微生物的營養(yǎng)ppt課件

1、細胞從外界環(huán)境中攝取化學物質(zhì)，細胞從外界環(huán)境中攝取化學物質(zhì)，使其在生長過程中獲取生命活動所使其在生長過程中獲取生命活動所需的能量及其構(gòu)造物質(zhì)的生理過程需的能量及其構(gòu)造物質(zhì)的生理過程稱為營養(yǎng)或營養(yǎng)作用。稱為營養(yǎng)或營養(yǎng)作用。第一節(jié)第一節(jié) 微生物細胞的化學組成微生物細胞的化學組成從微生物細胞的組成來看，都是含有碳、從微生物細胞的組成來看，都是含有碳、氫、氮和各種礦質(zhì)元素，由這些元素組成氫、氮和各種礦質(zhì)元素，由這些元素組成細胞中有機和無機成分，其中主要是水分、細胞中有機和無機成分，其中主要是水分、蛋白質(zhì)、碳水化合物、脂肪、核酸和無機蛋白質(zhì)、碳水化合物、脂肪、核酸和無機鹽。鹽。微生物細胞中水分含量最多，

2、干物質(zhì)中碳、微生物細胞中水分含量最多，干物質(zhì)中碳、氮、氫、氧四種元素約占氮、氫、氧四種元素約占90909797，還，還有礦質(zhì)元素磷、鐵、銅、錳等。有礦質(zhì)元素磷、鐵、銅、錳等。組成微生物細胞的各類化學元素的比例常組成微生物細胞的各類化學元素的比例常因微生物種類的不同而不同。因微生物種類的不同而不同。不僅如此，微生物細胞的化學元素組成也不僅如此，微生物細胞的化學元素組成也常隨菌齡及培育條件的不同而在一定范常隨菌齡及培育條件的不同而在一定范圍內(nèi)發(fā)生變化。圍內(nèi)發(fā)生變化。第二節(jié)第二節(jié) 營養(yǎng)物質(zhì)及其功能營養(yǎng)物質(zhì)及其功能營養(yǎng)物質(zhì)主要功用：供應微生物合成營養(yǎng)物質(zhì)主要功用：供應微生物合成細胞物質(zhì)的原料；用以產(chǎn)生

3、能量；細胞物質(zhì)的原料；用以產(chǎn)生能量；有的營養(yǎng)物如維生素主要用于調(diào)理新陳有的營養(yǎng)物如維生素主要用于調(diào)理新陳代謝。代謝。一一 、碳源、碳源凡是構(gòu)成微生物細胞和代謝產(chǎn)物中碳架凡是構(gòu)成微生物細胞和代謝產(chǎn)物中碳架來源的營養(yǎng)物稱為碳源。來源的營養(yǎng)物稱為碳源。碳源既是微生物的組成成分，又是微生碳源既是微生物的組成成分，又是微生物的能量來源。微生物可以利用的碳源物的能量來源。微生物可以利用的碳源范圍極廣，分為有機碳源和無機碳源兩范圍極廣，分為有機碳源和無機碳源兩大類，糖類是最廣泛利用的碳源。大類，糖類是最廣泛利用的碳源。碳源物質(zhì)在細胞內(nèi)經(jīng)過一系列復雜的化碳源物質(zhì)在細胞內(nèi)經(jīng)過一系列復雜的化學變化后成為微生物本身

4、的細胞物質(zhì)學變化后成為微生物本身的細胞物質(zhì)( (如如碳水化合物、脂、蛋白質(zhì)等碳水化合物、脂、蛋白質(zhì)等) )和代謝產(chǎn)物，和代謝產(chǎn)物，碳可占普通細菌細胞干重的一半。碳可占普通細菌細胞干重的一半。二、氮源：二、氮源：凡是能提供微生物生長繁衍所需氮元素凡是能提供微生物生長繁衍所需氮元素的營養(yǎng)源，稱為氮源。的營養(yǎng)源，稱為氮源。氮是組成微生物蛋白質(zhì)、酶和核酸的成氮是組成微生物蛋白質(zhì)、酶和核酸的成分。分。 能利用的氮源種類非常廣泛?？諝庵蟹帜芾玫牡捶N類非常廣泛?？諝庵蟹肿討B(tài)的氮、無機和有機氮。子態(tài)的氮、無機和有機氮。氮源這類物質(zhì)主要用來合成細胞中的含氮物質(zhì)，氮源這類物質(zhì)主要用來合成細胞中的含氮物質(zhì)，普通

