微生物的营养
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微生物的营养
自然界微生物的种类繁多，不同的微生物的生长和繁殖过程中所需 的营养物质各不相同。在生产实际和科研中，人们常要对某些微生物进 行人工培养，那么如何培养不同种类的微生物？
一、微生物需要的营养物质及功能
1、碳源：凡是能为微生物提供所需碳元素的营养物质。 常用碳源： 糖类，尤其是萄葡糖。 作用：①构成微生物的细胞物质和一些代谢产物； ②是异养微生物的主要能源物质。 2、氮源：凡是能为微生物提供所需氮元素的营养物质。 常用氮源： 铵盐、硝酸盐。 作用：用于合成蛋白质、核酸及含氮的代谢产物。
微生物生长不可缺少的微量有机物。 3、生长因子： 常用的生长因子： 氨基酸、维生素、碱基等。 作用： 一般是酶和核酸的组成成分。
补充生长因子的原因：往往是缺乏合成这些物质所需的酶或合成
能力有限。
二、培养基的配制原则
1、目的要明确。 要根据所培养的微生物种类培养的目的选择原料配
制培养基。
2、营养要协调。注意各种营养物质的浓度和比例，尤其要注意碳源
与氮源的比。
3、pH要适宜。 不同的微生物培养的pH范围不一样。
三、培养基的种类
液体： 用于工业生产。 物理性质 半固体： 用于观察微生物的运动、保藏菌种。 固体：用于微生物的分离、鉴定等。 培 养 合成培养基：用于分类、鉴定等。 基 化学成分 天然培养基：用于工业生产。 的 种 选择培养基： 在培养基中加入某种化学物质，以抑制不 类 用途不同 需要的微生物的生长，促进所需要的微生 物的生长。 鉴别培养基：根据微生物的代谢特点，在培养基中加入 某种指示剂或化学药品配制而成的，用以 鉴别不同种类的微生物。
一、微生物需要的营养物质及功能
1、碳源：凡是能为微生物提供所需碳元素的营养物质。 常用碳源： 糖类，尤其是萄葡糖。 作用：①构成微生物的细胞物质和一些代谢产物； ②是异养微生物的主要能源物质。 2、氮源：凡是能为微生物提供所需氮元素的营养物质。 常用氮源： 铵盐、硝酸盐。 作用：用于合成蛋白质、核酸及含氮的代谢产物。
微生物生长不可缺少的微量有机物。 3、生长因子： 常用的生长因子： 氨基酸、维生素、碱基等。 作用： 一般是酶和核酸的组成成分。
补充生长因子的原因：往往是缺乏合成这些物质所需的酶或合成
能力有限。
二、培养基的配制原则
1、目的要明确。 要根据所培养的微生物种类培养的目的选择原料配
制培养基。
2、营养要协调。注意各种营养物质的浓度和比例，尤其要注意碳源
与氮源的比。
3、pH要适宜。 不同的微生物培养的pH范围不一样。
三、培养基的种类
液体： 用于工业生产。 物理性质 半固体： 用于观察微生物的运动、保藏菌种。 固体：用于微生物的分离、鉴定等。 培 养 合成培养基：用于分类、鉴定等。 基 化学成分 天然培养基：用于工业生产。 的 种 选择培养基： 在培养基中加入某种化学物质，以抑制不 类 用途不同 需要的微生物的生长，促进所需要的微生 物的生长。 鉴别培养基：根据微生物的代谢特点，在培养基中加入 某种指示剂或化学药品配制而成的，用以 鉴别不同种类的微生物。
4 微生物的营养
内部浓度高
基团移位 有 快 由稀至浓
内部浓度高
运送速度
溶质运送方向
平衡时内外浓度
相等
无特异性 不需要
相等
特异性 不需要
运送分子 能量消耗
运送前后溶质分子
特异性 需要
特异性 需要
不变
无 无竞争性 无
不变
有 有竞争性 有
不变
有 有竞争性 有
改变
有 有竞争性 有
载体饱和性 与溶质类似物 运送抑制剂
•单纯扩散：溶质分子通过细胞膜上的小孔由高浓度 向低浓度扩散。 •促进扩散：物质在膜渗透酶帮助下顺浓度梯度快速 扩散运送。
第六章 微生物的营养
一、微生物的营养
• 营养（nutrition）：指生物体从外部环境摄取
其生命活动所必需的能量和物质，以满足其
生长和繁殖需要的一种生理功能。
• 营养物（nutrient）：指具有营养功能的物质， 在微生物学中，常常还包括光能这种非物质形
式的能源在内。微生物的营养物可为它们正常
生命活动提供结构物质、能量、代谢调节物质
微生物的营养类型
营养类型
光能自养型 （光能无机营养型） 光能异养型 （光能有机营养型） 化能自养型 （化能无机营养型） 化能异养型 （化能有机营养型）
能源
光 光 无机物* （还原态） 有机物
氢供体
无机物 有机物 无机物 有机物
基本碳源
CO2 CO2及简单 有机物 CO2 有机物
实例
蓝细菌 藻类 红螺菌科 铁细菌 氢细菌
6、水
• 微生物细胞的重要组成成分，其含量可达70～
95%（细菌～80%，酵母～75%，霉菌～ 85%）。 • 水的类型：自由水、结合水。 • 水的功能：优良的溶剂；细胞内进行各种生化 反应的媒介；维持生物大分子结构的稳定，参 与某些重要的生物化学反应。
基团移位 有 快 由稀至浓
内部浓度高
运送速度
溶质运送方向
平衡时内外浓度
相等
无特异性 不需要
相等
特异性 不需要
运送分子 能量消耗
运送前后溶质分子
特异性 需要
特异性 需要
不变
无 无竞争性 无
不变
有 有竞争性 有
不变
有 有竞争性 有
改变
有 有竞争性 有
载体饱和性 与溶质类似物 运送抑制剂
•单纯扩散：溶质分子通过细胞膜上的小孔由高浓度 向低浓度扩散。 •促进扩散：物质在膜渗透酶帮助下顺浓度梯度快速 扩散运送。
第六章 微生物的营养
一、微生物的营养
• 营养（nutrition）：指生物体从外部环境摄取
其生命活动所必需的能量和物质，以满足其
生长和繁殖需要的一种生理功能。
• 营养物（nutrient）：指具有营养功能的物质， 在微生物学中，常常还包括光能这种非物质形
式的能源在内。微生物的营养物可为它们正常
生命活动提供结构物质、能量、代谢调节物质
微生物的营养类型
营养类型
光能自养型 （光能无机营养型） 光能异养型 （光能有机营养型） 化能自养型 （化能无机营养型） 化能异养型 （化能有机营养型）
能源
光 光 无机物* （还原态） 有机物
氢供体
无机物 有机物 无机物 有机物
基本碳源
CO2 CO2及简单 有机物 CO2 有机物
实例
蓝细菌 藻类 红螺菌科 铁细菌 氢细菌
6、水
• 微生物细胞的重要组成成分，其含量可达70～
95%（细菌～80%，酵母～75%，霉菌～ 85%）。 • 水的类型：自由水、结合水。 • 水的功能：优良的溶剂；细胞内进行各种生化 反应的媒介；维持生物大分子结构的稳定，参 与某些重要的生物化学反应。
微生物六大营养要素及功能
微生物六大营养要素及功能
微生物的六大营养要素及功能如下：
