第五章 微生物营养
第五章微生物的营养.doc
课目：微生物生物学第五章微生物的营养（2学时）目的要求：通过本章的学习，使学生掌握微生物所需要的营养物质。
营养类型及微生物吸收营养的方式。
要求掌握：1、微生物所需要的营养物质。
2、微生物的四种营养类型。
3、微生物吸收营养物质的方式。
重点：微生物的营养类型，微生物通过渗透作用吸收营养物质的几种方式。
难点：微生物吸收营养物质的各种方式。
课堂组织：本章花2个学时讲完第一学时讲授微生物所需要的营养物质、微生物的营养类型，第二学时讲微生物靠渗透作用吸收营养物质的几种方式，并介绍培养基的基本概念。
板书加CAI讲授。
第五章微生物的营养微生物在生长过程中，需要不断从外界环境中吸收物质，并加以利用，以获得能量和合成细胞物质，这个过程称为微生物的营养。
可以被微生物吸收和利用的物质，称为微生物的营养物质。
第一节微生物的营养物质自然界中许多物质可以被不同的微生物利用。
根据其性质和作用可将生物的营养物质分为：碳素营养物质氮素营养物质矿质营养物质生长因素水份一、碳素营养物质（碳源）：微生物细胞中含C量约占细胞干重的50%。
无机碳化物：CO2（或碳酸盐）单糖：葡萄糖糖类双糖：蔗糖寡糖：棉子糖多糖：纤维素有机碳化物：醇类：乙醇有机酸：甲酸、乙酸脂类：油变哈各种农副产品：饴糖、玉米粉、米糠、马铃薯甚至有些微生物可以利用石蜡、酚、氰及塑料等高度不活跃的碳氢化合物和有毒物质。
这些在环境保护上有重要意义。
霉菌例如：氰化物分解诺卡氏菌假丝酵母塑料分解假单胞菌酚分解目前在微生物分类中已利用了148种碳素化合物进行菌种鉴定。
C素的功能：1、组成有机分子的C架。
2、为细胞提供能量。
二、氮素营养物质：细菌，酵母细胞中的含N量约占干重的7—13%。
霉菌细胞中的含N量约占干重的5%左右。
分子氮：N2固N微生物N源无机氮化物铵盐：NH3+硝酸盐：NO3+有机氮化物：牛肉膏、蛋白胨、尿素、酪素、玉米浆、豆饼等。
N素的功能：组成有机分子。
三、矿质营养物质：矿质营养的功能：1、构成微生物细胞的各种组分。
微生物学课件 第五章 微生物的营养
1、碳源
构成微生物细胞或代谢产物中碳架来源的营养 物质。
功能： （1）C素构成细胞及代谢产物的骨架； （2）C素是大多数微生物代谢所需的能量来源。
种类 （1）无机C源：CO2、碳酸盐，只能被自养微生物利用。 （2）有机C源：各种糖类，其次是有机酸、醇类脂类和烃 类化合物。
第五章 微生物的营养
微生物必须从环境中获取各种物质以合成细 胞物质、提供能量及在新陈代谢中起调节作用--营养物质。
微生物营养：微生物吸取和利用营养物质的 过程。
一、微生物的营养要求 二、微生物的营养类型 三、微生物培养基 四、物质的运输方式
一、微生物的营养要求
营养物质的确定，主要依据组成细胞的化学成分， 以及所需的代谢产物化学组成。由C、H、O、N和各种 矿物质元素组成细胞的各种有机物和无机物。
4、生长因子（维生素、AA、碱基）
微生物生长不可缺少的微量有机物质叫生长因素。 （1）维生素 主要是B族维生素、硫胺素、叶酸、泛酸、核黄素等； （2）氨基酸 有些微生物自己不能合成某种AA，必须给予补充； （3）碱基 嘧啶和嘌呤是核酸和辅E的重要组分，是许多微生物必须 的生长因素。 生长素微生物分析法：利用各种生长素缺陷形微生物分析 微量生长素，生长量与含量呈线性关系。
腐生型：利用无生命的有机物获得营养物质，多数细菌、 放线菌和真菌。寄生型：从活的寄生体内获取营养物质，如病 毒。中间类型（兼性腐生或兼性寄生）如结核杆菌、痢疾杆菌 就是兼性寄生菌。
三、微生物培养基
1、培养基的类型及其应用
