微生物的营养与代谢
微生物的营养代谢PPT课件
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
大学微生物复习--第4章 微生物的营养和代谢1
几种微生物生长的最适aw值
微生物 一般细菌 酵母菌 霉菌 嗜盐细菌 嗜盐真菌 嗜高渗酵母菌
aw
0.91 0.88 0.80 0.76 0.65 0.60
17
二、微生物吸收营养物质的方式
1. 简单扩散
物质运输的动力: 膜内外的浓度差 特点：
A. 不消耗能量
B. 不发生化学变化 C. 非特异性。
45
微生物在厌养条件下的发酵过程的前部反应
46
酵母菌的乙醇发酵
C6H12O6 + 2ADP + 2 H3PO4 2CH3CH2OH + 2 ATP + 2CO2+2H2O
47
乳酸细菌的正型乳酸发酵
C6H12O6 + 2ADP + 2Pi
2CH3CHOHCOOH + 2ATP + 2H2O
48
（二）呼 吸
葡萄糖，果糖，半乳糖，甘露糖 麦芽糖，蔗糖，乳糖，纤维二糖 淀粉，纤维素，半纤维素，甲壳素
4
有机酸：
乳酸，柠檬酸，延胡索酸，低级脂肪酸，高 级脂肪酸，氨基酸
醇类：
乙醇、甲醇
脂类：
脂肪，磷脂
5
烃类： 天然气，石油，石油馏分，石蜡油 CO2： CO2 碳酸盐： NaHCO3, CaCO3, 其他： 芳香族化合物，氰化物，蛋白质，肽， 核酸
31
1. 适宜营养物质的选择
32
2. 营养物质浓度及配比合适（C/N） 碳氮比（C/N）：培养基中碳元素/氮元素 物质的量比值或还原糖与粗蛋白之比。
谷氨酸发酵生产： C/N=4时菌体大量繁殖，Glu积累少； C/N=3时菌体繁殖受抑，Glu大量积累。
33
3. 控 制 pH 条 件 细菌: pH7.0~8.0
微生物在营养代谢中的重要性
微生物在营养代谢中的重要性在我们生活的这个世界里，微生物虽然微小到肉眼难以察觉，但它们在营养代谢中却扮演着至关重要的角色。
无论是对人类健康、生态平衡，还是对农业生产等方面，微生物都发挥着不可或缺的作用。
首先，让我们来了解一下什么是营养代谢。
简单来说，营养代谢就是生物体获取、利用和转化营养物质的过程，以维持生命活动、生长发育和繁殖。
而微生物在这个复杂的过程中，犹如一个个精巧的“小工匠”，默默地发挥着它们独特的功能。
在人类的消化系统中，就存在着大量的微生物。
这些微生物构成了肠道菌群，对我们的营养代谢有着深远的影响。
例如，它们能够帮助分解一些我们自身难以消化的食物成分。
比如膳食纤维，我们人体无法直接消化它，但肠道中的某些微生物却拥有分解膳食纤维的能力，将其转化为短链脂肪酸等有益物质。
这些短链脂肪酸不仅能为肠道细胞提供能量，还具有调节肠道免疫、维持肠道屏障功能等重要作用。
微生物还在维生素的合成方面发挥着关键作用。
一些维生素，如维生素 K 和部分 B 族维生素，人体自身无法合成，而肠道微生物可以完成这一任务。
如果肠道微生物的平衡被打破，就可能导致维生素合成不足，进而影响人体的健康。
不仅如此，微生物在生态系统的营养循环中也占据着举足轻重的地位。
在土壤中，微生物参与了有机物的分解和养分的释放。
当动植物残体进入土壤后，微生物会将这些复杂的有机物分解为简单的无机物，如氮、磷、钾等营养元素。
这些营养元素被释放到土壤中，可供植物吸收利用，从而促进植物的生长。
在氮循环中，微生物更是起到了核心作用。
固氮微生物能够将大气中的氮气转化为植物可以利用的氨态氮。
而硝化细菌和反硝化细菌则分别参与了将氨态氮转化为硝态氮以及将硝态氮还原为氮气的过程。
这一系列的转化过程，不仅维持了土壤的肥力，也保证了生态系统中氮元素的平衡。
在水生态系统中，微生物同样扮演着重要的角色。
它们能够分解水中的有机物，净化水质，维持水体的生态平衡。
如果没有微生物的参与，水体中的有机物将会积累，导致水质恶化，影响水生生物的生存。