5、不作為能源，只需少數(shù)自養(yǎng)微生物能利用普通不作為能源，只需少數(shù)自養(yǎng)微生物能利用銨鹽、硝酸鹽同時作為氮源與能源。銨鹽、硝酸鹽同時作為氮源與能源。不同種類的微生物對氮源的需求也不盡一樣。不同種類的微生物對氮源的需求也不盡一樣。微生物培育時最常用的有機氮源是牛肉膏、酵微生物培育時最常用的有機氮源是牛肉膏、酵母膏等，蛋白胨部分水解蛋白質(zhì)是許多微母膏等，蛋白胨部分水解蛋白質(zhì)是許多微生物良好的氮源。生物良好的氮源。從微生物所能利用的氮源種類來看，存從微生物所能利用的氮源種類來看，存在著一個明顯的界限：在著一個明顯的界限：一部分微生物是不需求利用氨基酸作氮一部分微生物是不需求利用氨基酸作氮源的，它們能把尿素、

6、銨鹽甚至氮氣等源的，它們能把尿素、銨鹽甚至氮氣等簡單氮源自行合成所需求的一切氨基酸，簡單氮源自行合成所需求的一切氨基酸，稱為氨基酸自養(yǎng)型生物。稱為氨基酸自養(yǎng)型生物。凡需求從外界吸收現(xiàn)成的氨基酸作氮源凡需求從外界吸收現(xiàn)成的氨基酸作氮源的微生物就是氨基酸異養(yǎng)型生物。的微生物就是氨基酸異養(yǎng)型生物。三、水三、水水是細胞維持正常生命活動所必不可少水是細胞維持正常生命活動所必不可少的，普通可占細胞分量的的，普通可占細胞分量的707090%90%。在微生物各種各樣的生理活動中必需有在微生物各種各樣的生理活動中必需有水參與才干進展。水參與才干進展。水是一種最優(yōu)良的溶劑，可保證幾乎一水是一種最優(yōu)良的溶劑，可保證

7、幾乎一切生物化學反響的進展切生物化學反響的進展水可維持各種生物大分子構(gòu)造的穩(wěn)定性，水可維持各種生物大分子構(gòu)造的穩(wěn)定性，并參與某些重要的生物化學反響。并參與某些重要的生物化學反響。水還有許多優(yōu)良的物理性質(zhì)，諸如高比水還有許多優(yōu)良的物理性質(zhì)，諸如高比熱、高汽化熱、高沸點以及固態(tài)時密度熱、高汽化熱、高沸點以及固態(tài)時密度小于液態(tài)等，都是保證生命活動非常重小于液態(tài)等，都是保證生命活動非常重要的特性。要的特性。四、無機鹽四、無機鹽主要有主要有P P、S S、 MgMg、 K K、 CaCa、 NaNa、F F微量微量元素等；無機鹽是微生物生長必不可少的元素等；無機鹽是微生物生長必不可少的一類營養(yǎng)物質(zhì)一類營

8、養(yǎng)物質(zhì), ,它們在機體中的生理功能它們在機體中的生理功能主要是作為酶活性中心的組成部分、維持主要是作為酶活性中心的組成部分、維持生物大分子和細胞構(gòu)造的穩(wěn)定性、調(diào)理并生物大分子和細胞構(gòu)造的穩(wěn)定性、調(diào)理并維持細胞的浸透壓平衡、控制細胞的氧化維持細胞的浸透壓平衡、控制細胞的氧化復原電位和作為某些微生物生長的能源物復原電位和作為某些微生物生長的能源物質(zhì)等。質(zhì)等。主要元素包括磷、硫、鉀、鎂、鈣、鈉主要元素包括磷、硫、鉀、鎂、鈣、鈉等。等。微量元素包括鋅、錳、氯、鉬、硒、鈷、微量元素包括鋅、錳、氯、鉬、硒、鈷、銅、鎢、鎳、硼等。銅、鎢、鎳、硼等。在配制培育基時，首選參與磷酸氫二鉀在配制培育基時，首選參與磷

