005-1 微生物的营养-六类营养要素
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微生物的六大营养要素(两篇)
引言概述：正文内容：第四点：微生物的微量元素需求微生物的微量元素是指那些在微生物体内所需量较少的元素，如锌、铜、钴、镍等元素。
虽然微量元素的需求很少，但它们在微生物的生长和代谢过程中起着非常重要的作用。
1. 锌（Zn）：锌是微生物体内的一种重要的微量元素，在微生物的生长和繁殖过程中起着催化作用。
锌还参与了许多酶的活性调节，如DNA聚合酶和蛋白酶的活性调节。
2. 铜（Cu）：铜在微生物中的作用主要是参与电子传递反应和氧化还原反应，同时也能够催化一系列的酶反应。
铜还对微生物的蛋白质合成和免疫反应等方面具有重要作用。
3. 钴（Co）：钴是微生物体内一种重要的微量元素，它参与了许多酶反应，如细胞色素和核酸的合成过程。
钴还对于微生物体内的维生素B12的合成起着关键的作用。
第五点：微生物的维生素需求微生物的生长和繁殖过程中还需要维生素的参与。
维生素是一类有机化合物，可以分为水溶性维生素和脂溶性维生素两类。
不同微生物对维生素的需求量也有所不同。
1. 水溶性维生素：水溶性维生素主要包括维生素B群和维生素C。
在微生物的代谢过程中，维生素B群参与了碳水化合物、脂类和蛋白质的代谢。
维生素C则对微生物的抗氧化反应和抗厌氧能力起到重要作用。
2. 脂溶性维生素：脂溶性维生素主要包括维生素A、维生素D、维生素E和维生素K。
微生物对脂溶性维生素的需求量较小，但它们在微生物的生长和繁殖过程中仍然起到重要的作用，如维生素D参与了细胞分裂和生长的调控。
第六点：微生物的能量来源微生物需要从外部获取能量来维持生命活动，常见的能量来源主要包括光能和化学能。
1. 光能：光能是某些微生物的主要能量来源，例如光合细菌和光合藻类。
它们通过光合作用，将太阳能转化为化学能，用于维持自身的生长和繁殖。
2. 化学能：化学能是大多数微生物的主要能量来源，它们通过氧化还原反应释放能量。
常见的化学能来源包括有机物、无机物和气体等，如葡萄糖、酒精、氨等。
总结：微生物的六大营养要素对于微生物的生长和繁殖具有至关重要的作用。
4.微生物的营养(1)
Cncnc-micro
加富培养基
是在培养基中加入血、血清、动植物组 织提取。用来培养要求较苛刻的某些异 养微生物。
Cncnc-micro
无机盐（mineral salts）
无机盐功能 构成微生物细胞的组成成分 调解微生物细胞的渗透压， PH值和氧 化还原电位 有些无机盐如S、Fe还可做为化能自养微 生物的能源 构成酶活性基的组成成分，维持E活性。 Mg、Ca、K是多种E的激活剂
Cncnc-micro
无机盐种类
构成微生物细胞以C、H、O、N、P、S六种元素 为主， 此外Ca、K 、Mg、Fe，约占细胞干重的 95％以上。 大量元素Ca、K 、Mg、Fe，以无机盐阳离子形 式被吸收，配培养基要加进磷酸盐、硫酸盐。
Cncnc-micro
化能自养微生物
在完全无机的环境中生长发育，以无机 化合物氧化为时释放的能量为能源，以 CO2为碳源，合成细胞物质的微生物叫化 能自养微生物。 这类细菌包括硫细菌、硝化细菌、H细 菌、铁细菌等，硫细菌和硝化细菌与生 产密切相关。
Cncnc-micro
异养微生物（有机营养型）
在完全有机环境中生长繁殖，以含碳 有机物为碳源，含氮有机物或无机物为 氮源，合成细胞物质，称为异养微生物。
Cncnc-micro
氮源种类
分子态氮：固氮微生物以分子氮为唯一氮源 无机态氮：硝酸盐、铵盐几乎所有微生物能利用 有机态氮：蛋白质及其降解产物 实验室常用牛肉膏、蛋白胨、酵母膏做氮源 生产用玉米浆、豆饼、葵花饼、花生饼等。 a 速效氮源：玉米浆、铵盐等 b 迟效氮源：豆饼、花生饼等
Cncnc-micro
基团转位：是在研究糖的运输时发现的 一种主动运输方式。 运输过程中需要能量，被运输的物质发 生化学变化的运输叫基团移位。 许多糖就是靠基团移位进行运输的。 这种运输方式是微生物通过磷酸转移酶 系统来运输营养物质的。
加富培养基
是在培养基中加入血、血清、动植物组 织提取。用来培养要求较苛刻的某些异 养微生物。
Cncnc-micro