（1）根据微生物的种类分类 细菌培养基：LB、 牛肉膏蛋白胨培养基等； 放线菌培养：高氏一号培养基等； 霉菌培养基：查氏培养基，土豆蔗糖培养基等； 酵母培养基：麦芽，YPD培养基等。 （2）按培养基的成分分类 合成培养基：营养物质的成分及其浓度完全清楚，重复性 强，适合定量研究工作，但微生物生长缓慢。
微生物营养与培养基习题及答案
第五章微生物营养习题及参考答案一、名词解释1．生长因子：2．选择培养基(seclected media)：3．基础培养基4．合成培养基5．化能异养微生物6．化能自养微生物7．光能自养微生物8．光能异养微生物9.单纯扩散10.促进扩散11.主动运输12.基团移位13.pH的内源调节14.渗透压15.水活度二、填空题1．微生物生长繁殖所需六大营养要素是、、、、和等。
2．碳源物质为微生物提供和，碳源物质主要有、、、、等。
3．生长因子主要包括、和，其主要作用是、。
4．根据，微生物可分为自养型和异养型。
5．根据，微生物可分为光能营养型和化能营养型。
6．根据，微生物可分为无机营养型和有机营养型。
7．根据碳源、能源和电子供体性质的不同，微生物的营养类型可分为、、和。
8．按用途划分，培养基可分为、、和等4种类型。
9．常用的培养基凝固剂有、和。
10．营养物质进入细胞的方式有、、和。
三、选择题（4个答案选1）1．下列物质可用作生长因子的是（）。
A.葡萄糖B.纤维素C.NaGlD.叶酸2．大肠杆菌属于（）型的微生物。
A.光能无机自养B.光能有机异养C.化能无机自养D.化能有机异养3．硝化细菌属于（）型的微生物。
A.光能无机自养B.光能有机异养C.化能无机自养D.化能有机异养4．某种细菌可利用无机物为电子供体而有贾稀为碳源，属于（）型的微生物。
A.兼养型B.异养型C.自养型D.原养型5、化能无机自养微生物可利用（）为电子供体。
A.CO2 B.H2C.O2D.H2O6．用来分离产胞外蛋白酶菌株的酪素培养基是一种（）。
A.基础培养基B.加富培养基C.选择培养基D.鉴别培养基7、固体培养基中琼脂含量一般为（）。
8．用来分离固氮菌的培养基中缺乏氮源，这种培养基是一种（）。
A.基础培养基B.加富培养基C.选择培养基D.鉴别培养基9．水分子可通过（）进入细胞。
A.主动运输B.扩散C.促进扩散D.基团转位10．被运输物质进入细胞前后物质结构发生变化的是（）。
第五章 微生物生长与培养
1.选择和配制培养基的原则和方法
（1）营养物质组成合理，浓度适当，满足菌体 生长需要； （2）在一定条件下，各原料之间不发生化学反 应，理化性质相对稳定； （3）粘度适中，具有适当渗透压； （4）生产中选用的原材料尽量因地制宜，以降 低成本； （5）理化性质适宜，pH、氧化还原电动势也要 满足一定的要求。
样。
在微生物培养和发酵研究中，也需要研究微生物
培养的最佳氮源
生理酸性盐:
微生物代谢后形成酸性物质的某些无
机氮源 如(NH4)2SO4
生理碱性盐: 微生物代谢后产生碱性物质的某些无 机氮源 如 KNO3 生理酸性盐和生理碱性盐具有稳定调节发酵过程中 PH的积极作用。
表 氮源对恶臭假单胞菌 NA-1 菌株生长和酶形成的影响 氮源 硫酸铵 氯化铵 蛋白胨 酵母粉 尿素 谷氨酸 肉汁 硝酸钠 生物量(mg/mL) 1.45 1.33 3.88 4.07 2.53 5.07 3.74 2.62 烟酸羟基化酶活性(unit/mL) 0.002 0.000 0.301 0.288 0.111 0.045 0.371 0.114
②液体好氧培养方法
a. 摇瓶震荡培养箱
b. 台式磁力搅拌不锈钢发酵罐
c. 工业通用型搅拌发酵罐
2.厌氧培养方法
微生物厌氧培养箱
（二）微生物纯培养与混合培养
含有一种以上微生物的培养称作混合培养。自 然环境如土壤和水中，通常栖息着的是许多不同微 生物混杂在一起的群体。 微生物学中将在实验条件下从一个单细胞繁殖得 到的后代称为纯培养。 研究微生物生长通常采用微生物纯培养。
