农业微生物学：第四章 微生物的营养与培养基
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3、对天然来源的碳源营养物（如糖蜜）来说，除主要 提供碳源营养外，其中还含有氨基酸、无机盐等多种营 养成分。
2、氮源（nitrogen source）
：凡能提供微生物生长繁殖所需氮元素的营养源。
氮是构成蛋白质和核酸的主要元素，蛋白质和核酸都 是重要的生命物质。
微生物的氮源谱
类 元素水平 化合物水平 型
在培养基的原料水平上，常添加酵母膏、玉米浆、 麦芽汁、肝浸液等作为生长因子。
5、无机盐（mineral salts）/矿质元素
为微生物细胞生长提供碳、氮源以外的多种重要元素。
大量元素：P、S、K、Mg、Ca、Na、Fe （微生 物生长所需浓度在10-3~10-4mol/L） 微量元素：Cu、Zn、Mn、Mo、Co （微生物生长 所需浓度在10-6~10-8mol/L）
无 C(?) 机 碳 C·O
C·O·X
—
CO2 NaHCO3
—
CO2 NaHCO3、CaCO3等
微生物可利用的碳源（化合物分类）
糖类：葡萄糖，果糖，麦芽糖，蔗糖，淀粉，半乳糖，乳糖，甘 露糖，纤维二糖，纤维素，半纤维素，甲壳素，木质素，等 有机酸：乳酸，柠檬酸，延胡索酸，低级脂肪酸，高级脂肪酸， 氨基酸，等 醇类：乙醇，等 脂类：脂肪，磷脂，等 烃类：天然气，石油，石油馏分，石蜡油 ，等
微生物的碳源谱
类 元素水平 型
化合物水平
培养基原料水平
C·H·O·N· 复杂蛋白质、核酸等 牛肉膏、蛋白胨、花生
有X
饼粉等
机 C·H·O·N 多数氨基酸、简单蛋 一般氨基酸、明胶等
碳
白质等
C·H·O
糖、有机酸、醇、脂 葡萄糖、蔗糖、各种淀
类等
粉、糖蜜等
C·H
烃类
天然气、石油及其不同 馏份、石蜡油等
碳源、氮源、能源、生长因子、无机盐、水
无论从元素水平还是营养要素水平，微生物的营养要求 与动物和植物都十分接近。 ——生物之间存在“营养上的统一性”
1、碳源（carbon source）
：一切能满足微生物生长繁殖所需碳元素的营养物。
微生物细胞碳元素含量约占干重的50%。除水分外，碳 源是需要量最大的营养物——大量营养物。
培养基原料水平
N·C·H·O·X
有 机 氮
N·C·H·O
复杂蛋白质、核酸等 牛肉膏、酵母膏、 饼粕粉、蚕蛹粉等
尿素、一般氨基酸、简 尿素、蛋白胨、明
单蛋白质等
胶等
N·H
无 机 N·O 氮
N
NH3、铵盐等 硝酸盐等 N2
(NH4)2SO4等 KNO3等 空气
有机氮源：蛋白质及其降解产物（如胨、肽、氨基酸等）、 牛肉膏、鱼粉、花生饼粉、黄豆饼粉、玉米浆等
第四章 微生物的营养与培养基
营养(nutrition)
生物体从外部环境中摄取生命活动必需的物质和能量，以满足正 常生长、繁殖和各种生理活动之所需。
营养是一切生命活动所必需的物质基础，有了营养，才可以进一 步进行代谢、生长和繁殖。
营养物
是指具有营养功能的物质（包括光辐射能在内）。
微生物是杂食性的：
一般生物能利用的，微生物能利用；
4、 生长因子 (growth factor) 一类调节微生物正常代谢所必需，但不能用简单的碳源、 氮源自行合成的有机物。
生长因子：维生素、碱基、卟啉及其衍生物、甾醇等
生长因子自养型微生物：多数真菌、放线菌和细菌；
生长因子异养型微生物：乳酸菌、营养缺陷型突变株及致病菌；
生长因子过量合成的微生物：可用其生产有关的生长因子（如维生 素），如阿舒假囊酵母生产B2，谢氏丙杆菌、有些链霉菌生产B12 等。
辐射能 光能自养和光能异养微生物的能源
化能自养微生物的能源——无机物 （不同于碳源）
主要有：NH4+、 S 、NO2-、H2S、Fe2+ 能利用这类能源的微生物主要是一些原核类的生物——亚硝酸 细菌、硫细菌、铁细菌等。
根据营养物的功能：
单功能营养物： 辐射能
双功能营养物： 例如NH4+可以作为能源，又可作为氮源 三功能营养物： N ·C ·H ·O类营养物质常是异养微生物的能源， 碳源兼氮源 。例如：氨基酸
无机氮源：铵盐、硝酸盐、亚硝酸盐、尿素、 氨
气态氮源：大气中N2
在微生物的培养基组分中，最常用的氮源 牛肉膏、酵母膏、蛋白胨。