无机盐（mineral salts）
无机盐功能 构成微生物细胞的组成成分 调解微生物细胞的渗透压， PH值和氧 化还原电位 有些无机盐如S、Fe还可做为化能自养微 生物的能源 构成酶活性基的组成成分，维持E活性。 Mg、Ca、K是多种E的激活剂
Cncnc-micro
无机盐种类
构成微生物细胞以C、H、O、N、P、S六种元素 为主， 此外Ca、K 、Mg、Fe，约占细胞干重的 95％以上。 大量元素Ca、K 、Mg、Fe，以无机盐阳离子形 式被吸收，配培养基要加进磷酸盐、硫酸盐。
Cncnc-micro
化能自养微生物
在完全无机的环境中生长发育，以无机 化合物氧化为时释放的能量为能源，以 CO2为碳源，合成细胞物质的微生物叫化 能自养微生物。 这类细菌包括硫细菌、硝化细菌、H细 菌、铁细菌等，硫细菌和硝化细菌与生 产密切相关。
Cncnc-micro
异养微生物（有机营养型）
在完全有机环境中生长繁殖，以含碳 有机物为碳源，含氮有机物或无机物为 氮源，合成细胞物质，称为异养微生物。
Cncnc-micro
氮源种类
分子态氮：固氮微生物以分子氮为唯一氮源 无机态氮：硝酸盐、铵盐几乎所有微生物能利用 有机态氮：蛋白质及其降解产物 实验室常用牛肉膏、蛋白胨、酵母膏做氮源 生产用玉米浆、豆饼、葵花饼、花生饼等。 a 速效氮源：玉米浆、铵盐等 b 迟效氮源：豆饼、花生饼等
Cncnc-micro
基团转位：是在研究糖的运输时发现的 一种主动运输方式。 运输过程中需要能量，被运输的物质发 生化学变化的运输叫基团移位。 许多糖就是靠基团移位进行运输的。 这种运输方式是微生物通过磷酸转移酶 系统来运输营养物质的。
Chapter5 微生物的营养 PPT课件
微生物生长所需的水活度通常在0.63－0.99之间，细菌水活度较高为0.8， 酵母菌次之，耐旱的微生物水活度为0.6，水中溶质越高水活度越低。
一些微生物生长所需的最低aw值
0.97-0.96革兰氏阴性杆菌 假单胞菌属（Pseudomonas） 不动杆菌属（Acinetoacter） 大肠埃希氏菌（E.coli）0.97
CO2
为自养微生物所利用。
NaHCO3、CaCO3等
芳香族化合物、氰化物 蛋白质、核酸等
为自养微生物所利用。
利用这些物质的微生物在环境保护方面 有重要作用。
当环境中缺乏碳源物质时，可被微生物 作为碳源而降解利用。
2.氮源
能被微生物利用的含氮物质为氮源。
氮素是构成微生物细胞基本物质－蛋白质和核酸的主要成分，一 般不提供能源（硝化细菌能利用氨作为氮源和能源）。
Chapter5 微生物的营养
营养或营 养作用
细胞从外界环境中摄取化学物质，使 其在生长过程中获取生命活动所需的 能量及其结构物质的生理过程。
营养物质
外界环境中可为细胞提供结构组分、 能量、代谢调节物质和良好生理环境 的化学物质。
营养物质是微生物生存的物质基 础，而营养是微生物维持和延续其生 命形式的一种生理过程。
微生物
生长因子 需要量（ml-1
III型肺炎链球菌（Streptococcus pneumoniae） 胆碱
6ug
金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）
硫胺素 0.5ug
白喉棒杆菌（Cornebacterium diphtherriae） B-丙氨酸 1.5ug
破伤风梭状芽孢杆菌（Clostridium tetani）
6.水
详细叙述微生物六大类营养要素
详细叙述微生物六大类营养要素一、碳源：糖类，乙醇和有机酸等；二、氮源：蛋白质，氨基酸，尿素等；三、磷源：含氮化合物；四、生长因子：维生素类；五、无机盐：硫、铁、镁等；六、水：水分和无机盐。
微生物的营养特性与其它高等植物营养器官相似，所以也可按此作为选择培养基成分的参考。
1。
细菌选择性培养基：二号琼脂培养基、肉汤培养基等。
2。
酵母选择性培养基：马铃薯葡萄糖培养基等。
3。
霉菌选择性培养基：肉汁胨琼脂培养基、葡萄糖肉汁胨琼脂培养基、黄豆培养基等。
4。
放线菌选择性培养基：蛋白胨、牛肉浸液胨、豆浆、鸡蛋、淀粉等。
5。
芽胞杆菌选择性培养基：蛋白胨、牛肉浸液胨、豆浆、鸡蛋、米汤等。
6。
乳酸菌选择性培养基：蛋白胨、牛肉浸液胨、黄豆浆、米汤、鸡蛋等。
7。
酵母菌选择性培养基：牛肉浸液胨、豆浆、豆渣等。
