微生物细胞的化学组成
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
微生物学-第五章第六章
4 2
3
4
2
4. 无机盐
在机体中的生理功能主要是： 构成细胞组分（大量元素和微量元素）；
是微生物生长必不可少的一类营养物质，是构成酶活
性中心的组成部分、维持酶的活性； 调节并维持细胞的渗透压平衡、控制细胞的氧化还原 电位； 供给自养微生物生长的能源物质。
微量元素 微量元素是指那些在微生物生长过程中起重要作用， 而机体对这些元素的需要量极其微小的元素，通常
脂肪、磷脂 天然气、石油、石油馏分、石蜡油等
NaHCO3、CaCO3、白垩等 芳香族化合物、氰化物 蛋白质、肋、核酸等
3. 氮源 氮源物质常被微生物用来合成细胞中含氮物质，少数情况
下可作能源物质，如某些厌氧微生物在厌氧条件下可利用
某些氨基酸作为能源。 能被微生物所利用的氮源物质有蛋白质及其各类降解产物、 铵盐、硝酸盐、亚硝酸盐、分子态氮、嘌呤、嘧啶、脲、 酰胺、氰化物。
需要量在10-6-10-8mol/L (培养基中含量)。微量元素
一般参与酶的组成或使酶活化。
无机盐及其生理功能
元素 化合物形式(常用) 生理功能
磷
硫 镁
KH2PO4，K2HPO4
(NH4)2SO4， MgSO4 MgSO4
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
藻类 C5H8NO2
原生动物 C7H14NO3பைடு நூலகம்
第二节 微生物的营养物(P60)
微生物的营养物：凡能满足机体生长、繁殖和完成各种生理活 动所需的物质。 微生物获得与利用营养物质的过程称为营养。 1. 水
2. 碳素营养源：能供给微生物碳素营养的物质， 包括无机含碳化合物和有机含碳化合物。 3. 氮素营养源：能供给微生物氮素营养的物质； 无机氮源 有机氮源 4. 无机盐：磷酸盐、硫酸盐、氯化物、碳酸盐等； 5. 生长因子：VB族、VC、氨基酸、嘌呤、嘧啶、生物素、 烟碱等。
微生物的结构与形态
微生物的结构与形态微生物，指的是肉眼无法看见的微小生物体，主要包括细菌、真菌、病毒等。
虽然微生物很微小，但它们的结构和形态却多种多样，下面我们来详细了解微生物的结构与形态。
一、细菌1. 细菌的结构细菌是一种单细胞微生物，其结构相对简单。
一个典型的细菌细胞通常由细胞壁、细胞膜、质粒、核糖体、细胞质和核酸等组成。
细菌的细胞壁主要由肽聚糖和多肽组成，质粒是环状的DNA分子，核糖体是蛋白质合成的场所，细胞质内包含了细胞所需的生物化学物质。
2. 细菌的形态细菌的形态多种多样，可以根据形状进行分类。
根据形态，细菌可分为球菌、杆菌、螺旋菌等。
球菌为球形，杆菌为纺锤形或杆状，螺旋菌则呈螺旋状。
另外，细菌的颜色也各不相同，有的为青色、黄色、红色等。
二、真菌1. 真菌的结构真菌是一种多细胞微生物，其结构相对复杂。
一个典型的真菌细胞通常由菌丝、孢子囊、壁层等组成。
菌丝是由细长的细胞组成的，菌丝之间可以交织在一起形成菌丝体。
孢子囊内产生孢子，壁层包裹在细胞外表面。
2. 真菌的形态真菌的形态多样，可以根据生长方式进行分类。
根据真菌的生长方式，可分为子囊菌、担子菌、接合菌等。
子囊菌的孢子形成在内生子囊内，担子菌的孢子形成在担子上，接合菌则通过孢子直接相互结合。
三、病毒1. 病毒的结构病毒是一种非细胞微生物，其结构相对简单。
一个典型的病毒粒子通常由蛋白质壳层、核酸、蛋白质酶等组成。
蛋白质壳层包裹着核酸，核酸可以是DNA或RNA，蛋白质酶可帮助病毒进入宿主细胞。
2. 病毒的形态病毒的形态多样，可以根据粒子形状进行分类。
根据病毒的形状，可分为球形病毒、棒状病毒、马鞍状病毒等。
球形病毒为球形，棒状病毒为棒状，马鞍状病毒呈马鞍形状。
综上所述，微生物的结构与形态各不相同，细菌、真菌、病毒均有其独特之处。
通过对微生物结构与形态的了解，可以更好地认识微生物的生物学特性，有助于预防和治疗相关疾病，也为微生物领域的研究提供了重要的基础。
