第四章微生物的营养和培养基.

2019/12/18li1第六章微生物的生长及其控制6第一章原核生物的形态、构造和功能6第二章真核微生物的形态、构造和功能8第三章病毒和亚病毒4第四章微生物的营养和培养基6绪论、微生物的分类和鉴定4第八章微生物的生态6第五章微生物的新陈代谢10第九章传染与免疫4第七章微生物的遗传变异和育种82019/12/18li2第四章微生物的营养和培养基2019/12/18li3第四章微生物的营养和培养基教学要求（6学时）1、掌握营养、营养物及微生物的六类营养要素。2、掌握微生物的营养类型。3、了解营养物质进入细胞的方式。4、掌握培养基的概念、种类、配置原则和方法。2019/12/18li4第四章微生物的营养和培养基第一节微生物的营养第二节营养物质进入细胞的方式第三节培养基2019/12/18li5第四章微生物的营养和培养基第一节微生物的营养一、微生物细胞的化学组成二、微生物的营养要素与作用三、微生物的营养类型2019/12/18li6第四章微生物的营养和培养基第一节微生物的营养营养：指生物体从外部环境摄取其生命活动所必须的能量和物质，以满足其正常生长和繁殖需要的一种最基本的生理功能。营养物质：指具有营养功能的物质，能为正常生命活动提供结构物质、能量、代谢调节物质和必要的生理环境。微生物需要哪些营养物质？？？2019/12/18li7微生物的营养营养物质进入细胞的方式微生物的培养基第一节微生物的营养一、微生物细胞的化学组成二、微生物的营养要素与作用三、微生物的营养类型分析微生物细胞的化学组成，其目的是为了知道微生物需要那些营养物质。（一）化合物水平微生物细胞的化学组成和其他生物细胞的化学组成大同小异，除水分外，还有15～25%干物质。有机物：占90%以上干物质无机盐：占3～10%第四章微生物的营养和培养基2019/12/18li8第一节微生物的营养一、微生物细胞的化学组成1、水由H、O两种元素组成，是微生物细胞化学组成的主要成分，占鲜重的75～85%。不同种类的微生物含水量不同，就是同一种微生物随发育阶段和生活条件不同也有差异。第四章微生物的营养和培养基微生物的营养微生物的培养基营养物质进入细胞的方式二、微生物的营养要素与作用三、微生物的营养类型2019/12/18li9微生物的营养微生物的培养基第一节微生物的营养一、微生物细胞的化学组成第四章微生物的营养和培养基营养物质进入细胞的方式二、微生物的营养要素与作用三、微生物的营养类型2、有机物占微生物细胞干物质的90%以上，具体有：蛋白质、核酸、糖类、脂类、维生素、抗菌素、毒素、色素等。其中蛋白质、核酸、糖类、脂类最为主要。2019/12/18li10微生物的营养微生物的培养基第一节微生物的营养一、微生物细胞的化学组成3、无机盐占微生物细胞干物质的3～10%，构成无机盐的元素有：（1）主要元素磷、硫、钙、钾、钠、镁、氯、铁。（2）微量元素铜、锌、锰、硼、钴、钼、碘、镍、溴等。第四章微生物的营养和培养基营养物质进入细胞的方式三、微生物的营养类型二、微生物的营养要素与作用2019/12/18li11细胞成分化学元素细菌酵母菌霉菌水（75－85%）氢、氧75－8573－7584－85干物质（15～25%）有机物（90%以上）蛋白质核酸糖类脂类碳、氢、氧、氮、硫碳、氢、氧、氮、磷碳、氢、氧碳、氢、氧50－8010－2012－285－2032－756－827－632－1514－521－27－404－40无机盐（3～10%）磷、硫、钙、钾、钠、镁、氯、铁铜、锌、锰、硼、钴、钼、碘、镍、溴等6－107－107－10微生物需要的主要元素：碳、氢、氧、氮、磷、硫（二）元素水平2019/12/18li12第四章微生物的营养和培养基第一节微生物的营养一、微生物细胞的化学组成二、微生物的营养要素与作用三、微生物的营养类型2019/12/18li13第一节微生物的营养一、微生物细胞的化学组成二、微生物的营养要素与作用三、微生物的营养类型通过对微生物细胞的化学组成分析，知道微生物除需要大量的水、碳源、氮源以及一些含磷、硫、钙、钾、钠、镁、氯、铁等的无机盐，对某些营养有特殊需要的微生物，还应当补充适量的生长因子。