8。
革兰氏阳性菌选择性培养基：蛋白胨、牛肉浸液胨、豆浆、米汤、米粉等。
9。
革兰氏阴性菌选择性培养基：蛋白胨、牛肉浸液胨、豆浆、豆渣等。
10。
霉菌选择性培养基：牛肉浸液胨、蛋白胨、马铃薯葡萄糖培养基、燕麦粉培养基等。
11。
抗生素的选择性培养基： 1号抗生素选择性培养基：蛋白胨、豆浆、马铃薯葡萄糖培养基、黄豆浆等。
2号抗生素选择性培养基：蛋白胨、豆浆、豆渣等。
3。
大肠杆菌选择性培养基：蛋白胨、豆渣等。
4。
沙门氏菌选择性培养基：葡萄糖蛋白胨、豆浆、马铃薯葡萄糖培养基等。
5。
副伤寒杆菌选择性培养基：蛋白胨、豆渣、马铃薯葡萄糖培养基、黄豆浆等。
6。
绿脓杆菌选择性培养基：蛋白胨、马铃薯葡萄糖培养基、黄豆浆等。
7。
产气杆菌选择性培养基：马铃薯葡萄糖培养基、黄豆浆等。
8。
霍乱弧菌选择性培养基：马铃薯葡萄糖培养基、葡萄糖蛋白胨、牛肉浸液胨、豆浆、米汤、鸡蛋等。
9。
变形杆菌选择性培养基：蛋白胨、牛肉浸液胨、豆浆、马铃薯葡萄糖培养基等。
10。
志贺氏菌选择性培养基：马铃薯葡萄糖培养基、牛肉浸液胨、蛋白胨、豆浆、米汤等。
微生物学：微生物的营养
MgSO4 FeSO4
固氮酶辅因子、叶绿素成分
Cyt成分；合成叶绿素、白喉毒素和氯高铁血 红素所需
MnSO4
超氧化物歧化酶、氨肽酶、L-阿拉伯糖异构酶 等的辅因子
CuSO4 CoSO4 ZnSO4 (NH4)6Mo7O24
氧化酶、酪氨酸酶的辅因子 VB12复合物的成分、肽酶的辅因子 碱性磷酸酶、脱氢酶、肽酶、脱羧酶辅因子 固氮酶和同化型及异化型硝酸盐还原酶的成分
化学物质
（同碳源）
无机物：化能自养微生物的能源
（一些还原态的无机物质，如
NH3、NO2-、S、H2S、H2、Fe2+）
4、生长因子（Growth factor）
• 定义：调节微生物正常代谢所必需但不能用简 单的C源或N源自行合成的微量有机物质（狭 义的生长因子一般指维生素）。
• 根据微生物与生长因子的关系可分为： ▪ 生长因子自养型微生物：不需外界提供生长因子 ▪ 生长因子异养型微生物：需要多种生长因子 ▪ 生长因子过量合成微生物：分泌出大量生长因子， 可作为维生素等的生产菌。 ▪ 营养缺陷型：缺乏合成生长因子能力的微生物。
• 微量元素：所需浓度在10-6~10-8mol/L，如Cu、 Zn、Mn、Mo、Co等。
▪ 供给方式：在一般化学试剂、天然水、玻璃 器皿或其他天然成分中都以杂质等状态存在， 在配制培养基时，无需另行加入。过量或配 比不当，会产生毒害作用。
生理功能
大量元素 无 机 盐
微量元素
细胞内一般分子成分(P, S, Ca, Mg, Fe)
• 微生物的六种营养要素：碳源、氮源、能源、 生长因子、无机盐和水。
1、碳源（Carbon source）
• 定义：凡能提供微生物营养所需的C元素（C架） 的营养源。
第六章微生物的营养
尿嘧啶 0-4ug
肠膜状串珠菌（Leuconostoc mesenteroides） 吡哆醛 0.025ug
5. 无机盐
（1）参与微生物中氨基酸和酶的组成；
作用
（2）调节微生物的原生质胶体状态，维持细胞 的渗透与平衡
（3）酶的激活剂。
根据微生物对矿质元素需要量大小可以把它分成
大量元素：Na、K、Mg、Ca、S、P等。
半合成培养基
天然有机物加上已知无机盐
土豆培养基、麦芽汁培养基
三、按培养基的用途分类
基础培养基
含有一般微生物生长繁殖所需的基本 营养物质的培养基
按
用
加富培养基
在基础培养基中加入某些特殊营养物
微生物
生长因子 需要量（ml-1）
III型肺炎链球菌（Streptococcus pneumoniae） 胆碱
6ug
金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）
硫胺素 0.5ng
白喉棒杆菌（Cornebacterium diphtherriae） B-丙氨酸 1.5ug
破伤风梭状芽孢杆菌（Clostridium tetani）
对于为数众多的化能异养微生物来说，碳源是兼有 能源功能营养物。
目前在微生物工业发酵中所利用的碳源物质主要是 单糖、淀粉、麸皮、米糠等。
2. 氮源
凡是能被用来构成菌体物质中或代谢产物中氮素来 源的营养物质称为氮源。