9、酸氫二鉀和硫酸鎂，根本時可以同時提供和硫酸鎂，根本時可以同時提供4種需求種需求量最大的元素。量最大的元素。五、生長因子五、生長因子生長因子通常指那些微生物生長所必需且需求量很小,而且微生物本身不能合成或合成量缺乏以滿足機體生長需求的有機化合物。根據(jù)生長因子的化學構(gòu)造和它們在機體中的生理功能的不同,可將生長因子分為維生素(vitamin)、氨基酸與嘌呤及嘧啶三大類。生長因子可以從酵母膏、玉米漿、麥芽汁、血液或血清中獲得。維生素維生素氨基酸類氨基酸類嘌呤、嘧啶及其衍生物嘌呤、嘧啶及其衍生物根據(jù)微生物對生長因子的需求情況的不根據(jù)微生物對生長因子的需求情況的不同，可將微生物分為生長因子自養(yǎng)型微同，可將

10、微生物分為生長因子自養(yǎng)型微生物、生長因子異養(yǎng)型微生物和生長因生物、生長因子異養(yǎng)型微生物和生長因子過量合成的微生物。子過量合成的微生物。 根據(jù)微生物對碳源的要求不同，可將其分為自養(yǎng)菌和異養(yǎng)菌兩大營養(yǎng)類型。凡能利用無機碳合成菌體內(nèi)有機碳化物的，叫自養(yǎng)菌；不能利用無機碳而需求有機碳才干合成菌體內(nèi)有機碳化物的，為異養(yǎng)菌。根據(jù)其生命活動所需能量的來源不同，可分為光能營養(yǎng)菌和化能營養(yǎng)菌。前者是從光線中獲得能量，后者那么從化學物質(zhì)氧化中獲得能量。因此，根據(jù)微生物所需的碳源和能源不同，可將微生物分為光能自養(yǎng)菌、光能異養(yǎng)菌、化能自養(yǎng)菌、化能異養(yǎng)菌等四類。根據(jù)碳源、能源及電子供體性質(zhì)的不同可分為根據(jù)碳源、能源及電

11、子供體性質(zhì)的不同可分為: :光能自養(yǎng)型光能自養(yǎng)型: : 以光為能源，以以光為能源，以CO2 CO2 為獨一或主要為獨一或主要碳源碳源, ,不依賴任不依賴任 何有機物即可正常生長何有機物即可正常生長光能異養(yǎng)型光能異養(yǎng)型: : 以光為能源，但生長需求一定的有以光為能源，但生長需求一定的有機營養(yǎng)機營養(yǎng). . 化能自養(yǎng)型化能自養(yǎng)型: :以無機物的氧化獲得能量，生長不以無機物的氧化獲得能量，生長不依賴有機營養(yǎng)物依賴有機營養(yǎng)物化能異養(yǎng)型化能異養(yǎng)型: :以有機物的氧化獲得能量，生長依以有機物的氧化獲得能量，生長依賴于有機營養(yǎng)物質(zhì)賴于有機營養(yǎng)物質(zhì)光能自養(yǎng)型和光能異養(yǎng)型微生物可利用光能生長，光能自養(yǎng)型和光能異養(yǎng)

