微生物的营养要求
知识点1微生物的6类营养要素
知识点1微生物的6类营养要素微生物是指在人类肉眼无法观测到的微小生物体，广泛分布于自然界中各种环境中，扮演着重要的角色。
微生物需要营养来生长和繁殖。
微生物的营养物质分为6类，具体如下：1. 碳素源碳素是微生物最重要的营养物质之一，用于构建细胞体和保持生长所需的能量供给。
微生物利用多种碳素源，如葡萄糖、乳糖、蔗糖、木糖等单糖，以及淀粉、纤维素等复糖类，通过代谢，将碳素转化为生物体所需的化学物质。
2. 氮源氮元素是构成细胞中蛋白质和核酸的主要元素，因此微生物需要适量的氮素来满足其生理需求，以保证生长和繁殖。
微生物利用多种氮源，如氨、硝酸盐、亚硝酸盐、尿素等代谢产物，以及氨基酸和蛋白质等有机氮。
3. 磷源磷是细胞核酸、脂质和ATP等物质的构成成分之一，对于微生物而言，磷源是必要的营养物质。
微生物利用多种磷源，如磷酸盐、脱氧核糖核酸及其盐酸盐、亚磷酸盐等。
4. 硫源硫元素是组成微生物体内许多重要化合物的主要成分之一，如蛋白质、细胞壁、ATP 等。
微生物利用多种硫源，如硫酸盐、硫醇、硫氰酸，以及来自其他微生物死亡的硫。
5. 微量元素微生物需要大量的微量元素来支持其生长和代谢活动，如镁、钙、钠、铁、锌、铜、锰等。
这些微量元素在微生物的代谢过程中发挥着各自的作用，没有这些微量元素，微生物的生长和代谢活动会受到严重影响。
6. 氧氧是微生物代谢运作所必需的，可以作为电子受体，促进ATP的生成。
微生物的氧需求程度不同，分为好氧菌和厌氧菌。
好氧菌需要氧气来供给细胞呼吸作用，进行代谢产生能量，而厌氧菌则不需要氧气或是在无氧条件下进行呼吸和能量代谢。
总之，微生物需要碳素、氮源、磷源、硫源、微量元素和氧等多种营养物质来生长和繁殖。
影响微生物生长的因素很多，如适宜的温度、酸碱度、盐度、营养物质质量比、气体含量等等。
只有在各种生态因素协同作用下，微生物才能健康地生长和发育，发挥其在自然界中的重要作用。
微生物需要的营养要素
微生物需要的营养要素哎，今天咱们聊聊微生物那些小家伙们的饮食问题。
说到微生物，很多人可能会想到细菌、真菌这些看不见的“小妖精”。
虽然它们个头小得可怜，但可不代表它们的胃口就小。
其实，微生物可挑食了，它们需要各种营养元素，才能在这个世界上“活蹦乱跳”。
今天就带大家看看，微生物到底喜欢吃啥，保证你听了之后也能笑开怀。
1. 微生物的基础营养元素1.1 碳、氮、磷的三剑客首先，咱们得提提碳、氮和磷。
这三位可是微生物的“基本款”，就像咱们吃饭要米饭、肉菜、汤一样，缺一不可。
碳是它们的主要能量来源，想想我们吃的糖、淀粉，微生物也喜欢这些“甜头”。
它们会把碳转化为能量，驱动一切生命活动。
氮呢，主要用来合成蛋白质，正如咱们喝牛奶长身体，微生物也需要“肉肉”来长大。
最后，磷可不简单，它是DNA和ATP（能量分子）的重要成分，没有磷，微生物可就没法繁殖了。
1.2 其他营养元素的“配角”当然，除了这三位主角，微生物的餐桌上还少不了其他营养元素。
像钾、镁、钙这些“配角”，虽然名气不大，但却能给微生物的生活增添不少风味。
钾能帮助微生物维持细胞的水分平衡，镁则是光合作用的“催化剂”，帮助植物微生物进行光合作用。
而钙，别看它在我们的饮食中是重要的成分，在微生物的世界里，也是维持细胞结构的重要角色。
所以，微生物可真是个吃得很讲究的小家伙！2. 微生物的饮食习惯2.1 大餐与快餐的选择说到饮食习惯，微生物可真是有自己的“风格”。
有的微生物像吃大餐，慢慢咀嚼，享受每一口；而有的则像快餐一族，见缝插针，随便来点儿就走。
这些“食客”根据环境的不同，选择合适的饮食方式。
在营养丰富的环境中，它们会长得特别好，而在营养稀缺的时候，就得“节俭”了，尽量减少消耗。
哎，这和咱们生活中攒钱过日子似的，有时得忍一忍，等着过上好日子！2.2 各种“饮食文化”而且，微生物之间的“饮食文化”也大有不同。
有的偏爱腐烂的有机物，真是个“垃圾处理专家”；有的则喜欢在水里游来游去，靠光合作用来获取能量，简直就是自然界的“小太阳”。
微生物的营养需求
甲烷氧化菌只能利用甲烷和甲醇
酿酒酵母能利用葡萄糖，但不同利用淀粉
根据微生物碳源不同进行分类鉴定研究
氮源（Nitrogen source）