Microorganisms are invisible microorganisms that include bacteria, fungi, viruses, etc. Although microorganisms are very small,their structures and forms are diverse. Now, let's delve into the structure and morphology of microorganisms.I. Bacteria1. Structure of BacteriaBacteria are single-celled microorganisms with relatively simple structures. A typical bacterial cell usually consists of a cell wall, cell membrane, plasmid, ribosome, cytoplasm, and nucleic acid. The bacterial cell wall is mainly composed of peptidoglycan and peptides. The plasmid is a circular DNA molecule, the ribosome is the site of protein synthesis, and the cytoplasm contains the necessary biochemical substances for the cell.2. Morphology of BacteriaBacteria come in various shapes and can be classified according to their shape. Based on morphology, bacteria can be divided into cocci, bacilli, spirilla, etc. Cocci are spherical, bacilli are spindle-shaped or rod-shaped, and spirilla are spiral in shape. Additionally, bacteria come in different colors, such as blue, yellow, red, etc.II. Fungi1. Structure of FungiFungi are multicellular microorganisms with relatively complex structures. A typical fungal cell usually consists of hyphae, sporangia, and a cell wall. Hyphae are composed of elongated cells, which can intertwine to form a mycelium. Sporangia produce spores, while the cell wall encases the outer surface of the cell.2. Morphology of FungiFungi exhibit a variety of forms and can be classified according to their growth patterns. Based on the growth mode of fungi, they can be divided into ascomycetes, basidiomycetes, zygomycetes, etc. Ascomycetes produce spores within endogenous asci, basidiomycetes produce spores on basidia, and zygomyces directly combine through spores.III. Viruses1. Structure of VirusesViruses are non-cellular microorganisms with relatively simple structures. A typical virus particle usually consists of a protein capsid, nucleic acid, and protein enzymes. The protein capsid encloses