自由水：能够被利用的水 束缚水：与溶质结合构成细胞结构的 水，不能被利用进行生命活动。
水分活度：在相同温度和压力下溶质的蒸 汽压与 纯水的饱和蒸汽压之比： aw=P溶质/P0
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。
细菌纯培养群体生长规律 1、延迟期 （lag phase） 2、对数生长期 （log phase, expotential phase） 3、稳定期 （stationary phase） 4、衰亡期 （declined phase）
微生物的生长及其控制(共98张PPT)
优点：缩短发酵周期；便于自动控制；产物质量均一
缺点：菌种易退化；易染杂菌
(一)恒浊连续培养 不断调节流速而使细菌培养液浊度保持恒定
的连续培养方法叫恒浊连续培养。在恒浊连续 培养中装有浊度计，借光电池检测培养室中的 浊度(即菌液浓度)，并由光电效应产生的电信 号强弱变化，来自动调节新鲜培养基流入和培 养物流出培养室的流速。
同步培养技术：是指设法使某一群体中 的所有个体细胞尽可能都处于同样细胞 生长和分裂周期的一种培养方式。通过 分析此群体在各阶段的生物化学特性变 化，来间接了解单个细胞的相应变化规 律。
同步生长：通过同步培养的手段而使细 胞群体中各个体处于分裂步调一致的生 长状态的一种生长方式。
获得微生物同步生长的方法
4、这是产物（菌体或与菌体生长相平行的代谢
产物）的最佳收获时期。
稳定期到来的原因
1、营养物尤其是生长限制因子的耗尽 2、营养物的比例失调 3、有害代谢产物的积累
4、pH值、Eh值等理化条件不适宜
（四）衰亡期 (decline phase)
衰亡期的特点
1、微生物死亡数大于增殖数，活菌数大大减少， 群体衰落
谢抑制剂：氨甲蝶呤、羟基尿素、5-氟脱氧尿苷、胸腺 苷、脱氧腺苷、脱氧鸟苷等。 ）
二、单细胞微生物的生长曲线
多数细菌的繁殖速度很快。大肠杆菌在适宜的条件下 繁殖48h，其子代总重可达2.2×10 31g，这是一个巨 大的数字。然而，实际情况是不可能的。那么，细菌的 群体生长规律到底怎样呢?
微生物的营养代谢和生长PPT课件
调节本质
基因水平调节，控制酶的合成
调节特点 间接、缓慢 调节意义 既保证代谢需要，又避免细
胞内物质和能量浪费
第37页/共75页
（二）、微生物代谢的调节
2. 酶活性的调节
第38页/共75页
两种调节方式的区别与联系：
酶合成调节
酶活性调节
调节对象 诱导酶
所有酶（组成酶和诱导酶）
调节结果 细胞内酶的种类增多 酶活性的可逆性改变
2、异养微生物生命活动所需的能源主 要依靠物质氧化分解放能，碳源是异养 微生物的主要能源物质。
第5页/共75页
阅读思考题：
（1）什么是氮源？ （2）氮源对微生物有什么作用？ （3）哪些物质常作为氮源？其中最常 用的氮源是什么？ （4）哪些微生物能够利用分子态氮？ 氮源能否为微生物提供能量？
第6页/共75页
第14页/共75页
第二个原则是营养要协调:
它表现在两个方面，一是营养物质的浓度要适宜，二是营养物质间的浓度比例要适宜。例如，蔗糖是多种 微生物的主要营养物质，但是高浓度的蔗糖反而会抑制微生物的生长。又如，在谷氨酸生产中，当培养基 中的碳源和氮源的比为4∶1时，菌体大量生长而合成谷氨酸少；当碳源与氮源比为3∶1时，菌体的繁殖受 抑制，但谷氨酸合成量大增。
第32页/共75页
(1)判断初级和次级代谢产物的主要依据 是微生物生命活动是否必需。如乳酸是 乳酸菌无氧呼吸的产物，是始终产生的， 但其并非是乳酸菌生命活动所必需的， 因此乳酸是乳酸菌的次级代谢产物。同 样道理，酒精为酵母菌的次级代谢产物。
基因水平调节，控制酶的合成
调节特点 间接、缓慢 调节意义 既保证代谢需要，又避免细
胞内物质和能量浪费
第37页/共75页
（二）、微生物代谢的调节
2. 酶活性的调节
