第三章 微生物的营养
第三章微生物的营养与代谢
第三章微生物的营养与代谢章名：03|微生物的营养与代谢01|单项选择题（每小题1分）难度：1|易1.下列物质可用作生长因子的是（）A.葡萄糖B.纤维素C.NaCl D.叶酸答：D2.蓝细菌和藻类属于（）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.化能有机异养答：A3.固体培养基中琼脂含量般为（）A.0.5% B.1.5% C.2.5% D.5% 答：B4.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.鉴别培养基答：C5.一般酵母菌活宜的生长pH为（）A.5.0-6.0B.3.0-4.0C.8.0-9.0D.7.0-7.5 答：A6.一般细菌适宜生长的pH为（）A.5.0-6.0B.3.0-4.0C.8.0-9.0D.7.0-7.5 答：D7.放线菌一般适合生长在pH值为（）的环境中。
A.7.0-8.0 B.7.5-8.5 C.4.0-6.0 D.6.0-8.0 答：B8.葡萄糖和果糖等营养物进入原核生物细胞膜的机制是通过（）A.单纯扩散 B.促进扩散 C.主动运送 D.基团移位答：D9.被运输物质进入细胞前后物质结构发生变化的是（）A.主动运输B.扩散C.促进扩散D.基团移位答：D10.对多数微生物来说，最适宜的碳源是（）A.C?H?O?N类B.C?H?O类C.C?H类D.C?D类答：B11.在C?H?O类化合物中，微生物最适宜的碳源是（）A.糖类B.有机酸类 C.醇类 D.脂类答：A12.对厌氧微生物正常生长关系最大的物理化学条件是（）A.pH值B.渗透压C.氧化-还原势D.水活度答：C13.要对细菌进行动力观察，最好采用（）A.液体培养基B.固体培养基C.半固体培养基D.脱水培养基答：C14.在含有下列物质的培养基中，大肠杆菌首先利用的碳源物质是（）A.蔗糖B.葡萄糖C.半乳糖D.淀粉答：B15.实验室常用的培养细菌的培养基是（）A.牛肉膏蛋白胨培养基B.马铃薯培养基C.高氏一号培养基D.麦芽汁培养基答：A16.在实验中我们所用到的EMB 培养基是一种（）培养基A.基础培养基 B.加富培养基 C.选择培养基 D.鉴别培养基答：C17.培养料进入细胞的方式中运送前后物质结构发生变化的是（A.主动运输 B.被动运输 C.促进扩散 D.基团移位答：A18.下列不属于主动运输特点的是（）A.逆浓度B.需载体C.不需能量D.选择性强答：C19.对促进扩散与主动运输的区别描述正确的是（）A.主动运输需要渗透酶参与，促进扩散不需要 B.主动运输是由低浓度向高浓度运输，促进扩散相反 C.主动运输需要能量较多，促进扩散需要能量较少D.主动运输被转运物质性质发生改变，促进扩散的物质性质不变答：B）20.实验室常用的培养放线菌的培养基是（）A.马铃薯培养基B.牛肉膏蛋白胨培养基 C.高氏一号培养基 D.麦芽汁培养基答：C21.用化学成分不清楚或不恒定的天然有机物配成的培养基称为（）A.天然培养基B.半合成培养基C.合成培养基D.加富培养基答：A22.琼脂在培养基中的作用是（）A.碳源B.氮源C.凝固剂D.生长调节剂答：C23.培养真菌时，培养基常加0.3%乳酸，其目的是（）A.提供能源B.提供碳源C.调节pHD.三者都答：D24.碳源和能源来自同一有机物的是（）A.光能自养型B.化能自养型C.光能异养型D.化能异养型答：D25.以高糖培养酵母菌，其培养基类型为（）A.加富培养基B.选择培养基C.鉴别培养基D.普通培养基答：AA 主动运输B 促进扩散C 基团移位D 单纯扩散26.在鉴别性EMB 培养基上，在反射光下大肠杆菌菌落呈现的颜色是（）A.棕色B.无色C.粉红色D.绿色并带有金属光泽答：D27.培养放线菌的高氏一号培养基和培养真菌的察氏培养基属于下列培养基中的（）A.天然培养基B.组合培养基C.半组合培养基D.鉴别培养基答：B28.为避免由于微生物生长繁殖过程中的产物而造成培养基pH 值的变化，通常采用的调节方法是（）A.在配制培养基时加入磷酸盐缓冲液或不溶性CaCO3B.在配制培养基时应高于或低于最适pH 值C.在配制培养基时降低或提高碳、氮源用量；改变碳氮比D.在培养过程中控制温度和通气量答：A29.发酵是以（）作为最终电子受体的生物氧化过程A.O2 B. CO2 C.无机物 D.有机物答：D30.酵母菌在（）条件下进行酒精发酵A.有氧B.无氧C.有二氧化碳D.有水答：B31.同型乳酸发酵中葡萄糖生成丙酮酸的途径是（）A.EMP 途径B.HMP 途径C.ED 途径D.PK 途径答：A32.细菌的二次生长现象可以用（）调节机制解释。
微生物营养与代谢
第一节 微生物营养物质和营养类型
一 微生物营养物质及其功能
碳素化合物
微
氮素化合物
生
物
营
矿质元素
养
物 质
生长因子
水
第一节 微生物营养物质和营养类型
一 微生物营养物质及其功能 1 碳素化合物碳源：
碳源：是微生物细胞内碳素物质或代谢产物中的C的来源 占细胞干重的50%
第一节 微生物营养物质和营养类型 一 微生物营养物质及其功能
第一节 微生物营养物质和营养类型
一 微生物营养物质及其功能
5 水分
水的活度Aw 有效性 一定温度和压力条件下;溶液中水的蒸汽压力与同样条件T P下纯水蒸
汽压力之比
定义公式是： Aw=Pw/P0w
Pw:溶液中水的蒸汽压；P 0 w:纯水的蒸汽压
溶液充分稀释时
Aw=Pw/P0w=n1/n2+n1
n1为溶剂的摩尔数;n2为溶质摩尔数
一 微生物营养物质及其功能
