微生物学 第四章 微生物的营养和培养基
第四章 微生物的营养和培养基 1 微生物学
营养与营养物 营养( Nutrition) 营养物(№ utrient) 最基本生理功能:从外界摄取 广谱性:包括物质和光辐射能等 能量和物质满足生物体正常生 长和繁殖需要(动词 功能性:供物质、能量、代谢调 是生命体活动的始点 节物和必要的生理环境 为生命活动提供物质基础
营养(Nutrition) • 最基本生理功能：从外界摄取 能量和物质满足生物体正常生 长和繁殖需要（动词） • 是生命体活动的始点 • 为生命活动提供物质基础 营养物（Nutrient) • 广谱性：包括物质和光辐射能等 • 功能性：供物质、能量、代谢调 节物和必要的生理环境 营养与营养物
间研究微生物营的重要性 研究的基础:是开发和研究微生物的基础 1、厌氧古生菌121,仅以Fe3+为电子受体,成功分离该菌的关键; 2、一株古生菌利用气体H2和C2为生长底物,培养时需要 高压来增强气体溶解度,促进该菌生长才能成功分离。 设计的依据:筛选微生物培养基的理论依据 实践的必须:为生产实践提供经济、节约 和高效益的应用培养基
研究微生物营养的重要性 • 研究的基础 ：是开发和研究微生物的基础 • 设计的依据：筛选微生物培养基的理论依据 • 实践的必须：为生产实践提供经济、节约 和高效益的应用培养基。 1、厌氧古生菌121，仅以Fe3+为电子受体，成功分离该菌的关键； 2、一株古生菌利用气体H2和CO2为生长底物，培养时需要 高压来增强气体溶解度，促进该菌生长才能成功分离
微生物细胞的化学元素的比例 常因微生物种类的不同有差异 硫细菌( sul fur bacter ia)——硫元素 铁细菌( iron bacter ia)——铁元素 海洋细菌( mar ine bacteria)—钠、氯等元素; 硅藻( Diatom)—硅酸构建富含(sⅰQ2),的细胞壁
硫细菌(sulfur bacteria)——硫元素； 铁细菌(iron bacteria)——铁元素； 海洋细菌(marine bacteria)——钠、氯等元素； 硅藻(Diatom)——硅酸构建富含(SiO2 )n的细胞壁。 微生物细胞的化学元素的比例 常因微生物种类的不同有差异
“食砷细菌网波 A Bacterium That Can Grow by Using Arsenic Instead of Phosphorus Felisa Wolfe-Simon et al Science3June2011:vo.332n0.6034p0.1163-1166 2010年12月NASA宣布发现食神 细菌。 但2012年10月,以色列魏兹曼 科学院宣布:强悍细菌只是过 滤砷元素并非“砷基生命” http://tech.qg.com/a/20121006/ 000020.htm,2012,10, Science发表
A Bacterium That Can Grow by Using Arsenic Instead of Phosphorus Felisa Wolfe-Simon, et al. Science 3 June 2011: Vol. 332 no. 6034 pp. 1163-1166 “食砷”细菌风波 2010年12月NASA 宣布发现食神 细菌。 但2012年10月，以色列魏兹曼 科学院宣布：强悍细菌只是过 滤砷元素并非“砷基生命” http://tech.qq.com/a/20121006/ 000020.htm， 2012，10， Science 发表