12、型微生物可利用光能生長，在地球早期生態(tài)環(huán)境的演化過程中起重要作用在地球早期生態(tài)環(huán)境的演化過程中起重要作用微生物的營養(yǎng)類型微生物的營養(yǎng)類型 營養(yǎng)類型營養(yǎng)類型 光能自養(yǎng)型光能自養(yǎng)型 二氧化碳二氧化碳 光能光能 藍細菌藍細菌 光能異養(yǎng)型光能異養(yǎng)型 有機物有機物 光能光能 紅螺細菌紅螺細菌 化能自養(yǎng)型化能自養(yǎng)型 二氧化碳二氧化碳 無機物無機物 硫桿菌硫桿菌 化能異養(yǎng)型化能異養(yǎng)型 有機物有機物 有機物有機物 大腸桿菌大腸桿菌 外界環(huán)境的營養(yǎng)物質(zhì)只需被微生物吸外界環(huán)境的營養(yǎng)物質(zhì)只需被微生物吸收到細胞內(nèi)，才干被微生物分解與利用，收到細胞內(nèi)，才干被微生物分解與利用，微生物生長過程中產(chǎn)生的一些代謝產(chǎn)物也微生物生

13、長過程中產(chǎn)生的一些代謝產(chǎn)物也必需分泌到細胞外，在這兩個過程中，細必需分泌到細胞外，在這兩個過程中，細胞膜起著重要作用。目前普通以為，營養(yǎng)胞膜起著重要作用。目前普通以為，營養(yǎng)物質(zhì)主要以分散、促進分散、自動運輸和物質(zhì)主要以分散、促進分散、自動運輸和基團轉(zhuǎn)位四種方式經(jīng)過微生物細胞膜。基團轉(zhuǎn)位四種方式經(jīng)過微生物細胞膜。指疏水性雙分子層細胞膜在指疏水性雙分子層細胞膜在無載體蛋白參與下，單純依無載體蛋白參與下，單純依托物理分散方式讓許多小分托物理分散方式讓許多小分子、非電離分子尤其是親水子、非電離分子尤其是親水性分子被動經(jīng)過的一種物質(zhì)性分子被動經(jīng)過的一種物質(zhì)運送方式。運送方式。主要有氧、二氧化碳、乙醇主要

14、有氧、二氧化碳、乙醇和某些氨基酸分子。和某些氨基酸分子。二、促進分散指溶質(zhì)在運送過程中，必需借助存在于指溶質(zhì)在運送過程中，必需借助存在于細胞膜上的底物特異載體蛋白的協(xié)助，細胞膜上的底物特異載體蛋白的協(xié)助，但不耗費能量的一類分散性運送方式。但不耗費能量的一類分散性運送方式。促進分散與被動分散的主要區(qū)別在于經(jīng)促進分散與被動分散的主要區(qū)別在于經(jīng)過促進分散進展跨膜運輸?shù)奈镔|(zhì)需求借過促進分散進展跨膜運輸?shù)奈镔|(zhì)需求借助與載體助與載體(carrier)(carrier)的作用才干進入細胞的作用才干進入細胞. .而且每種載體只運輸相應的物質(zhì)而且每種載體只運輸相應的物質(zhì), ,具有較具有較高的專注性。高的專注性。

15、 三、自動運輸三、自動運輸指一類須提供能量并經(jīng)過細胞膜上特異指一類須提供能量并經(jīng)過細胞膜上特異性載體蛋白構(gòu)象的變化，而使膜外環(huán)境性載體蛋白構(gòu)象的變化，而使膜外環(huán)境中低濃度的溶質(zhì)運入膜內(nèi)的一種運送方中低濃度的溶質(zhì)運入膜內(nèi)的一種運送方式。式。 ATP ADP + Pi 恢復原構(gòu)像再循環(huán)再循環(huán)耗能構(gòu)像耗能構(gòu)像 改動改動膜上膜外膜內(nèi)移位移位結(jié)合結(jié)合12自動運輸特點：自動運輸特點：被運送的物質(zhì)可被運送的物質(zhì)可逆濃度梯度進逆濃度梯度進入細胞內(nèi)入細胞內(nèi) 要耗費能量，必要耗費能量，必需有能量參與。需有能量參與。 有膜載體參與，有膜載體參與，膜載體發(fā)生構(gòu)膜載體發(fā)生構(gòu)型變化。型變化。 被運送物質(zhì)不發(fā)被運送物質(zhì)不發(fā)

