知识点1微生物的6类营养要素
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
功能 提供合成细胞物质及代谢物的原料;并为 整个生理活动提供所需要能源（异养—双功能）。
种类
无机含碳化合物：如CO2和碳酸盐等。 有机含碳化合物：糖与糖的衍生物（多糖：如淀粉、麸 皮、米糠等；饴糖；单糖）,脂类、醇类。有机酸、烃类、 芳香族化合物以及各种含碳的化合物。
工业 玉米粉、面粉、麸皮、米糠、糖蜜等
实验室 葡萄糖、果糖、蔗糖、淀粉、甘露醇、 甘油、有机酸等
糖类是许多微生物较易利用的碳源和能 源，其次是醇类、有机酸类和脂类。
微生物对糖的利用，单糖优于双糖和多糖， 已糖胜于戊糖，葡萄糖胜于甘露糖、半乳糖； 在多糖中，淀粉明显优于纤维素或几丁质等多 糖，同型多糖优于琼脂等杂多糖和其他聚合物 （木质素）等
2.氮源
定义 凡是能被微生物用来构成细胞物质或代谢产物中氮 素来源的营养物质称为氮源。
功能 提供合成细胞中含氮物，如蛋白质、核酸，以及含氮 代谢物等的原料；少数细菌可以铵盐、硝酸盐等氮源为能源。
种类 无机氮：铵盐、硝酸盐、亚硝酸盐、尿素、 氨、N2 等；
有机氮：蛋白质及其降解产物（如胨、肽、氨基酸） a.速效氮源：实验室常用牛肉膏、蛋白质 、酵母膏 做氮源 b.迟效氮源：生产用鱼粉、玉米浆、豆饼、花生饼等。
微生物学Microbiology
Chapter 4 Microbial Nutrition and Culture medium
化学与生命科学学院 卜宁
Chemistry and Life Science College
第四章 微生物的营养和培养基
第一节 第二节 第三节 第四节
微生物的6类营养要素 微生物的营养类型 营养物质进入细胞的方式 培养基
一、微生物细胞的化学组成
微生物的化学组成与各成分含量基本反映了微生物生长 繁殖所需求的营养物的种类与数量。分析微生物的化学组成与 各成分数量，是了解微生物营养需求的基础，也是培养微生物 时，设计与配制培养基乃至对生长繁殖过程进行调控的重要理 论依据之一。
1.元素组成： C、H、O、N、P、S、K、Na、Ca、Mg、Fe、
一般微生物生长所需要的无机盐有：硫酸盐、磷酸盐、氯化物以 及含有钠、钾、镁、铁等金属元素的化合物。
4.生长因子
微生物生长所必需，但不能用简单的碳氮源自行合成的微 量有机物质。 不同微生物需求的生长因子的种类和数量不同。 种类：维生素、氨基酸、碱基 需要量：
维生素：1—50ug/L 氨基酸：20—50ug/L 碱 基：10—20ug/L 核苷或核苷酸：200—2000ug/L
3.影响微生物细胞化学组成的因素
(1)微生物的种类：硫细菌、铁细菌、海洋细菌含有较多的S、Fe、 Cl和Na
(2)菌龄：幼龄菌中含氮量较高。 (3)培养条件：在氮源丰富的环境中生长的微生物含氮量较高。
二、6类营养物质及其生理功能
碳源 氮源 无机盐 生长因子 水 能源
1.碳源
定义 凡可被用来构成细胞物质或代谢产物中 碳素来源的营养物质。
参与营养过程并具有营养功能的物质。它是一 切微生物新陈代谢的基础，可为微生物的生命活动 提供结构物质、能量、代谢调节物质和生理与生存 环境。
微生物通过多种方式从环境中吸收营养物质，不同类 型的营养物质往往通过不同的运输途径进入细胞。
对微生物细胞组成的系统分析，了解微生物的营养需 求，针对不同的微生物，根据不同的培养目标，配制适合 微生物“胃口”培养基，是培养和研究微生物的基础。
注：营养缺陷型菌株经常用来进行微生物遗传学方面的研究。
培养基中添加生长因子的措施 ➢ 由于对某些微生物所需的生长因子不了解，
因此常在培养基里添加富含生长因子的物质
酵母膏，牛肉膏，玉米浆，肝浸汁，麦芽汁
Leabharlann Baidu 5.水
水的生理功能
细胞的重要组分，维持细胞正常形态 微生物进行代谢活动的介质 参与细胞内一系列生化反应 调节和控制细胞温度 维持蛋白质、核酸等生物大分子稳定的
缺乏合成生长因子能力的微生物称为营养缺陷型微生物
根据微生物对生长因子的需要存在差异，可分为：