the nucleic acid, which can be either DNA or RNA, and protein enzymes help the virus enter the host cell.2. Morphology of VirusesViruses come in various forms and can be classified based on particle shapes. Based on the shape of the virus, it can be divided into spherical viruses, rod-shaped viruses, saddle-shaped viruses, etc. Spherical viruses are spherical, rod-shaped viruses are rod-shaped, and saddle-shaped viruses have a saddle-like shape.In conclusion, the structure and morphology of microorganisms are diverse. Bacteria, fungi, and viruses each have their unique characteristics. Understanding the structure and morphology of microorganisms can help better understand their biological characteristics, aid in the prevention andtreatment of related diseases, and provide an important foundation for research in the field of microbiology.。
第六章 微生物的生理特性1
微生物利用废水营养的情况
细菌往往优先利用易被吸收的有机物质。 如果这种物质的量已经满足要求，它就不再利 用其它的物质了。在工业废水的生物处理中， 常加入生活污水补充工业废水中某些营养物质 的不足。加多少酌情而定，否则反而会把细菌 养“娇”，不利于工业废水的处理。因为生活 污水中的有机物比工业废水中的有机物易被吸 收利用。
4、光能异养（photorganotroph)
属于这一营养类型的细菌很少，如红 螺菌中的一些细菌以这种方式生长。一般 来说，光能营养型细菌生长时大多需要 生长因子。 碳源——有机物作供氢体和碳源，要有CO2存在。 能源——光
红螺菌
光能 CH3 [CH2O] +2CH3COCH3+H2O CHOH CO2 ＋ 2 光合色素 CH3 红螺菌(Rhodospirillum sp．)属于光合细菌(Photosynthetic Bacteria，PSB)的一种，广泛分布于江河、湖泊、海洋等水域环境 中，尤其在有机物污染的积水处数量较多。
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）。
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。
α w=Pw/Pow 式中Pw代表溶液蒸汽压力, POw代表纯水蒸汽压力。
纯水α w为1.00,溶液中溶质越多, α w越小
微生物一般在α w为0.60～0.99的条件下生长, α w过低时, 微生物生长的迟缓期延长, 生长速率和总生长量减少。 微生物不同，其生长的最适α w不同。
微生物培养基及其成分介绍
微生物培养基及其成分介绍培养基通常指人工配制的适合微生物生长繁殖或积累代谢产物的营养物质。
广义上说，凡是支持微生物生长和繁殖的介质或材料均可以作为微生物的培养基。
