微生物的营养和代谢第六章微生物遗传
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的介质； ④可调节菌体内的温度(水比热大有
利吸热,散热) ； ⑤水维持细胞膨压； ⑥可供给菌体营养。
微生物的营养和代谢第六章微生物 遗传
5.1.2微生物的营养类型
根据微生物所需要的能源和碳源的不 同，可将微生物的营养类型分为四大类：
营 养 光能无机 光能有机 化能无机 化能有机 类 型 营养型 营养型 营养型 营养型
能 源 光能 光能 化学能 化学能
主要碳源 CO2 CO2 CO2 有机 物
氢或电子 水或还原 有机物 还原态无 有机物
供体 态无机物
机物
微生物的营养和代谢第六章微生物 遗传
1.光能无机营养型(或称光能自养型)
这类微生物是利用光作为生活所需要的能 源，以CO2作为唯一或主要碳源，以无机物作 为供氢体来还原CO2合成细胞 的有机物质。如 藻类和少数细菌(红硫细菌、绿硫细菌)，它们 都含光和色素(叶绿素或细菌叶绿素、类胡萝卜 素和藻胆素)，可以在完全无机的环境中生长， 所以称光能无机营养型。
微生物的营养和代谢第六章微生物 遗传
3.矿质元素
矿质元素也是微生物生命活动所不 可缺少的营养物质，可分为两大类，即 大量元素(P、K、Mg、Ga、S、Na等) 和 微 量 元 素 (Fe 、 B 、 Cu 、 Zn 、 Mo 、 Co)。其主要功能是：①构成微生物细 胞的组成成分；②作为酶的组成部分或 维持酶的活性；③调节细胞的渗透压、 氢离子浓度、Eh等；④作为自养微生物 的能源。
CH3
光能
CHOH+CO2----- 2CH3COCH3+[CH2O]+H2O
CH3
光合色素
(异丙醇)
(丙酮)
微生物的营养和代谢第六章微生物 遗传
3.化能无机营养型(化能自养型)
能从无机物氧化过程中获得能量，并以 CO2作为唯一或主要碳源进行生长的微生物。 如铁细菌、亚消化细菌、消化细菌和硫细菌。
蛋白质
原生营养: 凡是以葡萄糖或其他有机化合物为 唯一碳源和能源, 以无机化合物为唯一氮源, 能够满足碳、氮营养需要的化能有机营养微 生物, 统称为原生营养型。如果这种条件不能 满足营养需要, 则为缺陷营养(营养缺陷型): 某些微生物由于合成能力发生障碍, 所以在微 生物培养时要添加某种或某几种氨基酸或碱 基等有机化合物才能生长。
微生物的营养和代谢第六章微生物 遗传
4.生长因子
凡能调节微生物代谢活动的微量有机物质 称为生长因子。包括维生素、氨基酸和核苷三 类。其作用是用来构成酶的辅基或辅酶(是某些 酶活性所必需的成分)(表)
各种微生物所需生长因子的种类和数量是 不一样的，如自养微生物和一些腐生性细菌、 霉菌，能自己合成这类物质，不需外界供给； 而有些微生物(根瘤菌、乳酸杆菌等)因缺乏合 成这类物质的能力，必须外界供给才能生长。
在实验室通常用作生长因子的物质有：酵 母膏、玉米浆、肝浸液、麦芽汁、牛肉膏、米 糠等。
微生物的营养和代谢第六章微生物 遗传
维生素及其在代谢中的作用
化合物
代谢中的作用
生物素 泛酸 辅酶M 硫胺素 (B1) 维生素K
催化羧化反应的酶的辅酶
辅酶A的前体
甲烷形成中的辅酶 硫胺素焦磷酸脱羧酶、转醛醇酶和 转酮醇酶的辅 甲基醌类的前体，起电子载体作用 (如延胡索酸还原酶)
氮源分无机（分子态氮、硝酸盐、铵 盐等）和有机（尿素、氨基酸、蛋白质、 蛋白胨、肉膏等）两大类。
实验室培养微生物常用的氮源主要有： 铵盐、硝酸盐、尿素、蛋白胨和牛肉膏 等。发酵工业上常以豆饼粉、花生饼粉 和玉米浆等作为微生物的氮源。
微生物的营养和代谢第六章微生物 遗传
N2
固氮酶
(N2)固氮微生物
NH4—N
碳源分无机（CO2及碳酸盐）和有 机碳源（糖类、有机酸类、油脂及烃 类） 。
实验室培养微生物常用的碳源主要 有：葡萄糖、果糖、蔗糖、淀粉、甘油 和一些有机酸等。
微生物的营养和代谢第六章微生物 遗传
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）。
5.1.1营养物质及其功能