1. 碳源：能满足微生物生长繁殖所需碳元素的营养物。
2. 氮源：能提供微生物生长繁殖所需氮元素的营养源。
少数能提供能源，只有少数自养微生物如硝化细菌能利用铵盐、硝酸盐产生能量。
3. 能源：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。
4. 生长因子：是一类调节微生物正常代谢所必需，但不能用简单的碳、氮源自行合成的有机物。
其作为酶的辅基或辅酶参与新陈代谢，补充微生物所需的氨基酸，利用嘌呤、嘧啶来合成核苷酸，再合成核酸。
5. 无机盐：可为微生物提供除碳、氮源以外的各种重要元素，作为酶活性中心的组成部分，维持生物大分子和细胞结构的稳定性，调节并维持细胞的渗透压平衡，控制细胞的氧化还原电位。
6. 水：是一切生命活动的必须条件，是微生物生长必不可少的物质。
这些营养要素是微生物生长和繁殖所必需的，对于维持微生物的生命活动具有重要作用。
微生物的营养
导
学
项目一 微生物的营养
微生物的营养物质 1
2 微生物的营养类型
摄取营养方式 3
4 培养基的配制
1
微生物的营养物质
微生物的营养物质
微生物从环境中吸收营养物质并加以利用的过程通常称为营养。 凡能被微生物吸收、利用的物质称为微生物的营养物质。 营养物质的作用：形成结构、提供能量、调节作用。
（一）微生物细胞的化学组成
源 物
烃
天然气、石油、石油馏分、石 利用烃的微生物细胞表面有一种由糖脂组成的特殊吸收
蜡油等
系统，可将难溶的烃充分乳化后吸收利用
质 CO2 CO2
为自养微生物所利用。
碳酸盐 NaHCO3、CaCO3、白垩等
为自养微生物所利用。
其他
芳香族化合物、氰化物 蛋白质、蛋白胨、核酸等
利用这些物质的微生物在环境保护方面有重要作用。当 环境中缺乏碳源物质时，可被微生物作为碳源而降解利 用。
2、碳源：
概念：为微生物的生长提供碳素营养的物质称为碳源。 功能：
①提供合成细胞物质及代谢物的原料; ②为生理活动提供能量(异养微生物)。
种类
碳源物质
备注
葡萄糖、果糖、麦芽糖、蔗糖
糖
、淀粉、半乳糖、乳糖、甘露 单糖优于双糖，己糖优于戊糖，淀粉优于纤维素，纯多 糖、纤维二糖、纤维素、半纤 糖优于杂多糖。
谢谢大家聆听
微生物的营养类型
3
微生物摄取营养的方式
微生物摄取营养的方式 被动扩散、促进扩散、基团转移、主动运输
4
培养基的制备与应用
（一）配制原则
培养基的制备与应用
培养基：由人工配制的、适合于不同微生物生长繁殖或积累 代谢产物用的营养基质。
学
项目一 微生物的营养
微生物的营养物质 1
2 微生物的营养类型
摄取营养方式 3
4 培养基的配制
1
微生物的营养物质
微生物的营养物质
微生物从环境中吸收营养物质并加以利用的过程通常称为营养。 凡能被微生物吸收、利用的物质称为微生物的营养物质。 营养物质的作用：形成结构、提供能量、调节作用。
（一）微生物细胞的化学组成
源 物
烃
天然气、石油、石油馏分、石 利用烃的微生物细胞表面有一种由糖脂组成的特殊吸收
蜡油等
系统，可将难溶的烃充分乳化后吸收利用
质 CO2 CO2
为自养微生物所利用。
碳酸盐 NaHCO3、CaCO3、白垩等
为自养微生物所利用。
其他
芳香族化合物、氰化物 蛋白质、蛋白胨、核酸等
利用这些物质的微生物在环境保护方面有重要作用。当 环境中缺乏碳源物质时，可被微生物作为碳源而降解利 用。
2、碳源：
概念：为微生物的生长提供碳素营养的物质称为碳源。 功能：
①提供合成细胞物质及代谢物的原料; ②为生理活动提供能量(异养微生物)。
种类
碳源物质
备注
葡萄糖、果糖、麦芽糖、蔗糖
糖
、淀粉、半乳糖、乳糖、甘露 单糖优于双糖，己糖优于戊糖，淀粉优于纤维素，纯多 糖、纤维二糖、纤维素、半纤 糖优于杂多糖。
谢谢大家聆听
微生物的营养类型
3
微生物摄取营养的方式
微生物摄取营养的方式 被动扩散、促进扩散、基团转移、主动运输
4
培养基的制备与应用
（一）配制原则
培养基的制备与应用
培养基：由人工配制的、适合于不同微生物生长繁殖或积累 代谢产物用的营养基质。
简述微生物的4种基本营养类型
简述微生物的4种基本营养类型微生物是一类微小的生物体，包括细菌、真菌、病毒等。
它们在自然界中具有重要的生态作用，并且具有多样的营养类型。
下面将简述微生物的四种基本营养类型。
第一种基本营养类型是光合营养。
光合营养是指通过光合作用将光能转化为化学能，以此合成有机物的一种营养方式。
光合微生物主要包括一些细菌和藻类。
它们利用细胞中的光合色素吸收光能，并利用光合作用中的电子传递链和ATP合成途径，将二氧化碳和水合成为有机物，同时释放出氧气。
第二种基本营养类型是化学营养。
化学营养是指微生物通过化学反应来获取能量和原料，并合成有机物质的一种营养方式。
这类微生物被称为化能微生物。
化学营养微生物可以利用无机化合物、有机化合物或气体等作为能量和原料来源。
其中，一些细菌可以利用无机化合物如氨、硫化氢等进行氧化反应，从而释放出能量。
另一些细菌则可以通过对有机物质进行降解分解，从中获取能量和碳源。
第三种基本营养类型是腐生营养。
腐生营养是指微生物以死亡有机物为食，进行降解分解并吸收有机物质的一种营养方式。
腐生微生物主要包括一些真菌和一些细菌。
它们通过分泌各种腐解酶，将死亡有机物分解为简单的小分子化合物，进而进行吸收和利用。
第四种基本营养类型是寄生营养。
寄生营养是指微生物借助寄主的营养和生理代谢，从中获取所需的营养物质的一种营养方式。
寄生微生物包括一些细菌、真菌和寄生虫。
它们通过侵入和寄生于寄主的身体，利用寄主的营养物质和组织来维持自身的生长和繁殖。
综上所述，微生物具有四种基本的营养类型：光合营养、化学营养、腐生营养和寄生营养。
微生物以其多样的营养方式，为生态系统的循环和平衡提供了重要的贡献。
微生物学4微生物的营养
4、生长因子
指那些微生物生长所必需而且需要量很小，但微生 物自身不能合成或合成量不足以满足机体需要的有机物。
维生素 氨基酸
酶的辅基或辅酶
嘌呤或嘧啶
合成核苷
酶的辅基或辅酶，或
5、水
生理功能： 溶剂和运输介质 参与生化反应 维持大分子的天然构象 作为热的良好导体，控制细胞内的温度变化 维持细胞的正常形态 水合作用和脱水作用控制亚基结构的组成和解离
第二节 培养基 一、选用和设计培养基的原则和方法 3、物理化学条件适宜 • pH； • 水活度； • 氧化还原电位；
第二节 培养基 一、选用和设计培养基的原则和方法
3、物理化学条件适宜 • 1）pH • 培养基的pH必须控制在一定的范围内，以满足不同 类型微生物的生长繁殖或产生代谢产物。 通常培养条件： • 细菌与放线菌：pH7~7.5 • 酵母菌和霉菌：pH4.5~6范围内生长 • 为了维持培养基pH的相对恒定，通常在培养基中加 入pH缓冲剂，或在进行工业发酵时补加酸、碱。