培养基的种类繁多，因考虑的角度不同，可将培养基分成以下一些类型：天然培养基：利用生物组织、器官及其抽取物或制品配成；根据对培养基成分了解的程度合成培养基：使用成分完全了解的化学药品配制而成；半合成培养基：由部分天然材料和部分已知的纯化学药品组成液体培养基：各营养成分按一定比例配制而成的水溶液或液体状态的培养基；根据培养基物理状态固体培养基：液体培养基中加入一定量的凝固剂配制而成的固体状态的培养基；半固体培养基：琼脂加入量为0.2%-0.5%而配制的固体状态的培养基；种子培养基：适合微生物菌体生长的培养基；培养基根据培养的目的发酵培养基：用于生产预定发酵产物的培养基；繁殖培养基：主要用于菌种保藏，大部分情况下就是斜面培养基；保藏培养基：主要用于菌种保藏，大部分情况下就是斜面培养基；基本培养基：能满足某菌种的野生型菌株最低营养要求的合成培养基；加富培养基：在普通培养基中加入血、血清、动（植）物组织液或其他营养物质（或生长因子）；选择培养基：根据某种或某类微生物的特殊营养要求，或对某些物理、化学条件的抗性而设计的培养基；根据培养基的特殊用途鉴别培养基：在培养基中添加某种或某些化学试剂后，某种微生物生长过程中产生的特殊代谢产物会与加入的这些化学物反应，并出现明显的特征性变化，从而使其与其他微生物区别开来；测定生理生化特性的培养基：鉴定微生物时，为了观察微生物的培养特征或测定生理生化反应而采用的培养基；税则品目3821项下制成的微生物培养基包括能为细菌、真菌、病原菌、病毒及其他微生物提供营养及繁殖条件的各类制剂，通常是用肉汁、鲜血或血清、蛋、土豆、藻酸盐、琼脂、胨、明胶等配制而得的，但不包括未制成培养基的产品。
现介绍几种常见的配制培养基用的物质及其归类。
微生物细胞的结构
细菌细胞的基本结构
（三）核区
细菌细胞的基本结构
概念： 由大型环状双DNA纤丝构成的
无核膜核仁的区域，故又称类核 或拟核。
细菌细胞的基本结构
细菌DNA： 放射自显影下，2~4µm长的E.coli 其DNA长1~1.4µm。无组蛋
白，与精胺、亚精胺结合，故有稳定性和柔软性。
(四)细胞质及其内含物
1. 成分： 细菌的细胞质是由水，蛋白质，核酸，
液泡：
1)单层膜包裹的细胞 器；含有机酸、盐 类 水溶液和水解 酶类。
2)调节渗透压； 与细胞质进行物质 交换； 储藏物质。
3)为细胞成熟的标志。
酵母菌的形态结构
线粒体:
1.双层单位膜包围的 细胞器；其中含脂 类、蛋白质、少量 RNA和环状DNA。
2.其DNA可自主复制， 不受核DNA控制。决 定线粒体的某些遗 传性状。
概念： 肽聚糖是由 N—乙酰胞壁酸（NAM）和N—乙酰葡糖胺 （NAG）以及少数氨基酸短肽链组成的亚单位 聚合而成的大分子复合体
肽聚糖单体 由NAG 、 NAM 、肽尾、肽桥构成
细菌细胞的基本结构
肽聚糖网格状结构:
细菌细胞的基本结构
（2）革兰氏阳性菌的细胞壁: 由肽聚糖和磷壁酸组成
细菌细胞的基本结构
涂片固定； 结晶紫初染1min； 碘液媒染1min； 95%乙醇脱色0.5min； 番红复染1min。 结果: 阳性菌——紫色； 阴性菌——红色。
细菌的形态和染色
细菌细胞的基本结构
G﹢菌：细胞壁厚，肽聚糖网状分子形成一种透性障，当乙醇脱色时，肽聚 糖脱水而孔障缩小，故保留结晶紫-碘复合物在细胞膜上。呈紫色。
细菌细胞的基本结构
外壁层:
位于肽聚糖层的外部。包括:
微生物学：第四章微生物的营养与培养基
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)
慢
溶质运送方向 由浓至稀
平衡时内外浓度内外相等
运送分子 无特异性
能量消耗
不需要
运送前后溶质分子不变
载体饱和效应
无
与溶质类似物 无竞争性
运送抑制剂
无
运送对象举例 水、O2
2020/4/4
促进扩散 主动运输 基团移位
有
有
有
快
快
快
由浓至稀 由稀至浓 由稀至浓
内外相等 内部高 内部高
特异性
特异性 特异性
需要
2020/4/4
水是唯一可以通过扩散自由通过原生质膜的分子， 脂肪酸、乙醇、甘油、一些气体（O2、CO2）及某些 氨基酸在一定程度上也可通过自由扩散进出细胞。
2020/4/4
2．协助扩散
①不消耗能量
②参与运输的物质本身的分子结构不发生变化
特
点
③不能进行逆浓度运输
④运输速率与膜内外物质的浓度差成正比
H3C
2
CHOH + CO2
H3C
光能 光合色素
2 CH3C0CH3 +[ CH2O] + H2O
2020/4/4
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。
第二章微生物的培养
焦作市技师学院教学设计首页微生物细胞像其他生物细胞一样，有多种化学物质组成，这些化学物质主要以水和干物质的形式存在。
水是微生物细胞的重要组成部分，约占细胞重量的70％-90％，干物质主要以有机物和无机物形式存在，有机物主要包括蛋白质、脂质、多糖、核酸、维生素及其降解产物等物质，无机物主要指无机盐等物质。