｛ ｛ 氮源谱
有机氮
蛋白质 核酸 氨基酸 尿素
｛ 无机氮
NH3 铵盐 硝酸盐
N2
微生物的氮谱
物质的运输方式
促进扩散 主动运输
基团转移
1．自由扩散
原生质膜是一种半透性膜，营养物质通过原生质膜上的 小孔，由高浓度的胞外环境向低浓度的胞内进行扩散。
微生物生理—微生物的营养需求
一、微生物细胞的化学组成
微生物细胞中几种主要元素的含量 （细胞干重的百分数）
元素 碳 氮 氢 氧
细菌
50 15 8 20
酵母菌
49.8 12.4
6.7 31.1
霉菌
47.9 5.2 6.7 40.2
一、微生物细胞的化学组成
微生物细胞的化学组成
主要成分
水分（占鲜重的%）
占
蛋白质
干 碳水化合物
重
脂肪
为碳源。 • 主要作用：碳源物质通过复杂的化学变化来构成微生物自身
的细胞物质和代谢产物；同时多数碳源物质在细胞内生化反 应过程中还能为机体提供维持生命活动的能量。
二、微生物的六大营养要素
2、 氮源 • 概念：凡是可以被微生物用来构成细胞物质的或代谢产物中
氮素来源的营养物质通称为氮源物质。 • 主要作用：氮源物质常被微生物用来合成细胞中含氮物质，
一、微生物的营养类型
1、 光能无机自养型 光能无机自养型 ，也称光能自养型，这是一类能
以CO2为唯一碳源或主要碳源并利用光能进行生长的 的微生物，它们能以无机物如水、硫化氢、硫代硫酸 钠或其他无机化合物使CO2固定还原成细胞物质，并 且伴随元素氧（硫）的释放。
藻类、蓝细菌和光合细菌属于这一类营养类型。
由地透过膜向浓度较低的一侧扩散的过程，其驱动力是 细胞膜两侧物质的浓度差，即浓度梯度，不需要由外界 提供任何形式的能量。一旦细胞膜两侧的物质浓度梯度 消失，单纯扩散就停止。
二、营养物质进入细胞的方式
2、促进扩散（被动的物质跨膜运输方式） 有些物质借助于细胞膜上的一些与它们进行特异性结
合的载体蛋白，从浓度高的一侧透过膜向浓度低的一侧 扩散，不能逆浓度运输，不消耗能量，运输速率与膜内 外物质的浓度差成正比，这种扩散叫促进扩散。
微生物营养
微生物菌体的化学组成——元素水平
主要元素：碳、氢、氧、氮、磷、硫、钾、镁、钙等
占细胞干重的97%
微量元素：锌、锰、氯、钼、硒、钴、铜等
细菌 C元素 N元素 50% 15%
酵母 49.8% 12.4%
霉菌 47.9% 5.2%
H元素
O元素 P元素 S元素
8%
20% 3% 1%
6.7%
31%
6.7%
40%
合计
97%
第一节 微生物的6类营养要素 按照营养物质在菌体中的生理作用的不同，可以将 它们分成六大类。
营养六要素：碳源、氮源、能源、生长因子、无机盐和水
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”
• 配制培养基时，常使用生长因子丰富的天 然物质制备物作为补充生长因子的培养基 成分。 如：酵母膏、玉米浆、麦芽汁、肝浸液等。
五、无机盐
P、S、K、Mg、Na、Fe：10-3---10-4 Cu、Zn、Mn、Mo、Co等：10-6----10-8
K2HPO4 + MgSO4
凡是提供微生物生长繁殖所需要氮元
素营养源，称为氮源(nitrogen source)。 细胞的干物质中氮含量仅次于碳和氧。 氮是组成核酸和蛋白质的重要元素， 氮对微生物的生长发育有着重要的作 用。
微生物细胞中大约含氮5％～13％，它是微生物细胞蛋白蛋和核 酸的主要成分。氮素对微生物的生长发育有着重要的意义，微生物 利用它在细胞内合成氨基酸和碱基，进而合成蛋白质、核酸等细胞 成分，以及含氮的代谢产物。无机的氮源物质一般不提供能量，只 有极少数的化能自养型细菌如硝化细菌可利用铵态氮和硝态氮在提 供氮源的同时，通过氧化产生代谢能。 微生物营养上要求的氮素物质可以分为三个类型： 1．空气中分子态氮 只有少数具有固氮能力的微生物（如自生固氮 菌、根瘤菌）能利用。 2．无机氮化合物 如铵态氮（NH4+）、硝态氮（NO3-）和简单的有 机氮化物（如尿素），绝大多数微生物可以利用。 3．有机氮化合物 大多数寄生性微生物和一部分腐生性微生物需以 有机氮化合物（蛋白质、氨基酸）为必需的氮素营养。。 在实验室和发酵工业生产中，我们常常以铵盐、硝酸盐、牛肉膏、 蛋白胨、酵母膏、鱼粉、血粉、蚕蛹粉、豆饼粉、花生饼粉作为微 生物的氮源。