第二节 培养基 一、选用和设计培养基的原则和方法 不同类型微生物生长对氧化还原电位(Ф)的要 求不同: • 好氧性微生物：+0.1V以上时可正常生长, 以+0.3～+0.4V为宜； • 厌氧性微生物：低于+0.1V条件下生长； • 兼性厌氧微生物：+0.1V以上时进行好氧呼 吸,+0.1V以下时进行发酵。
三、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 化能营养型
生物生长过程中能量的来源
三、微生物的营养类型
微生物营养类型(Ⅰ)
划分依据 碳源 能源 电子供体 营养类型 自养型(autotrophs) 异养型(heterotrophs) 光能营养型(phototrophs) 化能营养型(chemotrophs) 无机营养型(lithotrophs) 有机营养型(organotrophs)
微生物学 微生物的营养
最常见的鉴别性培养基是伊红美蓝乳糖
培养基，即EMB培养基。它在饮用水、 牛奶的大肠菌群数等细菌学检查和大肠 杆菌的遗传学研究工作中有着重要的用 途。
二、 培养基配制原则
1.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 0.01g H2PO4 4g CaCl2 0.25g H2O 1000ml
0.5g MgSO4.7H2O H2O 1000ml
酵母菌(麦芽汁培养基) 干麦芽粉加四倍水，在50℃--60℃保温糖化3-4小时，用碘液 试验检查至糖化完全为止，调整糖液浓度为10。巴林，煮沸 后，沙布过滤，调PH为6.0。 霉菌（查氏合成培养基） NaNO3 3g K2HPO4 1g MgSO4.7H2O 0.5gFeSO4 0.01g 1000ml KCl 30g 0.5g H2O
从微生物所能利用的氮源种类来看，存
在着一个明显的界限： 一部分微生物是不需要利用氨基酸作氮 源的，它们能把尿素、铵盐甚至氮气等 简单氮源自行合成所需要的一切氨基酸， 称为氨基酸自养型生物。 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。
三、水
水是细胞维持正常生命活动所必不可少
3.半合成培养基:由成分已知的物质和 成分未知的天然物质配制而成的培养基, 如PDA培养基。 如：马铃薯蔗糖培养基－－真菌
根据培养基物理状态分
A. 液体培养基:配制后不加任何凝固剂。 B. 半固体培养基:在液体培养基上加进一定凝固剂,在 液体培养基中如加0.5%琼脂,可以用来观察细胞运 动的特征,鉴定菌种,测定抗菌素的效价等。 C. 固体培养基:在液体培养基中加入凝固剂(如1.52.0%琼脂)。固体培养基为微生物的生长提供了一 个营养表面,在这个表面生长微生物可形成单个菌 落,用于微生物的分离,鉴定,计数,保管。 D. 脱水培养基：指含有除水分以外的一切成分的商品 培养基，使用时只要加入适量水分并加以灭菌即可， 其成分精确且使用方便。
《微生物学》微生物的营养
图6-1 单纯扩散
（二）促进扩散
图6-2 促进扩散
促进扩散（facilitated diffusion） 指溶质必须在细胞膜上的底物特异 载体蛋白的协助下，不消耗能量的 扩散运输方式，多见于真核生物， 原核生物中少见（图6-2）。促进扩 散与单纯扩散同属于被动扩散，是 不耗能的跨膜运输方式，所以也不 能进行逆浓度运输，但扩散效率较 快，其原因则是有特异载体蛋白的 参与。
（2） 合成培养基 合成培养基（synthetic medium），也称为化学限定培养基（chemically defined medium），是营养成分 背景完全清晰的培养基，由高纯化学试剂配制而成。 （3） 半合成培养基 半合成培养基（semisynthetic medium）是由部分天然材料和部分化学试剂配制的培养基，如马铃薯蔗 糖培养基（干净削皮的马铃薯200g，蔗糖20g）。
（二）微生物的营养物质及生理功能
4．无机盐
无机盐（mineral salt）或矿质元素主要可为微生物的生长提供除碳源和氮源外的各种重要 元素，是微生物生命活动不可缺少的物质。
在配制微生物培养基时，对大量元素来说，首选无机盐是K2HPO4和MgSO4，可同时提供 多种需要量大的元素。同时，许多微量元素是重金属，不能过量，否则可能产生毒害作用， 但是在部分生物中，特别是真菌，会对某些重金属元素富集，这在重金属污染处理中具有重 要意义。
氧化还原电位（redox potential）又称氧化还原势，是衡量某氧化还原系统中氧化剂接受电子或还原剂释放电子趋势 的一种指标。 6. 原料易得
从经济角度考虑，在配制培养基时应尽量利用廉价且来源方便的原料。
（三）培养基设计的方法
1. 查阅文献，借鉴经验 设计培养基时，首先应该根据实验目的查阅文献，收集已发表的培养基配方，根据实验要求进行筛 选。 2. 生态模拟 凡有某种微生物大量生长繁殖的环境，一定存在着该微生物所必要的营养及赖以生存的其他条件。 3. 营养需求，科学组合 根据微生物的营养需求，通过不同因素实验考察的优化方法确定最优配方。 4. 试验比较，优化配方 初步设计的适合某种微生物生长的培养基配方，还必须经具体试验和比较后才能最后确定符合实 际要求的培养基。
微生物的营养
的能量； 3、调节新陈代谢。
一、微生物细胞的化学组成
（一） 细胞化学元素组成：整个生物界大体相同，主要 是C、H、O、N（占干重90－97%），C占约50%， C/N一般是5:1。
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。
微生物细胞中几种主要元素的含量 （干重的％）
➢ 有些微生物需要从外界吸收现成的氨基酸作为 氮源才能生长，这类微生物叫做氨基酸异养型 生物，也叫营养缺陷型。
3、能源
➢ 定义：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。
➢ 种类： （1）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），如
类 元素水平 型
化合物水平
培养基原料水平
C·H·O·N·X 复杂蛋白质、核酸等 牛肉膏、蛋白胨、花生饼
有
粉等
机 C·H·O·N 多数氨基酸、简单蛋白 一般氨基酸、明胶等
碳
质等
C·H·O
糖、有机酸、醇、脂类 葡萄糖、蔗糖、各种淀粉、
等
糖蜜等
C·H
烃类
天然气、石油及其不同馏 份、石蜡油等
无 C(?)