微生物细胞的化学元素主要包括碳、氢、氧、氮、磷、硫六种元素。
P39 图2-1二、微生物的营养来源：微生物的营养来源分为水、碳源、氮源、无机盐、生长素、能源六大类1．水水对微生物正常生长的意义：⑴、水尤其是结合水是构成微生物细胞结构的重要化学成分。
⑵、自由水是细胞内良好的溶剂。
⑶、水比热大，还可以维持微生物细胞的温度。
⑷、自由水和结合水的比值，可以调节微生物细胞的代谢强度。
⑸、某些细菌具芽孢，荚膜等特殊结构，可以帮助这些微生物适应缺水环境。
2．氮源（1）概念：凡是能为微生物提供所需氮元素的营养物质。
（2）种类：（3）功能：主要用于合成蛋白质，核酸以及含氮的代谢产物。
说明：①对于异养微生物来说，含C，H，O，N的化合物既是碳源也是氮源，还是能源。
②大多数的微生物主要利用无机氮化合物作氮源，也可利用有机氮化合物作为氮源。
③只有少数固氮微生物可利用N2作为氮源，如：根瘤菌，固氮菌，蓝藻。
④对于硝化细菌而言铵盐和硝酸盐既是氮源又是能源。
3．生长因子（1）概念：微生物生长不可缺少的微量有机物。
（2）种类：维生素，氨基酸，碱基等。
（3）功能：一般是酶和核酸的组成成分。
4．无机盐（1）无机盐对微生物正常生命活动的意义：①构成细胞的各种重要的化学成分。
②参与构成微生物的各种细胞结构。
③一些无机盐是构成酶的重要成分，起到调节微生物代谢的作用。
④调节微生物细胞的渗透压和酸碱度。
（2）NH4+，Fe2+，S可分别作为硝化细菌，铁细菌和硫细菌的能源，也可作为硝化细菌的氮源。
提问：1、微生物常用的碳源和氮源有哪些？P40三、微生物的营养类型微生物分为光能无机自养型（光能自养型）、光能有机异养性（光能异养型）、化能无机自养型（化能自养型）、和化能有机异养性。
第五章微生物的营养
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。
微生物的结构范文
微生物的结构范文微生物（Microorganism）是一类非常微小的生物体，包括细菌（Bacteria）、真菌（Fungi）、病毒（Virus）、原生动物（Protozoa）等。
它们在自然界中广泛存在，具有多样的形态与结构。
下面将对微生物的结构进行详细介绍。
一、细菌结构细菌是一类单细胞真核生物。
它们的结构比较简单，主要由细胞壁、细胞膜、细胞质以及一些细胞器构成。
1. 细胞壁（Cell Wall）：细菌细胞壁是由聚糖、蛋白质和脂质等物质构成的硬壁，目的是保护细菌免受外界环境的伤害。
细胞壁的主要成分是肽聚糖，具有形态稳定性，并且可以区分细菌的种类。
2. 细胞膜（Cell Membrane）：细菌细胞膜是由脂质和蛋白质构成的半透膜，它将细菌的细胞质与外部环境分隔开来，控制物质的进出。
另外，细胞膜还具有一些重要的功能，如能量生成与传递、信号传导等。
3. 细胞质（Cytoplasm）：细菌的细胞质是细菌内含丰富的物质，如水、蛋白质、核酸、糖类等。
此外，细菌细胞质中还含有一些细胞器，如核糖体、质粒等。
4. 核糖体（Ribosomes）：细菌的核糖体是细菌的蛋白质合成工厂，它负责将RNA的信息转化为蛋白质。
细菌中的核糖体相对较小，位于细胞质中。
5. 质粒（Plasmids）：细菌的质粒是一种独立的环状DNA分子，它可以自主复制，并能够在不同细菌之间传递。
质粒中含有一些特定的基因，如耐药性基因等。
二、真菌结构真菌是一类多细胞或单细胞的真核生物。
它们的结构比较复杂，一般可以分为菌丝体（Mycelium）、菌丝、孢子和鞭毛等部分。
1. 菌丝体（Mycelium）：真菌的菌丝体是由一系列菌丝细胞组成的，菌丝细胞相互连接形成一种网状结构。
菌丝体可以延伸并侵入其生长环境，吸收养分。
2. 菌丝（Hyphae）：菌丝是真菌的基本组成单位，它是一种长且细的纤维状结构。
菌丝能够延伸并分支，形成复杂的结构。
3. 孢子（Spores）：真菌的生殖主要依赖于孢子。
微生物细胞的化学组成
微生物细胞的化学组成微生物细胞是一种微小的生物单位，它们是构成所有生命体的基本单元。
微生物细胞的化学组成非常复杂，包括各种有机分子和无机物质。
本文将详细介绍微生物细胞的化学组成，以及这些成分在细胞中的重要作用。
微生物细胞主要由水和有机分子组成。
水是细胞内的主要成分，占据了细胞的大部分体积。