同时，还必须为微生物的生命活动提供足够的能源（光能和化学能）。——六类营养要素第四章微生物的营养和培养基微生物的营养微生物的培养基营养物质进入细胞的方式2019/12/18li14第一节微生物的营养二、微生物的营养要素与作用（一）碳源（二）氮源（三）能源（四）生长因子（五）无机盐（六）水（一）碳源1、概念指一切能满足微生物生长繁殖所需碳元素的营养源。碳约占细胞干重的50%，除水分外，碳源是微生物需要量最大的营养物，又称大量营养物。2019/12/18li152、碳源谱（1）无机碳源：①C.O型：CO2②C.O.X型：碳酸盐（2）有机碳源：①C.H型：烃类。②C.H.O型：糖、有机酸、醇类、脂类等。③C.H.O.N型：多数氨基酸、简单蛋白质等。④C.H.O.N.X型：复杂蛋白质、核酸等。2019/12/18li163、微生物对碳源的利用顺序对异养微生物来说，从元素水平看，其最适碳源是“C.H.O”型，“C.H.O”型中的糖类是最广泛利用的碳源，其次是有机酸类、醇类和脂类等。在糖类中，单糖胜于双糖和多糖，己糖胜于戊糖，葡萄糖、果糖胜于甘露糖、半乳糖；在多糖中，淀粉明显地优于纤维素或几丁质等纯多糖，纯多糖则优于琼脂等杂多糖和其他聚合物。2019/12/18li174、作用构成微生物细胞和代谢产物中的碳素物质；供给微生物生长发育所需的能量。5、微生物与碳源的关系根据微生物对各种碳源的利用能力不同，将微生物分为：自养微生物：凡以无机碳作唯一或主要碳源的微生物。异养微生物：凡以有机碳作唯一或主要碳源的微生物。对一切化能异养微生物，其碳源同时又兼作能源，这种碳源称为双功能营养物。（双功能营养物=碳源+能源）2019/12/18li18第一节微生物的营养二、微生物的营养要素与作用（二）氮源1、概念指能提供微生物生长繁殖所需氮元素的营养源。氮占细胞干重的12～15%，氮源是微生物的主要营养物。（六）水（三）能源（二）氮源（一）碳源（四）生长因子（五）无机盐2019/12/18li192、氮源谱（1）无机氮①N型：分子氮，能为固氮菌所利用，将其转化为氮化物。②N.O型（硝酸盐等）和N.H型（氨、铵盐等）：能为多数细菌、放线菌与真菌所直接利用。硝化细菌、亚硝化细菌能以铵盐和硝酸盐兼作能源，故铵盐和硝酸盐被称为双功能营养物。2019/12/18li20（2）有机氮①N.C.H.O型：指尿素、一般氨基酸、简单蛋白质等简单氮化物，最容易被许多微生物所利用。②N.C.H.O.X型：指复杂蛋白质、核酸等复杂的有机氮化物，需先经过微生物水解成简单的氮化物后，才能被吸收利用。在缺糖条件下，某些厌氧细菌能以氨基酸为能源物质，故氨基酸被称为三功能营养物。（三功能营养物=氮源+碳源+能源）2019/12/18li213、微生物对氮源的利用顺序一般说来，异养微生物对氮源利用的顺序是:“N.C.H.O”类或“N.C.H.O.X”类优于“N.H”类,更优于“N.O”类,而最不易被利用的则是“N”类。2019/12/18li224、作用构成微生物细胞和代谢产物中的氮素物质；硝化细菌、亚硝化细菌能利用铵盐和硝酸盐作为氮源和能源；厌氧细菌能以氨基酸作为氮源、碳源、能源。5、微生物与氮源的关系根据微生物合成氨基酸能力的不同，可将微生物分为：氨基酸自养微生物：不需要直接从外界吸收现成的氨基酸作氮源，它们可把尿素、氨、铵盐、硝酸盐甚至氮气等简单氮源自行合成需要的一切氨基酸。氨基酸异养微生物：需要从外界吸收现成的氨基酸作氮源。2019/12/18li23第一节微生物的营养二、微生物的营养要素与作用（六）水（三）能源（一）碳源（三）能源1、概念为微生物生命活动提供最初能量来源的营养物或辐射能。