概念：提供微生物生长繁殖所需要的氮素营养 物质 功能：氮是构成重要生物大分子如蛋白质、核 酸等主要及重要元素，氮占细胞干重的 12%-15%，也是微生物的主要营养物质 一般不提供能量 特殊：化能自养细菌中的亚硝化细菌和硝化细 菌能从NH3和NO2-的氧化过程中获得能 量，氮源和能源
微生物的营养物质及其作用
什么是营养（nutrition）
微生物从环境中摄取营养物质的过程
什么是营养物（nutrient ）
满足微生物生殖繁殖的化学物质
为什么微生物需要营养
微生物需要哪些营养物质？
微生物细胞中含有
干物质：无机物：与有机物结合或单独存在的无机盐类物质 有机物：蛋白质、糖类、脂类、核酸、维生素及 降解产物和一些代谢产物等 水：70%-90%
生长因子（growth factor）
概念：是一类调节微生物正常代谢所必需，但不能 自行合成的需要量很少的一类有机化合物 常见生长因子及功能 对氨基苯甲酸：四氢叶酸的前体，一碳化合物转移 的辅酶 生物素：催化羧化反应的酶的辅酶 泛酸：辅酶A的前体 硫辛酸：丙酮酸脱氢酶复合体的辅基 核黄素：黄素单磷酸（FMN）和FAD的前体，是黄 素蛋白的辅基
1. 微生物的营养需求
大量元素 （Macronutrients ） C, H, O, N, P and S 微量元素 （Trace Elements ）
浓度在10-8-10-6范围 碳水化合物
脂类（lipids ） 蛋白质（Proteins ）
核酸（nucleic acids）
微生物的营养
微生物的营养1．微生物的营养要求微生物生长繁殖所需的营养物质主要有水、碳源、氮源、无机盐和生长因子等。
水：水是各种生物细胞必需的。
水是良好的溶剂，微生物的新陈代谢过程中的一切生化反应都离不开水的作用。
碳源：碳源是合成菌体成分的原料，也是微生物获取能量的主要来源。
整体上看来，微生物可以利用的碳源范围极广，从大类上说，可以分为有机碳源和无机碳源两大类，凡必须利用有机碳源的微生物就是异养微生物，凡能利用无机碳源的微生物就是自养微生物。
糖类是最广泛利用的碳源。
氮源：氮源主要是供给合成菌体结构的原料，很少作为能源利用。
与碳源相似，微生物作为一个整体来说，能利用的碳源种类十分广泛。
某些微生物（如固氮菌）能利用空气中分子态的氮或利用无机氮化物如铵盐、硝酸盐合成有机氮化物。
多数致病菌则必须供给蛋白胨、氨基酸等有机氮化物才能生长。
无机盐类：无机盐主要可为微生物提供除碳、氮以外的各种重要元素。
微生物需要的无机盐类很多，主要有P、S、K、Na、Ca、Mg、Fe等，其主要功能为构成菌体成分；调节渗透压；作为某些酶的成分，并能激活酶的活性等。
生长因子：有些微生物虽然供给它适合的碳源氮源和无机盐类，仍不能生长，还要供给一定量的所谓“生长因子”。
其种类很多，主要是B族维生素的化合物等。
生长因子可以从酵母浸出液、血液或血清中获得。
2．微生物的营养类型根据微生物对碳源的要求不同，可将其分为自养菌和异养菌两大营养类型。
凡能利用无机碳合成菌体内有机碳化物的，叫自养菌；不能利用无机碳而需要有机碳才能合成菌体内有机碳化物的，为异养菌。
根据其生命活动所需能量的来源不同，可分为光能营养菌和化能营养菌。
前者是从光线中获得能量，后者则从化学物质氧化中取得能量。
因此，根据微生物所需的碳源和能源不同，可将微生物分为光能自养菌、光能异养菌、化能自养菌、化能异养菌等四类。
如表所示：微生物的营养类型3．营养物质的运输：外界环境的营养物质只有被微生物吸收到细胞内，才能被微生物分解与利用，微生物生长过程中产生的一些代谢产物也必须分泌到细胞外，在这两个过程中，细胞膜起着重要作用。
微生物的营养
(1)这个实验可以证明的假说是—土—壤—中—有微生物存在
（2）为这个实验设计的对照实验应该 是——在--其---他---条---件---不---变---的---基---础---上---，---把---花---园-- 土换成
高温加热过的花园土 （3）实验结束时，牛奶会——变—酸—，检测 的方法是——用—P—H试—纸—检—测—，产生这一结 果的原因是—土—壤—中—的—微—生—物—通—过—发—酵—作—用，把牛奶变酸
思考题:如何利用伊红---美蓝培养基对自来 水中的鉴别大肠杆菌是否超标进行测?P81
选择培养基
• 加入青霉素的培养基 分离酵母菌、霉菌等真菌
