优选第二章微生物的营养

不变化
பைடு நூலகம்需要
低→高
耗能
变化
第四节 微生物的培养基（medium）
培养基是指人工配制的、适合不同微生物生长 繁殖或积累代谢产物用的混合营养基质。
任何培养基都应具备微生物生长 所需的六大营养要素：
水、碳源、氮源、无机盐、 生长因子、能源
一、选用和设计培养基的原则与方法
1.根据培养目的选择适宜的营养物质
无机盐的生理功能： ①参与细胞成分； ②作为酶的组成成分或激活剂； ③调节酸碱度、细胞通透性、渗透压、氧化还原电 位等； ④作为自养微生物的能源物质和无氧呼吸的氢受体。
六、生长因子（ growth factor ）
1.定义：生长因子通常是指那些微生物生长所必需而 且需求量很小，但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。 2.种类：维生素、氨基酸、嘌呤和嘧啶。
多数原核微生
物、全部真菌 （有机物氧化）
第三节 微生物对营养物质的吸收方式
营养物质进入细胞的方式 单纯扩散、促进扩散、 主动运输、基团移位。
运送方式 单纯扩散 促进扩散 主动运送 基团移位
4种运送方式
载体 不需要
浓度 高→低
耗能 不耗能
运送分子发生 变化
不变化
需要
高→低
不耗能
不变化
需要
低→高
耗能
4.种类划分
有机碳源
碳 源
无机碳源
糖及其衍生物、有机酸、脂类、醇类、烃类等
注意：糖是异养微生物最好的碳源
CO2、碳酸盐
速效碳源
碳 源
迟效碳源
能够被微生物直接吸收利用的碳源（如葡萄糖）
有利于菌体迅速繁殖
不能被微生物直接吸收利用的碳源（如淀粉）
菌体利用缓慢，有利于延长代谢产物的合成
三、氮源
1.定义：凡是构成微生物细胞物质和代谢产物中氮素 来源的营养物称为氮源。
①培养不同微生物必须采用不同的培养条件
氧化硫硫杆菌培养基组成（g/L）： 大肠杆菌培养基组成（g/L）：
CO2（空气），（NH4）2SO4 0.4， 葡萄糖 5，NH4H2PO4 1，
MgSO4·7H2O 0.5，FeSO4 0.01， MgSO4·7H2O 0.5，K2HPO4
KH2PO4 4，CaCl2 0.25，S 10， 1，NaCl 5，H2O 1000，
2. 营养物质浓度及配比合适 ①营养物质的浓度适宜
高浓度糖类物质、无机盐、重金属离子等不仅不能维 持和促进微生物生长，反而起到抑制或杀菌作用。
②营养物质之间的配比适宜
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 殖及代谢产物形成和积累，其中碳氮比（C/N）的影响较大。
碳源中碳原子的摩尔数
光能 光能营养型
按能量来源划分 化学能 化能营养型 根据微生物生长所需的
碳源物质的性质划分 CO2 自养型
有机物 异养型
根据生物合成中氢供体 的性质划分 还原性无机物 无机营养型
有机物 有机营养型
二、微生物的营养类型
营养类型 氢（电子）供体 基本碳源
能源
实例
光能无机自养型 无机物（H2、S、
CO2
优选第二章微生物的营养
营养物质的功能：
提供能量； 提供合成代谢的原料； 调节代谢活动进行； 提供适宜的代谢环境。
6大营养要素：碳源、氮源、能源、无机盐、生长 因子、水
一、水分
水在微生物细胞中的生理功能： 1.微生物细胞的组成成分； 2.营养物质吸收和代谢产物排出的溶剂； 3.细胞中生化反应的良好介质； 4.帮助维持微生物细胞的形态； 5.具有较高的比热，稳定细胞内环境温度。
二、碳源
1.定义：凡是能够提供微生物细胞物质和代谢产物中 碳素来源的营养物称为碳源。
2.作用： 碳素化合物是构成机体中有机物分子的骨架； 碳素化合物是大多数微生物的能源； 构成微生物代谢产物的分子骨架。
3.碳源与微生物的营养类型：凡必需利用有机碳源的 微生物，称为异养微生物；凡是能利用无机碳源的微 生物，称为自养微生物。
2.作用： 提供合成细胞物质及代谢产物中含氮化合物的原料； 氮源一般不做能源，只有硝化细菌利用铵盐、亚硝酸 盐作氮源,同时也作能源
3.种类划分
（1）分子态氮：固氮微生物能以分子氮为唯一氮源。 （2）无机态氮：硝酸盐、铵盐几乎所有微生物能利用。 （3）有机态氮：蛋白质及其降解产物。
a 速效性氮源：很快被微生物利用的氮源，有利于菌体生 长，如尿素、玉米浆等，常用于发酵前期。
b 迟效性氮源：利用速度较慢的氮源，如花生饼、豆饼等， 常用于发酵后期。
四、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。 微生物的能源谱
有机物：化能异养微生物的能源 化学物质（化能营养型）
无机物：化能自养微生物的能源
辐射能（光能营养型）：光能自养和光能异养微生物的能源
五、无机盐
微生物生长所必需的金属元素（P、S、K、Na、Ca、 Mg、Fe等），由硫酸盐、磷酸盐、氯化物等供给。
H2O 1000，pH7.0
pH7.0-7.2
实验室常用的培养基：
细菌：牛肉膏蛋白胨培养基（简称肉汤培养基） 放线菌：高氏一号合成培养基 酵母菌：麦芽汁培养基 霉菌：察氏合成培养基
②对同一种微生物而言，培养目的不同，培养条件 往往不同
例如：枯草芽孢杆菌的培养 一般培养：肉汤培养基 自然转化：基础培养基 观察芽孢：产芽孢培养基 产蛋白酶：以玉米粉、豆饼粉为主的产酶培养基
（光能自养型） H2S等）
光能
蓝细菌、紫硫 细菌
光能有机异养型 有机物 （光能异养型）
CO2及简单 有机物
光能
红螺菌属细菌
化能无机自养型 无机物（ H2、S、 （化能自养型） NH4+、H2S等）
CO2
化学能
硝化细菌、硫
细菌、氢细菌 （无机物氧化） 等
化能有机异养型 有机物 （化能异养型）
有机物
化学能
碳氮比 =
氮源中氮原子的摩尔数
微生物细胞中碳和氮元素的含量（干重%）
真菌：需C/N较高的培养基 细菌：需C/N较低的培养基
发酵生产谷氨酸时：
C/N为4/1时，菌体大量繁殖， Glu积累少；
C/N为3/1时，菌体繁殖受抑制， Glu大量积累。
①维生素：作为酶的辅酶或辅基的成分，参与新陈 代谢。
②氨基酸：某些微生物对氨基酸的合成能力较差，这时需要 在培养基中额外添加。
③嘌呤和嘧啶：合成核苷、核苷酸和核酸的原料，作为辅酶 或辅基的成分。
生长因子可以从酵母膏、牛肉膏、蛋白胨、玉米浆、麦芽 汁、血液或血清中获得。
第二节 微生物的营养类型
一、分类原则