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）
iron, copper, molybdenum, zinc
不同微生物对生长因子的需求不同
野生型菌株、缺性型菌株 培养微生物中使用的生长因子 直接使用 含有生长因子的营养物质 酵母膏、蛋白胨、麦芽汁、玉米浆、动物及植物 侵液、蔬菜、土壤侵液、血清等
无机盐（mineral salts）
概念：微生物生长繁殖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、镁、铁等金属元素的化合物 功能：构成细胞结构物质的成分 调节细胞渗透压、pH值和氧化还原电位 S和Fe是自养微生物的能源 构成酶活性的成分，维持酶活性，Mg、 Ca和K是多种酶的激活剂
常用的氮源：N2, NH3, (NH4)2SO4, 氨基酸, 酵 母 膏, 蛋白质；蛋白质、核酸等
能源（energy source） 概念：提供微生物生命活动最初能量的营养物质 功能：满足微生物能量需求 化能异样菌：有机物如各种糖类 化能自养菌：无机化合物如氨、亚硝酸、铁、硫 等 光能微生物：太阳光
氨基酸、嘌呤、嘧啶、维生素等
与蛋白质及酶的合成、核酸合成相关，作为辅酶或辅 因子（enzyme cofactors） 原养型也称野生型（wild type） 营养缺陷型（auxotroph），如Lys- Met-
2. 微生物的六大营养要素
碳源（Carbon sources）及功能 概念：提供微生物碳素营养的物质 功能：各种代谢产物和细胞内部物质碳骨架结构 的重要来源，同时是能源物质 常见碳源：CO2,甲烷,乙醇, 有机酸, 葡萄糖, 淀 粉, 纤维素；碳素营养、能源
水（water）及功能
水是细胞的重要组成成分 直接参与代谢反应，许多反应都涉及脱水和水合 维持蛋白质、核酸等生物大分子稳定性及天然构 型
水是良好的导体，吸热和散热，有效调控细胞内
温度的变化
几种微生物的水活度
一般细菌： 0.91 酵母菌： 0.88 霉菌： 0.80 嗜盐细菌： 0.76 嗜盐真菌： 0.65 嗜高渗酵母： 0.60 利用水限制微生物的生长繁殖
思考题：
1. 理解营养对微生物生命活动的重要性
2. 不同微生物如何得到自己所需要的营养物质
与酶的活性相关， 如辅酶、辅基、辅 因子
一些常见微量元素及功能
Mn，超氧化物歧化酶、氨肽酶等辅助因子 Cu，氧化酶、酪氨酸酶的辅助因子 Co，维生素B12的成分 Zn，碱性磷酸酶、肽酶和脱羧酶辅助因子 Mo，固氮酶和同化型及异化型硝酸盐还原酶的 成分
微生物的营养需求 生长因子（Growth Factors ）
能被某些微生物利用的其他碳源
简单的无机含碳化合物如NaHCO3、CaCO3等
比较复杂的有机物如烃类、醇、羧酸、脂肪酸、糖 及其衍生物、杂环化合物、氨基酸、核苷酸等 复杂的有机物如蛋白质、脂类、核酸等 少数有毒物质如酚、同
有些假单胞菌能利用90种不同种类的碳源物质