成分中，可以满足微生物生长的需要，一般不需要 额外添加。
第五章 微生物营养
2、化能自养型微生物
2 NH 3 3O 2 2 H 2O
亚硝酸细菌
2 HNO2 4 H 4OH 能量
CO 2 4 H CH 2O H 2O
3、光能异养型微生物
光 CO 2 2CH 3CHOH CH 2O H 2O 2CH 3COCH 3 光合色素
镁
MgSO4
钙 钠 钾 铁
CaCl2,Ca(NO3)2 NaCl KH2PO4,K2HPO4 Fe SO4
微量元素
缺乏：
导致细胞生理活性降低，甚至停止生长。
过量： 对机体产生毒害作用，特别是单独一种微量元素过 量时产生的危害大。
微量元素与生理功能
元素 锌 锰 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
厌氧菌－－在厌氧和糖类缺乏条件下，可作氮源提供能量
（2）固氮微生物可以利用分子态的氮合成所需的物质
（3）速效氮源：以还原态氮或可降解产物等形式存在。 可直接接收、利用 迟效氮源：蛋白质等需经降解方被机体吸收利用。 利用产物的积累。
C/N比：是指微生物培养基中所含的碳源中碳原子的摩 尔数与氮源中氮原子的摩尔数之比。
次级主动运输 是指初级主动运输过程中偶联其他物质的运输。 同向：物质与质子通过同一载体按同一方向运输。
逆向：物质与质子通过同一载体按相反方向运输。
一、培养基配制的原则
1、选择适宜的营养物质 2、营养物质浓度及配比合适 3、控制pH条件 4、控制氧化还原电位 5、原料来源的选择 6、灭菌处理
二、培养基的类型及应用 天然培养基 按成分不同划分 合成培养基
固体培养基
按物理状态分
第五章微生物的营养
微生物的营养物质及其功能 微生物的营养类型 物质进出微生物细胞的方式 培养基
原核生物细胞的化学物质组成
分子
千重百分含量 分子数
不同种类
全部大分子
96
蛋白质
55
多糖
5
脂类
9.1
DNA
3.1
RNA
20.5
全部单体
3.5
氨基酸及其前体
0.5
糖类及其前体
2
核苷酸及其前提
0.5
无机离子
1
一般不作 为能源(少 数自养菌 能用作能 源)
无机盐
酶活性中 心组分
稳定生物 大分子及 细胞结构
调节渗透 压
控制氧化 还原电位
某些微生 物能源物 质
生长因子 水
维生素、 嘌呤和嘧 啶作为酶 的辅基和 辅酶
提供某些 微生物不 能合成的 氨基酸
嘌呤和嘧 啶用于合 成核苷、 核苷酸及 核酸
溶剂与运 输介质
二氧化碳 有机物
藻类、紫硫细菌、绿硫细菌、 蓝细菌
紫色非硫细菌、绿色非硫细菌
化能无机营养型 化能有机营养型
化学 能
化学 能
无机物 有机物
二氧化碳 有机物
硫氧化细菌、氢细菌、硝化细 菌、铁细菌
原生动物。真菌。大多数非光 合细菌
2019/6/30
18
微生物的营养类型——光能无机自养型
碳源：以C02作为唯一碳源或主要碳源
乳酸菌、动物致病菌、支 原体等
阿舒假囊酵母产B2、谢氏 丙酸杆菌和产甲烷菌产B12
◆ 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）
第5章-微生物的营养-PPT课件
第五节 培 养 基
培养基(medium) ：由人工配制的，供给微生物生 长繁殖或积累代谢产物所用的营养基质 。 配制培养基的基本原则
适合微生物的营养特点 调配好培养基中各种营养成分比例
第五节 培 养 基
培养基的类型
细菌培养基：营养肉汤(nutrient broth) 放线菌培养基：高氏一号培养基 霉菌培养基：察氏(Czapek)培养基
营养缺陷型(auxotroph)：丧失合成一种或多种生 长因子能力的微生物。
第二节 微生物细胞的化学组成