微生物营养与代谢
第一节 微生物营养物质和营养类型
一 微生物营养物质及其功能
碳素化合物
微
氮素化合物
生
物
营
矿质元素
养
物 质
生长因子
水
第一节 微生物营养物质和营养类型
一 微生物营养物质及其功能 1 碳素化合物碳源：
碳源：是微生物细胞内碳素物质或代谢产物中的C的来源 占细胞干重的50%
第一节 微生物营养物质和营养类型 一 微生物营养物质及其功能
第一节 微生物营养物质和营养类型
一 微生物营养物质及其功能
5 水分
水的活度Aw 有效性 一定温度和压力条件下;溶液中水的蒸汽压力与同样条件T P下纯水蒸
汽压力之比
定义公式是： Aw=Pw/P0w
Pw:溶液中水的蒸汽压；P 0 w:纯水的蒸汽压
溶液充分稀释时
Aw=Pw/P0w=n1/n2+n1
n1为溶剂的摩尔数;n2为溶质摩尔数
一 微生物营养物质及其功能
4 生长因子 生长因子功能：构成酶的辅基或辅酶
生长因子分类化学结构 生理作用 ： 氨基酸 核 苷或碱基 维生素
第一节 微生物营养物质和营养类型 一 微生物营养物质及其功能
4 生长因子特点：
1不同的微生物;它们生长所需要的生长因子各不相同
克氏杆菌 肠膜明串珠菌
生物素 对氨基苯甲酸 十七种氨基酸
第一节 微生物营养物质和营养类型 一 微生物营养物质及其功能
4 生长因子 2微生物生长需要的生长因子会随着外界条件的变化而变化
鲁毛霉：
厌氧条件下：需维生素B与生物素 好氧条件下：无需生长因子
第一节 微生物营养物质和营养类型 一 微生物营养物质及其功能
4 生长因子 3对生长因子未知微生物的培养
生物3.10微生物的类群、营养、代谢和生长
微生物的能量代谢
化能自养生物
01
利用化学反应释放的能量来合成有机物质的微生物，如硝化细
菌。
化能异养生物
02
利用有机物质氧化过程中释放的能量来合成有机物质的微生物，
如大肠杆菌。
光能自养生物
03
利用光能来合成有机物质的微生物，如藻类。
微生物的代谢途径
糖酵解途径
葡萄糖在无氧条件下被分解成丙 酮酸，产生少量能量和还原力的 代谢途径，是厌氧微生物的主要 代谢途径。
三羧酸循环
在有氧条件下，线粒体中的乙酰 CoA完全氧化成二氧化碳和水， 并释放能量的代谢途径。
戊糖磷酸途径
葡萄糖经过一系列反应生成五碳 糖和六碳糖的代谢途径，是需氧 生物的主要糖代谢途径之一。
04 微生物的生长
微生物的生长曲线
延迟期
细胞适应生长环境，不进行分 裂，数量基本不变。
对数生长期
细胞快速分裂，数量呈指数增 长。
氧气
好氧微生物需要氧气进行呼吸，厌氧微生物 则在无氧环境下生长。
微生物的生长繁殖方式
无性繁殖
通过二分裂、出芽等方式进行无性繁殖，繁殖速度快。
有性繁殖
通过配子结合形成合子，再发育成新个体，繁殖速度慢。
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03 微生物的代谢
分解代谢和合成代谢
分解代谢
微生物通过分解有机物质获取能量和营养物质的过程。这些有机物质可以是糖 类、蛋白质、脂肪等。分解代谢过程中，微生物产生能量并合成新的细胞成分。
合成代谢
微生物利用能量和营养物质合成细胞成分的过程。合成代谢过程中，微生物消 耗能量并产生新的细胞成分，如蛋白质、核酸等。
生物3.10微生物的类群、营养、 代谢和生长
第三章微生物的营养与代谢
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。
微生物的营养与代谢1
微生物细胞中主要元素含量(占干重%)
元素 ----细菌 ----酵母菌 ----霉菌
C ------50.4 ---- 49.8 ---- 47.9 H -----6.7-------6.7- ---- 6.7 O ----- 30.5 ----31.1 ---- 40.2 N ------12.3- ----12.4 ---- 5.2 --C:N -4～5:1-----4～5:1-----9～10:1