第38页/共75页
两种调节方式的区别与联系：
酶合成调节
酶活性调节
调节对象 诱导酶
所有酶（组成酶和诱导酶）
调节结果 细胞内酶的种类增多 酶活性的可逆性改变
2、异养微生物生命活动所需的能源主 要依靠物质氧化分解放能，碳源是异养 微生物的主要能源物质。
第5页/共75页
阅读思考题：
（1）什么是氮源？ （2）氮源对微生物有什么作用？ （3）哪些物质常作为氮源？其中最常 用的氮源是什么？ （4）哪些微生物能够利用分子态氮？ 氮源能否为微生物提供能量？
第6页/共75页
第14页/共75页
第二个原则是营养要协调:
它表现在两个方面，一是营养物质的浓度要适宜，二是营养物质间的浓度比例要适宜。例如，蔗糖是多种 微生物的主要营养物质，但是高浓度的蔗糖反而会抑制微生物的生长。又如，在谷氨酸生产中，当培养基 中的碳源和氮源的比为4∶1时，菌体大量生长而合成谷氨酸少；当碳源与氮源比为3∶1时，菌体的繁殖受 抑制，但谷氨酸合成量大增。
第32页/共75页
(1)判断初级和次级代谢产物的主要依据 是微生物生命活动是否必需。如乳酸是 乳酸菌无氧呼吸的产物，是始终产生的， 但其并非是乳酸菌生命活动所必需的， 因此乳酸是乳酸菌的次级代谢产物。同 样道理，酒精为酵母菌的次级代谢产物。
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无机碳
C·O C·H·X
CO2 NaHCO3、CaCO3
CO2 NaHCO3 、CaCO3
（二）、氮源（nitrogen source）
凡能提供微生物生长繁殖所需氮元素的营养源，为氮源。 （一）氮源的作用 1.氮源是构成微生物细胞物质或代谢产物中的氮素来源 2.氮素一般不提供能源，只有少数例外 （二）微生物能利用的氮源 包括蛋白质及其不同程度的降解产物(胨、肽、氨基酸等)、
微生物的氮源谱
类 型 元素水平
化合物水平
培养基原料水平
有机氮 无机氮
N·C·H· O·X
N·C·H· O
N·H
复杂蛋白质、核酸等
尿素、一般氨基酸、 简 单蛋白质等 NH3、铵盐
牛肉膏、酵母膏、饼 粕粉、蚕蛹粉等
尿素、蛋白胨、明胶 等
（NH4）2SO4等
N·O
硝酸盐等
KNO3等
N
N2
气
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
氨基酸自养型生物和氨基酸异养型生物
生理功能 存在于乙醇脱氢酶、乳酸脱氢酶、碱性磷酸酶、醛 缩酶、RNA与DNA聚合酶中
存在于过氧化物歧化酶、柠檬酸合成酶中 存在于硝酸盐还原酶、固氮酶、甲酸脱氢酶中
存在于甘氨酸还原酶、甲酸脱氢酶中 存在于谷氨酸变位酶中 存在于细胞色素氧化酶中 存在于甲酸脱氢酶中
存在于脲酶中，为氢细菌生长所必需
（五）、生长因子（growth factor）
（三）、水
水在细胞中的生理功能主要有： 1、微生物细胞的组成成分； 2、是细胞营养物质和代谢产物的溶剂； 3、是细胞中各种生化反应的良好介质； 4、水还能维持微生物细胞的膨压； 5、水具有较高的比热，稳定细胞内环境温度。
（四）、无机盐（inorganic salt）
指微生物生长必需的金属元素：由硫酸盐、磷酸盐、 氯化物等供给。
1.以能源分
2.以供氢体分
（六）、能源（energy source）
能源是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。
能源谱
化学物质
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）
辐射能 ：光能自养和光能异养微生物的能源
三、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
第一节 微生物的营养