16、生任何變化。生任何變化。運送對象舉例：氨基酸、乳糖等糖類，運送對象舉例：氨基酸、乳糖等糖類，Na+、Ca2+等無機離子。等無機離子。四、基團轉(zhuǎn)移指一類既需特異性載體蛋白的參與，又指一類既需特異性載體蛋白的參與，又需耗能的一種物質(zhì)運送方式，其特點使需耗能的一種物質(zhì)運送方式，其特點使溶質(zhì)在運送前后還會發(fā)生分子構(gòu)造的變?nèi)苜|(zhì)在運送前后還會發(fā)生分子構(gòu)造的變化，因此不同于普通的自動運送?；?，因此不同于普通的自動運送。運送對象舉例：葡萄糖、果糖、甘露糖、運送對象舉例：葡萄糖、果糖、甘露糖、嘌呤、核苷、脂肪酸等。嘌呤、核苷、脂肪酸等。運送機制主要靠磷酸轉(zhuǎn)移酶系統(tǒng)。運送機制主要靠磷酸轉(zhuǎn)移酶系統(tǒng)。運輸方式運輸方式

17、 濃度濃度載體載體耗能耗能運送分子運送分子發(fā)生變化發(fā)生變化單純擴散單純擴散 高高低低不需要不需要不耗能不耗能不變化不變化促進擴散促進擴散 高高低低需要需要不耗能不耗能不變化不變化主動運輸主動運輸 低低高高需要需要耗能耗能不變化不變化基團轉(zhuǎn)位基團轉(zhuǎn)位 低低高高需要需要耗能耗能變化變化 培育基是人工配制的適宜于不同微生物生長繁衍或積累代謝產(chǎn)物營養(yǎng)基質(zhì)。 1. 1.合成培育基：合成培育基： 由知化學藥品配成由知化學藥品配成, ,成分和成分和濃度都已完全知道濃度都已完全知道, ,每一次配制也根本恒定。每一次配制也根本恒定。這種培育基成分準確，反復性強，多用于實驗這種培育基成分準確，反復性強，多用于實驗

18、室室, ,費用較高。費用較高。如：高氏一號培育基淀粉硝酸鹽培育基如：高氏一號培育基淀粉硝酸鹽培育基放線菌放線菌 察氏培育基蔗糖硝酸鹽察氏培育基蔗糖硝酸鹽培育基真菌培育基真菌2.2.天然培育基天然培育基: : 化學成分不完全了解或化化學成分不完全了解或化學成分不恒定的天然有機物配制的培育學成分不恒定的天然有機物配制的培育基。如動植物汁液基。如動植物汁液, ,土壤浸出液土壤浸出液, , 等配制等配制成培育基。配制方便，經(jīng)濟。成培育基。配制方便，經(jīng)濟。如：牛肉膏蛋白胨培育基細菌如：牛肉膏蛋白胨培育基細菌 麥芽汁培育基酵母菌麥芽汁培育基酵母菌牛肉膏牛肉膏 瘦牛肉組織浸出汁濃縮而成的膏瘦牛肉組織浸出汁濃

19、縮而成的膏狀物質(zhì)，富含水溶性碳水化合物，有機狀物質(zhì)，富含水溶性碳水化合物，有機氮化合物，維生素，鹽等。氮化合物，維生素，鹽等。蛋白胨蛋白胨 將肉，酪素或明膠用酸或蛋白酶將肉，酪素或明膠用酸或蛋白酶水解后枯燥而成的粉末狀物質(zhì)，富含有水解后枯燥而成的粉末狀物質(zhì)，富含有機氮化合物，也含有一些維生素和碳水機氮化合物，也含有一些維生素和碳水化合物?；衔?。酵母膏酵母膏 酵母細胞的水溶性提取物濃縮而酵母細胞的水溶性提取物濃縮而成的膏狀物質(zhì)成的膏狀物質(zhì) ，富含類維生素，也含有，富含類維生素，也含有有機氮化合物和碳水化合物。有機氮化合物和碳水化合物。 3. 3.半合成培育基半合成培育基: :由成分知的物質(zhì)和成