3、能源（energy source）
能为微生物生命活动提供最初能量来源的营养物或辐射 能。
能源谱：
有机物——化能异养微生物的能源（同碳源） 化学物质
无机物——化能自养微生物的能源（不同于碳源）
在微生物的培养基组分中，最常用的碳源物质主要有葡萄糖、蔗 糖、淀粉、糖蜜、麸皮、米糠。
注意：
1、在多糖中，虽然蛋白质、氨基酸、牛肉膏、蛋白胨 等原料组分也是C·H·O·N和C·H·O·N·X，但是一般作氮 源，而不是降格做碳源使用。
2、对一切异养菌来说，其碳源可同时兼作能源，因此 碳源是它们的双功能营养物。
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。
第一节 微生物的营养六要素
一、 微生物菌体的化学组成——元素水平 主要元素：碳、氢、氧、氮、磷、硫、钾、镁、钙等
占细胞干重的97%
微量元素：锌、锰、氯、钼、硒、钴、铜等
二、微生物的6类营养要素
按照营养物质在菌体中的生理作用的不同，可以将它们 分成六大类。
CO2 碳酸盐：NaHCO3, CaCO3, 白垩，等 其他：芳香族化合物，氰化物，蛋白质，肽，核酸
碳 无机碳——自养微生物（以无机碳源做主要碳源） 源 谱 有机碳——异养微生物（必须利用有机碳源）
对于异养微生物来说，糖类是广泛的碳源。
糖类中： 单糖>双糖>多糖 葡萄糖、果糖>半乳糖、甘露糖等 淀粉>纤维素、几丁质等
Lactobacillus spp. (各种乳酸杆菌)
Leuconostoc mesenteroides (肠膜状明串珠菌)
Proteus morganii (摩氏变形杆菌)
Leuconostoc dextranicum (葡聚糖明串珠菌)
ctobacillus spp.
Bacteroides melaninogenicus (产黑素拟杆菌)
若干细菌所需要的生长因子
维生素
微生物的种
硫胺素（B1） 核黄素（B2） 烟酸（B3） 吡哆酸 （B6） 生物素 泛酸（B5） 叶酸 钴胺酸（B12） 维生素K
Bacillus anthracis (炭疽芽孢杆菌)
Clostridium tetani (破伤风梭菌)
Brucella abortus (流产布鲁氏杆菌)
2、氮源（nitrogen source）
：凡能提供微生物生长繁殖所需氮元素的营养源。
氮是构成蛋白质和核酸的主要元素，蛋白质和核酸都 是重要的生命物质。
微生物的氮源谱
类 元素水平 化合物水平 型
在培养基的原料水平上，常添加酵母膏、玉米浆、 麦芽汁、肝浸液等作为生长因子。
5、无机盐（mineral salts）/矿质元素
为微生物细胞生长提供碳、氮源以外的多种重要元素。
大量元素：P、S、K、Mg、Ca、Na、Fe （微生 物生长所需浓度在10-3~10-4mol/L） 微量元素：Cu、Zn、Mn、Mo、Co （微生物生长 所需浓度在10-6~10-8mol/L）
无 C(?) 机 碳 C·O
C·O·X
—
CO2 NaHCO3
—
CO2 NaHCO3、CaCO3等
微生物可利用的碳源（化合物分类）
糖类：葡萄糖，果糖，麦芽糖，蔗糖，淀粉，半乳糖，乳糖，甘 露糖，纤维二糖，纤维素，半纤维素，甲壳素，木质素，等 有机酸：乳酸，柠檬酸，延胡索酸，低级脂肪酸，高级脂肪酸， 氨基酸，等 醇类：乙醇，等 脂类：脂肪，磷脂，等 烃类：天然气，石油，石油馏分，石蜡油 ，等
微生物的碳源谱
类 元素水平 型
化合物水平
培养基原料水平
C·H·O·N· 复杂蛋白质、核酸等 牛肉膏、蛋白胨、花生
有X
饼粉等
机 C·H·O·N 多数氨基酸、简单蛋 一般氨基酸、明胶等
碳
白质等
C·H·O
糖、有机酸、醇、脂 葡萄糖、蔗糖、各种淀
类等
粉、糖蜜等
C·H
烃类
天然气、石油及其不同 馏份、石蜡油等
碳源、氮源、能源、生长因子、无机盐、水
无论从元素水平还是营养要素水平，微生物的营养要求 与动物和植物都十分接近。 ——生物之间存在“营养上的统一性”
1、碳源（carbon source）
：一切能满足微生物生长繁殖所需碳元素的营养物。
微生物细胞碳元素含量约占干重的50%。除水分外，碳 源是需要量最大的营养物——大量营养物。
培养基原料水平