1.野生型(原养型)
不需要生长因子而能在基础培养基上生长的菌株称 野生型菌或原养型。
2.营养缺陷型
某些菌株发生突变(自然突变或人工诱变)后，失去合 成某种(或某些)对该菌株生长必不可少的物质(通常是生 长因子如氨基酸、维生素)的能力，必须从外界环境获得 该物质才能生长繁殖，这种突变型菌株称为营养缺陷型。
天然构象
环境中水的存在状态
结合水：与溶质或其它分子结合而不能被微生物所 利用状态的水； 游离水：可以被微生物所利用的水 水活度
在一定温度和压力下，溶液的蒸气压力与 同样条件下纯水蒸气压力之比。
aw= p/p0 p：溶液蒸气压力
p0：纯水蒸气压力
微生物生长要求：aw=0.63-0.99
在常温常压下，纯水的aw为1.00。当溶 质溶解在水中以后，使分子间的引力增加， 冰点下降，沸点上升，蒸汽压下降， aw变小。
气体氮：固氮微生物以分子氮为唯一氮源
3.无机盐类
大量（主要/宏量）元素： P、S、K、Na、Ca、Mg等， 需要量：10-3~10-4M
微量元素 ： Fe、Mn、Cu、Co、Zn、Mo等， 需要量： 10-6~10-8M
生理功能 ➢ 参与细胞结构物质的组成； ➢ 参与酶的组成及调节酶的活性； ➢ 参与能量转移； ➢ 调节并维持细胞渗透压的平衡； ➢ 作为某些微生物的能源物质
Mn、Cu、Co、Zn、Mo。其中C、H、O、N、P 、 S占细胞干重的97%。
2.元素在细胞内存在形式
(1)水：约占细胞湿重的90%,以游离水和结合水两种形式存在 游离水：干重法可测得； 结合水：不易蒸发、不冻结、也不能渗透,占水总量的17%—
28% (2)有机物：蛋白质、糖、脂类、核酸、维生素及其降解产物. (3)无机盐：参与有机物组成，单独存在于细胞质内以无机盐的 形式存在.
第一节 微生物的6类营养要素
一、微生物细胞的化学组成 二、营养物质及其生理功能
微生物是杂食性的： 一般生物能利用的，微生物能利用； 一般生物不能利用的，微生物也能利用； 对一般生物有害的，微生物还能利用。
营养 生物体从外部环境中吸收生命活动所必需的物
质和能量，以满足其生长和繁殖需要的一种生理功 能。（过程） 营养物质
种类
无机含碳化合物：如CO2和碳酸盐等。 有机含碳化合物：糖与糖的衍生物（多糖：如淀粉、麸 皮、米糠等；饴糖；单糖）,脂类、醇类。有机酸、烃类、 芳香族化合物以及各种含碳的化合物。
工业 玉米粉、面粉、麸皮、米糠、糖蜜等
实验室 葡萄糖、果糖、蔗糖、淀粉、甘露醇、 甘油、有机酸等
糖类是许多微生物较易利用的碳源和能 源，其次是醇类、有机酸类和脂类。
微生物对糖的利用，单糖优于双糖和多糖， 已糖胜于戊糖，葡萄糖胜于甘露糖、半乳糖； 在多糖中，淀粉明显优于纤维素或几丁质等多 糖，同型多糖优于琼脂等杂多糖和其他聚合物 （木质素）等
2.氮源
定义 凡是能被微生物用来构成细胞物质或代谢产物中氮 素来源的营养物质称为氮源。
功能 提供合成细胞中含氮物，如蛋白质、核酸，以及含氮 代谢物等的原料；少数细菌可以铵盐、硝酸盐等氮源为能源。
种类 无机氮：铵盐、硝酸盐、亚硝酸盐、尿素、 氨、N2 等；
有机氮：蛋白质及其降解产物（如胨、肽、氨基酸） a.速效氮源：实验室常用牛肉膏、蛋白质 、酵母膏 做氮源 b.迟效氮源：生产用鱼粉、玉米浆、豆饼、花生饼等。
微生物学Microbiology
Chapter 4 Microbial Nutrition and Culture medium
化学与生命科学学院 卜宁
Chemistry and Life Science College
第四章 微生物的营养和培养基
第一节 第二节 第三节 第四节
微生物的6类营养要素 微生物的营养类型 营养物质进入细胞的方式 培养基
一、微生物细胞的化学组成
微生物的化学组成与各成分含量基本反映了微生物生长 繁殖所需求的营养物的种类与数量。分析微生物的化学组成与 各成分数量，是了解微生物营养需求的基础，也是培养微生物 时，设计与配制培养基乃至对生长繁殖过程进行调控的重要理 论依据之一。
1.元素组成： C、H、O、N、P、S、K、Na、Ca、Mg、Fe、