水在细胞中起到溶解和运输物质的作用，同时也是许多生化反应的媒介。
有机分子是微生物细胞的重要组成部分。
其中，蛋白质是细胞内最丰富的有机分子。
蛋白质由氨基酸组成，它们通过肽键连接在一起。
蛋白质在细胞中扮演着多种角色，包括结构支持、酶催化、信号传递等。
核酸是另一类重要的有机分子，包括DNA和RNA。
DNA是细胞中遗传信息的载体，RNA则参与基因表达和蛋白质合成过程。
碳水化合物是微生物细胞的另一个重要组成部分。
碳水化合物包括单糖、双糖和多糖等，它们是细胞的能量来源。
同时，碳水化合物还参与细胞表面的识别和信号传递。
脂质是微生物细胞的主要结构成分。
细胞膜是由磷脂双层构成的，磷脂分子由亲水头部和疏水尾部组成。
细胞膜起到维持细胞内外环境的稳定性和选择性通透性的作用。
此外，脂质还参与细胞内的信号传递和能量储存。
微生物细胞中还含有许多无机物质，如离子和金属离子。
这些无机物质在细胞内起到调节细胞内外环境和维持细胞功能的作用。
例如，钠离子和钾离子参与神经传导和细胞膜的稳定性。
微生物细胞的化学组成是高度有序和复杂的，不同的细胞类型和物种可能有不同的化学组成。
然而，这些成分共同作用，使细胞能够正常生存和功能。
微生物细胞的化学组成对细胞的结构和功能起着重要的调节作用。
总结起来，微生物细胞的化学组成包括水、有机分子和无机物质。
有机分子主要包括蛋白质、核酸和碳水化合物，它们在细胞内起到多种重要作用。
脂质是细胞的主要结构成分，细胞膜由磷脂双层构成。
无机物质参与调节细胞内外环境和维持细胞功能。
微生物细胞的化学组成是细胞正常功能和生存的基础，对于细胞的生命活动起着重要的调节作用。
五、微生物的营养和培养基
第五章微生物的营养和培养基营养（nutrition）：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要的一种最基本的生理功能。
营养物（nutrient）：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射能在内。
第一节微生物的6类营养要素——碳、氢、氧、氮、硫、磷——碳源、氮源、能源、生长因子、无机盐和水一、微生物细胞的化学组成1. 化学元素（chemical element）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。
Eg. 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。
硫细菌(sulfur bacteria)、铁细菌(iron bacteria)和海洋细菌(marine bacteria)相对于其他细菌则含有较多的硫、铁和钠、氯等元素, 硅藻(Diatom)需要硅酸来构建富含(SiO2)n的细胞壁。
二、微生物的6类营养要素在元素水平上都需20种左右，且以碳、氢、氧、氮、硫、磷6种元素为主；在营养要素水平上则都在六大类的范围内，即碳源、氮源、能源、生长因子、无机盐和水。
微生物、动物、植物之间存在“营养上的统一性”（一）碳源（carbon source）1. 定义一切能满足微生物生长繁殖所需碳元素的营养物，称为碳源。
微生物细胞含碳量约占干重的50％，除水分外，碳源是需要量最大的营养物，又称之为大量营养物（macronutrients）。
碳源谱（spectrum of carbon sources）：宝贵的氮源———“C.H.O.N”和“C.H.O.N.X”型，——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———“C.H.O”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。
微生物细胞化学组成和的营养需要
情境：配养基的制备任务：微生物细胞的化学组成和营养需要知识点：微生物细胞的化学组成和营养需要课程：食品微生物技术微生物细胞的化学组成一、微生物细胞的化学组成微生物细胞水:70%-90%干物质有机物蛋白质、糖、脂、核酸、维生素等及其降解产物无机物（盐）微生物动物植物之间存在“营养上的统一性”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，细胞也是常量元素碳、氢、氧、氮、磷、硫（这六种元素占细菌细胞干重的97％）和微量元素钼、锰、锌、钴等构成。