—
—
➢ 实验室常用的氮源
碳酸铵、硝酸盐、硫酸铵、胰酪蛋白、尿素、蛋白胨、 牛肉膏、酵母膏等。
➢ 生产上常用的氮源
硝酸盐、铵盐、尿素、氨以及蛋白含量较高的鱼粉、 蚕蛹粉、黄豆饼粉、花生饼份、玉米浆、麸皮等。
➢ 不需要利用氨基酸作为氮源，能利用尿素、铵 盐、硝酸盐甚至氮气等简单氮源自行合成所需 要的一切氨基酸，这种微生物称为氨基酸自养 型生物。
NH4+，NO2-，S，H2S，H2和Fe2+等，这类微生物主要有 硫化细菌、硝化细菌、氢细菌与铁细菌，在自然界物质转 换过程中起着重要的作用。
一、微生物细胞的化学组成
（一） 细胞化学元素组成：整个生物界大体相同，主要 是C、H、O、N（占干重90－97%），C占约50%， C/N一般是5:1。
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。
微生物细胞中几种主要元素的含量 （干重的％）
➢ 有些微生物需要从外界吸收现成的氨基酸作为 氮源才能生长，这类微生物叫做氨基酸异养型 生物，也叫营养缺陷型。
3、能源
➢ 定义：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。
➢ 种类： （1）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），如
类 元素水平 型
化合物水平
培养基原料水平
C·H·O·N·X 复杂蛋白质、核酸等 牛肉膏、蛋白胨、花生饼
有
粉等
机 C·H·O·N 多数氨基酸、简单蛋白 一般氨基酸、明胶等
碳
质等
C·H·O
糖、有机酸、醇、脂类 葡萄糖、蔗糖、各种淀粉、
等
糖蜜等
C·H
烃类
天然气、石油及其不同馏 份、石蜡油等
无 C(?)
—
—
➢ 实验室常用的氮源
碳酸铵、硝酸盐、硫酸铵、胰酪蛋白、尿素、蛋白胨、 牛肉膏、酵母膏等。
➢ 生产上常用的氮源
硝酸盐、铵盐、尿素、氨以及蛋白含量较高的鱼粉、 蚕蛹粉、黄豆饼粉、花生饼份、玉米浆、麸皮等。
➢ 不需要利用氨基酸作为氮源，能利用尿素、铵 盐、硝酸盐甚至氮气等简单氮源自行合成所需 要的一切氨基酸，这种微生物称为氨基酸自养 型生物。
NH4+，NO2-，S，H2S，H2和Fe2+等，这类微生物主要有 硫化细菌、硝化细菌、氢细菌与铁细菌，在自然界物质转 换过程中起着重要的作用。
微生物的五大营养要素及其生理功能
微生物的五大营养要素及其生理功能微生物是一类极为微小的生物体，包括细菌、真菌和病毒等。
它们以各种不同的方式获取营养，以维持其正常的生物学功能。
微生物的五大营养要素是碳、氮、磷、硫和微量元素。
下面将逐个介绍这些营养要素及其生理功能。
1.碳（C）：碳是微生物体内最重要的元素之一，它是构成有机物的基础。
微生物利用碳来合成细胞组成部分，如蛋白质、核酸、脂质和多糖。
碳还用于能量代谢过程中的有机物氧化，从而获取生命活动所需的能量。
微生物可以从有机和无机源中获取碳。
典型的有机源包括葡萄糖、果糖和乳糖等，而无机源主要是二氧化碳。
2.氮（N）：氮是微生物体内蛋白质和核酸的重要组成元素。
微生物通过氮的转化过程将氨、硝酸盐或有机氮转化为氨基酸，然后合成蛋白质。
微生物还能从一些无机氮化合物中获取能量，如硝酸盐的还原过程能产生反应所需的能量。
3.磷（P）：磷在微生物体内存在于DNA、RNA、ATP（三磷酸腺苷）和磷脂等有机物中。
微生物利用磷合成核酸和能量储存分子ATP，在细胞代谢和生长中起着重要作用。
磷还是微生物体内多元酸和磷脂酰胆碱等重要分子的组成元素。
4.硫（S）：硫在微生物体内存在于蛋白质和核酸的硫氨基酸（如蛋氨酸和半胱氨酸）中。
硫原子具有特定的化学性质，在蛋白质的折叠和稳定性中起着重要作用。
硫还参与微生物体内的代谢反应，如硫酸盐的还原和硫酸胺基酸的反应。
5.微量元素：微生物还需要一些微量元素来完成其生物学功能。
常见的微量元素包括铁（Fe）、锰（Mn）、镁（Mg）、锌（Zn）、铜（Cu）、钴（Co）和钼（Mo）等。
这些微量元素在微生物体内作为辅酶或酶的一部分，参与细胞的代谢过程。
总体而言，微生物的五大营养要素对其生物学功能起着至关重要的作用。
这些要素不仅是构成微生物体结构的基本组成成分，还是微生物体内许多重要化学反应的催化剂。
通过碳、氮、磷、硫和微量元素的摄取和转化，微生物能够完成其代谢过程、细胞增殖、免疫反应和生物修复等生理功能。
6.5第五章微生物的营养和代谢
好氧：震荡或通气 厌氧：深层静止，加入还原剂等
二、微生物的营养类型
形态结构 微生物的多样性
营养类型
营养物质
需要什么？
营养类型
怎么消耗？
能能营养型
碳源不同
自养型：CO2 异养型:有机物
光能自养型（光能无机营养型）
营 养
光能异养型（光能有机营养型）
类 型 化能自养型（化能无机营养型）
第一节 微生物的营养物质和营养类型
一、微生物的营养
1、微生物营养的概念 微生物营养(nutrition)：微生物从环境中摄取生命活动所必需的 能量和物质以满足其生长繁殖需要的一种生理过程,是一切生命 活动的基础。
2、微生物的营养物质及其功能 微生物营养物质：能被微生物吸收利用的物质
水
微生物生长所需的重要成分，在细胞的化学成分中含量最多。 含量（因种类、生活条件和发育时期不同有差异）
半合成培养基：部分天然材料，部分纯化学试剂 优点：配制方便，微生物生长良好 常用：马铃薯蔗糖培养基
根据物理状态不同 固体培养基 凝固体培养基：在液体培养基中，加入凝固剂 琼脂，明胶等 天然固体培养基：固体营养物，如麸皮，米糠等
用途：菌种分离、鉴定、选种、育种、菌种保存 半固体培养基
琼脂0.2%-0.5% 用途：细菌运动的观察，噬菌体效价测定，
选择培养基（selective medium） 定义：根据某种微生物生长的特殊要求或对某些化学、物理因素
的抗性而设计的培养基。 特点：在培养基中加入相应的特殊营养物质或化学物质以抑
制不需要的微生物的生长，利于所需要的微生物的生长。 目的：将某种或某类微生物从混杂的微生物群体中分离出来