----CaO----------0.89-------0.64---------0.38-------0.19 ----MgO----------0.82-------0.48---------0.43-------0.38 ----Na2O---------0.07-------0.16---------—---------1.12 ----SO3----------0.29-------—-----------0.04-------0.11
11Biblioteka （1）蛋白质、肽和氨基酸
蛋白质在微生物体内的含量约达干重的50%。蛋白 质是重要的细胞结构物质。 --如组蛋白与DNA 结合构成真核微生物细胞的染 色体； --与RNA结合构成核糖体； --与磷脂共同构成细胞质膜和细胞器的膜结构； --以鞭毛蛋白形式构成鞭毛等。 许多种蛋白质和多肽本身就是酶或辅酶，它们在 细胞的代谢过程中起着重要的催化作用。
7
微生物细胞中灰分元素含量(%)
---灰分元素-----固氮菌-----醋酸细菌-----酵母菌-----霉菌 ----P2O5---------4.95-------2.71---------3.54-------4.85
----K2O----------2.41-------1.28---------2.34-------2.81
食品微生物学 第三章微生物的生理 第四节微生物的代谢
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：
大学微生物复习-第4章微生物的营养和代谢
微
生 物
第
的 能 量
三 章
代
谢
生物氧化
生物氧化是微生物体内有机物质氧化分解的过 程，释放能量供微生物生长和繁殖。
生物氧化的主要场所是线粒体，其中包含多种 酶和辅酶，能够催化有机物质氧化分解。
生物氧化过程中会产生二氧化碳和水，同时释 放能量供微生物利用。
氧化磷酸化
氧化磷酸化是微生物体内能量代谢的重要过程，通过氧化磷酸 化作用，微生物能够将有机物质氧化分解产生的能量转化为 ATP。 氧化磷酸化过程中，电子从有机物质传递给氧分子，同时生成 ATP，为微生物提供能量。 氧化磷酸化作用是微生物体内最主要的能量来源之一，对于微 生物的生长和繁殖至关重要。
利用化学物质氧化还原反应释放的能量将有机物 质转化为自身所需物质的营养方式。 总结词
详细描述
微
生 物
第
的 代 谢
二 章
途
径
有氧呼吸
总结词
有氧呼吸是微生物在有氧环境中进行的一种氧化代谢途径，通过氧化有机物或无机物来获取能量。
详细描述
有氧呼吸过程中，微生物利用氧气将有机物氧化成二氧化碳和水，同时释放能量。这个过程需要特定的 酶来催化，并需要氧气作为电子受体。有氧呼吸是大多数微生物的能量来源，对于维持生命活动至关重
要。
无氧呼吸
总结词
无氧呼吸是微生物在无氧环境中进行的一种氧化 代谢途径，通过发酵或厌氧呼吸来获取能量。
详细描述
无氧呼吸过程中，微生物在没有氧气的情况下， 通过发酵或厌氧呼吸来获取能量。发酵是微生物 将有机物分解成不彻底的氧化产物，同时释放能 量。厌氧呼吸则是微生物通过氧化有机物或无机 物来获取能量，但不需要氧气参与。无氧呼吸在 缺氧环境中较为常见，对于某些微生物来说是唯
微生物学-第四章营养与代谢
微生物的生长因子
为某些微生物生长所必需、其自身又不能合成、需要 外源提供但需要量又很小的有机物质通称为 生长因 子 （ growth factor ）
狭义：维生素 广义：维生素、氨基酸、碱基、脂肪酸等
1).生长因子自养型微生物（auxoautotrophs) 2).生长因子异养型微生物（auxoheterotrophs) 3).生长因子过量合成型微生物 4).营养缺陷型微生物（nutritional deficiency)