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80％以上。
微生物细胞中碳、氢、氧、氮的含量（以干物质计％）微生物种类C N H O 细菌/ Bacteria5015820酵母/ Yeast49.812.4 6.731.1霉菌/ Mold47.9 5.2 6.740.2微生物细胞的化学组成主要成分细菌酵母菌霉菌水分75－85 70－80 85－90（占细胞鲜重的%）蛋白质50－80 32－75 14－15占细碳水化合物12－28 27－63 7－40胞干脂肪5－20 2－15 4－40 重的核酸10－20 6－8 1%无机盐2－30 3.8－7 6－12微生物的营养需要二、微生物的营养需要营养物质：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：微生物从环境中吸收营养物质并加以利用的过程。
微生物的六大营养物质：碳源、氮源、能源、无机元素、生长因子、水分。
（对异养微生物来讲，因碳源提供能量，故也可认为其有五大营养物质）。
微生物和动物、植物营养要素的比较生物类型营养要素动物（异养）微生物绿色植物（自养）异养自养碳源糖类脂肪糖、醇、有机酸等二氧化碳、碳酸盐等二氧化碳、碳酸盐氮源蛋白质或其降解物蛋白质或其降解物有机或无机氮化物、氮无机氮化物、氮气无机氮化物能源与碳源同与碳源同氧化无机物或利用日光能利用日光能生长因子维生素一部分需要维生素等不需要不需要无机元素无机盐无机盐无机盐无机盐水分水水水水1.碳源凡是提供微生物营养所需的碳元素（碳架）的营养源，称为碳源。
一微生物细胞的化学组成
注意： 配制培养基时应注意防止产生沉淀、光热分解和杂菌感 染等造成营养成份的损失。 易受高温破坏的试剂单独配制，过滤灭菌后，在使用前 加入。
知识节点三
微生物的生长规律
一、单细胞微生物的生长有什么规律？（生长曲线）
二、微生物生长规律对工业生产有什么指导意义？
一、单细胞微生物的生长曲线
微生物繁殖方式多种多样，生长繁殖和死亡的规律也不完全相
二、微生物生长规律 对工业生产的指导意义
1．缩短延滞期 缺点：延滞期将延长生产周期而降低设备的利用 率 2．把握对数期 在发酵工业中通过连续流加或补加发酵原料，使 菌体随着营养浓度增加而提高生长速率， 提高得 率。
3．延长稳定期 通过补料，调节pH、温度或通气量等措 施来延长稳定期。向发酵体系中连续流 加营养物、移走代谢产物的培养方式即 为连续培养。 特点：对微生物的生存是必需的；各种 微生物产生种类相似的初级代谢产物； 这些产物的形成与微生物细胞的形成过 程同步，见图4-6（a）和图4-7（a） 最佳收获时机:稳定期
4 生长因子（growth
factor）：
定义: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。
◆嘌呤和嘧啶：用于合成核酸
(DNA and RNA)
◆氨基酸：蛋白质合成
一、计繁殖数 （一）直接法
1. 显微计数法
采用血球计数板法进行计数，即将一定稀释度的细胞悬液
加到固定体积的计数器小室内，在显微镜下观测并记录小 室内细胞的个数，计算出样品中细胞的浓度。
一、计繁殖数
（一）直接法
微生物的营养和培养基--微生物的六种营养要素
一、微生物的六种营养要素
３ 微生物细胞的化学组成 ➢ 化学组成比例：细胞的化学组成也是配制微生物培养基的主要依据；
主要成分
细菌
酵母菌
霉菌
水分 （占细胞鲜重的%）
蛋白质 占 细 碳水化合物 胞 干 脂肪 重 的 核酸 %
无机盐
75~85 50~80 12~28 5~20 10~20 2~30
➢无论从元素水平还是营养要素水平，微生物的营养要求与摄食型的动物（含人类） 和光合自养型的植物都十分接近；生物之间存在“营养上的统一性”。
一、微生物的六种营养要素
５
微生物6大营养要素－碳源
➢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， 称为碳源； ➢碳源谱：从微生物的整体来看，可利用的碳源物质的范围称碳源谱； ➢碳源作用：
一、微生物的六种营养要素
５ 微生物6大营养要素－碳源 ➢实验室配制微生物培养基常用碳源：葡萄糖、 蔗糖、可溶性淀粉；