20、由成分知的物質(zhì)和成分未知的天然物質(zhì)配制而成的培育基分未知的天然物質(zhì)配制而成的培育基, ,如如PDAPDA培育基。培育基。如：馬鈴薯蔗糖培育基真菌如：馬鈴薯蔗糖培育基真菌 液體培育基液體培育基:配制后不加任何凝固劑。配制后不加任何凝固劑。 半固體培育基半固體培育基:在液體培育基上加進一定凝固劑在液體培育基上加進一定凝固劑,在在液體培育基中如加液體培育基中如加0.5%瓊脂瓊脂,可以用來察看細胞運可以用來察看細胞運動的特征動的特征,鑒定菌種鑒定菌種,測定抗菌素的效價等。測定抗菌素的效價等。 固體培育基固體培育基:在液體培育基中參與凝固劑在液體培育基中參與凝固劑(如如1.5-2.0%瓊脂瓊脂)。固體培

21、育基為微生物的生長提供了一個營。固體培育基為微生物的生長提供了一個營養(yǎng)外表養(yǎng)外表,在這個外表生長微生物可構(gòu)成單個菌落在這個外表生長微生物可構(gòu)成單個菌落,用用于微生物的分別于微生物的分別,鑒定鑒定,計數(shù)計數(shù),保管。保管。脫水培育基：指含有除水分以外的一切成分的商品脫水培育基：指含有除水分以外的一切成分的商品培育基，運用時只需參與適量水分并加以滅菌即可培育基，運用時只需參與適量水分并加以滅菌即可，其成分準確且運用方便。，其成分準確且運用方便。 常用的凝固劑有瓊脂常用的凝固劑有瓊脂(agar)(agar)、明膠、明膠(gelatin)(gelatin)和硅膠和硅膠(silica gel)(silic

22、a gel)?；瘜W化學成分成分營養(yǎng)營養(yǎng)價值價值分解分解性性融化融化溫度溫度凝固凝固溫度溫度常用常用濃度濃度透明透明度度黏黏著著力力耐加耐加壓滅壓滅菌菌瓊瓊脂脂聚半乳聚半乳糖的硫糖的硫酸酯酸酯無無罕見罕見約約9696 約約40401.5%1.5%2%2%高高強強強強明明膠膠蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)作氮源作氮源極易極易約約2525 約約20205%5%12%12%高高強強弱弱 瓊脂與明膠假設干特性的比較瓊脂與明膠假設干特性的比較粘液型菌落菌膜菌沉淀均勻渾濁對照固體培育基固體培育基液體培育基液體培育基半固體培育基半固體培育基根底培育基：滿足普通微生物生長繁衍所需求的營根底培育基：滿足普通微生物生長繁衍所需求的營

23、養(yǎng)物質(zhì)。牛肉膏蛋白胨培育基是最常用的根底培育養(yǎng)物質(zhì)。牛肉膏蛋白胨培育基是最常用的根底培育基。基。 加富培育基加富培育基: :在自然界中各種微生物通常是混雜在在自然界中各種微生物通常是混雜在一同的，了解了某一些微生物的營養(yǎng)要求，配制適一同的，了解了某一些微生物的營養(yǎng)要求，配制適宜這種微生物生長而不適宜其他微生物生長的培育宜這種微生物生長而不適宜其他微生物生長的培育基，就到達了從自然界中分別這種微生物的目的，基，就到達了從自然界中分別這種微生物的目的，這種培育基就稱為加富培育基。普通常參與血、血這種培育基就稱為加富培育基。普通常參與血、血清或動植物提取液等。清或動植物提取液等?！巴镀渌猛镀渌?選擇性培育基選擇性培育基: :根據(jù)不同的微生物對營養(yǎng)根據(jù)不同的微生物對營養(yǎng)的特殊要求的特殊要求, ,或?qū)ξ锢砘瘜W條件的抗性而或?qū)ξ锢砘瘜W條件的抗性而設計的培育基設計的培育基, ,利用這一類培育基可以把利用這一類培育基可以把需求微生物從混