• 特点：
• 有特异性的载体蛋白参与
• 需要消耗能量
• 可以逆浓度梯度运输
• 微生物的主要物质运输方式
微生物主动运输示意图
基团转位
• 基团转位（ group transport ） 是一种既需要载体 蛋白又需要消耗能量的物质运输方式。其与主动运 输方式不同的是它有一个复杂的运输酶系统来完成 物质的运输，同时底物在运输过程中发生化学结构 变化。
• 例： 2NH3 + 2O2 • CO2 + 4H+
2HNO2 + 4H+ + 能量 (CH2O) + H2O
光能无机营养型微生物
• 光能无机营养型 又称为 光能自养型 。 这是一 类含有光合色素、能以 CO 2 作为唯一或主要 碳源并利用光能进行生长的微生物。它们能以 无机物如硫化氢、硫代硫酸钠或其他无机硫化 物，以及水作为供氢体，使 CO 2 还原成细胞 物质。藻类、蓝细菌、绿硫细菌和紫硫细菌就 属于这类微生物。
微量元素与微生物生理功能
无机盐及其生理功能
水
水在微生物机体中具有重要的功能，是维持微生物生命活动不可缺少的 物质：
• ① 水是微生物细胞的重要组成成分:它占微生物体湿重的 70 ％ ～ 90 ％，水还供给微生物氧和氢两种元素。
微生物的营养与代谢复习题
第三章微生物的营养与代谢复习题一、名词解释1.选择培养基：是用来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。
2.基础培养基：是含有一般微生物生长繁殖所需的基本营养物质的培养基。
3.合成培养基：是由化学成分完全了解的物质配制而成的培养基，也称化学限定培养基。
4.化能异养微生物：以有机碳化合物为能源，碳源和供氢体也是有机碳化合物的微生物。
为碳源生长的微生物。
5.化能自养微生物：利用无机化合物氧化过程中释放的能量和以CO2为基本碳源，供氢体是还原在无机化合物的微6.光能自养微生物：利用光作为能源，以CO2生物。
7.光能异养微生物：以光为能源，以有机碳化合物作为碳源和供氢体营光合生长的微生物。
8.发酵：是指微生物细胞将有机物氧化释放的电子直接交给底物本身未完全氧化的某种中间产物，同时释放能量并产生各种不同的代谢产物。
9.呼吸作用：指从葡萄糖或其他有机基质脱下的电子（氢）经过一系列载体最终传递给外源分子氧或其他氧化型化合物并产生较多ATP的生物氧化过程。
10.有氧呼吸：以分子氧作为最终电子受体的呼吸。
11.无氧呼吸：以氧以外的其他氧化型化合物作最终电子受体的呼吸。
12.异型乳酸发酵：是指发酵终生物中除了乳酸外还有一些乙醇（或乙酸）等产物的发酵。
13.生物固氮：微生物将氮还原为氨的过程称为生物固氮。
14.硝化细菌：能利用还原无机氮化合物进行自养生长的细菌称为硝化细菌。
15.光合细菌：以光为能源，利用CO或有机碳化合物作为碳源，通过电子传递产生ATP的2细菌。
16.天然培养基：天然培养基是一类利用动物体、植物体或微生物体包括用其提取物制成的培养基，其特点是成分复杂、营养丰富，但不知其确切的化学组分，价格便宜，适合多种微生物的生长繁殖或生产代谢产物之用。
17.组合培养基：组合培养基又称合成培养基，。
是一类按微生物营养要求设计的用多种高纯化学试剂配制成的培养基。
优点是成分精确、重演性高，缺点是配制麻烦、价格较贵。
微生物第七章
•
微 生 某些厌氧和兼性厌氧微生物在无氧条件下进行无氧 呼吸。无氧呼吸的最终电子受体不是氧，而是像 物 NO 的 、NO 、SO 、CO 等这类外源受体。无氧呼 吸也需要细胞色素等电子传递体，并在能量分级释 营 放过程中伴随有磷酸化作用，也能产生较多的能量 养 用于生命活动。但仅部分能量随电子转移传给最终 和 电子受体，所以生成的能量不如有氧呼吸产生的多。 代 谢
3.