从元素成分看，需要最多的是：C、H、 O、N、P、K、Ga、Mg、S、Fe等10种，且 C、H、O、N、S、P还是碳水化合物、脂类、 蛋白质和核酸的成分。
微生物的营养和代谢第六章微生物 遗传
1.碳源：
凡能共给微生物碳素营养的物质称 为碳源。
碳素的主要作用是组成菌体细胞物 质和共给微生物生长发育所需的能量。
微生物的营养和代谢第六章微生物 遗传
微生物对生长素的需要分三类 情况:①自养微生物不需外源 供应; ②需部分供给或部分供 给生长素的前体才能生长; ③ 要供给多种生长因素才能生 长(常需要供给植物汁液、动 物煮汁才能生长)。
微生物的营养和代谢第六章微生物 遗传
5.水
作用： ①是细胞的主要组成成分； ②直接参加各种代谢反应; ③是细胞吸收营养物质和排泄废物
光能 CO2 + 2 H2S ------- [ CH2O ] + 2S + H2O
细胞叶绿素
光能 CO2 + 2 H2A ----- [CH2O] + H2O + 2A
光合色素
微生物的营养和代谢第六章微生物 遗传
2.光能有机营养型(光能异养型)
这类微生物利用光作为能源，利用简单有机 物作为供氢体以还原CO2合成细胞有机物质。如 红螺细菌：
第五章 微生物的营养和代谢
本章重点和难点： 微生物营养类型，微生物的
产能方式和微生物特有的合成代 谢（生物固氮、肽聚糖合成、次 生代谢产物）
微生物的营养和代谢第六章微生物 遗传
5.1 微生物的营养物质和营养类型
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 。 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称 为营养物质或养料 。
但应注意，三大色素中，叶绿素或细菌叶 绿素是主要的光合色素，而类胡萝卜素和藻胆 素因不能单独进行光合作用而称为辅助色素， 其主要功能是捕获光能转移到光反应中心，并 保护膜系统免遭光氧化的破坏。
微生物的营养和代谢第六章微生物Biblioteka Baidu遗传
光能 CO2 + H2O ------ [ CH2O ] + O2
叶绿素
利吸热,散热) ； ⑤水维持细胞膨压； ⑥可供给菌体营养。
微生物的营养和代谢第六章微生物 遗传
5.1.2微生物的营养类型
根据微生物所需要的能源和碳源的不 同，可将微生物的营养类型分为四大类：
营 养 光能无机 光能有机 化能无机 化能有机 类 型 营养型 营养型 营养型 营养型
能 源 光能 光能 化学能 化学能
主要碳源 CO2 CO2 CO2 有机 物
氢或电子 水或还原 有机物 还原态无 有机物
供体 态无机物
机物
微生物的营养和代谢第六章微生物 遗传
1.光能无机营养型(或称光能自养型)
这类微生物是利用光作为生活所需要的能 源，以CO2作为唯一或主要碳源，以无机物作 为供氢体来还原CO2合成细胞 的有机物质。如 藻类和少数细菌(红硫细菌、绿硫细菌)，它们 都含光和色素(叶绿素或细菌叶绿素、类胡萝卜 素和藻胆素)，可以在完全无机的环境中生长， 所以称光能无机营养型。
微生物的营养和代谢第六章微生物 遗传
3.矿质元素
矿质元素也是微生物生命活动所不 可缺少的营养物质，可分为两大类，即 大量元素(P、K、Mg、Ga、S、Na等) 和 微 量 元 素 (Fe 、 B 、 Cu 、 Zn 、 Mo 、 Co)。其主要功能是：①构成微生物细 胞的组成成分；②作为酶的组成部分或 维持酶的活性；③调节细胞的渗透压、 氢离子浓度、Eh等；④作为自养微生物 的能源。
CH3
光能
CHOH+CO2----- 2CH3COCH3+[CH2O]+H2O
CH3
光合色素
(异丙醇)
(丙酮)
微生物的营养和代谢第六章微生物 遗传
3.化能无机营养型(化能自养型)
能从无机物氧化过程中获得能量，并以 CO2作为唯一或主要碳源进行生长的微生物。 如铁细菌、亚消化细菌、消化细菌和硫细菌。
蛋白质