• 加入高浓度食盐的培养基 分离金黄色葡萄球菌
• 不加氮源的无氮培养基 分离固氮菌
• 不加含碳有机物的无碳培养基 分离自养型微生物
• 加入青霉素等抗生素的培养基 分离导入了目的基因的受体细胞
有机碳源 糖类 脂肪酸 花生粉饼 石油 等
作用
①构成细胞 物质和一些 代谢产物 ②异养微生 物的能源
思考
自养型和异养型微生物分别能利用 哪类碳源物质？
微生物的营养类型
营养类型 能源 氢的供体 基本碳源 微生物举例
光能自养型 光
光能异养型 光
化能自养型 无机 物
化能异养型 有机 物
无机物 有机物 无机物 有机物
主要用于微生物的 分离、计数等
需加入凝固 剂，如琼脂
固体培养基
液体培养基
主要用于工业生产
半固体培养基
主要用于观察微 生物的运动、鉴 定菌种等
； 必威电竞 ；
疆虽是鼎鼎有名.孟禄也听过他的名字.但他却不知道左耳朵的为人.也不知道左耳朵在北疆的威望.就如飞红中在北地几样.他只道左耳朵也像明悦几样.只是个 助拳 的人.仗着箭
微生物生长所需要的营养物质
微生物生长所需要的营养物质微生物是一类非常微小的生物体，包括细菌、真菌、病毒等。
它们的生长繁殖需要一定的营养物质。
本文将介绍微生物生长所需要的营养物质，包括碳源、氮源、磷源、微量元素等。
1. 碳源：碳是微生物生长的基本元素，也是微生物合成有机物的主要来源。
微生物可以利用有机碳和无机碳作为碳源。
有机碳包括葡萄糖、果糖、蔗糖等，无机碳则包括二氧化碳等。
不同微生物对碳源的利用能力不同，有些微生物只能利用有机碳，而有些微生物则能利用无机碳进行光合作用。
2. 氮源：氮是微生物合成蛋白质和核酸的重要元素。
微生物可以利用无机氮和有机氮作为氮源。
常见的无机氮源包括氨、硝酸盐等，有机氮源则包括氨基酸、蛋白质等。
不同微生物对氮源的利用能力不同，有些微生物能利用无机氮源进行氨化作用，将无机氮转化为有机氮；而有些微生物则能利用有机氮源直接进行合成。
3. 磷源：磷是微生物合成核酸和磷脂的重要元素。
微生物可以利用无机磷和有机磷作为磷源。
常见的无机磷源包括磷酸盐等，有机磷源则包括核苷酸、磷脂等。
磷的浓度对微生物生长有一定的限制，过高或过低的磷浓度都会影响微生物的生长。
4. 微量元素：微生物生长还需要一些微量元素，如铁、锌、锰等。
这些微量元素在微生物体内起着催化剂的作用，参与多种酶的活性。
微生物对微量元素的需求量较小，但缺乏时会影响微生物的生长和代谢。
除了上述主要的营养物质外，微生物还需要适宜的温度、pH值、氧气浓度等环境条件来保证其正常生长。
不同微生物对这些条件的要求也不尽相同。
总结起来，微生物生长所需要的营养物质包括碳源、氮源、磷源、微量元素等。
合理提供这些营养物质可以促进微生物的生长繁殖，有助于微生物的应用和研究。
微生物的营养
微生物的营养1.微生物生长的五大营养要素：碳源、氮源、生长因子、无机盐、水。
2.糖类是最常用的碳源，尤其是葡萄糖。
3.碳源主要用于合成微生物的细胞物质和一些代谢产物，有些碳源还是异养微生物的主要能源物质，因此微生物对碳源的需要量最大。
4.铵盐、硝酸盐等是最常用的氮源，氮源主要用于合成蛋白质、核酸以及含氮的代谢产物。
5.生长因子主要包括维生素、氨基酸、和碱基等，他们一般是酶和核酸的组成成分。
6.微生物之所以需要补充生长因子，是因为缺乏合成这些物质所需的酶或合成能力有限。
7.培养基配制的基本原则：目的要明确，营养要协调，PH要适宜。
8.固体培养基主要用于微生物的分离、计数等；半固体培养基主要用于观察微生物的运动、鉴定菌种等；液体培养基则常用于工业生产。
9.合成培养基成分明确，常用于分类、鉴定等；化学成分不明确的天然物质配成的天然培养基，常用于工业生产。
10.根据培养基的用途，可以将它们分为选择培养基、鉴别培养基。
11.原核生物对抗生素比较敏感；病毒对干扰素比较敏感。
12.金黄色葡萄球菌可在高盐度的培养基上生长，而其他多种细菌则不可以。
13.如果有大肠杆菌，在伊红—美蓝培养基上，其代谢产物就与伊红和美蓝结合，使菌落呈深紫色，并带有金属光泽。
14.在谷氨酸生产中，当培养基中的碳源与氮源的比为4：1时，菌体大量繁殖而产生的谷氨酸少；当培养基中的碳源与氮源的比为3：1时，菌体繁殖受抑制，但谷氨酸的合成量大增。