的培养基。
例如：加青霉素、四环素、链霉素分离酵母菌和霉菌。
二、微生物的营养类型
形态结构 微生物的多样性
营养类型
营养物质
需要什么？
营养类型
怎么消耗？
能能营养型
碳源不同
自养型：CO2 异养型:有机物
光能自养型（光能无机营养型）
营 养
光能异养型（光能有机营养型）
类 型 化能自养型（化能无机营养型）
第一节 微生物的营养物质和营养类型
一、微生物的营养
1、微生物营养的概念 微生物营养(nutrition)：微生物从环境中摄取生命活动所必需的 能量和物质以满足其生长繁殖需要的一种生理过程,是一切生命 活动的基础。
2、微生物的营养物质及其功能 微生物营养物质：能被微生物吸收利用的物质
水
微生物生长所需的重要成分，在细胞的化学成分中含量最多。 含量（因种类、生活条件和发育时期不同有差异）
半合成培养基：部分天然材料，部分纯化学试剂 优点：配制方便，微生物生长良好 常用：马铃薯蔗糖培养基
根据物理状态不同 固体培养基 凝固体培养基：在液体培养基中，加入凝固剂 琼脂，明胶等 天然固体培养基：固体营养物，如麸皮，米糠等
用途：菌种分离、鉴定、选种、育种、菌种保存 半固体培养基
琼脂0.2%-0.5% 用途：细菌运动的观察，噬菌体效价测定，
选择培养基（selective medium） 定义：根据某种微生物生长的特殊要求或对某些化学、物理因素
的抗性而设计的培养基。 特点：在培养基中加入相应的特殊营养物质或化学物质以抑
制不需要的微生物的生长，利于所需要的微生物的生长。 目的：将某种或某类微生物从混杂的微生物群体中分离出来
的培养基。
例如：加青霉素、四环素、链霉素分离酵母菌和霉菌。
第五章微生物的营养
氨基酸 蛋白质 核 酸 尿 素 硝酸盐 铵 盐 NH3 N2
有机氮
氮源
无机氮
作用：合成细胞中的含氮物质；提供生理活动所需的能量。
在缺糖条件下，某些厌氧细菌能以氨基酸为能源物质：三功能营 养物 = 氮源 + 碳源 + 能源
按对氮源的要求不同，微生物可分为：
固氮微生物
利用空气中的N2合成自身所需的氨基酸及蛋白质 代表：根瘤菌、固氮蓝菌、固氮菌
渗透压与等渗培养液
渗透压：恰好能阻止渗透发生的施加于溶液液面上方的额外 压强称为渗透压。与溶液中不能通过半透膜的微粒数目和 温度有关。 指溶液中溶质 微粒对水的吸 引力
半透膜只允许 溶剂通过而不 允许溶质通过。 细胞膜
渗透压与等渗培养液
等渗：胞内外溶质的渗透压相近。 高渗：胞外溶质的渗透压 >胞内。 低渗：胞外溶质的渗透压<胞内。
（2）根据物理状态分类 1）液体培养基 定义：不加凝固剂的的液态培养基。 用途：大规模工业生产及在实验室用于不需要挑选 单克隆的大规模养菌。水处理中的废水即可以看作 液体培养基。
2）半固体培养基 定义：液体培养基中加入0.2-0.7%的凝固剂形成的 培养基。 用途：常用于观察细菌的运动、厌氧菌的分离和菌 种鉴定等。
化能自养型 无机物 （化能无机营养型）
无机物
无机碳
化能异养型 有机物 （化能有机营养型）
有机物
有机碳
绝大多数细菌和全部 真核微生物
以供氢体分：
无机营养型：以无机物为氢供体。 有机营养型：以有机物为供氢体。 以生长因子的需求分： 原养型或野生型：不需要从外界吸收任何生长因子。 营养缺陷型：需要从外界吸收一种或几种生长因子。 以取食方式分： 渗透营养型：通过细胞膜的渗透和选择吸收作用从外界吸收营 养物质。
有机氮
氮源
无机氮
作用：合成细胞中的含氮物质；提供生理活动所需的能量。
在缺糖条件下，某些厌氧细菌能以氨基酸为能源物质：三功能营 养物 = 氮源 + 碳源 + 能源
按对氮源的要求不同，微生物可分为：
固氮微生物
利用空气中的N2合成自身所需的氨基酸及蛋白质 代表：根瘤菌、固氮蓝菌、固氮菌
渗透压与等渗培养液
渗透压：恰好能阻止渗透发生的施加于溶液液面上方的额外 压强称为渗透压。与溶液中不能通过半透膜的微粒数目和 温度有关。 指溶液中溶质 微粒对水的吸 引力
半透膜只允许 溶剂通过而不 允许溶质通过。 细胞膜
渗透压与等渗培养液
等渗：胞内外溶质的渗透压相近。 高渗：胞外溶质的渗透压 >胞内。 低渗：胞外溶质的渗透压<胞内。
（2）根据物理状态分类 1）液体培养基 定义：不加凝固剂的的液态培养基。 用途：大规模工业生产及在实验室用于不需要挑选 单克隆的大规模养菌。水处理中的废水即可以看作 液体培养基。
2）半固体培养基 定义：液体培养基中加入0.2-0.7%的凝固剂形成的 培养基。 用途：常用于观察细菌的运动、厌氧菌的分离和菌 种鉴定等。
化能自养型 无机物 （化能无机营养型）
无机物
无机碳
化能异养型 有机物 （化能有机营养型）
有机物
有机碳
绝大多数细菌和全部 真核微生物
以供氢体分：
无机营养型：以无机物为氢供体。 有机营养型：以有机物为供氢体。 以生长因子的需求分： 原养型或野生型：不需要从外界吸收任何生长因子。 营养缺陷型：需要从外界吸收一种或几种生长因子。 以取食方式分： 渗透营养型：通过细胞膜的渗透和选择吸收作用从外界吸收营 养物质。
第六章节微生物的营养
0-2.0 0.01-2.0 0-1.0;0-10 0-10 0-0.005 0-0.05 0.8->3.0 0.5-2.0
Mg Fe Zn Cu Co Mn Mo Al
0.5-5.0 0.1-0.4 0.1-1.00 0.01-0.05 0.1-5.0 0.01-0.05 0.1-0.7 0.01-0.05
氨基酸类 常见的生长因子 嘌呤、嘧啶类 维生素类 生长因子自养型微生物：
不需要提供生长因子的微生物称“生长因子自养型微 生物”（如：E.coli）。
14
第一节 微生物的营养
生长因子自养型微生物
微生物的分类 （根据生长因 子的需求性） 生长因子异养型微生物 生长因子过量合成微生物
生长因子的来源： 某些细胞或组织的提取液中常含有丰富的生长因子。 酵母膏（yeast extract） 玉米浆（corn steep liquor） 肝浸液（liver infusion） 麦芽汁（malt extract） 蛋白胨（peptone）
