第三章微生物的营养与代谢

❖ 凡需要从外界吸收现成的氨基酸作氮源的微生 物就是氨基酸异养型生物
❖ 固氮微生物:利用分子氮
第三章微生物的营养与代谢
三、能源
指能为微生物的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
化学物质 有机物 化能异养型微生物的能源（与C源相同）
能源物质
无机物 化能自养型微生物的能源（与C源不同）
第三章微生物的营养与代谢
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。
第三章微生物的营养与代谢
光能自养型: 以光为能源，以CO2 为唯一或主要碳源, 不依赖任 何有机物即可正常生长
主要功能 1.用来构成细胞物质的骨架。 2.提供生理活动所需的能量。
第三章微生物的营养与代谢
二、氮源：
凡是能提供微生物生长繁殖所需氮元素的 营养源，称为氮源
氮是组成微生物蛋白质、酶和核酸的成分 能利用的氮源种类十分广泛。空气中分子
态的氮、无机和有机氮
第三章微生物的营养与代谢
氮源这类物质主要用来合成细胞中的含 氮物质，一般不作为能源，只有少数自 养微生物能利用铵盐、硝酸盐同时作为 氮源与能源。
微生物细胞中几种主要元素的 相对含量（%干重）
第三章微生物的营养与代谢
二、营养物质及其生理功能
营养物质主要功用： ①供给微生物合成细胞物质的原料； ②用以产生能量； ③有的营养物如维生素主要用于调节新陈代谢
碳源、氮源、能源、无机盐、生长因子、水、
第三章微生物的营养与代谢
一 、碳源
凡是构成微生物细胞和代谢产物中碳架 （碳素）来源的营养物称为碳源
第三章微生物的营养与代谢
QUESTION
请找出附录Ⅸ中各种培养基中的碳源、 氮源、无机盐等。
第三章微生物的营养与代谢
三、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
第三章微生物的营养与代谢
微生物细胞中水分含量最多，干物质中 碳、氮、氢、氧四种元素约占90％－97 ％，还有矿质元素磷、铁、铜、锰等
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
不仅如此，微生物细胞的化学元素组成 也常随菌龄及培养条件的不同而在一定 范围内发生变化
第三章微生物的营养与代谢
光能异养型: 以光为能源，但生长需要一定的有机营 养
化能自养型:以无机物的氧化获得能量，生长不依赖 有机营养物
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
光能自养型和光能异养型微生物可利用光能生 长，在地球早期生态环境的演化过程中起重要 作用
第三章微生物的营养与代谢
微生物的营养类型
营养类型 主要（或唯一） 碳源
光能自养型 二氧化碳
能源 光能
代表菌 蓝细菌
碳源既是微生物的组成成分，又是微生 物的能量来源。微生物可以利用的碳源 范围极广，分为有机碳源和无机碳源两 大类，糖类是最广泛利用的碳源。
第三章微生物的营养与代谢
ห้องสมุดไป่ตู้
碳源物质在细胞内经过一系列复杂的化学 变化后成为微生物自身的细胞物质(如碳水 化合物、脂、蛋白质等)和代谢产物，碳可 占一般细菌细胞干重的一半。
第三章微生物的营养与代谢
主要元素包括磷、硫、钾、镁、钙、铁等
微量元素包括铜、锌、钠、硼、锰、氯、 钼、钴、硅等。
在配制培养基时，首选加入磷酸氢二钾和 硫酸镁，基本时可以同时提供4种需要量 最大的元素。
第三章微生物的营养与代谢
五、生长因子
生长因子通常指那些微生物生长所必需且需要 量很小,而且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
在微生物各种各样的生理活动中必须有 水参加才能进行。
第三章微生物的营养与代谢
水是一种最优良的溶剂，可保证几乎一切生 物化学反应的进行
水可维持各种生物大分子结构的稳定性，并 参与某些重要的生物化学反应
水还有许多优良的物理性质，诸如高比热、 高汽化热、高沸点以及固态时密度小于液态 等，都是保证生命活动十分重要的特性
辐射能 光能自养和光能异养微生物的能源
营养功能：单功能、双功能和三功能
第三章微生物的营养与代谢
四、无机盐
主要有P、S、 Mg、 K、 Ca、 Na、F微量 元素等；无机盐是微生物生长必不可少的一 类营养物质,它们在机体中的生理功能主要是 作为酶活性中心的组成部分、维持生物大分 子和细胞结构的稳定性、调节并维持细胞的 渗透压平衡、控制细胞的氧化还原电位和作 为某些微生物生长的能源物质等。
根据生长因子的化学结构和它们在机体中的生 理功能的不同,可将生长因子分为维生素 (vitamin)、氨基酸与嘌呤及嘧啶三大类
生长因子可以从酵母膏、玉米浆、麦芽汁、血 液或血清中获得
第三章微生物的营养与代谢
维生素 氨基酸类 嘌呤、嘧啶及其衍生物(碱基)
第三章微生物的营养与代谢
六、水
水是细胞维持正常生命活动所必不可少 的，一般可占细胞重量的70－90%。
不同种类的微生物对氮源的需要也不尽 相同。
微生物培养时最常用的有机氮源是牛肉 膏、酵母膏等，蛋白胨（部分水解蛋白 质）是许多微生物良好的氮源。
第三章微生物的营养与代谢
从微生物所能利用的氮源种类来看，存在着一 个明显的界限：
❖ 一部分微生物是不需要利用氨基酸作氮源的， 它们能把尿素、铵盐甚至氮气等简单氮源自行 合成所需要的一切氨基酸，称为氨基酸自养型 生物
第五章 微生物的营养与代谢
第三章微生物的营养与代谢
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称为营 养或营养作用。
第三章微生物的营养与代谢
第一节 微生物的营养
一、微生物细胞的化学组成 从微生物细胞的组成来看，都是含有碳、
氢、氧、氮和各种矿质元素（P、S等）， 由这些元素组成细胞中有机和无机成分， 其中主要是水分、蛋白质、碳水化合物、 脂肪、核酸和无机盐。