15.不同种类的微生物，对C源的需求量差别很大，如甲烷氧化菌只能利用甲烷和甲醇作为C源，而洋葱假单胞杆菌却能利用90多种含C化合物。
16.对于异养微生物来说，含C、H、O、N的化合物既是C源,又是N源。
如氨基酸对乳酸菌来说既是C源、N源又是能源。
17.生长因子是微生物生长所必需的物质。
18.生长因子包括维生素，氨基酸，碱基等，存于天然物质酵母膏、蛋白胨、动植物组织提取液等。
如谷氨酸发酵生产时添加生物素，即生长因子是生物素。
简述微生物生长所需要的营养物质及其功能
简述微生物生长所需要的营养物质及其功能如下：
微生物生长所需要的营养物质主要有水、碳源、氮源、无机盐、生长因子和能源。
1.水：水是微生物的重要组成部分，在代谢中占有重要地位。
水
在细胞中有两种存在形式：结合水和游离水。
结合水与溶质或其他分子结合在一起，很难加以利用。
游离水（或称为非结合水）则可以被微生物利用。
2.碳源：凡是作为微生物细胞结构或代谢产物中碳架来源的营养
物质，称为碳源。
3.氮源：凡是可被微生物利用，为细胞代谢产物提供氮元素的营
养物质，称为氮源。
4.无机盐：许多无机元素构成酶的活性基因或酶的激活剂，并且
具有调节细胞渗透压、调节酸碱度和氧化还原电位以及能量的转移等作用。
5.生长因子：是某些微生物维持正常生命活动不可缺少的特殊有
机营养物质，这些物质在某些微生物自身不能合成，必须在培养基中加入，主要是指一些维生素、氨基酸、嘌呤、嘧啶等特殊有机营养物。
微生物学基础知识
微生物学基础知识微生物学基础知识第一章微生物概述一. 什么是微生物微生物是一类肉眼不能直接看见，必须借助光学显微镜或电子显微镜放大几百倍、几千倍甚至几万倍才能观察到的微小生物的总称。
微生物具有形体微小、结构简单；繁殖迅速、容易变异；种类繁多、分布广泛等特点。
二. 微生物的分类：根据微生物有无细胞基本结构、分化程度、化学组成等特点，可分为三大类。
1. 非细胞型微生物无细胞结构，无产生能量的酶系统，由单一核酸（DNA/RNA）和蛋白质衣壳组成，必须在活细胞内增殖。
病毒属于此类微生物。
2. 原核细胞型微生物细胞核分化程度低，只有DNA盘绕而成的拟核，无核仁和核膜。
这类微生物包括细菌、衣原体、支原体、立克次体、螺旋体和放线菌。
3. 真核细胞型微生物细胞核的分化程度高，有核膜、核仁和染色体，能进行有丝分裂。
如真菌、藻类等。
三. 微生物的作用及危害1. 微生物的作用绝大多数微生物对人和动物是有益的，已广泛应用于农业、食品、医药、酿造、化工、制革、石油等行业，发挥了越来越重要的作用。
例如与我们日常生活密切相关的如酸奶、酒类、抗生素、疫苗等。
2. 微生物的危害微生物中也有一部分能引起人及动、植物发生病害，这些具有致病性的微生物，称为病原微生物。
如人类的许多传染病（感冒、伤寒、痢疾、结核、脊髄灰质炎、病毒性肝炎等），均是由病原微生物引起的。
从药品生产的卫生学而言，微生物对药品的原料、生产环境和成品的污染是造成生产失败、成品不合格的重要因素。
第二章微生物的类群和形态结构一. 细菌细菌是一类细胞细而短、结构简单、细胞壁坚韧，以二分裂方式无性繁殖的原核微生物，分布广泛。
1. 细菌的形态与结构观察细菌最常用的仪器是光学显微镜，其大小可以用测微尺在显微镜下测量，一般以微米为单位。
细菌按其形态不同，主要分为球菌、杆菌和螺形菌三类。
（1）球菌多数球菌直径在1微米左右，外观呈球形或近似球形。
由于繁殖时分裂平面不同可形成不同的排列方式，分为双球菌、链球菌、葡萄球菌等。
微生物的营养教程
营养缺陷型菌株是指该菌株发生了某种生 长因子合成能力的基因突变，由于不能合 成该生长因子，因而不能在基本培养基上 生长 。
（二）微生物的营养类型——典型类型
营养类型 光能无机自养型 能源 光能 电子供体 H2、H2S S、H2O 有机物 碳源 CO2 举例 蓝藻、藻类 紫（绿）硫细菌 红螺细菌（如紫色 无硫细菌
谷氨酸棒状杆菌合 成谷氨酸的途径
葡萄糖
黄色短杆菌合成赖氨 酸的途径
天冬氨酸
天冬氨酸激酶
抑制
中间产物Ⅰ 中间产物
中间产物Ⅱ
高丝氨酸 脱氢酶
α-酮戊二酸 抑制 谷氨酸脱氢酶 NH4+
谷氨酸
高丝氨酸 甲硫 氨酸 苏氨酸
+
赖氨酸
（五）、微生物的群体生长曲线
• 细菌的群体生长
1. 2. 3. 4.
