第三章 微生物的营养
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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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（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%
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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
☻ 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）
子后才能被吸收。 （2）脂溶性的较水溶性的更易通过。 （3）不易电离的较易电离的易通过。
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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
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。
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
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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：
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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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（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
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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
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。
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。
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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（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%
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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
☻ 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）
子后才能被吸收。 （2）脂溶性的较水溶性的更易通过。 （3）不易电离的较易电离的易通过。
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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
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。
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
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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：
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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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（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
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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
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。
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。