维持渗透压；某些细菌和蓝细菌所需 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
Mg
Fe Mn Cu Co Zn
固氮酶等的辅因子；叶绿素等的成分
细胞色素的成分；合成叶绿素、白喉毒素和氯高铁血红素所需 超氧化物歧化酶、氨肽酶和L-阿拉伯糖异构酶等的辅因子 氧化酶、酪氨酸酶的辅因子 维生素B12复合物的成分；肽酶的辅因子 碱性磷酸酶以及多种脱氢酶、肽酶和脱羧酶的辅因子 固氮酶和同化型及异化型硝酸盐还原酶的成分
0.2
单位污泥COD去除速率 (kgCOD/kgMLSS·d)
0.16
0.12
0.08
0.04
0 0 0.5 1 2
2微生物的营养
不同营养类型之间的界限并非绝对：
异养型微生物并非绝对不能利用CO2； 自养型微生物也并非完全不能利用有机物进行生长； 有些微生物在不同生长条件下生长时,其营养类型也会发生改变；
例如红螺菌： 有光、厌氧时，有机物存在时、为光能异养型微生物； 黑暗、氧气、有机物存在时，利用有机物进行生长，为化能 异养型微生物；
第一节 微生物的六种营养要素 一、细胞化学组成
主要元素：C、H、O、N、S、P(97％) 1.化学元素
微量元素: Zn、Mn、Na、Cl、Co、 Cu 化学元素比例因菌种、培养条件等有所不同，如： 幼龄菌含N高，硫细菌较多S，铁细菌较多Fe，等。
微生物细胞中几种主要元素的相对含量 （%干重）
元素 细菌 酵母菌 霉菌
辐射能：光能自养和光能异养微生物的能源
一种营养物具有一种以上营养要素的功能
单功能： 辐射能 双功能： 还原态无机养料，如NH4+既是硝酸盐细菌 的能源，又是氮源 三功能： N · C · H · O类营养物质常是异养微生 物的能源，碳源兼氮源
(四) 生长因子(growth factor)
一类对微生物正常代谢必不可少且又不能从简单的碳源， 氮源自行合成的、所需极微量的有机物。 作用：辅酶或酶活化所需。 培养基中生长因子来源： 酵母膏、玉米浆、麦芽汁等。
碳
50
49.8
47.0
氢
8
5.7
6.7
氧
20
31.1
40.2
氮
15
7.5
5.2
硫
1
0.3
0.2
磷
3
1.5
1.2
有机物分析
有机物分析: 1）化学法直接抽提，定性定量分析； 2）破碎细胞得亚显微结构，再分析。
第四章_微生物营养
• 碳源 • 氮源 Carbon source Nitrogen source
• 无机盐
• 生长因子
Mineral source
Growth source
• 水
Water
1. 碳源（carbon source）
碳源（carbon source）凡是提供微生物营养所需的 碳元素（碳架）的营养源，称为～。
第四章
微生物的营养
第一节 微生物的营养要求
1.1 微生物细胞的化学组成 1.2 营养物质及其生理功能 1.3 微生物的营养类型(nutritional types)
第二节 培养基
2.1 选用和设计培养基的原则和方法 2.2 培养基的类型及应用
第三节 营养物质如何进入细胞
3.1 扩散(diffusion) 3.2 促进扩散(facilitated diffusion) 3.3 主动运输(active transport) 3.4 膜泡运输(memberane vesicle transport）
真菌
48(45~55) 6(4~7) 32(25~40) 49(40~55) 8(5~10) 5(2~8) 6(4~10)
• *只有用快速增长的细胞进行分析才可获取这一高值
原核微生物细胞的化学成分
分子名称 所占干重 %
96 55 5 9.1 3.1 20.5 3.5 0.5 2 0.5 1
所含分子数/细胞
化能自养菌的能源(S、Fe 2+ 、NH 4+ 、 NO2- 等)
无氧呼吸的受体( NO2- 、SO4 2-等)
酶的激活剂(Cu 2+ 、Mn 2+ 、Zn 2+ ) 特殊分子结构成分(Co、Mo)
无机盐的提供方式
• 无机盐
• 生长因子
Mineral source
Growth source
• 水
Water
1. 碳源（carbon source）
碳源（carbon source）凡是提供微生物营养所需的 碳元素（碳架）的营养源，称为～。
第四章
微生物的营养
第一节 微生物的营养要求
1.1 微生物细胞的化学组成 1.2 营养物质及其生理功能 1.3 微生物的营养类型(nutritional types)
第二节 培养基
2.1 选用和设计培养基的原则和方法 2.2 培养基的类型及应用
第三节 营养物质如何进入细胞
3.1 扩散(diffusion) 3.2 促进扩散(facilitated diffusion) 3.3 主动运输(active transport) 3.4 膜泡运输(memberane vesicle transport）
真菌
48(45~55) 6(4~7) 32(25~40) 49(40~55) 8(5~10) 5(2~8) 6(4~10)
• *只有用快速增长的细胞进行分析才可获取这一高值
原核微生物细胞的化学成分
分子名称 所占干重 %
96 55 5 9.1 3.1 20.5 3.5 0.5 2 0.5 1
所含分子数/细胞
化能自养菌的能源(S、Fe 2+ 、NH 4+ 、 NO2- 等)
无氧呼吸的受体( NO2- 、SO4 2-等)
酶的激活剂(Cu 2+ 、Mn 2+ 、Zn 2+ ) 特殊分子结构成分(Co、Mo)
无机盐的提供方式
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微生物细胞的化学元素组成
化学元ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ水平
表：微生物细胞中几种主要元素的含量（干重％）