原生营养: 凡是以葡萄糖或其他有机化合物为 唯一碳源和能源, 以无机化合物为唯一氮源, 能够满足碳、氮营养需要的化能有机营养微 生物, 统称为原生营养型。如果这种条件不能 满足营养需要, 则为缺陷营养(营养缺陷型): 某些微生物由于合成能力发生障碍, 所以在微 生物培养时要添加某种或某几种氨基酸或碱 基等有机化合物才能生长。
微生物的营养和代谢第六章微生物 遗传
4.生长因子
凡能调节微生物代谢活动的微量有机物质 称为生长因子。包括维生素、氨基酸和核苷三 类。其作用是用来构成酶的辅基或辅酶(是某些 酶活性所必需的成分)(表)
各种微生物所需生长因子的种类和数量是 不一样的，如自养微生物和一些腐生性细菌、 霉菌，能自己合成这类物质，不需外界供给； 而有些微生物(根瘤菌、乳酸杆菌等)因缺乏合 成这类物质的能力，必须外界供给才能生长。
在实验室通常用作生长因子的物质有：酵 母膏、玉米浆、肝浸液、麦芽汁、牛肉膏、米 糠等。
微生物的营养和代谢第六章微生物 遗传
维生素及其在代谢中的作用
化合物
代谢中的作用
生物素 泛酸 辅酶M 硫胺素 (B1) 维生素K
催化羧化反应的酶的辅酶
辅酶A的前体
甲烷形成中的辅酶 硫胺素焦磷酸脱羧酶、转醛醇酶和 转酮醇酶的辅 甲基醌类的前体，起电子载体作用 (如延胡索酸还原酶)
氮源分无机（分子态氮、硝酸盐、铵 盐等）和有机（尿素、氨基酸、蛋白质、 蛋白胨、肉膏等）两大类。
实验室培养微生物常用的氮源主要有： 铵盐、硝酸盐、尿素、蛋白胨和牛肉膏 等。发酵工业上常以豆饼粉、花生饼粉 和玉米浆等作为微生物的氮源。
微生物的营养和代谢第六章微生物 遗传
N2
固氮酶
(N2)固氮微生物
NH4—N
碳源分无机（CO2及碳酸盐）和有 机碳源（糖类、有机酸类、油脂及烃 类） 。
实验室培养微生物常用的碳源主要 有：葡萄糖、果糖、蔗糖、淀粉、甘油 和一些有机酸等。
微生物的营养和代谢第六章微生物 遗传
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）。
5.1.1营养物质及其功能
从元素成分看，需要最多的是：C、H、 O、N、P、K、Ga、Mg、S、Fe等10种，且 C、H、O、N、S、P还是碳水化合物、脂类、 蛋白质和核酸的成分。
微生物的营养和代谢第六章微生物 遗传
1.碳源：
凡能共给微生物碳素营养的物质称 为碳源。
碳素的主要作用是组成菌体细胞物 质和共给微生物生长发育所需的能量。
微生物的营养和代谢第六章微生物 遗传
微生物对生长素的需要分三类 情况:①自养微生物不需外源 供应; ②需部分供给或部分供 给生长素的前体才能生长; ③ 要供给多种生长因素才能生 长(常需要供给植物汁液、动 物煮汁才能生长)。
微生物的营养和代谢第六章微生物 遗传
5.水
作用： ①是细胞的主要组成成分； ②直接参加各种代谢反应; ③是细胞吸收营养物质和排泄废物
光能 CO2 + 2 H2S ------- [ CH2O ] + 2S + H2O
细胞叶绿素
光能 CO2 + 2 H2A ----- [CH2O] + H2O + 2A
光合色素
微生物的营养和代谢第六章微生物 遗传
2.光能有机营养型(光能异养型)
这类微生物利用光作为能源，利用简单有机 物作为供氢体以还原CO2合成细胞有机物质。如 红螺细菌：
第五章 微生物的营养和代谢
本章重点和难点： 微生物营养类型，微生物的
产能方式和微生物特有的合成代 谢（生物固氮、肽聚糖合成、次 生代谢产物）
微生物的营养和代谢第六章微生物 遗传
5.1 微生物的营养物质和营养类型
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 。 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称 为营养物质或养料 。
但应注意，三大色素中，叶绿素或细菌叶 绿素是主要的光合色素，而类胡萝卜素和藻胆 素因不能单独进行光合作用而称为辅助色素， 其主要功能是捕获光能转移到光反应中心，并 保护膜系统免遭光氧化的破坏。
微生物的营养和代谢第六章微生物Biblioteka Baidu遗传
光能 CO2 + H2O ------ [ CH2O ] + O2
叶绿素