细胞中主要组成元素：碳、氢、氧、氮、磷、硫(占细胞 干重的97％)。
第三节 物质的运输
微生物吸收营养物质，排泄代谢产物，依靠细胞膜完成
对营养物质的要求：分子大小能通过细胞膜
物质运输方式
单纯扩散 促进扩散 主动运输 基团转位
大量元素：硫、磷、钾、钠、钙、镁等 微量元素：铜、锌、锰、钴、钼等
第一节 微生物的营养物质
主要矿质元素的生理功能
P68 表5-1
第一节 微生物的营养物质
生长因子
生长因子(growth factor) ：某些微生物不能从普 通的碳源、氮源物质合成，而只有通过外源供给才 能满足机体生长需要的有机物质。 微生物所需的生长因子：维生素、氨基酸和碱基
3.鉴别培养基(differential medium)
4.加富培养基(enrichment medium)
第五节 培 养 基
培养基的类型
1.固体培养基(solid medium)
2.液体培养基(liquid medium)
3.半固体培养基(semisolid medium)
思考题
1.微生物需要哪些营养物质?这些类营养物质 在微生物细胞内的作用是什么? 2.微生物运输营养物质的方式有哪几种? 3.微生物有哪几种营养类型，它们的划分依据 是什么? 4.什么是培养基?配制培养基应遵循哪些原则? 5.按照培养基的用途可分为哪几种培养基?
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。
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。
第五章微生物的营养
第
（2）氮源
五
凡是可以被微生物用来构成细胞物质的或代谢
章
产物中氮素来源的营养物质通称为氮源(source of nitrogen)物质。
能被微生物所利用的氮源物质有蛋白质及其各
微
类降解产物、铵盐、硝酸盐、亚硝酸盐、分子态
生
氮、嘌呤、嘧啶、脲、酰胺、氰化物。 氮源物质常被微生物用来合成细胞中含氮物质，
物
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。
的
微生物对氮源的利用具有选择性，如玉米浆相
营
对于豆饼粉，NH4+相对于NO3-为速效氮源。铵盐 作为氮源时会导致培养基pH值下降，称为生理酸
养
性盐，而以硝酸盐作为氮源时培养基pH值会升高， 称为生理碱性盐。
微 表5.2 微生物利用的氮源物质
CO2 NaHCO3、CaCO3、白垩等
芳香族化合物、氰化物 蛋白质、肋、核酸等
备注
单糖优于双糖，己糖优于戊糖，淀粉优于 纤维素，纯多糖优于杂多糖。
与糖类比效果较差，有机酸较难进入细胞， 进入细胞后会导致pH下降。当环境中缺乏 碳源物质时，氨基酸可被微生物作为碳源 利用。
在低浓度条件下被某些酵母菌和醋酸菌利 用。
生 种类
氮源物质
物蛋白质及其不
蛋白质 同程度降解产
类 物(胨、肽、氨
的基酸等) 营 氨及铵 NH3、(NH4)2SO4
盐等
备注
大分子蛋白质难进入细胞，一些真菌和少数细菌 能分泌胞外蛋白酶，将大分子蛋白质降解利用， 而多数细菌只能利用相对分子质量较小其降解产 物
容易被微生物吸收利用
养 硝酸盐 KNO3等表5.1 微生物利用的碳物质种类 糖有机酸
微生物学 第五章 微生物的营养
第十一授课单元一、教学目的:此章为要求学生掌握的重点内容之一，使学生了解六大营养要素在微生物生命活动中功能和供给形式、微生物的营养类型、营养物质进入细胞的四种主要方式、选用设计培养基的原则、培养基的种类。
本教学单元的教学目的是使学生了解微生物的六类生长要素及其功能, 掌握微生物营养类型特点.通过本章节的学习，了解微生物的营养与微生物发酵工业的关系。
