页数：70页文件大小：1.84 MB来源： 微生物学ppt课件
本课件围绕微生物的营养需求展开，先说明碳源、氮源、能源、生长因子、无机盐与水六大营养要素及其生理功能，再依据碳源与能源性质划分微生物的营养类型，详细比较单纯扩散、促进扩散、主动运送与基团移位四种吸收方式，最后介绍培养基的配制原则、方法与种类。
第五章微生物的营养
一、微生物的营养•营养（nutrition）：指生物体从外部环境摄取其生命活动所必需的能量和物质，以满足其生长和繁殖需要的一种生理功能。
营养物（nutrient
碳源（Carbon source
2、氮源（Nitrogen source）•定义：凡能提供微生物生长繁殖所需N元素的营养源。
无机氮源•N2和含N的无机盐，如硝酸盐、铵盐、氨水等。
N2：难利用铵盐：利用普遍、效率高，直接参与细胞内物质合成。
硝酸盐：利用效率较低，NO3-先还原成NH4+后，再参与物质合成。
•使用无机N源，需配合使用pH缓冲剂：硫酸铵：生理酸性盐，NH4+利用后，pH↓硝酸钾：生理碱性盐，NO3-利用后，pH↑硝酸铵：生理中性盐，利用后，pH不变（pH先↓后↑）。
有机氮源•氨基酸、蛋白质、嘌呤碱、嘧啶碱、蛋白胨、牛肉膏等。
氨基酸：微生物能较好利用，直接参与胞内转氨脱羧。
蛋白质（如花生饼粉、豆饼粉）：微生物分泌胞外蛋白酶水解后方可利用，利用速度慢。
一般来说，如果在蛋白质中加入微量蛋白胨，微生物利用了蛋白胨，并释放出蛋白酶，便可分解利用蛋白质。
迟效性N源
•常用N源实验室：铵盐、硝酸盐、蛋白胨、牛肉膏、酵母膏。
生产上：硫酸铵、尿素、氨水、豆饼粉、花生饼粉、玉米浆↓↓迟效性N源速效性。
能源（Energy source
4、生长因子（Growth factor）•定义：调节微生物正常代谢所必需但不能用简单的C源或N源自行合成的微量有机物质（狭义的生长因子一般指维生素）。
•根据微生物与生长因子的关系可分为：生长因子自养型微生物：不需外界提供生长因子生长因子异养型微生物：需要多种生长因子生长因子过量合成微生物：分泌出大量生长因子，可作为维生素等的生产菌。
营养缺陷型：缺乏合成生长因子能力的微生物。
营养缺陷型•供给方式直接在培养基中添加所需生长因子，如Lys-添加天然营养物质提供齐全成分，如酵母膏等。
5、无机盐•大量元素：所需浓度在10-3~10-4mol/L，如P、S、K、Ca、Na、Mg、Fe等。
供给方式：配制培养基时，加入有关化学试剂，其中MgSO4、K2HPO4可以提供需要量最大的四种元素。
•微量元素：所需浓度在10-6~10-8mol/L，如Cu、Zn、Mn、Mo、Co等。
供给方式：在一般化学试剂、天然水、玻璃器皿或其他天然成分中都以杂质等状态存在，在配制培养基时，无需另行加入。
过量或配比不当，会产生毒害作用。
生理功能细胞内一般分子成分(P, S, Ca, Mg, Fe)一般功能渗透压的维持（Na+等）生理调节物质酶的激活剂（Mg2+等）大量元素pH的稳定无化能自养菌的能源（S, Fe2+, NH4+,机特殊功能NO2-等）盐无氧呼吸时的氢受体（NO3-, SO42-等）微量元素酶的激活剂（Cu2+, Mn2+, Zn2+等）特殊分子结构成分（Co, Mo等）
水
二、微生物的营养类型•根据C源性质，可以把微生物分为：1.自养型：不依赖任何有机营养物即可正常生活的微生物。
2.异养型：至少需要提供一种大量有机物才能满足其正常营养要求的微生物，即其C源必须是有机物，氢供体是有机物，能源则可以利用氧化有机物或吸收日光能获得。
•根据能源性质，可以把微生物分为：1.光能型：利用光能进行光合作用以获得能量。
2.化能型：能源来自于有机物或无机物氧化所产生的能量。
微生物的营养类型实例基本碳源氢供体能源营养类型蓝细菌藻类CO2无机物光光能自养型（光能无机营养型）红螺菌科CO2及简单有机物有机物光光能异养型（光能有机营养型）铁细菌氢细菌CO2无机物无机物*（还原态）化能自养型（化能无机营养型）绝大多数细菌和全部真核微生物有机物有机物有机物化能异养型（化能有机营养型）*NH4、NO2-、S、H2、H2S、Fe2+
营养物质进入细胞的方式
2种扩散方式：
单纯扩散如：水、CO2、O2、甘油、乙醇、盐类、少数氨基酸无选择性靠渗透压
促进扩散如：硫酸盐、磷酸盐、糖（真核生物）有选择性顺浓度梯度
2种主动运送方式
主动运输如：氨基酸、乳糖等糖类，Na＋、Ca2＋等无机离子有选择性逆浓度梯度
基团转位如：葡萄糖、果糖、甘露糖、嘌呤、核苷、脂肪酸有选择性逆浓度梯度物质构象改变
试比较四种吸收营养物的差异：（从吸收营养速度、能否改变反应平衡点、消耗能量、酶载体、细胞外营养物浓度方面）