元素 碳 氮 氢 氧 磷 细菌 －50 －15 －8 －20 －3 酵母菌 －50 －12 －7 －31 －3.54 真菌 －48 －5 －7 －40 －4.85 元素 钠 钙 镁 氯化物 铁 细菌 0.5－1.0 0.01－1.5 0.1－0.5 0.5 0.02－0.2 酵母菌 0.01－0.1 0.1－0.3 0.1－0.5 － 0.01－0.5 霉菌 0.02－0.05 0.1－1.4 0.1－0.5 － 0.1－0.2
微生物的六大营养要素——能源及其功能
◆ 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。
微生物的六大营养要素——氮源及其功能
◆氮源：凡用来构成菌体物质或代谢产物中氮素来源的营养源。 ◆功能： 1）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； 2）少数细菌可以利用铵盐、硝酸盐等氮源为能源。
◆不同细胞及不同细胞结构中游离水的含量有较大差别 人体：~60% 海蛰：~96% 霉菌孢子：~39% 微生物 孢子 细菌芽孢： 皮层：~70% 核心：极低 细菌：~80% 酵母：~75% 霉菌：~85%
几种生物的 游离水含量
营养体
第二节 培养基
培养基： 一种人工配制的、适合微生物生长繁殖或产生代谢 产物、或者用于其他目的的混合养料。 特点： 任何培养基都应具备微生物所需要的六大营养要素， 且应比例适当。 一旦配成必须立即灭菌。 用途： 促使微生物生长；积累代谢产物；分离微生物菌种； 鉴定微生物种类；微生物细胞计数；菌种保藏；制备 微生物制品
微生物的六大营养要素——水及其功能
微生物细胞含水约占细胞鲜重70－90％，水作用是多方面的。
◆水的功能
是细胞中生化反应的良好介质； 营养物质和代谢产物都必须溶解在水里，才能被吸收或排出 体（细胞）外； 水的比热高，能有效的吸收代谢过程中放出的热量，不致使 细胞的温度骤然上升； 维持细胞的膨压（控制细胞形态）；
常见的培养四大类微生物的培养基
细 菌 （ 牛肉 膏 蛋 白胨 培 养 基 ） ： 牛 肉膏 3g 、 蛋白 胨 10g 、 NaCl5g、H2O1000ml 放 线 菌 （ 高 氏 1 号 ） ： 淀 粉 20g 、 K2HPO40.5g 、 NaCl0.5g 、 MgSO4.7H2O0.5g、KNO3 1g、FeSO40.01g、H2O1000ml 酵母菌 ( 麦芽汁培养基 ) ：干麦芽粉加四倍水，在 50℃--60℃ 保温糖化3-4小时，用碘液试验检查至糖化完全为止，调整糖 液浓度为10。巴林，煮沸后，沙布过滤，调pH为6.0。 霉菌（查氏合成培养基）： NaNO33g 、 K2HPO41g 、 KCl0.5g 、 MgSO4.7H2O0.5g、FeSO40.01g、蔗糖30g、H2O1000ml
微生物的氮源谱
类型 元素水平 N·C·H·O ·X N·C·H·O N·H 化合物水平 培养基原料水平
有机 氮
复杂蛋白质、核酸等 尿素、一般氨基酸、简 单蛋白质等 NH3、铵盐等
牛肉膏、酵母膏、饼粕粉、蚕蛹 粉等 尿素、蛋白胨、明胶等 (NH4)2SO4等
无机 氮
N·O
N
硝酸盐等
N2
KNO3等
空气
微生物的六大营养要素——无机盐及其功能
微生物和其他生物的营养统一性
微生物的六大营养要素——碳源及其功能
◆定义：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（异养微生物）；
微生物的碳源谱
类型 有机碳 元素水平 C·H·O·N· X C·H·O·N C·H·O C·H 无机碳 C(?) C·O C·O·X 化合物水平 复杂蛋白质、核酸等 多数氨基酸、简单蛋白质等 糖、有机酸、醇、脂类等 烃类 — CO2 NaHCO3 培养基原料水平 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、CaCO3、等
一、培养基的种类
培养基——微生物的菜谱
名目繁多、种类各异
（一）按对培养基成分的了解作分类 天然培养基 组合培养基 半组合培养基
1.天然培养基 （complex media，undefined media）
利用化学成分还不完全清楚或不恒定的天然物质， （如肉汤、蛋白胨、麦芽汁、酵母汁、豆芽汁、玉
米粉、牛奶、血清等）制成的培养基。
例如，培养多种细菌的牛肉膏蛋白胨培养基。
天然培养基的优点：
营养丰富、种类多样、配制方便、价格低廉 。
缺点：
是成分不清楚、不稳定，不适宜做精细的科学实验。
天然培养基只适合于一般实验室中的菌种培养、 发酵工业中生产菌种的培养和某些发酵产物的生产等。
2.组合培养基
◆ 定义：为微生物细胞生长提供碳、氮源以外的多种重要元素 （包括大量元素和微量元素）的物质，多以无机盐的形式供给。
◆ 种类：一般微生物生长所需要的无机盐有：硫酸盐、磷酸盐、 氯化物以及含有钠、钾、镁、铁等金属元素的化合物。
微生物的六大营养要素——生长因子及其功能
◆ 生长因子：是一类对微生物正常生活所不可缺少而需要量又 不大，但微生物自身不能用简单的碳源或氮源合成，或合成量 不足以满足机体生长需要的有机营养物质。不同微生物需求的 生长因子的种类和数量不同。 ◆ 种类： 狭义：维生素 广义：维生素、氨基酸、碱基、卟啉及其衍生物、甾醇、 胺类、分支或直链脂肪酸 ◆ 生长因子的提供方式：维生素混合液或者一些天然物质原料 （酵母膏、玉米浆、 肝浸液、麦芽汁或者其他动物、 植物的汁液等）
硫
－1
－0.039
－0.11
大量元素(macroelement):碳、氢、氧、氮、磷、硫、钾、镁、钙、铁 占细菌细胞干重的97% 微量元素(trace element): 锌、锰、钠、氯、钼、硒、钴、铜、钨、镍 、硼。 注意： 组成比例因种而异；组成随菌龄以及培养条件的不同在一定范围内发生变化。
第一节微生物的营养物质及其功能
化学元ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ水平