一般微生物生长所需要的无机盐有：硫酸盐、磷酸盐、氯化物以 及含有钠、钾、镁、铁等金属元素的化合物。
4.生长因子
微生物生长所必需，但不能用简单的碳氮源自行合成的微 量有机物质。 不同微生物需求的生长因子的种类和数量不同。 种类：维生素、氨基酸、碱基 需要量：
维生素：1—50ug/L 氨基酸：20—50ug/L 碱 基：10—20ug/L 核苷或核苷酸：200—2000ug/L
3.影响微生物细胞化学组成的因素
(1)微生物的种类：硫细菌、铁细菌、海洋细菌含有较多的S、Fe、 Cl和Na
(2)菌龄：幼龄菌中含氮量较高。 (3)培养条件：在氮源丰富的环境中生长的微生物含氮量较高。
二、6类营养物质及其生理功能
碳源 氮源 无机盐 生长因子 水 能源
1.碳源
定义 凡可被用来构成细胞物质或代谢产物中 碳素来源的营养物质。
参与营养过程并具有营养功能的物质。它是一 切微生物新陈代谢的基础，可为微生物的生命活动 提供结构物质、能量、代谢调节物质和生理与生存 环境。
微生物通过多种方式从环境中吸收营养物质，不同类 型的营养物质往往通过不同的运输途径进入细胞。
对微生物细胞组成的系统分析，了解微生物的营养需 求，针对不同的微生物，根据不同的培养目标，配制适合 微生物“胃口”培养基，是培养和研究微生物的基础。
注：营养缺陷型菌株经常用来进行微生物遗传学方面的研究。
培养基中添加生长因子的措施 ➢ 由于对某些微生物所需的生长因子不了解，
因此常在培养基里添加富含生长因子的物质
酵母膏，牛肉膏，玉米浆，肝浸汁，麦芽汁
Leabharlann Baidu 5.水
水的生理功能
细胞的重要组分，维持细胞正常形态 微生物进行代谢活动的介质 参与细胞内一系列生化反应 调节和控制细胞温度 维持蛋白质、核酸等生物大分子稳定的
缺乏合成生长因子能力的微生物称为营养缺陷型微生物
根据微生物对生长因子的需要存在差异，可分为：
1.野生型(原养型)
不需要生长因子而能在基础培养基上生长的菌株称 野生型菌或原养型。
2.营养缺陷型
某些菌株发生突变(自然突变或人工诱变)后，失去合 成某种(或某些)对该菌株生长必不可少的物质(通常是生 长因子如氨基酸、维生素)的能力，必须从外界环境获得 该物质才能生长繁殖，这种突变型菌株称为营养缺陷型。
天然构象
环境中水的存在状态
结合水：与溶质或其它分子结合而不能被微生物所 利用状态的水； 游离水：可以被微生物所利用的水 水活度
在一定温度和压力下，溶液的蒸气压力与 同样条件下纯水蒸气压力之比。
aw= p/p0 p：溶液蒸气压力
p0：纯水蒸气压力
微生物生长要求：aw=0.63-0.99
在常温常压下，纯水的aw为1.00。当溶 质溶解在水中以后，使分子间的引力增加， 冰点下降，沸点上升，蒸汽压下降， aw变小。
气体氮：固氮微生物以分子氮为唯一氮源
3.无机盐类
大量（主要/宏量）元素： P、S、K、Na、Ca、Mg等， 需要量：10-3~10-4M
微量元素 ： Fe、Mn、Cu、Co、Zn、Mo等， 需要量： 10-6~10-8M
生理功能 ➢ 参与细胞结构物质的组成； ➢ 参与酶的组成及调节酶的活性； ➢ 参与能量转移； ➢ 调节并维持细胞渗透压的平衡； ➢ 作为某些微生物的能源物质
Mn、Cu、Co、Zn、Mo。其中C、H、O、N、P 、 S占细胞干重的97%。
2.元素在细胞内存在形式
(1)水：约占细胞湿重的90%,以游离水和结合水两种形式存在 游离水：干重法可测得； 结合水：不易蒸发、不冻结、也不能渗透,占水总量的17%—
28% (2)有机物：蛋白质、糖、脂类、核酸、维生素及其降解产物. (3)无机盐：参与有机物组成，单独存在于细胞质内以无机盐的 形式存在.
第一节 微生物的6类营养要素
一、微生物细胞的化学组成 二、营养物质及其生理功能
微生物是杂食性的： 一般生物能利用的，微生物能利用； 一般生物不能利用的，微生物也能利用； 对一般生物有害的，微生物还能利用。
营养 生物体从外部环境中吸收生命活动所必需的物
质和能量，以满足其生长和繁殖需要的一种生理功 能。（过程） 营养物质