4 生长因子 生长因子功能：构成酶的辅基或辅酶
生长因子分类化学结构 生理作用 ： 氨基酸 核 苷或碱基 维生素
第一节 微生物营养物质和营养类型 一 微生物营养物质及其功能
4 生长因子特点：
1不同的微生物;它们生长所需要的生长因子各不相同
克氏杆菌 肠膜明串珠菌
生物素 对氨基苯甲酸 十七种氨基酸
第一节 微生物营养物质和营养类型 一 微生物营养物质及其功能
4 生长因子 2微生物生长需要的生长因子会随着外界条件的变化而变化
鲁毛霉：
厌氧条件下：需维生素B与生物素 好氧条件下：无需生长因子
第一节 微生物营养物质和营养类型 一 微生物营养物质及其功能
4 生长因子 3对生长因子未知微生物的培养
微生物生理学复习大纲
微⽣物⽣理学复习⼤纲第三章微⽣物营养与物质运输1、微⽣物六⼤营养要素碳源、氮源、能源、⽔、⽣长因⼦、⽆机盐2、微⽣物五种营养物质的运输⽅式单纯扩散、促进扩散、主动运输、基团转移、膜泡运输3、五种营养物质的运输⽅式的异同单纯扩散：这种形式不需要能量，是以物质在细胞内外的浓度差为动⼒，即基于分⼦的热运动⽽进⾏的物质运输过程。
当外界的营养物质的浓度⾼于细胞内该物质的浓度时，通过扩散作⽤使物质进⼊细胞内促进扩散：是顺浓度梯度，将外界物质运⼊细胞内，不需要能量。
与被动运输不同的是，这种形式需要⼀种存在于膜上的载体蛋⽩参与运输。
主动运输：是营养物质逆浓度差和膜电位差运送到细胞膜内的过程。
主动运输过程不仅像促进扩散⼀样需要载体蛋⽩，⽽且还需要能量。
基团转移：许多原核⽣物还可以通过基团转移来吸收营养物质。
在这⼀过程中营养物质在通过细胞膜的转移时发⽣化学变化。
这种运输⽅式也需要能量，类似主动运输。
膜泡运输：⼩分⼦物质的跨膜运输主要通过载体实现，⼤分⼦和颗粒物质的运输则主要通过膜泡运输。
第五章⾃养微⽣物的⽣物氧化1、光合磷酸化是指光能转变为化学能的过程。
2、环式光和磷酸化与⾮环式的异同：环式光合磷酸化：是存在于光合细菌中的⼀种原始产能机制，可在厌氧条件下进⾏，产物只有ATP，⽆NADP(H)，也不产⽣分⼦氧，是⾮放氧型光合作⽤。
环式光和磷酸化：⾼等植物和蓝细菌与其他光合细菌不同，它们可以裂解⽔，以提供细胞合成的还原能⼒。
它们含有光合系统Ⅰ和光合系统Ⅱ，这两个系统偶联，进⾏⾮环式光合磷酸化。
特点是不仅产⽣ATP，⽽且还产⽣NADP（H）和释放氧⽓，是放氧型光合作⽤第四章、异氧微⽣物的⽣物氧化（⼀）EMP 途径因葡萄糖是以1,6-⼆磷酸果糖(FDP)开始降解的，故⼜称双磷酸⼰糖途径（HDP ），这条途径包括⼗个独⽴⼜彼此连续的反应。
其总反应是：C6H12O6+2(ADP＋Pi+NAD+)→2CHCOCOOH+2(A TP+NADH+H+)葡萄糖经EMP途径⽣成两分⼦丙酮酸，同时产⽣两个A TP，整个反应受ADP、Pi和NAD ＋含量的控制。
第二节微生物对营养物质的吸收(精)
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类型
浓度 梯度 顺 顺 逆 逆
能量 需要 否 否 是 是
载体 平衡点 渗透酶 无 有 有 有 不改变 不改变 改变 改变
实例
单纯 扩散
促进 扩散 主动 运输 基团 转移
水
气体分子 金属离子
氨基酸 大部分 物质
糖类
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第三节 微生物的营养类型
一、概述
微生物对营养物质的利用，就其总体 而言，地球上几乎没有一种有机物不被他 们所利用，但就某一种而言，他们所需要 的营养物却有一定范围。 根据微生物对碳源的要求是无机碳化合物 还是有机化合物可以把微生物分为自养型 微生物和异养型微生物两大类。
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二、营养吸收方式
1.被动扩散（单纯扩散）
利用浓度差，从高向低扩散，不消耗能 量，非特异性（无选择性），速度慢。
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2.促进扩散
利用浓度差，不消耗能量，多见于真核生物。 有一种载体像渡船一样运输，可大大加快速度， 这种载体是一种蛋白质，称为透过酶/渗透酶。
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3.主动运输
光合色素 光
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三、化能自养型微生物 Chemoautotrophs
这一类微生物有氧化一些无机 物（H2S,FeCO3,NH4+,NO3-）的能力， 利用氧化无机物时产生的能量（化 学能），把二氧化碳 CO2 或可溶性 的碳酸盐 CO32-还原成有机碳化物。
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这些微生物仅限一些细菌：氢 细菌，硫细菌，铁细菌，氨细菌和 亚硝酸细菌共五类。 他们在产能过程中，需要大量 氧气，所以所有的化能自养型微生 物均为好氧菌。
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一、营养物质与营养
第三章微生物的营养习题