2、能源谱有机物：化能异养（碳源）化学物质（化能营养型）无机物：化能自养能源谱辐射能（光能营养型）：光能自养、光能异养（二）氮源（四）生长因子（五）无机盐2019/12/18li24二、微生物的营养要素与作用（四）生长因子——维生素1、概念一类调节微生物正常代谢所必需，但不能用简单的碳、氮源自行合成的所需量极少的有机物。广义的生长因子包括维生素、氨基酸、嘌呤、嘧啶、脂肪酸等。狭义的生长因子一般指维生素。2、作用是辅酶和核酸的组成成分，缺少生长因子，微生物的新陈代谢就不能正常进行。（一）碳源（二）氮源（三）能源（四）生长因子（六）水（五）无机盐2019/12/18li253、微生物与生长因子的关系不是所有的微生物都需要外界为它提供生长因子，按照微生物对生长因子的需要与否，将微生物分为：生长因子自养微生物：能自己合成各种生长因子，而不需要从外界吸收任何生长因子。在自然界中，多数真菌、放线菌和不少细菌都属于这类。生长因子异养微生物：许多微生物缺少合成一种或几种生长因子的能力，必须另外添加才能维持正常的生长和发育。如，各种乳酸菌、动物致病菌、支原体、原生动物等。生长因子过量合成的微生物：少数微生物在其代谢活动中，能合成并大量分泌某些维生素等生长因子。可作为维生素的生产菌种。4、来源酵母膏、玉米浆、黄豆饼粉、动植物组织液、麦芽汁、复合维生素等。2019/12/18li26第一节微生物的营养（一）碳源（二）氮源（三）能源（四）生长因子（五）无机盐（六）水（五）无机盐1、概念指为微生物提供除碳、氢、氧、氮以外的其它元素的营养物。2、作用构成细胞的组成成分；维持酶的活性；调节细胞的渗透压、氢离子浓度、氧化还原电位；作为化能自养微生物的能源物质；无氧呼吸时的氢受体等。二、微生物的营养要素与作用2019/12/18li273、分类（1）大量元素凡是生长所需浓度在10-3～10-4mol/L范围内的元素，可称为大量元素，包括P、S、K、Na、Mg、Ca、Fe等。大量元素中，P、S的量较大，因为它们是构成细胞物质的重要成分。K、Na、Mg主要是调节和控制原生质的胶体状态、维持膜的透性并激发某些酶的活性。（2）微量元素凡是生长所需浓度在10-6～10-8mol/L范围内的元素，则称为微量元素，包括Cu、Zn、Mn、Mo、Co等。微量元素虽然极微量地存在于微生物体内，但往往会强烈刺激微生物的生长发育。4、来源（1）大量元素：加入有关化学试剂，其中首选的是K2HPO4、MgSO4（2）微量元素：除配制精细培养基，一般不加入。2019/12/18li28第一节微生物的营养二、微生物的营养要素与作用（六）水微生物最特殊的营养要素。1、水是微生物机体的组成成分，微生物生长繁殖不能缺少水。2、微生物营养物质的吸收和代谢产物的排出只有溶解于水，才能通过细胞膜进入到体内和排出体外。3、微生物体内的生化反应，必须在水溶液中才能进行。4、水分子容易扩散，利于散热，能调节细胞的温度。第四章微生物的营养和培养基（六）水（五）无机盐（四）生长因子（三）能源（二）氮源（一）碳源微生物的营养营养物质进入细胞的方式微生物的培养基2019/12/18li29第四章微生物的营养和培养基第一节微生物的营养一、微生物细胞的化学组成二、微生物的营养要素与作用三、微生物的营养类型2019/12/18li30一、微生物细胞的化学组成二、微生物的营养要素与作用三、微生物的营养类型第一节微生物的营养以能源分：光能营养型：光反应产能。化能营养型：无机物或有机物氧化产能。以供氢体分：无机营养型：以无机物为氢供体。有机营养型：以有机物为供氢体。以碳源分：自养型：以无机碳为唯一或主要碳源。异养型：以有机碳为唯一或主要碳源。以合成氨基酸能力分：氨基酸自养型：自行合成氨基酸。氨基酸异养型：从外界吸收现成的氨基酸。2019/12/18li31以生长因子的需求分：原养型或野生型：不需要从外界吸收任何生长因子。营养缺陷型：需要从外界吸收一种或几种生长因子。以取食方式分：渗透营养型：通过细胞膜的渗透和选择吸收作用从外界吸收营养物质。吞噬营养型：以内吞方式从外界吸取