四种运送方式的比较基团移位主动运送促进扩散单纯扩散比较项目有有有无特异性载体蛋白快快快慢运送速度由稀至浓由稀至浓由浓至稀由浓至稀溶质运送方向内部浓度高内部浓度高相等相等平衡时内外浓度特异性特异性特异性无特异性运送分子需要需要不需要不需要能量消耗改变不变不变不变运送前后溶质分子有有有无载体饱和性有竞争性有竞争性有竞争性无竞争性与溶质类似物有有有无运送抑制剂
单纯扩散
吸收营养物特性
培养基的配制原则
选用和设计培养基的四个原则
•选用和设计培养基的四个方法生态模拟查阅文献精心设计试验比较
•微生物生长的最适pH值不同细菌：pH7.0~8.0放线菌：pH7.5~8.5酵母菌：pH3.8~6.0霉菌：pH4.0~5.8*：培养基配好后，先用稀酸或稀碱（10%）调pH.pH
•微生物在生命活动过程中，会改变培养基中的pH值。
糖类发酵、氧化有机酸有机物脂肪水解有机酸培养基内蛋白质脱羧胺类中性成分(NH4)2SO4NH4+选择吸收H2SO4无机盐NaNO3NO3-选择吸收NaOH。
pH调节方法过酸时：加NaOH、Na2CO3等碱中和过碱时：加H2SO4、HCl等酸中和加适当氮源：如尿素、NaNO3、过酸时NH4OH或蛋白质等“治本”提高通气量过碱时加适当碳源：糖、乳酸、甘油等降低通气量加磷酸缓冲液（K2HPO4—KH2PO4）加CaCO3或NaHCO3“治标”外源调节内源调节
•渗透压：由于溶质浓度差而在细胞膜两侧造成的压力差。
渗透压的大小与溶液中分子或离子的质点数有关。
等重的物质，其分子或离子越小，则质点数越多，渗透压越大。
低渗溶液等渗溶液高渗溶液渗透压（Osmotic pressure）。
定量
•微生物的代谢活动引起培养基的最初Eh值逐步下降：耗氧，使Eh值；对有机物氧化，使Eh值；代谢过程产生的H2、H2S等还原物质使Eh值。
•各种微生物对培养基中Eh值的要求：适宜好氧微生物生长的Eh值：0.3~0.4V，Eh值>0.1V，均能生长。
兼性厌氧微生物：>0.1V好氧呼吸；<0.1V发酵厌氧微生物：< 0.1V才能生长。
根据培养基的成分分•天然培养基（complex medium或undefinedmedium）：利用动植物或微生物或其提取物制成的培养基，人们无法确切知道其中的成分。
如：培养细菌的肉汤蛋白胨培养基、培养酵母菌的麦芽汁培养基。
•组合培养基（合成培养基或综合培养基）（defined medium）：一类用多种高纯化学试剂配制成的、各成分的量都确切知道的培养基。
如：培养放线菌的高氏一号培养基、培养霉菌的察氏培养基。
•半组合培养基（semi-defined medium）：既含有天然成分又含有纯化学试剂的培养基。
如：培养真菌的马铃薯蔗糖培养基。
•固体培养基（solid medium）凝固培养基：液体培养基+1.5~2%琼脂（5~12%明胶）非可逆性凝固培养基：用血清或硅胶作凝固剂天然固体培养基：用麸皮、米糠、木屑等配制而成滤膜：醋酸纤维薄膜
根据培养基功能分•选择性培养基（selected medium）：根据某种微生物的特殊营养要求或其对某化学物理因素的抗性而设计的培养基，其功能是使混合菌样中的劣势菌变成优势菌，从而提高该菌的筛选效率。
方法：投其所好，取其所抗。
•鉴别性培养基（differential medium）：培养基中加有能与某一菌的无色代谢产物发生显色反应的指示剂，从而用肉眼就能使该菌菌落与外形相似的它种菌落相区分的培养基。
如：伊红美蓝乳糖培养基（EMB培养基）——鉴别肠道菌。
基础培养基：使一类菌的多数能基本生长繁殖的培养基。
加富培养基：在一般培养基中加入肉汤等特殊营养物的培养基。
渗透压
单纯扩散（Simple diffusion）
促进扩散（Facilitated diffusion）1.carrier-mediateddiffusion2.not energyrequired
主动运送（Active transport）Proton pumps linkedto transport are keyconstituents of all pro-karyotic membranesand are also present inthe inner membranesof mitochondria andchloroplasts
基团移位（Group translocation）The phosphotransferase systemPEP:磷酸烯醇丙酮酸
大肠杆菌在EMB平板上不发酵乳糖
沙门菌检测显色培养基沙门氏菌在科马嘉显色培养基上的菌落特征（紫）沙门氏菌在海博公司显色培养基上的菌落特征（红）
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