二、教学内容: (第五章微生物的营养第一节微生物的化学组成及营养要求第二节微生物的营养类型)1.微生物细胞的化学组成和营养要求：重点介绍碳源、氮源、能源、生长因子、无机盐和水六大营养要素在微生物生命活动中功能和供给形式。
并通过实例介绍如何根据碳源、氮源的不同筛选工业微生物菌种。
2.微生物的营养类型：介绍根据碳源和能源划分的四种营养类型，即光能自养型、光能异养型、化能自养型和化能异养型。
三、教学重点、难点及其处理重点：1. 使学生了解碳源、氮源、能源、生长因子、无机盐和水六大营养要素在微生物生命活动中功能和供给形式；主要通过平时常见的培养基为例加以说明。
2. 根据碳源、能源的不同，将微生物分为四种基本营养类型：就微生物而言, 地球上几乎没有不被微生物所利用的一种物质, 但就其一类微生物来说, 它们所需要的营养物质则是有一定范围的. 根据微生物对碳源、能源的不同, 可分为自养微生物和异养微生物两类.自养微生物靠无机营养而活, 利用二氧化碳(或碳酸盐)作为唯一或主要的碳源, 还原二氧化碳为有机物(细胞物质), 所需要的能量来自光或无机物的氧化.异养微生物不能在完全无机物的环境下生长, 主要碳源来自有机物, 但可以固定二氧化碳, 它的合成反应所需要的能量来自有机物的氧化. 例如:光能自养型：以光为能源，以CO2或碳酸盐为唯一或主要碳源光能异养型：以光为能源，但生长需要一定的有机营养物化能自养型：以无机物的氧化获得能量，以CO2或碳酸盐为唯一或主要碳源化能异养型：以有机物的氧化获得能量，生长依赖于有机营养物质难点:根据碳源、能源的不同，将微生物分为四种基本营养类型。
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第四章微生物营养习题一、填空题1、微生物生长繁殖所需六大营养要素是、、、、和等。
2、碳源物质为微生物提供和，碳源物质主要有、、、、等。
3、生长因子主要包括、和，其主要作用是、。
4、根据，微生物可分为自养型和异养型。
5、根据，微生物可分为光能营养型和化能营养型。
6、根据，微生物可分为无机营养型和有机营养型。
7、根据碳源、能源和电子供体性质的不同，微生物的营养类型可分为、、和。
8、按用途划分，培养基可分为、、和等4种类型。
9、常用的培养基凝固剂有、和。
10、营养物质进入细胞的方式有、、和。
二、选择题（4个答案选1）1、下列物质可用作生长因子的是（）。
（1）葡萄糖（2）纤维素（3）NaGl （4）叶酸2、大肠杆菌属于（）型的微生物。
（1）光能无机自养（2）光能有机异养（3）化能无机自养（4）化能有机异养3、硝化细菌属于（）型的微生物。
（1）光能无机自养（2）光能有机异养（3）化能无机自养（4）化能有机异养4、某种细菌可利用无机物为电子供体而有贾稀为碳源，属于（）型的微生物。
（1）兼养型（2）异养型（3）自养型（4）原养型5、化能无机自养微生物可利用（）为电子供体。
（1）CO2（2）H2（3）O2（4）H2O6、用来分离产胞外蛋白酶菌株的酪素培养基是一种（）。
（1）基础培养基（2）加富培养基（3）选择培养基（4）鉴别培养基7、固体培养基中琼脂含量一般为（）。
（1）0.5% （2）1.5% （3）2.5% （4）5%8、用来分离固氮菌的培养基中缺乏氮源，这种培养基是一种（）。
（1）基础培养基（2）加富培养基（3）选择培养基（4）鉴别培养基9、水分子可通过（）进入细胞。
（1）主动运输（2）扩散（3）促进扩散（4）基团转位10、被运输物质进入细胞前后物质结构发生变化的是（）。
（1）主动运输（2）扩散（3）促进扩散（4）基团转位三、是非题1、某些假单胞菌可以利用多达90多种以上的碳源物质。
2、碳源对配制任何微生物的培养基都是必不可少的。
3、氨基酸在碳源缺乏时可被微生物用作碳源物质，但不能提供能源。