第三章微生物营养一．选择题：1大多数微生物的营养类型属于：A.光能自养B.光能异养C.化能自养D.化能异养答:( )2蓝细菌的营养类型属于:A．光能自养B.光能异养C．化能自养D.化能异养答:( )3E.coli的营养类型属于：A．光能自养B.光能异养C.化能自养D.化能异养答:( )4碳素营养物质的主要功能是:A.构成细胞物质B.提供能量C.A,B两者答:( )5占微生物细胞总重量70%-90%以上的细胞组分是:A.碳素物质B.氮素物质C.水答:( )6能用分子氮作氮源的微生物有：A.酵母菌B.蓝细菌C.苏云金杆菌答:( )7自养型微生物和异养型微生物的主要差别是：A.所需能源物质不同B.所需碳源不同C.所需氮源不同答:( )8基团转位和主动运输的主要差别是：A.运输中需要各种载体参与B.需要消耗能量C.改变了被运输物质的化学结构答:( )9单纯扩散和促进扩散的主要区别是：A.物质运输的浓度梯度不同B.前者不需能量,后者需要能量C.前者不需要载体,后者需要载体答:( )10微生物生长所需要的生长因子(生长因素)是：A.微量元素B.氨基酸和碱基C.维生素D.B,C二者答:( )11培养基中使用酵母膏主要为微生物提供：A．生长因素B．C源C.N源答:( )12细菌中存在的一种主要运输方式为：A.单纯扩散B.促进扩散C.主动运输D.基团转位答:( )13制备培养基中常用的碳源物质是：A.糖类物质B.碳酸盐C.农副产品答:( )14微生物细胞中的C素含量大约占细胞干重的：A.10%B.30%C.50%D.70%答:( )15用牛肉膏作培养基能为微生物提供：A.C源B.N源C.生长因素D.A,B,C都提供答:( )16协助扩散的运输方式主要存在于：A.细菌B.放线菌C.真菌答:( )17主动运输的运输方式主要存在于：A.厌氧菌B.兼性厌氧菌C.好氧菌答:( )18基团转位的运输方式主要存在于：A.厌氧菌B.兼性厌氧菌C.好氧菌D.A和B答:( )19缺少合成AA能力的微生物称为：A.原养型B.野生型C.营养缺陷型答:( )二．判断题：20所有的微生物都能利用氨态N作N源。
第三章微生物的营养与代谢
第三章微生物的营养与代谢源
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。
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
❖ 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）
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
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。
食品微生物学 第三章微生物的生理 第四节微生物的代谢
第三章
微生物的生理
3.1 微生物的营养 3.2 微生物的生长 3.3 微生物生长的控制 3.4 微生物的代谢
微生物的生理
3.4 微生物的代谢
代谢（metabolism）是微生物细胞与外界环境不断进行 物质交换的过程，即微生物细胞不停地从外界环境中吸收适 当的营养物质，在细胞内合成新的细胞物质并储存能量，这 是微生物生长繁殖的物质基础，同时它又把衰老的细胞和不 能利用的废物排出体外。因而它是细胞内各种生物化学反应 的总和。由于代谢活动的正常进行，保证的微生物的生长繁 殖，如果代谢作用停止，微生物的生命活动也就停止。因此 代谢作用与微生物细胞的生存和发酵产物的形成紧密相关。 微生物的代谢包括微能量代谢和物质代谢两部分。
微生物的生理
第四阶段：2-磷酸甘油酸转变为丙酮酸。这一阶段包括 以下两步反应：
① 2-磷酸甘油酸在烯醇化酶的催化下生成磷酸烯醇式丙 酮酸。
反应中脱去水的同时引起分子内部能量的重新分配，形 成一个高能磷酸键，为下一步反应做了准备。
微生物的生理
② 磷酸烯醇式丙酮酸在丙酮酸激酶的催化下，转变为 丙酮酸。
GDP+ Pi GTP 琥珀酰CoA 琥珀酸硫激酶 琥珀酸 + CoASH
琥珀酰CoA在琥珀酸硫激酶的催化下，高能硫酯键被水 解生成琥珀酸，并使二磷酸鸟苷（GDP）磷酸化形成三磷酸 鸟苷（GTP）。这是三羧酸循环中唯一的一次底物水平磷酸 化。
微生物的生理
⑥琥珀酸脱ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ生成延胡索酸
FAD
FADH2
琥珀酸
NAD+
NADH +H+
苹果酸
草酰乙酸
苹果酸脱氢酶
TCA循环的总反应式如下：
微生物的营养
一、微生物细胞的化学组成
（一） 细胞化学元素组成：整个生物界大体相同，主要 是C、H、O、N（占干重90－97%），C占约50%， C/N一般是5:1。
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。
微生物细胞中几种主要元素的含量 （干重的％）
➢ 有些微生物需要从外界吸收现成的氨基酸作为 氮源才能生长，这类微生物叫做氨基酸异养型 生物，也叫营养缺陷型。
3、能源
➢ 定义：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。
➢ 种类： （1）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），如
类 元素水平 型
化合物水平
培养基原料水平
C·H·O·N·X 复杂蛋白质、核酸等 牛肉膏、蛋白胨、花生饼
有
粉等
机 C·H·O·N 多数氨基酸、简单蛋白 一般氨基酸、明胶等
碳
质等
C·H·O
糖、有机酸、醇、脂类 葡萄糖、蔗糖、各种淀粉、
等
糖蜜等
C·H
烃类
天然气、石油及其不同馏 份、石蜡油等
无 C(?)