表：微生物细胞中几种主要元素的含量（干重％）
元素 碳 氮 氢 氧 磷 细菌 －50 －15 －8 －20 －3 酵母菌 －50 －12 －7 －31 －3.54 真菌 －48 －5 －7 －40 －4.85 元素 钠 钙 镁 氯化物 铁 细菌 0.5－1.0 0.01－1.5 0.1－0.5 0.5 0.02－0.2 酵母菌 0.01－0.1 0.1－0.3 0.1－0.5 － 0.01－0.5 霉菌 0.02－0.05 0.1－1.4 0.1－0.5 － 0.1－0.2
微生物的六大营养要素——能源及其功能
◆ 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。
微生物的六大营养要素——氮源及其功能
◆氮源：凡用来构成菌体物质或代谢产物中氮素来源的营养源。 ◆功能： 1）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； 2）少数细菌可以利用铵盐、硝酸盐等氮源为能源。
◆不同细胞及不同细胞结构中游离水的含量有较大差别 人体：~60% 海蛰：~96% 霉菌孢子：~39% 微生物 孢子 细菌芽孢： 皮层：~70% 核心：极低 细菌：~80% 酵母：~75% 霉菌：~85%
几种生物的 游离水含量
营养体
第二节 培养基
培养基： 一种人工配制的、适合微生物生长繁殖或产生代谢 产物、或者用于其他目的的混合养料。 特点： 任何培养基都应具备微生物所需要的六大营养要素， 且应比例适当。 一旦配成必须立即灭菌。 用途： 促使微生物生长；积累代谢产物；分离微生物菌种； 鉴定微生物种类；微生物细胞计数；菌种保藏；制备 微生物制品
微生物的六大营养要素——水及其功能
微生物细胞含水约占细胞鲜重70－90％，水作用是多方面的。
◆水的功能
是细胞中生化反应的良好介质； 营养物质和代谢产物都必须溶解在水里，才能被吸收或排出 体（细胞）外； 水的比热高，能有效的吸收代谢过程中放出的热量，不致使 细胞的温度骤然上升； 维持细胞的膨压（控制细胞形态）；
常见的培养四大类微生物的培养基
细 菌 （ 牛肉 膏 蛋 白胨 培 养 基 ） ： 牛 肉膏 3g 、 蛋白 胨 10g 、 NaCl5g、H2O1000ml 放 线 菌 （ 高 氏 1 号 ） ： 淀 粉 20g 、 K2HPO40.5g 、 NaCl0.5g 、 MgSO4.7H2O0.5g、KNO3 1g、FeSO40.01g、H2O1000ml 酵母菌 ( 麦芽汁培养基 ) ：干麦芽粉加四倍水，在 50℃--60℃ 保温糖化3-4小时，用碘液试验检查至糖化完全为止，调整糖 液浓度为10。巴林，煮沸后，沙布过滤，调pH为6.0。 霉菌（查氏合成培养基）： NaNO33g 、 K2HPO41g 、 KCl0.5g 、 MgSO4.7H2O0.5g、FeSO40.01g、蔗糖30g、H2O1000ml
微生物的氮源谱
类型 元素水平 N·C·H·O ·X N·C·H·O N·H 化合物水平 培养基原料水平
有机 氮
复杂蛋白质、核酸等 尿素、一般氨基酸、简 单蛋白质等 NH3、铵盐等
牛肉膏、酵母膏、饼粕粉、蚕蛹 粉等 尿素、蛋白胨、明胶等 (NH4)2SO4等
无机 氮
N·O
N
硝酸盐等
N2
KNO3等
空气
微生物的六大营养要素——无机盐及其功能
微生物和其他生物的营养统一性
微生物的六大营养要素——碳源及其功能
◆定义：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（异养微生物）；
微生物的碳源谱
类型 有机碳 元素水平 C·H·O·N· X C·H·O·N C·H·O C·H 无机碳 C(?) C·O C·O·X 化合物水平 复杂蛋白质、核酸等 多数氨基酸、简单蛋白质等 糖、有机酸、醇、脂类等 烃类 — CO2 NaHCO3 培养基原料水平 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、CaCO3、等
一、培养基的种类
培养基——微生物的菜谱
名目繁多、种类各异
（一）按对培养基成分的了解作分类 天然培养基 组合培养基 半组合培养基
1.天然培养基 （complex media，undefined media）
利用化学成分还不完全清楚或不恒定的天然物质， （如肉汤、蛋白胨、麦芽汁、酵母汁、豆芽汁、玉
米粉、牛奶、血清等）制成的培养基。
例如，培养多种细菌的牛肉膏蛋白胨培养基。
天然培养基的优点：
营养丰富、种类多样、配制方便、价格低廉 。
缺点：
是成分不清楚、不稳定，不适宜做精细的科学实验。
天然培养基只适合于一般实验室中的菌种培养、 发酵工业中生产菌种的培养和某些发酵产物的生产等。
2.组合培养基
◆ 定义：为微生物细胞生长提供碳、氮源以外的多种重要元素 （包括大量元素和微量元素）的物质，多以无机盐的形式供给。
◆ 种类：一般微生物生长所需要的无机盐有：硫酸盐、磷酸盐、 氯化物以及含有钠、钾、镁、铁等金属元素的化合物。
微生物的六大营养要素——生长因子及其功能
◆ 生长因子：是一类对微生物正常生活所不可缺少而需要量又 不大，但微生物自身不能用简单的碳源或氮源合成，或合成量 不足以满足机体生长需要的有机营养物质。不同微生物需求的 生长因子的种类和数量不同。 ◆ 种类： 狭义：维生素 广义：维生素、氨基酸、碱基、卟啉及其衍生物、甾醇、 胺类、分支或直链脂肪酸 ◆ 生长因子的提供方式：维生素混合液或者一些天然物质原料 （酵母膏、玉米浆、 肝浸液、麦芽汁或者其他动物、 植物的汁液等）
硫
－1
－0.039
－0.11
大量元素(macroelement):碳、氢、氧、氮、磷、硫、钾、镁、钙、铁 占细菌细胞干重的97% 微量元素(trace element): 锌、锰、钠、氯、钼、硒、钴、铜、钨、镍 、硼。 注意： 组成比例因种而异；组成随菌龄以及培养条件的不同在一定范围内发生变化。
第一节微生物的营养物质及其功能