4、培养营养缺陷型微生物的培养基必须同时加入维生素、氨基酸、嘌呤及嘧啶。
5、为使微生物生长旺盛，培养基中营养物质的浓度越高越好。
6、对含葡萄糖的培养基进行高压蒸汽灭菌时可以121.3℃加热20min即可。
7、半固体培养基常用来观察微生物的运动特征。
8、基础培养基可用来培养所有类型的微生物。
9、伊红美蓝（EMB）培养基中，伊红美蓝的作用是促进大肠杆菌的生长。
10、在促进扩散过程中，载体蛋白对被运输物质具有较高的专一性，一种载体蛋白只能运输一种物质。
四、名词解释1 选择培养基、鉴别培养基2基础培养基、加富培养基3合成培养基4化能异养微生物5化能自养微生物6光能自养微生物7光能异养微生物五、简答题1、能否精确地确定微生物对微量元素的需求，为什么？2、为什么生长因子通常是维生素、氨基酸、嘌呤和嘧啶，而葡萄糖通常不是生长因子？3、以伊红美蓝（EMB）培养基为例，分析鉴别培养基的作用原理。
4、与促进扩散相比，微生物通过主动运输吸收营养物质的优点是什么？六、论述题1、以紫色非硫细菌为例，解释微生物的营养类型可变性及对环境条件变化适应能力的灵活性。
2、如果要从环境中分离得到能利用苯作为碳源和能源的微生物纯培养物，你该如何设计实验？3、某些微生物对生长因子的需求是具有较高的专一性，可利用它们通过“微生物分析”（microbiological assay）对样品中维生素或氨基酸进行定量。
试设计的含量进行分析。
实验利用微生物对某一样品维生素B124、某学生利用酪素培养基平板筛选产胞外蛋白酶细菌，在酪素培养基平板上发现有几株菌的菌落周围有蛋白水解圈，是否能仅凭蛋白水解圈与菌落直径比大，就断定该菌株产胞外蛋白酶的能力就大，而将其选择为高产蛋白酶的菌种，为什么？5、以大肠杆菌磷酸烯醇式丙酮酸-糖磷酸转移酶系统（PTS）为例解释基团转位。
6、试分析在主动运输中，ATP结合盒式转运蛋白（ABC转运蛋白）系统和膜结合载体蛋白（透过酶）系统的运行机机及相互区别。
习题答案一、填空题1．碳源氮源无机盐生长因子水能源2．碳素来源能源糖有机酸醇脂烃3．维生素氨基酸嘌呤和嘧啶作为酶的辅基或辅酶合成细胞结构及组分的前体4．碳源性质5．能源6．电子供体7．光能无机自养光能有机异养化能无机自养化能有机异养8．基础加富鉴别选择9．琼脂明胶硅胶10．扩散促进扩散主动运输膜泡运输二、选择题1．（4）2．（4）3．（3）4．（1）5．（2）6．（4）7．（2）8．（3）9．（2）10．（4）三、是非题1．＋2．－3．－4．－5．－6．－7．＋8．－9．－10．－四、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。
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CO为碳源生2长的微生物。
6 光能自养微生物：利用光作为能源，以CO为基本碳源，供氢体是还原在无2机化合物的微生物。
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。
五、简答题1．不能。
微生物对微量元素需要量极低；微量元素常混杂在天然有机化合物、无机化学试剂、自来水、蒸馏水、普通玻璃器皿中；细胞中微量元素含量因培养基组分含量不恒定、药品生产厂家及批次、水质、容器等条件不同而变化，难以定量分析检测。
2 维生素、氨基酸或嘌呤(嘧啶)通常作为酶的辅基或辅酶，以及用于合成蛋白质、核酸，是微生物生长所必需且需要量很小，而微生物(如营养缺陷型菌株)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。
而葡萄糖通常作为碳源和能源物质被微生物利用，需要量较大，而且其他一些糖类等碳源物质也可以代替葡萄糖满足微生物生长所需。