迟缓期（调整期） 对数生长期 稳定生长期 衰亡期
29．微生物产生的具有温室效应的气体有 哪些? (2分) A．C02 B．H2. C．CH4 D．N20 【目前大气中主要的温室气体有六种： CO2、CH4、N2O、HFCs、PFCs、SF6。 ACD
衰亡期：死亡率大于出生率，细胞出现多种形态， 甚至畸形，有些细胞开始解体，释放出代谢产物。 连续培养
影响微生物生长的环境因素：温度、氧、PH
光能营养型微生物是指能够以日光作为能源的微 生物。 对
在筛选抗青霉菌株时，须在培养基中加入青霉素， 其作用是 A筛选 B诱变 D以上答案都不对
Cቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ筛选又诱变
•微生物的营养
（一）微生物的营养要求 1. 碳源：有机碳源（双功能营养物）和无机碳源 能源物质，构成菌体和代谢产物 2. 氮源【无机氮源：铵盐和硝酸盐是常利用的氮源， 有机氮源：酵母膏、蛋白胨、牛肉膏】： 构成菌体和代谢产物，硝化细菌的能源物质 3. 无机盐类【Pb 、 Mg 、 S 、 P 、 Fe、Co、Zn 等】：维持酶活力，调节渗透压、pH值等 4. 水：溶解营养物质和代谢产物 5. 特殊生长因子：微生物生长不可缺少的微量有机物 【生物素、维生素、氨基酸、碱基等】： 构成酶和核酸的组成部分，促进生命活动 6. 能源
第四章_微生物营养
• 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
《微生物的营养要求》课件
生长因子
生长因子是微生物生长所必需 的，但它们在细胞内不能自行 合成，必须从外界获取。
生长因子的种类很多，如维生 素、氨基酸、嘌呤和嘧啶等， 它们参与细胞物质的合成和代 谢调节。
例如，维生素是许多酶的辅基 或激活剂，参与能量代谢和物 质合成；氨基酸则是蛋白质的 基本组成单位。
微生物的营养物质来源
环境因素对微生物营养需求的影响
环境因素如温度、pH值、渗透压、压力等都会影响微生物的营养需求。例如，在高温环境中，微生 物需要更多的蛋白质来维持其细胞结构的稳定性和酶的活性。而在低pH值环境中，微生物则需要更 多的糖类和氨基酸来维持其细胞膜的稳定性和渗透压。
环境因素的变化也会影响微生物对营养物质的吸收和利用。例如，在富氧环境中，微生物需要更多的 能量来维持其生命活动，因此需要更多的葡萄糖等能源物质。而在厌氧环境中，微生物则更多地依赖 有机物作为能源。
核酸代谢
核酸是微生物生长和繁殖所必 需的物质，通过核酸代谢，微 生物能够合成DNA和RNA等
核酸分子。
核酸代谢过程中需要摄取磷 酸、核糖等物质，同时还需 要多种维生素和矿物质的参
与。
不同微生物对核酸的需求和代 谢方式也有所不同，有些微生 物能够利用DNA或RNA作为
能源物质进行生长繁殖。
微生物的营养物质需求与环境
生长因子的种类和浓度对微生物的生长和代谢有重要影响，不同的微生 物对生长因子的需求不同。
生长因子的主要功能包括参与酶的辅基组成、促进细胞分裂以及调控细 胞代谢等。
微生物对营养物质的吸收方式
04
单纯扩散
01
扩散方式
物质顺浓度梯度由高浓度向低浓度转运，不消耗能量。
02
转运机制
细胞膜上存在通透性较高的蛋白质或通道，物质通过这 些蛋白质或通道从高浓度一侧向低浓度一侧转运。
营养要求微生物的营养类型营养物质进入细胞培养基纯培养的
根据物理状态来分： 液体培养基
半固体培养基 基础培养基 根据功能来分： 加富培养基 选择培养基
鉴别培养基
天然培养基：含有化学成分不清楚或含量不恒定的有机物
的培养基，也叫非化学限定培养基。例如牛肉膏蛋白胨培 养基，麦芽汁培养基。 常用的天然有机物有：牛肉侵膏，蛋白胨，豆芽汁，玉米 粉，土壤浸液，牛奶，血清，麸皮等。
组合培养基：由化学成分完全清楚的的物质配制而成
的培养基，也叫合成培养基、化学限定培养基。例如 培养放线菌用的淀粉硝酸盐培养基（高氏一号培养 基），培养真菌的葡萄糖铵盐培养基（查氏培养基）。
参与配制的物质是高纯度的化学试剂。
半组合培养基：既含有天然成分又含有纯化学试剂的
培养基。例如培养真菌所用的马铃薯蔗糖培养基。
基团移位
钠-钾泵
基团移位
磷酸烯醇式丙酮酸 ——磷酸糖转移酶系统（磷酸转移酶系 统） (PTS), 溶质在运输前后分子结构发生变化，被转移的 物质改变了本身的性质，需要能量和载体参与，有化学基 团转运到营养物质上了，例如大肠杆菌对葡萄糖的吸收。 糖及糖的衍生物的运输是以磷酸糖形式进入细胞的，并且 质膜对于磷酸化合物无透性，所以，磷酸糖一旦形成就被 挡在细胞内了。
确定培养基中营养要素数量和比例的依据：