微 生 第三阶段是通过三羧酸循环将第二阶段产物完 物 全降解生成CO2，并产生ATP、NADH及 的 FADH2。 营第二和第三阶段产生的ATP、NADH及 FADH2通过电子传递链被氧化，可产生大量的 养 ATP。 和 代 谢
微 生 物 的 营 养 和 代 谢
•
•
微 生 合成代谢所利用的小分子物质源于分解代谢过程中 物 产生的中间产物或环境。 在代谢过程中，微生物通过分解代谢产生化学能， 的 光合微生物还可将光能转换成化学能，这些能量用 营 于合成代谢、微生物的运动和运输，另有部分能量 养 以热或光的形式释放到环境中去。 和 代 谢
• 产气杆菌在无氧条件下进行发酵葡萄糖时，除将一部
分丙酮酸按混合酸发酵的类型进行外，大部分丙酮酸
转变为3-羟基丁酮，再还原为2,3-丁二醇。称为丁二醇 发酵。 • 3-羟基丁酮在碱性条件下易被氧化为二乙酰，可与精 氨酸反应，形成红色化合物——V.P.试验。
鉴别肠道细菌的V.P.试验
鉴别原理
缩合 脱羧
+
• 另一种是可溶性氢化酶，它能催化氢 的氧化，而使NAD+还原的反应。所生 成的NADH主要用于CO2的还原。
微 生 双歧发酵是两歧双歧杆菌(bifidobacterium bifidum)发酵葡 物 萄糖产生乳酸的一条途径。此反应中有两种磷酸酮糖酶参 的 加反应，即果糖-6-磷酸磷酸酮糖酶和木酮糖-5-磷酸磷酸酮 营 糖酶分别催化果糖-6-磷酸和木酮糖-5-磷酸裂解产生乙酰磷 酸和丁糖-4-磷酸及甘油醛-3-磷 酸和乙酰磷酸。 养 和 代 谢
6.5第五章微生物的营养和代谢
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。
微生物的代谢与营养需求
微生物的代谢与营养需求微生物是指那些不能用肉眼直接观察到的微小生物体，包括细菌、真菌、病毒等。
尽管微生物的个体微小，但它们在生态系统中扮演着重要角色。
微生物通过代谢活动实现其生命活动，并具有各种营养需求。
本文将探讨微生物代谢和其营养需求的相关内容。
一、微生物的代谢类型微生物的代谢类型主要包括两种：厌氧代谢和好氧代谢。
1.厌氧代谢厌氧代谢指微生物在缺氧或氧气有限的环境中进行代谢活动。
典型的例子是厌氧呼吸，其中微生物使用无氧电子受体代替氧气作为最终电子受体，产生能量。
此外，还包括发酵代谢，微生物通过发酵过程将有机物转化为能量和代谢产物。
2.好氧代谢好氧代谢指微生物在氧气充足的环境中进行代谢活动。
其中最典型的是呼吸过程，微生物利用氧气作为最终电子受体来产生能量。
好氧代谢比厌氧代谢产生更多的能量，因此在营养丰富的环境中，微生物通常采用好氧代谢。
二、微生物的营养需求微生物的营养需求包括能源源、碳源、氮源、矿物质和生长因子等。
1.能源源微生物的能源源主要有有机物和无机物两种。
光合微生物通过光合作用将光能转化为化学能，用以合成有机物质。
而化能微生物则通过氧化有机物或无机物来获取能量。
2.碳源微生物的碳源可以是无机碳（如CO2）或有机碳（如葡萄糖）。
光合微生物主要通过固定CO2来合成有机物；而化能微生物则以有机物为碳源，通过降解有机物来获取碳源。
3.氮源微生物的氮源可以是无机氮（如硝酸盐、氨）或有机氮（如氨基酸、蛋白质）。