N·C·H·O·X
有 机 氮
N·C·H·O
复杂蛋白质、核酸等 牛肉膏、酵母膏、 饼粕粉、蚕蛹粉等
尿素、一般氨基酸、简 尿素、蛋白胨、明
单蛋白质等
胶等
N·H
无 机 N·O 氮
N
NH3、铵盐等 硝酸盐等 N2
(NH4)2SO4等 KNO3等 空气
有机氮源：蛋白质及其降解产物（如胨、肽、氨基酸等）、 牛肉膏、鱼粉、花生饼粉、黄豆饼粉、玉米浆等
第四章 微生物的营养与培养基
营养(nutrition)
生物体从外部环境中摄取生命活动必需的物质和能量，以满足正 常生长、繁殖和各种生理活动之所需。
营养是一切生命活动所必需的物质基础，有了营养，才可以进一 步进行代谢、生长和繁殖。
营养物
是指具有营养功能的物质（包括光辐射能在内）。
微生物是杂食性的：
一般生物能利用的，微生物能利用；
4、 生长因子 (growth factor) 一类调节微生物正常代谢所必需，但不能用简单的碳源、 氮源自行合成的有机物。
生长因子：维生素、碱基、卟啉及其衍生物、甾醇等
生长因子自养型微生物：多数真菌、放线菌和细菌；
生长因子异养型微生物：乳酸菌、营养缺陷型突变株及致病菌；
生长因子过量合成的微生物：可用其生产有关的生长因子（如维生 素），如阿舒假囊酵母生产B2，谢氏丙杆菌、有些链霉菌生产B12 等。
辐射能 光能自养和光能异养微生物的能源
化能自养微生物的能源——无机物 （不同于碳源）
主要有：NH4+、 S 、NO2-、H2S、Fe2+ 能利用这类能源的微生物主要是一些原核类的生物——亚硝酸 细菌、硫细菌、铁细菌等。
根据营养物的功能：
单功能营养物： 辐射能
双功能营养物： 例如NH4+可以作为能源，又可作为氮源 三功能营养物： N ·C ·H ·O类营养物质常是异养微生物的能源， 碳源兼氮源 。例如：氨基酸
无机氮源：铵盐、硝酸盐、亚硝酸盐、尿素、 氨
气态氮源：大气中N2
在微生物的培养基组分中，最常用的氮源 牛肉膏、酵母膏、蛋白胨。
3、能源（energy source）
能为微生物生命活动提供最初能量来源的营养物或辐射 能。
能源谱：
有机物——化能异养微生物的能源（同碳源） 化学物质
无机物——化能自养微生物的能源（不同于碳源）
在微生物的培养基组分中，最常用的碳源物质主要有葡萄糖、蔗 糖、淀粉、糖蜜、麸皮、米糠。
注意：
1、在多糖中，虽然蛋白质、氨基酸、牛肉膏、蛋白胨 等原料组分也是C·H·O·N和C·H·O·N·X，但是一般作氮 源，而不是降格做碳源使用。
2、对一切异养菌来说，其碳源可同时兼作能源，因此 碳源是它们的双功能营养物。
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。
第一节 微生物的营养六要素
一、 微生物菌体的化学组成——元素水平 主要元素：碳、氢、氧、氮、磷、硫、钾、镁、钙等
占细胞干重的97%
微量元素：锌、锰、氯、钼、硒、钴、铜等
二、微生物的6类营养要素
按照营养物质在菌体中的生理作用的不同，可以将它们 分成六大类。
CO2 碳酸盐：NaHCO3, CaCO3, 白垩，等 其他：芳香族化合物，氰化物，蛋白质，肽，核酸
碳 无机碳——自养微生物（以无机碳源做主要碳源） 源 谱 有机碳——异养微生物（必须利用有机碳源）
对于异养微生物来说，糖类是广泛的碳源。
糖类中： 单糖>双糖>多糖 葡萄糖、果糖>半乳糖、甘露糖等 淀粉>纤维素、几丁质等
Lactobacillus spp. (各种乳酸杆菌)
Leuconostoc mesenteroides (肠膜状明串珠菌)
Proteus morganii (摩氏变形杆菌)
Leuconostoc dextranicum (葡聚糖明串珠菌)
ctobacillus spp.
Bacteroides melaninogenicus (产黑素拟杆菌)
若干细菌所需要的生长因子
维生素
微生物的种
硫胺素（B1） 核黄素（B2） 烟酸（B3） 吡哆酸 （B6） 生物素 泛酸（B5） 叶酸 钴胺酸（B12） 维生素K
Bacillus anthracis (炭疽芽孢杆菌)
Clostridium tetani (破伤风梭菌)
Brucella abortus (流产布鲁氏杆菌)