微生物的营养和培养基--微生物的六种营养要素
➢ 化学组成：
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。
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。
005-1 微生物的营养-六类营养要素
副产品） 肝浸液（liver infusion） 麦芽汁（malt extract） 其他新鲜的动、植物的汁液
如果配制的是组合培养基，则可加入复合维生素溶液。
若干细菌所需要的维生素
维生素 硫胺素(B1) 核黄素 烟酸 吡哆酸(B6) 生物素 泛酸 叶酸 钴胺酸(B12) 维生素K
微生物的种
Bacillus anthracis (炭疽芽孢杆菌) Clostridium tetani (破伤风梭菌) Brucella abortus (流产布鲁氏杆菌) Lactobacillus spp. (各种乳酸杆菌) Leuconostoc mesenteroides (肠膜状明串珠菌) Proteus morganii (摩氏变形杆菌) Leuconostoc dextranicum (葡聚糖明串珠菌) Lactobacillus spp.
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。
微生物的营养物可为它们的正常生命活动提供结构 物质、能量、代谢调节物质和必要的生理环境。
第
本章内容：
五 章
第一节 微生物的6类营养要素
第二节 微生物的营养类型
微
微生物们需要吃什么？
生
第三节 营养物质进入细胞
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。
（1）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！
（2）酚、氰化物等有毒物质 对人类有毒的物质Eg. 酚、氰化物等
（2）生长因子异养型微生物（auxoheterotrophs）
如果配制的是组合培养基，则可加入复合维生素溶液。
若干细菌所需要的维生素
维生素 硫胺素(B1) 核黄素 烟酸 吡哆酸(B6) 生物素 泛酸 叶酸 钴胺酸(B12) 维生素K
微生物的种
Bacillus anthracis (炭疽芽孢杆菌) Clostridium tetani (破伤风梭菌) Brucella abortus (流产布鲁氏杆菌) Lactobacillus spp. (各种乳酸杆菌) Leuconostoc mesenteroides (肠膜状明串珠菌) Proteus morganii (摩氏变形杆菌) Leuconostoc dextranicum (葡聚糖明串珠菌) Lactobacillus spp.
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。
微生物的营养物可为它们的正常生命活动提供结构 物质、能量、代谢调节物质和必要的生理环境。
第
本章内容：
五 章
第一节 微生物的6类营养要素
第二节 微生物的营养类型
微
微生物们需要吃什么？
生
第三节 营养物质进入细胞
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。
（1）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！
（2）酚、氰化物等有毒物质 对人类有毒的物质Eg. 酚、氰化物等
（2）生长因子异养型微生物（auxoheterotrophs）
第五章微生物的营养
亦光能有机营养型 有机物为主要碳源或唯一碳源，利用光能将CO2还原成细 胞物质，红螺菌属中的一些细菌属于此种营养类型。 红螺细菌利用异丙醇作为供氢体进行光合作用并积累丙酮
CH3
光能
2 CH3 CHOH+CO2
光合色素
2CH3COCH3+CH2O+H2O
化能自养微生物
这类微生物具有氧化一定的无机物 的能力，例如NH3，N02，H2S， FeCO3等。利用氧化无机物时产生 的能量把CO2合成有机碳水化合物。 这类细菌有硝化细菌、铁细菌、硫 细菌等。
复习题
1. 2. 3. 4. 5.