—
—
➢ 实验室常用的氮源
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
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。
➢ 不需要利用氨基酸作为氮源，能利用尿素、铵 盐、硝酸盐甚至氮气等简单氮源自行合成所需 要的一切氨基酸，这种微生物称为氨基酸自养 型生物。
NH4+，NO2-，S，H2S，H2和Fe2+等，这类微生物主要有 硫化细菌、硝化细菌、氢细菌与铁细菌，在自然界物质转 换过程中起着重要的作用。
第三章 微生物的营养与代谢
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（二）选择和配制培养基的原则和方法
1四个原则
①培养基组分应适合微生物的营养特点(目的明确)
为P、S、K、Mg、Ca、Fe、Zn、Mn等。
2、有机物
蛋白质
核酸
碳水化合物
类脂
维生素等
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二、主要营养物及其功能
主要功能：
1提供合成原生质和代谢产物原料；
2产生合成反应及生命活动所需能量；
3调节新陈代谢。
（一）碳源物质（carbon source）
酸、乳糖等糖类、钠、钙等无机离子。吸收营养物的主要
机制。
亲和力改变←蛋白构象改变→耗能
上述3种方式中，被运输的溶质分子都不发生改变。
4、基团转位（group translocation）
属主动运输，但溶质分子发生化学修饰-定向磷酸化。主
要依赖磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）和磷酸转移酶系统
（PTS）。
菌变成优势菌，从而提高该菌的筛选效率。
与加富培养基的区别：
①加富培养基原理——投其所好
②选择培养基原理——取其所抗
（4）鉴别培养基（differential medium）：
培养基中加有能与某一菌的无色代谢产物发生显色反
应的指示剂，从而用肉眼就能使该菌菌落与外形相似的它
种菌落相区分的培养基，就称鉴别性培养基。
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第五节培养基
应科研或生产的需要，由人工配制的、适合于不同微生物
生长繁殖或积累代谢产物用的营养基质（混合养料）。
特点：任何培养基都应具备微生物所需要的五大营养要素
第三章 微生物的营养与代谢
章名：03|微生物的营养与代谢01|单项选择题（每小题1分）难度：1|易1.下列物质可用作生长因子的是（）A.葡萄糖B.纤维素C.NaClD.叶酸答：D2.蓝细菌和藻类属于（）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.化能有机异养答：A3.固体培养基中琼脂含量般为（）A.0.5%B.1.5%C.2.5%D.5%答：B4.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.鉴别培养基答：C5.一般酵母菌活宜的生长pH为（）A.5.0-6.0B.3.0-4.0C.8.0-9.0D.7.0-7.5答：A6.一般细菌适宜生长的pH为（）A.5.0-6.0B.3.0-4.0C.8.0-9.0D.7.0-7.5答：D7.放线菌一般适合生长在pH值为（）的环境中。
A.7.0-8.0B.7.5-8.5C.4.0-6.0D.6.0-8.0答：B8.葡萄糖和果糖等营养物进入原核生物细胞膜的机制是通过（）A.单纯扩散B.促进扩散C.主动运送D.基团移位答：D9.被运输物质进入细胞前后物质结构发生变化的是（）A.主动运输B.扩散C.促进扩散D.基团移位答：D10.对多数微生物来说，最适宜的碳源是（）A.C•H•O•N类B.C•H•O类C.C•H类D.C•D类答：B11.在C•H•O类化合物中，微生物最适宜的碳源是（）A.糖类B.有机酸类C.醇类D.脂类答：A12.对厌氧微生物正常生长关系最大的物理化学条件是（）A.pH值B.渗透压C.氧化-还原势D.水活度答：C13.要对细菌进行动力观察，最好采用（）A.液体培养基B.固体培养基C.半固体培养基D.脱水培养基答：C14.在含有下列物质的培养基中，大肠杆菌首先利用的碳源物质是（）A.蔗糖B.葡萄糖C.半乳糖D.淀粉答：B15.实验室常用的培养细菌的培养基是（）A.牛肉膏蛋白胨培养基B.马铃薯培养基C.高氏一号培养基D.麦芽汁培养基答：A16.在实验中我们所用到的EMB 培养基是一种（）培养基A.基础培养基B.加富培养基C.选择培养基D.鉴别培养基答：C17.培养料进入细胞的方式中运送前后物质结构发生变化的是（）A.主动运输B.被动运输C.促进扩散D.基团移位答：A18.下列不属于主动运输特点的是（）A.逆浓度B.需载体C.不需能量D.选择性强答：C19.对促进扩散与主动运输的区别描述正确的是（）A.主动运输需要渗透酶参与，促进扩散不需要B.主动运输是由低浓度向高浓度运输，促进扩散相反C.主动运输需要能量较多，促进扩散需要能量较少D.主动运输被转运物质性质发生改变，促进扩散的物质性质不变答：B20.实验室常用的培养放线菌的培养基是（）A.马铃薯培养基B.牛肉膏蛋白胨培养基C.高氏一号培养基D.麦芽汁培养基答：C21.用化学成分不清楚或不恒定的天然有机物配成的培养基称为（）A.天然培养基B.半合成培养基C.合成培养基D.加富培养基答：A22.琼脂在培养基中的作用是（）A.碳源B.氮源C.凝固剂D.