• 培养对象的不同成分和元素的组成 • 培养对象的营养类型，在异养微生物中，碳源 兼作能源， 而能源需要量很高。 •培养基中营养物质的浓度适宜微生物才能良好生长。 •碳氮比：培养基中碳元素和氮元素的物质的量比值，有 时也指培养基中还原糖和粗蛋白的比值。该值在发酵工业 中十分重要，可决定菌种的生长或是产物的积累。
•以烃代粮：以石油或天然气代替糖质原料 •以纤代糖：以纤维素代替糖类原料 •以氮代朊：以非蛋白质和非氨基酸原料代替有机的氮源 •以国代进：以国产原料代替进口原料
微生物的营养
无机氮源：NH4+、氨盐、硝酸盐
有机氮源：尿素、氨基酸、嘌呤、嘧啶等
实验室常用：碳酸氨、硝酸盐、牛肉膏、酵母膏、
蛋白胨、胰酪蛋白等 生产实践：豆饼粉、花生饼粉、蚕蛹粉、玉米浆等
4.无机盐
矿质元素的化合物为无机盐，在微生物的生命活动中 起着十分重要的作用。 主要功能：构成细胞组分和能量转移（磷、硫） 作为酶的组成成分或激活剂（如铁、镁） 调节酸碱度、细胞透性、渗透压等（如钾、钠、钙）
自养型的微生物碳源和能源来自不同物质
异养型微生物碳源来自于有机物——同时是能 源
主要碳源是葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖和淀
粉。其中最常用的是葡萄糖。其次是有机酸、 醇和脂类。 生产实践中：常用农副产品和工业废弃物为碳 源，如玉米粉、米糠、麸皮、马铃薯、酱渣等
三.氮源
氮主要是组成核酸和蛋白质的重要元素
（四）调节氧和二氧化碳浓度
好氧菌：表面培养；通风培养 厌氧菌：配制培养基时常加入一些还原剂或其他 除氧方法
（五）用料经济
该培养基的应用目的，即：
是培养菌体还是积累代谢产物？ 是实验室种子培养还是大规模发酵？ 代谢产物是初级代谢产物还是次级代谢产物？
☆用于培养菌体的培养基营养应丰富，氮源含量宜 高（碳氮比低）； ☆用于大量生产代谢产物的培养基其氮源一般应比 种子培养基稍低；若代谢产物是次级代谢产物时要 考虑是否加入特殊元素或特定的代谢产物；
第二节 微生物的营养类型和吸收方式
一、微生物的营养类型
依据微生物所需的碳源及能源不同将其 分为四种类型 光能自养型 化能自养型 光能异养型 化能异养型
微生物的营养
培养基的类型及应用
天然培养基
培养基含有化学成分还不清楚或化学成 分不恒定的天然有机物
按成分划分
牛肉膏蛋白胨培养基、麦芽汁培养基、 LB培养基
合成培养基
由化学成分完全了解的物质配制而成 的培养基， 高氏1号合成培养基培养查、氏合成培 养基
固体培养基
凝固剂－凝胶、硅胶等 微生物的分离、鉴定、活菌计 数及菌种保藏
加富培养基 按用途 划分
鉴别培养基
大肠杆菌强烈分解乳糖而产生大量的混 合酸，菌体呈酸性，菌落被染成深紫色， 从菌落表面的反射光中还可看到绿色金
属金属闪光。
选择培养基
选择培养基
用于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，根据不同种类微生物的特殊 营养需求或对某种化学物质的敏感性不同，在培 养基中加入相应的特殊营养物质或化学物质，抑 制不需要的微生物的生长，有利于所需微生物的 生长
分析方法
1、化学法 2、亚显微结构分析法
煅烧法
无机物： 无机盐
水： 占细胞总重量75%-90%
①水 ②碳源 1、营养物质 ③氮源 ④无机盐 ⑤生长因子 有些细菌需要 2、温度
细菌生长条件
3、PH
①对氧气要求：专性需氧菌 微需氧菌 4、对气体要求 兼性厌氧菌 专性厌氧菌 ②对CO2要求： 5% CO2
一、微生物细胞的化学组成
第 一 节 微 生 物 的 营 养 要 求
化学元素－构成微生物细胞的物质基础
主要元素： 碳、氢、氮、氧、磷、硫 钾、钠、铁、镁、钙等 微量元素： 锌、锰、钠、氯、钼、硒、铜、 钴、钨、镍、硼、
第 一 节 微 生 物 的 营 养 生物等
配制培养基的原则
控制pH条件
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。
第四章 微生物的营养
成份
氧化硫硫 大肠杆菌 牛肉膏蛋 高氏一号 查氏合成 LB
主要
杆菌培养基 培养基 白胨培养基 合成培养基 培养基 培养基 作用
牛肉膏
5
碳源（能源）、氮源、
无机盐、生长因子
蛋白胨
10
10
氮源、碳源（能源）、生长因子
酵母浸膏
5
生长因子、氮源、碳源（能源）
葡萄糖
5
碳源（能源）
蔗糖
30
第32页，共66页。
4、经济节约
（参见P85）
配制培养基时应尽量利用廉价且易于获得的原料作为培 养基成份，特别是在发酵工业中，以降低生产成本。
有机物
H2、H2S、Fe2+、 NH3或NO2-
碳源
CO2
有机物
CO2
化能有机异养型 （化能异养型）
有机物
有机物
能源
光能
举例
着色细菌、蓝细菌、藻类
光能
红螺细菌
化学能 (无机物氧化)
化学能 （有机物氧化)