氮是构成生物体中重要的元素之一，对微生物的正常生长和代谢都至关重要。
4.矿物质微生物的矿物质需求包括多种元素，如磷、钾、钙、镁、铁等。
这些矿物质在微生物的酶促反应和细胞功能中起到重要的作用，缺乏某种矿物质会影响微生物的生长和代谢。
5.生长因子生长因子是微生物生长和代谢所必需的有机物，如维生素和氨基酸等。
由于微生物无法合成某些生长因子，需要从外部环境中摄取，否则无法进行正常的生长和代谢。
结语微生物的代谢和营养需求对其生存和生长至关重要。
微生物在营养代谢中的重要性与应用
微生物在营养代谢中的重要性与应用在我们生活的这个丰富多彩的世界里，微生物虽然微小到肉眼难以察觉，但它们在营养代谢中却扮演着极其重要的角色，并有着广泛的应用。
首先，让我们来了解一下什么是微生物。
微生物包括细菌、真菌、病毒、原生生物等众多类群。
它们体积微小，结构简单，却拥有强大的生命活力和独特的代谢方式。
微生物在营养代谢中的重要性体现在多个方面。
其一，微生物在自然界的物质循环中起着关键作用。
例如，土壤中的细菌和真菌能够分解动植物的遗体和排泄物，将其中的有机物转化为无机物，如二氧化碳、水和各种矿物质。
这些无机物又可以被植物吸收利用，重新合成有机物质，从而完成自然界的碳、氮、磷等元素的循环。
没有微生物的参与，这些物质循环将会受到阻碍，生态系统的平衡也将被打破。
其二，微生物对于人类和动物的营养获取也至关重要。
在人类的肠道中，存在着大量的有益微生物，如双歧杆菌和乳酸菌等。
这些微生物能够帮助我们消化食物，合成一些维生素，如维生素 K 和 B 族维生素等。
它们还可以调节肠道的免疫系统，维持肠道的健康环境。
对于动物来说，瘤胃中的微生物能够帮助反刍动物消化纤维素等难以分解的物质，从而为动物提供能量和营养。
其三，微生物在食品生产中发挥着重要作用。
比如，发酵食品的制作就依赖于微生物的代谢活动。
酸奶的制作离不开乳酸菌，它能够将牛奶中的乳糖发酵为乳酸，使牛奶凝固并产生独特的风味。
在酿造业中，酵母菌通过发酵将葡萄糖转化为酒精和二氧化碳，从而生产出美酒。
此外，微生物还可以用于生产酱油、醋、腐乳等各种传统食品，丰富了我们的饮食文化。
除了在营养代谢中的重要性，微生物还有着广泛的应用。
在农业领域，微生物肥料和微生物农药的应用越来越受到关注。
微生物肥料含有能够固氮、解磷、解钾的微生物，它们可以提高土壤的肥力，减少化学肥料的使用，降低环境污染。
微生物农药则利用一些对害虫具有致病性的微生物，如苏云金芽孢杆菌，来防治病虫害，具有高效、低毒、环保等优点。
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。
微生物营养与能量代谢
【学时1】第四章微生物营养和能量代谢§4-1 微生物营养一、营养物质微生物与人类营养要求相似，对微生物细胞化学成分及分泌物分析为：1.营养元素大量元素包括C、H、O、N、P、S、Ca、Mg、K、Fe、Na；微量元素包括Mn、Mo、Cu、Zn、Co。
一般含量超过10—4mol/L的为大量元素，低于该浓度的为微量元素。
硅藻土中含Si大于50%，所以大量元素和微量元素只是统计数。
2.营养物质包括碳源、氮源、能源、无机盐、生长因子和水。