3．EMB培养基含有伊红和美蓝两种染料作为指示剂，大肠杆菌可发酵乳糖产酸造成酸性环境时，这两种染料结合形成复合物，使大肠杆菌菌落带金属光泽的深紫色，而与其他不能发酵乳糖产酸的微生物区分开。
4．主动运输与促进扩散相比的优点在于可以逆浓度运输营养物质。
通过促进扩散将营养物质运输进入细胞，需要环境中营养物质浓度高于胞内，而在自然界中生长的微生物所处环境中的营养物质含量往往很低，在这种情况下促进扩散难以发挥作用。
主动运输则可以逆浓度运输，将环境中较低浓度什养物质运输进入胞内，保证微生物正常生长繁殖。
六、论述题1 紫色非硫细菌在没有有机物时可同化CO2进行自养生活，有有机物时利用有机物进行异养生活，在光照及厌氧条件下利用光能进行光能营养生活，在黑暗及好氧条件下利用有机物氧化产生的化学能进行化能营养生活。
2 （1)从苯含量较高环境中采集土样或水样；(2)配制培养基，制备平板，—种仅以苯作为唯一碳源(A)，另—种不含任何碳源作为对照(B)；(3)将样品适当适稀释(十倍稀释法)，涂布A平饭；(4)将平板置于适当温度条件下培养，观察是否有菌落产生；（5)将A平板上的菌落编号并分别转接至B平板，置于相同温度条件下培养(在B平板上生长的菌落是可利用空气CO的自养型微生物)；(6)挑取在A平板上生长而不在B平板上生长的菌落，在一个新的A 平板上划线、培养，获得单菌落，初步确定为可利用苯作为碳源和能源的微生物纯培养物；(7)将初步确定的目标菌株转接至以苯作为惟一碳源的液体培养基中进行摇瓶发酵实验，利用相应化学分析方法定量分析该菌株分解利用苯的情况。
3．(1)将缺乏维生素B12但含有过量其他营养物质的培养基分装于一系列试管，分别定量接人用于测定的微生物；(2)在这些试管中分别补加不同量的维生素B12标准样品及待测样品，在适宜条件下培养；(3)以微生物生长量(如测定OD600nm)值对标准样品的量作图，获得标准曲线；(4)测定含待测样品试管中微生物生长量，对照标准曲线，计算待测样品中维生素B12的含量。
4．不能。
因为，(1)不同微生物的营养需求、最适生长温度等生长条件有差别，在同一平板上相同条件下的生长及生理状况不同；(2)不同微生物所产蛋白酶的性质(如最适催化反应温度、PH、对底物酪素的降解能力等)不同；(3)该学生所采用的是一种定性及初步定量的方法，应进一步针对获得的几株菌分别进行培养基及培养条件优化，并在分析这些菌株所产蛋白酶性质的基础上利用摇瓶发酵实验确定蛋白酶高产菌株。
5 大肠杆菌PTS由5种蛋白质（酶Ⅰ、酶Ⅱa、酶Ⅱb、酶Ⅱc及热稳定蛋白质HPr）组成，酶Ⅱa、酶Ⅱb、酶Ⅱc 3个亚基构成酶Ⅱ。
酶Ⅰ和HPr为非特异性细胞质蛋白，酶Ⅱa也是细胞质蛋白，亲水性酶Ⅱb与位于细胞膜上的疏水性酶Ⅱc相结合。
酶Ⅱ将一个葡萄糖运输进入胞内，磷酸烯醇式丙酮酸上的磷酸基团逐步通过酶Ⅰ和HPr的磷酸化和去磷酸化作用，最终在酶Ⅱ的作用下转移到葡萄糖，这样葡萄糖在通过PTS进入细胞后加上了个个磷酸基团。
6 （1）ABC转运蛋白常由两个疏水性跨膜结构域与胞内的两个核苷酸结合结构域形成复合物，跨膜结构域在膜上形成一个孔，核苷酸结合结构则可结合ATP。
ABC转运蛋白发挥功能还需要存在于周质空间（G＋菌）或附着在质膜外表面（）的底物结合蛋白的帮助。
底物结合蛋白与被动运输物质结合后再与ABC转运蛋白结合，借助于ATP水解释放的能量，ABC转运蛋白将被运输物质转运进入胞内。
（2）膜结合载体蛋白也是跨膜蛋白，被运输物质在膜外表面与透过酶结合，而膜内外质子浓度差在消失过程中，被运输物质与质子一起通过透过酶进入细胞。
（3）被运输物质通过ABC转运蛋白系统和通过透过酶进入细胞的区别在于能量来源不同，前者依靠ATP水解直接偶联物质运输，后者依靠膜内外质子浓度差消失中偶联物质运输。