生长调节剂答：C23.培养真菌时，培养基常加0.3%乳酸，其目的是（）A.提供能源B.提供碳源C.调节pHD.三者都答：D24.碳源和能源来自同一有机物的是（）A.光能自养型B.化能自养型C.光能异养型D.化能异养型答：D25.以高糖培养酵母菌，其培养基类型为（）A.加富培养基B.选择培养基C.鉴别培养基D.普通培养基答：AA 主动运输B 促进扩散C 基团移位D 单纯扩散26.在鉴别性EMB 培养基上，在反射光下大肠杆菌菌落呈现的颜色是（）A.棕色B.无色C.粉红色D.绿色并带有金属光泽答：D27.培养放线菌的高氏一号培养基和培养真菌的察氏培养基属于下列培养基中的（）A.天然培养基B.组合培养基C.半组合培养基D.鉴别培养基答：B28.为避免由于微生物生长繁殖过程中的产物而造成培养基pH 值的变化，通常采用的调节方法是（）A.在配制培养基时加入磷酸盐缓冲液或不溶性CaCO3B.在配制培养基时应高于或低于最适pH 值C.在配制培养基时降低或提高碳、氮源用量；改变碳氮比D.在培养过程中控制温度和通气量答：A29.发酵是以（）作为最终电子受体的生物氧化过程A.O2B. CO2C.无机物D.有机物答：D30.酵母菌在（）条件下进行酒精发酵A.有氧B.无氧C.有二氧化碳D.有水答：B31.同型乳酸发酵中葡萄糖生成丙酮酸的途径是（）A.EMP 途径B.HMP 途径C.ED 途径D.PK 途径答：A32.细菌的二次生长现象可以用（）调节机制解释。
《工业微生物》课件 第三章
第一节 微生物的营养
4.化能异养型 化能异养型又称化能有机营养型，这类微生物生长所 需的能量来自有机物氧化过程放出的化学能，生长所需要 的碳源主要是一些有机化合物，如淀粉、糖类、纤维素、 有机酸等，也即化能有机营养型微生物里的有机物通常既 是它们生长的化能有机营养型， 如绝大多数的细菌、全部真菌、原生动物以及病毒。
第一节 微生物的营养
3. 能源 能源是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。各种异养微生物的能源就是其碳源，化 能自养微生物的能源常是一些还原态无机物，如NH4+、 NO2-、S、H2S、H2、Fe22+等，微生物可利用其在化学反 应中释放的化学能作为能源；光能营养微生物的能源是辐 射能。微生物的能源谱归纳如下：
表3-8 微生物的营养类型
第一节 微生物的营养
1. 光能自养型 光能自养型也称光能无机营养型，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微生物，它 们能以水、硫化氢、硫代硫酸钠等还原态无机物，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、绿硫细菌等属于这种营养类型。
第一节 微生物的营养
5. 无机盐 无机盐主要为微生物提供除碳源、氮源以外的各种重要元 素，是必需和不可缺少的。根据微生物对化学元素需要量的大 小，又可分为大量元素（生长所需浓度在10-3~10-4M）和微量元 素（生长所需浓度在10-6~10-8M）： 大量元素：P、S、K、Mg、Ca、Na、Fe等 微量元素：Cu、Zn、Mn、Mo、Co等 无机盐在微生物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(表3-4)；调 节并维持细胞的渗透压平衡以及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。
何国庆《食品微生物学》(第3版)-微生物的营养与代谢【圣才出品】
第3章微生物的营养与代谢3.1课后习题详解1．微量矿物质元素和生长因子有何区别？答：微量矿物质元素和生长因子的区别如下：（1）微量元素微量元素是指人体中存在量极少，低于人体体重0.01%的矿物质。
微量元素主要是无机元素，分子量较小，来源于外界环境，人体一般不能自身合成。
微量元素是维持机体环境内稳态的重要物质，体内微量元素过多会导致机体中毒，体内微量元素缺乏时也会产生相应的疾病。
（2）生长因子生长因子是指某些微生物维持正常生命活动所不可缺少的、微量的特殊有机营养物。
生长因子是有机物质，分子量较大，一般可自身合成，但某些微生物自身不能合成。
生长因子可调节机体的各种代谢，但在一定的条件下会被激活或导致失活。
2．比较微生物对营养物质吸收4种方式的异同。
答：微生物对营养物质吸收的4种方式分别是：单纯扩散、促进扩散、主动运输、基团转位。
这4种方式的异同点包括：表3-1单纯扩散、促进扩散、主动运输、基团转位异同点3．深刻理解划分微生物营养类型的依据是什么。
答：微生物营养类型的划分依据包括：（1）根据微生物对碳源的要求是无机碳化合物还是有机碳化合物可将微生物划分为自养型微生物和异养型微生物。
（2）根据微生物生命活动中能量的来源不同，将微生物分为化能型微生物和光能型微生物。
两种划分依据结合可将微生物分为光能自养型微生物、化能自养型微生物、光能异养型微生物、化能异养型微生物四类。
4．配制培养基为什么必须调节pH？常用来调节pH的物质有哪些？答：（1）配制培养基必须调节pH的原因①不同微生物的最适生长pH值不同，因此在配制培养基时必须调节pH值。
②由于微生物培养过程中常引起pH值下降，影响微生物的生长繁殖速度。
为了尽可能地减缓在培养过程中pH值变化，在配制培养基时，要加入一定的缓冲物质，通过培养基中的这些成分发挥调节作用，从而调整pH值。
（2）常用来调节pH的物质①磷酸盐类以缓冲液的形式发挥作用，通过磷酸盐不同程度的解离，对培养基pH值变化起到缓冲作用。