（1）碳源种类：糖（单糖、双糖、多糖）、醇、酸、脂肪、烃类、纤维素。
有些微生物能利用无机碳CO2、CO、CO32—等。
作用：一部分作为碳架结构；另一部分做能量来源：G彻底分解生成CO2、H2O和ATP。
（2）氮源种类：有机氮有AA、蛋白质、核酸；无机氮有NH4+、NO3—；分子氮N2（由N2→NH3→NH4+，工业氮=1/4生物固氮量）作用：细胞结构成分和合成原生质（3）能源凡是能提供微生物生命活动所需能量来源物质。
异养微生物碳源就是能源，只少数情况氮源充当能源或利用日光作为能源。
对自养微生物来说，光能自养菌需要日光作能源；化能自养菌利用氧化无机物而获得能量。
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（化能营养型）能源谱光能（光能营养型）：光能自养和光能异养微生物的能源化能自养微生物的能源为还原态的无机物：NH4+、NO2—、S、H2S、H2、Fe2+，包括的微生物种类为亚硝酸细菌、硝酸细菌、硫化细菌、硫细菌、氢细菌、铁细菌。
某一具体营养物可同时兼具有几种营养要素功能：光能是单功能营养物（能源），NH4+是双功能营养物（能源、氮源），AA类则是三功能营养物（C、N、能源）。
（4）矿质营养（无机盐，除C、N外的元素）主要元素：S、P、Fe、Mg、Ca、Na、K；微量元素：Zn、Mn、Mo、Co。
对于大量元素需加入相应的化学试剂，首选K2HPO4和MgSO4，它们可同时提供4种需要量大的元素，其他需要量较小的不必专门添加。
5.微生物的营养与代谢
胆碱 硫胺素 6ug 0.5ng III型肺炎链球菌（Streptococcus pneumoniae） 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）
4. 经济节约
以粗代精
以野代家 以废代好 以简代繁
以氮代朊
以纤代糖 以烃代粮 以国代进
二、培养基的类型及应用 培养基种类繁多，根据其成分、物理状态和用 途可将培养分成多种类型。 含用化学成分还不清楚或化 学成分不恒定的天然有机物 天然培养基 按 成 牛肉膏蛋白胨培养基、麦芽 分 汁培养基 不 同 化学成分完全了解的物质配 划 合成培养基 分 制而成的培养基
• 基团转位运输葡萄糖示意图
（五）内吞噬作用
胞饮作用：液体 内吞噬作用 胞吞作用：固体
胞饮作用
胞吞作用
四种运送营养方式的比较
比较项目 单纯扩散 促进扩散 主动运输 基团移位 特异载体蛋白 无 有 有 有 运送速度 慢 快 快 快 溶质运送方向 由浓至稀 由浓至稀 由稀至浓 由稀至浓 平衡时内外浓度内外相等 内外相等 内部高 内部高 运送分子 无特异性 特异性 特异性 特异性 能量消耗 不需要 需要 需要 需要 运送前后溶质分子不变 不变 不变 改变 载体饱和效应 无 有 有 有 与溶质类似物 无竞争性 有竞争性 有竞争性 有竞争性 运送抑制剂 无 有 有 有 运送对象举例 水、O2 糖、SO42-氨基酸、乳糖 葡萄糖\嘌呤
氧化还原电位又称氧化还原电势（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）。