➢微生物工业发酵中用做碳源的原料： ➢传统种类：糖类（单糖，饴糖）、淀粉（玉米粉、山芋粉、野生植物 淀 粉等）、麸皮、各种米糠等； ➢代粮发酵：纤维素、石油、CO2、H2；
一、微生物的六种营养要素
６ 微生物6大营养要素－氮源
➢实验室常用的氮源：有碳酸铵、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：有硝酸盐、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；
一、微生物的六种营养要素
６
微生物6大营养要素－氮源
➢微生物利用氮源的特点： ➢氮源主要不提供能量(除硝化细菌等少数外)； ➢最适氮源：NHCO>NH>NO>N2； ➢迟效氮源：蛋白氮必须通过水解之后降解成胨、肽、氨基酸等才能被机体 利用，有利于代谢产物的形成； ➢速效氮源：无机氮源或以蛋白质降解产物形式存在的有机氮源可以直接被 菌体吸收利用，有利于机体的生长； ➢氨基酸异养型微生物（营养缺陷型）：有些微生物没有将无机氮合成有机 氮的能力，它们不能把尿素、铵盐等这些无机氮源自行合成他们生长所需的 氨基酸，而需要从外界吸收现成的氨基酸作为氮源才能生长。
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微生物细胞的化学组成
1.概述
微生物是指那些不能被肉眼直接观测到的生物体，包括细菌、真菌、原生生物和病毒等一系列的微小生物。
微生物在自然界中起着非常重要的作用，既可以优化环境，也可以成为疾病的罪犯。
了解微生物的化学组成对于掌握它们的特性和行为具有重要意义。
2.微生物的化学组成
微生物的化学组成与生命的基本化学成分相同，包括蛋白质、核酸、脂质和糖等。
具体来说，微生物细胞中主要包含以下物质：
2.1.蛋白质
蛋白质是微生物细胞中最重要的有机分子，它占据微生物细胞干重的50％以上。
在微生物中，蛋白质除了作为结构体外，还具有多种生物学作用，例如生物催化、信号传导等。
蛋白质的组成与结构因物种而异，部分蛋白质质量较小，如细菌根瘤菌的欠佳氮酶是由纯白蛋白构成的。
2.2.核酸
核酸是微生物细胞DNA和RNA的重要组成部分。
DNA是遗传信息的存储形式，而RNA则在转录和翻译过程中发挥重要作用。
由于微生物细胞无胞器，细胞核区域和其他细胞区域之间的物质交换通过孔径和弯曲的细胞壁完成。
2.3.脂质
脂质是微生物细胞膜的主要构成成分，它们包括磷脂、甘油三酯
和固醇等多种物质。
微生物膜是细胞与外界之间的界面，它具有过滤、阻挡、传输物质等多种重要生理功能。
2.4.糖类
糖类是微生物细胞中的另一重要有机成分，包括单糖、双糖、多
糖等。
多糖类物质，在微生物中具有重要的保护细胞、固定细胞和养
活细胞的作用。
例如，肠球菌粘附素具有结合肠黏膜细胞蛋白质的能力，从而提供固定的支撑组织，帮助细菌在宿主寄生。
3.微生物细胞外结构
细胞外结构，是指细胞壁、胶原、膜、胶囊、鞭毛等骨骼结构和
有机分子的物质。
这些结构不仅为微生物提供保护和支撑，还使它们
能够在环境中生存和繁殖。
3.1.细胞壁
细胞壁是细菌和古生菌细胞外结构的重要组成部分，它具有防御
保护、维持形态和形成环节等多种重要生理功能。
在细胞壁中，重要
的分子是肽聚糖和多糖。
肽聚糖主要包括N-乙酰葡萄糖胺和N-乙酰甲
萘胺作为主要组成成分。
多糖包括葡萄糖胺多糖、芽孢杆菌多糖、菌
类和酵母多糖等。
3.2.胶原
胶原是一种丰富的蛋白质，它在细胞外基质中起着生物学组织框
架和绿色的作用。
它在微生物细胞中的分布较为广泛，如在细菌外壳、胞外基质和内生物体等地方都能找到它的踪迹。
3.3.胶囊
胶囊是一种粘附在菌体表面的外层结构，由多糖形成。
胶囊对于
细菌的侵略及其持续存活至关重要，因为它能够帮助细菌避开宿主免
疫系统的免疫反应。
例如，肺炎球菌的胶囊是一种糖衣，可以帮助它
在宿主体内生存。
3.4.鞭毛
鞭毛是细菌和真菌细胞外结构的另一种重要组成部分，它是一种
旋转的结构，可以在细胞表面来回划动，从而达到运动的目的。
鞭毛
由蛋白质组成，它们帮助微生物在液体中游动、或在宿主的组织中穿行，从而帮助它们进攻或袭击宿主。
4.总结
微生物的化学组成主要包括蛋白质、核酸、脂质和糖等。
微生物
细胞外结构则包括细胞壁、胶原、胶囊和鞭毛等，这些结构起到保护
和支撑的重要作用。
对于微生物的化学组成和结构的了解，对于我们
更好地了解其特性和行为以及纠正其对我们的危害具有重要意义。