氢细菌、硫杆菌、亚硝化单 胞菌属(Nitrosomonas)、甲 烷杆菌属 (Methanobacterium) 、醋杆 菌属(Acetobacter) 假单胞菌属、芽孢杆菌属、 乳酸菌属、真菌、原生动物
1、选择适宜的营养物质
2、营养物的浓度及配比合适
3、物理、化学条件适宜
4、经济节约
5、精心设计、试验比较
第19页，共66页。
1、选择适宜的营养物质
培养不同的微生物必须采用不同的培养条件； 培养目的不同，原料的选择和配比不同；
实验室的常用培养基：
细菌： 牛肉膏蛋白胨培养基
（或简称普通肉汤培养基）；
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这类微生物能利用有机物迅 速繁殖，常用于污水处理。
例如，红螺菌属中的一些细菌就是这一营养类型的代表： 能利用异丙醇作为供氢体，将CO2还原成细胞物质，同 时积累丙酮。
H3C
光能
2
CHOH+CO2 H3C
光合色素
2 CH3C0CH3 + [CH2O] +H2O
水在微生物细胞内的生理功能 （1）水是细胞的重要组成成分。
（2）水直接参与代谢反应，许多反应都涉及脱水和水合。
（3）维持蛋白质、核酸等生物大分子稳定的天然构象。
（4）水的比热高，是热的良好导体，能有效地吸收代谢过程中产 生的热并及时地将热迅速散发出体外，从而有效地控制细胞内温度 的变化；
微生物生长环境中水的有效性常以水活度值（aw）表示，水 活度值是指在一定的温度和压力条件下，溶液的蒸气压力与 同样条件下纯水蒸气压力之比，
细胞湿重(wet weight)与干重(dry weight)之差为细胞含水量， 常以百分率表示：（湿重-干重）/湿重×100% 。
湿重：将细胞外表面所吸附的水份除去后称量所得重
量。一般以单位培养液中所含细胞重量表示 （克/升或毫克/毫升）。
干重：采用高温（105℃）烘干、低温真空干燥和红外
线快速烘干等方法将细胞干燥至恒重即为～。
甲烷形成中的辅酶 四氢叶酸包括在一碳单位转移辅酶中 辅酶A的前体 丙酮酸脱氢酶复合物的辅基 NAD、NADP的前体，它们是许多脱氢酶的辅酶 参与氨基酸和酮酶的转化 黄素单磷酸(FMN)和FAD的前体，它们是黄素蛋白的辅基 辅酶B12包括在重排反应里(为谷氨酸变位酶) 硫胺素焦磷酸脱羧酶、转醛醇酶和转酮醇酶的辅基 甲基酮类的前体，起电子载体作用(如延胡索酸还原酶) 促进铁的溶解性和向细胞中的转移
碳
微生物。对一切异养微生物来说，其碳源同时又兼作
源
能源，这种碳源称为双功能营养物。
谱
无机碳 凡以无机碳源作主要碳源的微生物，则是种类较少的
自养微生物。
能被微生物用作碳源的物质种类极其广泛。
简单的无机含碳化合物：CO2、NaHCO3、CaCO3等。 比较复杂的有机物:烃类、醇、羧酸、脂肪酸、糖及其衍生物、杂环化合物、 氨基酸、核苷酸等。 复杂的有机大分子：蛋白质、脂质、核酸等。 复杂的天然含碳物质：牛肉膏、蛋白胨、花生饼粉、糖蜜、石油等。 酚、氰化物等有毒物质：可以被少数微生物用作碳源。
藻类和蓝细菌与高等植物一 样，以水为供氢体（电子供 体），进行产氧型的光合作 用，合成细胞物质。
光合细菌细胞内含菌绿素， 光合作用以H2S、S等还原态 硫化物为供氢体，产生细胞 物质，并伴随硫元素的产生。
2.光能有机营养型（光能异养型）
这类微生物不以CO2作为唯一碳源或主要碳源，需以简 单有机物作为供氢体，利用光能将CO2还原成细胞物质。
硝酸盐也能被大部分微生物利用，但吸收后 需被还原成NH4+才能进入合成代谢。
3、能源（energy source）
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， 称为能源。
绝大多数微生 物的能源物质
不仅提供微生物细胞的碳素和碳架， 而且还提供微生物生命活动所需的能 量。
能源
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）。
即：w=w/wo w表示溶液蒸汽压力 wo表示纯水蒸汽压力
溶液中溶质越多，w越小。微生物生长所需的水活度通常在 0.63－0.99之间。
微生物
一般细菌 酵母菌 霉菌 噬盐细菌 噬盐真菌 嗜高渗酵母
几类微生物生长最适w
w 0.91 0.88 0.80 0.76 0.65 0.60
三、微生物的营养类型
（1）定义
凡能提供微生物生长繁殖所需氮元素的营养
物质，称为氮源。
氮是构成重要生命物质蛋白质和核酸等的主要 元素，氮占细胞干重的12％～15％，也是微生物 的主要营养物。
（2）功能
提供合成细胞中的含氮物质（如蛋白质、核酸）及含 氮代谢物等的原料。
氮源物质一般不提供能量，但也有例外： 化能自养细菌中的亚硝化细菌和硝化细菌能从NH3和 NO2-的氧化过程中获得能量，所以对于他们来说， NH3和NO2-是兼有氮源与能源的双功能营养物质。
烃类