微生物细胞的化学组成有哪些？ 微生物细胞的营养吸收方式有那几种？ 举例说明微生物的营养类型。 微生物培养基如何分类？有何作用？ 设计试验方案，选择可以发酵牛奶的菌 株。(思考题)
MRS培养基的制备 MRS培养基是一种应用最广泛和最普通的乳酸 菌基础培养基。其配方如下： 酪蛋白胨 10.0克 牛肉膏10.0克 酵母膏 5.0克 葡萄糖 5.0克 乙酸钠 5.0克 柠檬酸三胺 2.0克 吐温 80 1.0克 磷酸氢二钾 2.0克 七水硫酸镁 0.2克 七水硫酸锰 0.05克 碳酸钙 20.0克 琼脂 20.0克(进口的15克) 蒸馏水 1.0升 pH6.8 1．称药品 按实际用量计算后，按配方称 取各种药品放入大烧杯中。牛肉膏、酵母膏可 放在小烧杯或表面皿中称量，用热水溶解后倒 入大烧杯；也可放在称量纸上称量，随后放入 热水中，牛肉膏与称量纸分离，立即取出纸片。 蛋白胨极易吸潮，故称量时要迅速。
氮源（氮素营养）
概念：凡构成微生物生物细胞和代 谢产物中氮素来源的营养物。 分类： 空气中分子态氮、无机氮化合物、有 机氮化合物 作用：细胞成分；一般不提供能源 实验中常见氮源:(NH4)2SO4；牛肉膏、 蛋白胨、尿素等天然成分
CH3
光能
2 CH3 CHOH+CO2
光合色素
2CH3COCH3+CH2O+H2O
化能自养微生物
这类微生物具有氧化一定的无机物 的能力，例如NH3，N02，H2S， FeCO3等。利用氧化无机物时产生 的能量把CO2合成有机碳水化合物。 这类细菌有硝化细菌、铁细菌、硫 细菌等。
复习题
1. 2. 3. 4. 5.
微生物细胞的化学组成有哪些？ 微生物细胞的营养吸收方式有那几种？ 举例说明微生物的营养类型。 微生物培养基如何分类？有何作用？ 设计试验方案，选择可以发酵牛奶的菌 株。(思考题)
MRS培养基的制备 MRS培养基是一种应用最广泛和最普通的乳酸 菌基础培养基。其配方如下： 酪蛋白胨 10.0克 牛肉膏10.0克 酵母膏 5.0克 葡萄糖 5.0克 乙酸钠 5.0克 柠檬酸三胺 2.0克 吐温 80 1.0克 磷酸氢二钾 2.0克 七水硫酸镁 0.2克 七水硫酸锰 0.05克 碳酸钙 20.0克 琼脂 20.0克(进口的15克) 蒸馏水 1.0升 pH6.8 1．称药品 按实际用量计算后，按配方称 取各种药品放入大烧杯中。牛肉膏、酵母膏可 放在小烧杯或表面皿中称量，用热水溶解后倒 入大烧杯；也可放在称量纸上称量，随后放入 热水中，牛肉膏与称量纸分离，立即取出纸片。 蛋白胨极易吸潮，故称量时要迅速。
氮源（氮素营养）
概念：凡构成微生物生物细胞和代 谢产物中氮素来源的营养物。 分类： 空气中分子态氮、无机氮化合物、有 机氮化合物 作用：细胞成分；一般不提供能源 实验中常见氮源:(NH4)2SO4；牛肉膏、 蛋白胨、尿素等天然成分
微生物的六大营养要素
微生物的六大营养要素一、微生物需要的营养物质营养物质应满足微生物的生长、繁殖和完成各种生理活动的需要。
它们的作用可概括为形成结构（参与细胞组成）、提供能量和调节作用（构成酶的活性和物质运输系统）。
微生物的营养物质有六大类要素，即水、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。
同一切生物一样，微生物的营养中不可缺少水。
水是微生物细胞的主要化学组成之一。
生命活动基本上是通过一系列化学反应实现的，这些化学反应绝大多数是在水中进行的。
细胞内外物质的交换，通常也是溶解在水中进行的;水还可以维持生命大分子例如核酸、蛋白质的分子结构稳定性;水还可以参与体内的化学反应例如水解、水合反应等。
②碳源人要吃米饭、馒头或面包，这些食品的主要成分在化学上叫做碳水化合物，因为这些化合物的分子中含有比较多的碳元素，所以叫做碳源。
它也是微生物食物中的一种主要口粮，因为微生物细胞中的许多成分都是由碳元素构成的，同时碳源又为微生物提供能量，供它们运动和进行各项生命活动。
能被各种微生物利用的碳源种类极其多样，从简单的无机含碳化合物如二氧化碳、碳酸盐等到比较复杂的有机物(糖类、醇类、酸类等)，更为复杂的有机大分子如蛋白质、核酸等，都能被微生物作为碳源分解利用，甚至连石油以及对一般生物有毒的腈化合物、二甲苯、酚等也能被一些微生物用作碳源。
不过有的微生物所能利用的碳源种类极其有限，例如甲基营养细菌只能利用简单的有机化合物甲醇和甲烷作为碳源。
碳在细胞的干物质中约占50%，所以微生物对碳的需求最大。