一、微生物细胞的化学组成 二、营养物质及其生理功能 三、微生物的营养类型 四、微生物对营养物质的吸收方式 五、培养基
所有生物为了生存都必须不断地从外界环境中吸收所 需的各种物质从中获得 原料和能量以便合成新的细胞物 质，生物所需的这些物质称之为营养物质。生物吸收利用 营养物质的过程一般称为营养。营养物质是生物进行一切 生命活动的物质基础，失去这个基础，一切生物都无法生 存，微生物也不例外。可见，营养对微生物的重要性。
某些酶的辅因子，维持酶(如蛋白酶)的稳定性，芽 孢和某些孢子形成所需
细胞运输系统组分，维持细胞渗透压，维持某些酶 的稳定性
某些酶的辅因子，维持细胞渗透压，某些嗜盐细菌 核糖体的稳定因子
细胞色素及某些酶的组分，某些铁细菌的能源物质， 合成叶绿素、白喉毒素所需。
微量元素与生理功能
元素
锌
锰 钼 硒 钴 铜 钨 镍
CaCl2,Ca(NO3) NaCl
KH2PO4,K2HPO4 FeSO4
生理功能
核酸、核蛋白、磷脂、辅酶及ATP等高能分 子的 成分，作为缓冲系统调节培养基pH
含硫氨基酸(半胱氨酸、甲硫氨酸等)、维生素的成 分，谷胱甘肽可调节胞内氧化还原电位
己糖磷酸化酶、异柠檬酸脱氢酶、核酸聚合酶等活 性中心组分，叶绿素和细菌叶绿素成分
无机盐的生理功能： 1、构成微生物细胞的各种组分 2、作为酶的组成部分 3、维持酶的活性 4、调节并维持细胞的渗透压、氢离子浓度和氧化
还原电位 5、有些元素作为某些微生物生长的能源物质等
无机盐及其生理功能
元素 磷 硫 镁 钙 钠 钾 铁
化合物形式(常用) KH2PO4, K2HPO4
(NH4)2SO4 MgSO4
微生物的碳源谱
类型 有机碳
元素水平
化合物水平
培养基原料水平
C·H·O·N ·X
C·H·O·N
C·H·O
C·H
复杂蛋白质、核酸等
多数氨基酸、简单蛋白 质
糖、有机酸、醇、脂类 等
烃类
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
C(?)
生长因子为一类对微生物正常代谢必不可少且不能 用简单的碳源或氮源自行合成的有机物。
广义的生长因子包括：维生素、氨基酸、嘌呤和嘧 啶碱及其衍生物、卟啉及其衍生物、甾醇、胺类、 一些脂肪酸等。
狭义的生长因子：一般仅指维生素。 生长因子的主要功能：提供微生物细胞重要化学物
质、辅因子的组分和参与代谢。需用牛肉膏、酵母 膏或配制专门的营养液。
营养物质的功能： （1）、供给微生物合成细胞物质的原料； （2）、合成代谢和生命活动所需的能量； （3）、调节新陈代谢。
（一）、碳源（carbon source）
碳源（carbon source）：凡是可以作为微生物细胞结 构或代谢产物中碳架来源的营养物质
（一）碳源的作用 1.碳素化合物是构成机体中有机物分子的骨架 2.碳素化合物是大多数微生物的能源 3.构成微生物代谢产物的分子骨架 （二）微生物的碳源 凡必需利用有机碳源的微生物，为异养微生物 凡能利用无机碳源的微生物，则是自养微生物
第一节 微生物的营养
营养物质(nutrient)：那些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
营养(nutrition)：微生物获得和利用营养物质的过程 营养物质是微生物生存的物质基础，而营养是生物维持和
延续其生命形式的一种生理过程。
二、营养物质及其生理功能
6种营养要素：碳源，氮源，能源，生长因子，无机 盐和水。
铵盐、硝酸盐、分子氮、嘌呤、嘧啶、脲、胺、酰胺、氰 化物等。
种类:
无机氮：铵盐、硝酸盐、亚硝酸盐、尿素、氨、N2等； 有机氮：牛肉膏、蛋白胨、鱼粉、花生饼粉、黄豆饼粉、
玉米浆等。
速效氮源：很快被微生物利用的物质，有利于菌体生长. 如硫铵、玉米浆等。用于发酵前期。
迟效氮源：微生物利用速度较慢的物质，有利于代谢物 质形成。如花生饼粉、黄豆饼粉等。用于发酵后期。