第三章 微生物的营养与代谢
3.鉴别培养基
根据微生物的代谢特点，通过指示剂的显
色反应用以鉴别不同微生物的培养基。
第二节 微生物酶
生化反应多数是在特定酶的参与下进行的 酶促反应。具有很强的催化活性和高度专一性， 称为生物催化剂。酶的主要成分是蛋白质，结 构有两种：
单纯蛋白酶：单成分酶，它本身就是具有
催化活力的蛋白质。
结合蛋白酶：双成分酶，由蛋白质和非蛋
最好的能源为葡萄糖，其他糖类代谢产生
能量的速度慢。发酵工业选用玉米粉、米糠、
麦麸、马铃薯、甘薯和野生淀粉，作为廉价碳 源。
（二）氮源 氮源：能提供微生物细胞组成成分或代谢 产物中的氮素来源的营养物质。 合成氨基酸和碱基，进而合成蛋白质、核 酸等细胞成分。地球氮循环从微生物固氮作用 开始。发酵工业中常用鱼粉、血粉、蚕蛹粉、 豆饼粉和花生饼粉。
质的膜囊，膜囊游离于细胞质中。专一性不强，
摄取物质被胞内酶逐步分解。
胞吐作用 胞吞作用
胞饮作用
四、培养基
培养基：人工配制适合微生物生长、繁殖
和积累代谢产物所需要的营养基质。根据不同
微生物的营养要求，加入适当种类和数量的营
养物，注意碳氮比、酸碱度、氧化还原电位。
（一）根据成分划分
1.天然培养基
解酶在细胞质中；呼吸酶在中间体上或线粒体
上；蛋白合成酶在核蛋白体上。
三、微生物酶在食品工业中的应用
动植物蛋白酶水解生产蛋白肽；烘焙工业
中对淀粉和蛋白质改良；果胶酶澄清果汁。
Better dough makes better bread
For bigger, better-looking baked goods
兼性寄生：既能在活生物体上生活，又能
在死的有机残体上生长。
微生物期末模考试重点题型讲解第三章
《第三章微生物的营养与代谢》一、选择题1、微生物运输营养物质的方式中，营养物质会发生结构上变化的一种是（D）A、被动扩散B、促进扩散C、主动运输D、基团转位运输2、微生物获得与利用营养物质的过程称为( C )A、吸收B、排泄C、营养D、繁殖3、微生物运输营养物质的主要方式（ A ）A、被动扩散B、促进扩散C、主动运输D、基团转位运输4、微生物运输营养物质的方式中，不需要运载酶的一种是（A）A、被动扩散B、促进扩散C、主动运输D、基团转位运输5、在某些培养基中加入某些化学物质以抑制非目标菌的生长，这种培养基称为（ B ）A、人工培养基B、选择性培养基C、特异性培养基D、半合成培养6、下列不属于生长因子的是（ B）A、氨基酸B、矿质元素C、嘌呤碱基D、维生素7、常用作固体培养基的凝固剂的是（ C ）A、硅胶B、明胶C、琼脂D、卡拉胶8、电子供体和受体都是有机物的生物氧化过程称为（ D）A、有氧呼吸B、无氧呼吸C、酿造D、发酵9、酵母菌常用于酿酒工业中，其主要产物为（ B）A、乙酸B、乙醇C、乳酸D、甘油10、酵母菌的第二型发酵，主要产物是（D）A、乙酸B、乙醇C、乳酸D、甘油11、细菌对葡萄糖的氧化，是将1分子葡萄糖完全氧化后，产生38分子ATP，此过程称作（B ）呼吸。
A、厌氧B、需氧C、发酵D、兼性厌氧二、填空题1、生物能量代谢的实质是ATP 的生成和利用。
2、从功能分类，伊红美蓝营养琼脂培养基是一种鉴别培养基。
3、几种生物氧化类型的不同之处在于底物氧化脱下的氢和电子受体。
三、判断题（×）1、好氧微生物进行有氧呼吸、厌氧微生物进行无氧呼吸。
(×) 2、将在微生物作用下HNO3转化为NH3的过程称为硝化作用。
（×）3、大多数微生物可以合成自身所需的生长因子，不必从外界摄取。
（×）4、EMP途径和HMP途径在大部分微生物体内可截然划分开。
（√）5、ED途径是糖类一个厌氧降解途径，在革兰氏阴性菌中分布广泛。
第三章 微生物的营养与代谢复习题
第三章微生物的营养与代谢复习题一、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CO2为碳源生长的微生物。
6.光能自养微生物：利用光作为能源，以CO2为基本碳源，供氢体是还原在无机化合物的微生物。
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。
8.发酵：是指微生物细胞将有机物氧化释放的电子直接交给底物本身未完全氧化的某种中间产物，同时释放能量并产生各种不同的代谢产物。
9.呼吸作用：指从葡萄糖或其他有机基质脱下的电子（氢）经过一系列载体最终传递给外源分子氧或其他氧化型化合物并产生较多ATP的生物氧化过程。
10.有氧呼吸：以分子氧作为最终电子受体的呼吸。
11.无氧呼吸：以氧以外的其他氧化型化合物作最终电子受体的呼吸。
12.异型乳酸发酵：是指发酵终生物中除了乳酸外还有一些乙醇（或乙酸）等产物的发酵。
13.生物固氮：微生物将氮还原为氨的过程称为生物固氮。
14.硝化细菌：能利用还原无机氮化合物进行自养生长的细菌称为硝化细菌。
15.光合细菌：以光为能源，利用CO2或有机碳化合物作为碳源，通过电子传递产生ATP的细菌。
16.天然培养基：天然培养基是一类利用动物体、植物体或微生物体包括用其提取物制成的培养基，其特点是成分复杂、营养丰富，但不知其确切的化学组分，价格便宜，适合多种微生物的生长繁殖或生产代谢产物之用。
17.组合培养基：组合培养基又称合成培养基，。
是一类按微生物营养要求设计的用多种高纯化学试剂配制成的培养基。
优点是成分精确、重演性高，缺点是配制麻烦、价格较贵。
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。
《微生物的营养》 知识清单