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。
作为微生物营养的碳源物质种类很多，从简单的无机物（CO2、碳酸盐）到复杂的有机含碳化合物（糖、糖的衍生物、脂类、醇类、有机酸、芳香化合物及各种含碳化合物等）。
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物
的
微生物们是怎样吃东西的？
营
第四节 培养基
如何给微生物们做饭？
养
第
五
章 第一节 微生物的6类
微
营养要素
生
物
的
营
养
一、微生物细胞的化学组成
1. 化学元素（chemical element）
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。
3、微生物细胞化学组成含量的变化
此组成可因菌种的种类、菌龄、培养基组成、培 养条件、分析方法等而有所不同。
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
（占细胞鲜重的%）
蛋白质
50~80
占
细 碳水化合物 12~28
胞
干 脂肪
5~20
重
的 核酸
10~20
%
无机盐
2~30
70~80 32~75
的
营
养
第
五
（一）碳源（carbon source）
章
1. 定义
微
一切能满足微生物生长繁殖所需碳元素的
生
营养物，称为碳源。
物
微生物细胞含碳量约占干重的50％，除水分外，
的
碳源是需要量最大的营养物，又称之为大量营养
营
物（macronutrients）。
养
碳源谱（spectrum of carbon sources）：
物
的
大量元素
无机盐
营
微量元素
养
第
五
章
大量元素（macroelements）
微
凡是生长所需浓度在10-3～10-4mol／L范围内的
N2 + H2
NH3
如果固氮酶能作为一种酶制剂生产出来，就可生产
NH3。
这两个课题的研究成功将会 为农业带来一次革命性的变化
第 五 章
微 生 物 的 营 养
实验室常用的无机氮源有碳酸铵、硝酸盐、硫酸铵、
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、玉米浆等。
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，这种氮源叫迟效氮源。
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，这种氮源叫做速效氮源。
速效氮源通常有利于机体的生长，迟效氮源有利于代谢产物的 形成。
铵盐 氨基酸 蛋白胨
硝酸盐NO3
入胞 诱导酶
细胞物质 NH4+
豆饼 蚕蛹粉
（2）生长因子异养型微生物（auxoheterotrophs）
它们需要从外界吸收多种生长因子才能维持正常生长， 如各种乳酸菌、动物致病菌、支原体和原生动物等。
（3）生长因子过量合成微生物
少数微生物在其代谢活动中，能合成并分泌出大量 的维生素等生长因子，可作为有关维生素的生产菌种。
2. 种类
广义的生长因子：
生
它不能透过细胞膜。
物
的
微生物对碱基的需要量一般是10～20mg／ml
营
养
第
五
d.其他生长因子
章
有些微生物的生长需要一些很特殊的物质，也
微
称生长因子。
生
Eg.流感嗜血杆菌一定要在含红细胞的培养基上生
物
长，因为它需要卟啉环作生长因子。
的
厌氧条件下生长的啤酒酵母需要甾醇作为生长 因子。
营
养
在配制微生物培养基时，一般可用生长因子含量丰富 的天然物质作原料以保证微生物对它们的需要。 Eg.如果配制的是天然培养基，则可加入 酵母膏（yeast extract）、 玉米浆（cornsteep liquor，浸制玉米制取淀粉后产生的
章 1. 定义
微
是一类调节微生物正常代谢所必需，但不
生
能用简单的碳、氮源自行合成的需要量很小
物
的一类有机物。
的
营
养
各种微生物与生长因子的关系可分以下几类：
（1）生长因子自养型微生物（auxoautotrophs）
它们不需要从外界吸收任何生长因子，多数真菌、 放线菌和不少细菌，如E．coli（大肠杆菌）等都属这类。
Bacteroides melaninogenicus (产黑素拟杆菌)
维生素 硫胺素(B1) 吡哆醇(B6) 叶酸 维生素B12
维生素的生理功能
转移的对象
代谢功能
乙醛基 氨基 甲基
羧基，甲基