烃类化合物也能被微生物用作碳源，且微生物氧 化烃类的许多中间产物和最终产物均是重要的工 业原料。
清除石油污染
不同种类微生物利用碳源物质具有选择性， 利用能力有差异。
Eg. 假单胞杆菌属的一些菌能利用90多种不同的碳源物质。 甲烷氧化菌只能利用甲烷和甲醇作碳源。
、 2 氮源（nitrogen source）
二、营养物质及其生理功能
微生物对营养的要求无论是在元素水平上还 是在营养要素水平上，都与动物和植物十分 接近。它们之间存在着“营养上的统一性”。
在元素水平上都需20种左右，其中以碳、氢、氧、 氮、磷、硫6种元素为主；
在营养要素水平上则主要为碳源、氮源、能源、 生长因子、无机盐和水六大类。
1、碳源（carbon source）
组成微生物细胞的各类化学元素的比例 常因微生物种类的不同而不同
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。
微生物细胞中几种主要元素的含量（干重%）
元素
细菌
酵母菌
真菌
碳
～50
～50
～48
氮
～15
～12
～5
氢
～8
～7
～7
氧
～20
～31
～40
磷
～3
──
──
硫
～1
──
──
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。
一、微生物细胞的化学组成 二、微生物的营养构成 三、微生物的营养类型
微生物们需要吃什么？
一、微生物细胞的化学组成
1、化学元素 构成微生物细胞的物质基础是各种化学元素！
细胞化学元素组成
占细菌细胞 干重的97%
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。
有机氮 微生物能利用的氮源 无机氮
分子氮
a.有机氮
主要是蛋白质及其不同程度的降解产物(氨基酸、尿 素等)，以及嘌呤和嘧啶等。
牛肉膏是用新鲜牛肉经过剔除 脂肪、消化、过滤、浓缩而得 到的一种棕黄色至棕褐色的膏 状物。
由蛋白质经酸,碱或蛋 白酶分解后而形成的 细菌的培养基，也可 治疗消化道疾病
实验室常用的有机氮源有：
3.化能无机营养型（化能自养型）
这类微生物利用无机物氧化过程中释放出的化学能作为它们 生长所需的能量。 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。 属于这类微生物的类群有硫化细菌、硝化细菌、氢细菌与 铁细菌等。例如氢细菌：
在微生物工业发酵中最常用的碳源主要是 葡萄糖、玉米淀粉、废糖蜜、甘薯、 麸皮和米糠等。
糖
单糖＞双糖和多糖 己糖＞ 戊糖 葡萄糖、果糖＞ 甘露糖、半乳糖 淀粉＞ 纤维素或几丁质等纯多糖 纯多糖＞ 琼脂等杂多糖
葡萄糖可作为大多数微生物的碳源！
酚、氰化物等有毒物质
对人类有毒的物质Eg. 酚、氰化物等
范围内的元素，可称为常量元素，
例如P、S、K、Mg、Ca、Na和Fe等。
元素
人为提供形式
生理功能
P
KH2PO4 磷酸二氢钾 K2HPO4 磷酸氢二钾
核酸、磷酸和辅酶的成分
含硫氨基酸（半胱氨酸、甲硫氨酸等）和含
S
MgSO4 硫酸镁 硫维生素（生物素、硫胺素等）的成分
大
K
KH2PO4 磷酸二氢钾 某些酶（果糖激酶、磷酸丙酮酸转磷酸酶等） K2HPO4 磷酸氢二钾 的辅因子；维持电位差和渗透压
牛肉膏、蛋白胨、酵母膏、鱼粉、
蚕蛹粉、黄豆饼粉和花生饼粉等。
酵母膏是以新鲜酵母乳液经酶解、分离、浓 缩得到的纯天然制品，富含均衡的各种人体 必需氨基酸、B族维生素、核甘酸、多肽及 微量元素，是各种微生物所必需的营养物质
b.无机氮
主要包括硝酸盐、铵盐、氨等。
铵盐是绝大部分微生物的有效氮源，吸收后 能被直接利用；
主要功能：提供微生物细胞所需的化学物 质（蛋白质、核酸、脂质）、作为酶的辅 酶或辅基参与新陈代谢。
化合物
生长因子在代谢中的作用
代谢中的作用
对氨基苯甲酸 四氢叶酸的前体，一碳单位转移的辅酶
生物素
催化羧化反应的酶的辅酶
辅酶M 叶酸 泛酸 硫辛酸 尼克酸 吡哆素(B6) 核黄素(B2) 钻胺素(B12) 硫胺素(B1) 维生素K 氧肟酸
不同微生物需求的生长因子的种类和数量不同。
能提供生长因子的天然物质有：
酵母膏、蛋白胨、麦芽汁、玉米浆（一种浸制玉米以制 取淀粉后产生的副产品）、动植物组织或细胞浸液以及 微生物生长环境的提取液。
5、无机盐（mineral salts）
无机盐是微生物生长必不可少的一类营养物质，包括磷酸盐、硫 酸盐、氯化物以及含有钠、钾、钙、镁、铁等金属元素的化合物。
氧高铁血红素所需
（2）微量元素（ microelements ）
凡所需浓度在10-8～10-6mol／L（培养基中含量）范
围内的元素，则称为微量元素，
如Cu、Zn、Mn、Mo、Co等。
元素
人为提供形式
生理功能
Mn
Cu
微 量 Co 元 素