《微生物的营养》知识清单一、微生物需要哪些营养物质微生物和我们人类一样，要生长、繁殖和进行各种生命活动，就需要从外界获取营养。
它们所需的营养物质主要包括以下几大类：1、碳源碳是构成微生物细胞的重要元素，就像我们盖房子需要的砖头一样。
微生物能利用的碳源非常广泛，包括有机碳源和无机碳源。
有机碳源像葡萄糖、蔗糖、淀粉等，是微生物最喜欢的“美食”；无机碳源则有二氧化碳、碳酸盐等。
2、氮源氮是构成蛋白质和核酸等重要生物大分子的关键元素。
微生物可以利用的氮源有铵盐、硝酸盐、氮气、有机氮化合物（如蛋白胨、牛肉膏等）。
3、能源能源为微生物的生命活动提供动力。
能源物质包括化学物质（如葡萄糖）和光能（某些光合微生物利用）。
4、无机盐无机盐虽然需求量不大，但对微生物的生命活动却至关重要。
比如，磷是核酸和磷脂的组成成分；硫是某些氨基酸和维生素的组成元素；铁是细胞色素和酶的辅基。
5、生长因子这是一些微生物自身不能合成，但生命活动又必不可少的有机物质，像维生素、氨基酸、嘌呤和嘧啶等。
二、微生物获取营养的方式微生物获取营养的方式多种多样，主要有以下几种：1、扩散这是一种简单的方式，营养物质通过浓度差从高浓度区域向低浓度区域扩散进入微生物细胞。
但这种方式效率比较低，只能运输一些小分子物质。
2、促进扩散在细胞膜上有一些特殊的蛋白“帮忙”，加速了营养物质的扩散，但同样不能逆浓度运输。
3、主动运输微生物“主动出击”，通过消耗能量，将营养物质从低浓度区域运输到高浓度区域，这是微生物获取营养的重要方式。
4、基团转位一些特殊的营养物质，如糖，通过这种方式运输时会发生化学变化。
三、不同微生物的营养需求特点1、细菌细菌的营养需求比较多样，有的能利用简单的无机物，有的则需要复杂的有机物质。
例如，自养型细菌可以利用二氧化碳作为碳源，而异养型细菌则需要有机碳源。
2、真菌真菌通常需要有机碳源和氮源，对生长因子也有一定的需求。
3、病毒病毒比较特殊，它们自己不能独立获取营养，而是要“寄生”在宿主细胞内，利用宿主细胞的营养物质和代谢系统来进行复制和繁殖。
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类型
单纯 扩散 促进 扩散 主动 运输 基团 转移
浓度 梯度
顺
顺
逆
逆
能量 载体 平衡点 实例 需要 渗透酶
否
无 不改变 水
气体分子
金属离子
否
有 不改变 氨基酸是有 改变 大部分物质
是
有 改变 糖类
选择性原则：结构简单相对分子量小 的优先于结构复杂相对分子量大的。
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（三）氮源物质及其生理功能
1.氮源类型
（1）空气中分子态氮 N2 （2）无机氮化合物 NH4+ NO3- 尿素 （3）有机氮化合物 蛋白质 氨基酸
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固氮菌
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2.氮源物质的生理功能
① 合成微生物细胞成分 ② 调节微生物代谢 ③ 对于某些微生物可作为能量来源
第二节 微生物对营养物质的吸收
影响营养物质进入细胞的因素：
1. 营养物质本身的性质 2. 微生物所处的环境 3. 微生物细胞的透过屏障
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一、细胞膜的通透性
细胞膜允许物质透过的特性称为通透性。
膜容易透过某些物质而不容易透过另一些物质，
这种现象称为选择性通透。
大分子的化合物（淀粉、蛋白质）， 必需经微生物分泌的胞外酶水解成小分 子的可溶性物质后才能透过。
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（二）碳源物质及其生理功能
1.概念 凡是可被微生物利用，构成微生物细
胞和代谢产物中碳架来源的物质称为碳源。
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2.碳源物质的生理功能
① 构成细胞物质 ② ② 产生维持生命所需能量
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3.微生物利用碳源物质的特点
① 不同种类微生物利用的碳源物质不 同。
② 微生物对碳源物质的利用具有选择 性——葡萄糖阻遏效应
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二、营养吸收方式
1.被动扩散（单纯扩散）
利用浓度差，从高向低扩散，不消耗能 量，非特异性（无选择性），速度慢。
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2.促进扩散
利用浓度差，不消耗能量，多见于真核生物。 有一种载体像渡船一样运输，可大大加快速度，
这种载体是一种蛋白质，称为透过酶/渗透酶。
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3.主动运输
利用光能为能源，以二氧 化碳 CO2 或可溶性的碳酸盐 CO32- 作为唯一的碳源或主要碳 源，以无机化合物水 H2O ，硫 化氢 H2S ，硫代硫酸钠 Na2S2O2 为供氢体，还原二氧化 碳 CO2 生成有机物质。
（2）参与化学反应 （3）维持蛋白质和核酸等重要生物大分 子结构