焦磷酸硫胺素是脱羧酶、转醛酶、 转酮酶的辅基，与a－酮酸的氧 化脱羧和酮基转移有关
磷酸吡哆醛是氨基酸消旋酶、转 氨酶与脱羧酶的辅基，参与氨基 酸的消旋、脱羧和转氨
吸收后需被还原成NH3才能进入合成代谢。
c.分子氮
分子氮即为大气中的N2。 能利用N2作氮源来合成细胞结构的微生物我们称
固氮微生物。
（1）研究微生物的固氮作用是生物领域中的一个重 大课题。通过基因工程把微生物的固氮基因转移到高 等植物的基因组中，使之可利用N2。
（2）固氮微生物具有固氮酶，可在常温常压下把
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。
微生物的营养物可为它们的正常生命活动提供结构 物质、能量、代谢调节物质和必要的生理环境。
第
本章内容：
五 章
第一节 微生物的6类营养要素
第二节 微生物的营养类型
微
微生物们需要吃什么？
生
第三节 营养物质进入细胞
副产品） 肝浸液（liver infusion） 麦芽汁（malt extract） 其他新鲜的动、植物的汁液
如果配制的是组合培养基，则可加入复合维生素溶液。
若干细菌所需要的维生素
维生素 硫胺素(B1) 核黄素 烟酸 吡哆酸(B6) 生物素 泛酸 叶酸 钴胺酸(B12) 维生素K
微生物的种
Bacillus anthracis (炭疽芽孢杆菌) Clostridium tetani (破伤风梭菌) Brucella abortus (流产布鲁氏杆菌) Lactobacillus spp. (各种乳酸杆菌) Leuconostoc mesenteroides (肠膜状明串珠菌) Proteus morganii (摩氏变形杆菌) Leuconostoc dextranicum (葡聚糖明串珠菌) Lactobacillus spp.
第
五
（二）氮源（nitrogen source）
章 1. 定义
微
凡能提供微生物生长繁殖所需氮元素的
生
营养源，称为氮源。
物
功能: 氮是构成重要生命物质蛋白质和核酸等
的
的主要元素，氮占细菌干重的12％～15％，也是微
营
生物的主要营养物。
养
氮源谱（ nitrogen of nitrogen sources）
如把微生物作为一个整体来看，其可利用的 碳源范围即碳源谱。
从元素水平、化合物水平直至培养基原料水平来考 察碳源，其数目是逐级扩大的甚至可多到无法计算。
微生物的碳源谱
类 元素水平 型
化合物水平
C·H·O·N·X 复杂蛋白质、核酸等
有
机 碳
C·H·O·N
多数氨基酸、简单蛋 白质等
C·H·O
糖、有机酸、醇、脂 类等
C·H
烃类
无 C(?) 机 碳 C·O
C·O·X
— CO2 NaHCO3
培养基原料水平
牛肉膏、蛋白胨、花生饼 粉等 一般氨基酸、明胶等
葡萄糖、蔗糖、各种淀粉、 糖蜜等 天然气、石油及其不同馏 份、石蜡油等 —
CO2 NaHCO3、CaCO3、等
有机碳
碳 源 谱
无机碳
凡必须利用有机碳源的微生物，就
是为数众多的异养微生物。
某些微生物Eg. 诺卡氏菌和一些霉菌等
美味佳肴
微生物清除三废
（3）CO2 最廉价的、用之不尽的碳源，是自养微生物
唯一或主要的碳源。
Eg. 生长在动物血液、组织和肠道中的致病细菌 （沙门氏菌 、李斯特菌等）
（4）纤维素
纤维素是由葡萄糖以β－1,4糖苷链组成的， 在自然界中资源丰富，但大多数动物和人不能直 接利用，而某些微生物可用其作为碳源来生产发 酵产品。
即辅酶F(四氢叶酸)，参与一碳 基的转移，与合成嘌呤、嘧啶、 核甘酸、丝氨酸和甲硫氨酸有关
钴酰胺辅酶，参与一碳基的转移， 与甲硫氨酸和胸苷酸有关
第
五
（五）无机盐（mineral salts）
章
1. 定义
微
无机盐（mineral salts）或矿质元素主要可为
生
微生物提供除碳、氮源以外的各种重要元素。
维生素、碱基、卟啉及其衍生物、甾醇、胺类、 C ～C 的分枝或直链脂肪酸，以及需要量较大的氨
46
基酸；
狭义的生长因子：
一般仅指维生素。
第
五
a.维生素
章
维生素作为一些酶的辅酶，Eg. 维生素B6（吡哆醛）
微，
生
磷酸吡哆醛是一些转氨酶和氨基酸脱羧酶的辅酶。
物
微生物对维生素的需要量一般是1～5mg／ml
（5）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
在发酵工业中最常用的碳源是 葡萄糖、淀粉、废糖蜜、 麸皮和米糠等。