（4）控制细胞温度 比热高、传热快，可以很好的调节细胞 温度 （5）细胞物质的组成成分，维持细胞膨 胀压的必要条件
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2.微生物生长所需最低相对湿度
霉菌 (mold) 65~85% 酵母菌 (yeast) 88~95% 细菌 (bacteria) 、90~98% 芽孢、孢子 (spore) 40%
在提供能量的前提下，有酶参与下，可将 营养物质逆浓度运送。
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4.基团转移
在能量参加下，将营养物结构作些改变， 使之不能透过细胞膜而留在体内，可逆浓度的 把胞外营养物质积累在细胞内。
主要是糖和糖的衍生物被磷酸化。
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三、影响营养物进入的因素
1. 细胞内外营养物质的浓度差。 2. 营养物的特性 （1）大分子不易通过，需被酶水解成小分
一、营养物质与营养
营养物质 nutrient 就是能够满足微生
物生长、繁殖和完成各种生理活动所需能量 的物质，是微生物维持生命活动的基本物质。
营养 nutrition 是微生物从外界吸收营
养物质并在细胞内利用营养物质的过程。
营养物质是微生物维持生命活动的物质基础， 而营养是微生物利用营养物质的生理过程，两者互 相影响，互相依赖。
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三、微生物生长所需营养物质 及其生理功能
（一）水及其生理功能
1.水的生理功能 游离水和结合水
结合水：不流动、不蒸发、不冻结、
不渗透，也不能作为溶剂。
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（1）溶剂和媒介作用
溶剂作用：水作为营养物质或代谢
产物提供了溶解的前提和载体。
媒介作用：水作为运输介质，提供
了运输条件。
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第三节 微生物的营养类型
一、概述
微生物对营养物质的利用，就其总体 而言，地球上几乎没有一种有机物不被他 们所利用，但就某一种而言，他们所需要 的营养物却有一定范围。 根据微生物对碳源的要求是无机碳化合物
还是有机化合物可以把微生物分为自养型 微生物和异养型微生物两大类。
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根据微生物生命活动中能量的来 源不同，将微生物分为两种能量代谢 类型：
剂 ③ 调节细胞渗透压，酸碱度，氧化
还原电位和能量转移 ④ 对于个别微生物还可以提供能量
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（五）生长因子及其生理功能
1.概念
生长因子是指微生物需求量微少，
自身不能合成或合成量不足，却起 着重要作用的特殊有机营养物。
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2.种类
（1）维生素 （2）氨基酸 （3）碱基及其衍生物
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☻ 利用吸收的营养物质的降解产生的化学
能，称为化能型微生物。
☻ 吸收光能来维持其生命活动，称为光能型
微生物。
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将碳源物质的性质和代谢能量的来 源结合起来微生物可分为：
♥ 光能自养型微生物
♥ 光能异养型微生物 ♥ 化能自养型微生物 ♥ 化能异养型微生物
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二、光能自养型微生物 （Photoautotrophs）
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3.微生物利用氮源物质的特点
① 不同种类微生物利用的氮源物质种 类不同。
② 微生物对氮源物质的利用具有选择 性。
选择性原则：铵离子优于硝酸盐，氨 基酸优于蛋白质。
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（四）无机盐及其生理功能
1.种类
P S Mg K Ca Fe Zn Mn Se Co
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2.生理功能
① 构成细胞的组成成分 ② 作为酶的活性基部分和酶的激活
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二、微生物细胞的化学组成
1.元素组成
碳 C ，氮 N ，氢 H ，氧 O 磷 P ，硫 S ，钾 K ，钙 Ca ，钠 Na 镁 Mg ，铁 Fe ，锌 Zn ，锰 Mn ，钴 Co
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2.化学组成
① 水分 water ② 碳水化合物 carbohydrate ③ 蛋白质 protein ④ 核酸 nucleic acid ⑤ 脂类 lipoid ⑥ 维生素 vitamin ⑦ 矿物质 mineral ⑧ 抗生素 antibiotic