间一本章内容 本 第一、二节微生物的营养要素及营养类型 (微生物们需要吃什么?) 微生物的营养类型及其特点 第三节营养物质进入细胞的方式 (微生物们是怎样吃东西的) 微生物吸收营养物质的主要方式及其基本特点 第四节培养基 (如何给微生物们做饭) 如何根据需要正确地选择和使用培养基
本章内容： 第一、二节 微生物的营养要素及营养类型 （微生物们需要吃什么？） 第三节 营养物质进入细胞的方式 （微生物们是怎样吃东西的） 第四节 培养基 （如何给微生物们做饭） 微生物的营养类型及其特点 如何根据需要正确地选择和使用培养基 微生物吸收营养物质的主要方式及其基本特点 本 章 学 习 重 点 ： 6
〕第一节微生物的营养要求 、微生物细胞的化学组成 水:70%-90% 微生物细胞 无机物(盐) 干物质1 有机物:蛋白质、糖、脂、核酸、 维生素等及其降解产物 细胞化学元素组成: 元素水平上需要20种左右 主要元素ε碳、氢、氧、氮、磷、硫、钾、镁、钙、铁等; 微量元素:锌、锰、钠、氯、钼、硒、钴、铜、钨、镍、硼等。 微生物、动物、植物之间存在“营养需求上的统一性
第一节 微生物的营养要求 一、微生物细胞的化学组成 微生物细胞 水：70%-90% 干物质 有机物：蛋白质、糖、脂、核酸、 维生素等及其降解产物 无机物（盐） 微生物、动物、植物之间存在“营养需求上的统一性” 细胞化学元素组成： 主要元素：碳、氢、氧、氮、磷、硫、钾、镁、钙、铁等； 微量元素：锌、锰、钠、氯、钼、硒、钴、铜、钨、镍、硼等。 元素水平上需要20种左右 7
〕第一节微生物的营养要求 、营养物质及其生理功能 微生物与动植物营养要素的比较 动物 微生物 绿色益物 (异养) (自养) 异养 自养 碳源 糖类、脂肪 糖 二氧化碳、 二氧化碳 氮源 蛋白质及其降解物蛋白质及其降解无机氮化物、 无机氮化物 物 能源 与碳源同与碳源同 或利用日利用日光能 光能 生长因子 维生素 有些需要维生素等 不需要 不需要 生长因子 无机元素 无机盐 无机盐 无机盐 无机盐 水分 水 水 水 水
二、营养物质及其生理功能 微生物与动植物营养要素的比较 动物 （异养） 微生物 绿色植物 （自养） 异养 自养 碳源 糖类、脂肪 糖、醇、有机酸等 二氧化碳、碳酸盐等 二氧化碳 氮源 蛋白质及其降解物 蛋白质及其降解 物、有机氮化物、 无机氮化物、氮 无机氮化物、氮 无机氮化物 能源 与碳源同 与碳源同 氧化无机物或利用日 光能 利用日光能 生长因子 维生素 有些需要维生素等 生长因子 不需要 不需要 无机元素 无机盐 无机盐 无机盐 无机盐 水分 水 水 水 水 8 第一节 微生物的营养要求
(一)碳源与碳源普 碳源:提供碳元素(碳架)的营养涼。 碳源谱:从微生物整体来看,碳源的范围 元素水平化合物水平 培养基原料水平 CH. X复杂蛋白质、核酸等 牛肉膏、蛋白胨、 花生饼粉等 CHO.N 多数氨基酸、 一般氨基酸、明胶等 有机 简单蛋白质等 碳CH0 糖、有机酸、醇、 葡萄糖、蔗糖、糖蜜、 脂质等 各种淀粉等 天然气、石油及其不同 CH 烃类 馏分、石蜡油等 米c(?) CO 机 CO2 cO 碳cox NaHco NaHco3CaCO3、白垩屬 3
（一）碳源与碳源谱 • 碳源：提供碳元素（碳架）的营养源。 • 碳源谱：从微生物整体来看，碳源的范围 类 型 元素水平 化合物水平 培养基原料水平 有 机 碳 C·H·O·N·X 复杂蛋白质、核酸等 牛肉膏、蛋白胨、 花生饼粉等 C·H·O·N 多数氨基酸、 简单蛋白质等 一般氨基酸、明胶等 C·H·O 糖、有机酸、醇、 脂质等 葡萄糖、蔗糖、糖蜜、 各种淀粉等 C·H 烃类 天然气、石油及其不同 馏分、石蜡油等 无 机 碳 C(?) — — C·O CO2 CO2 C·O·X NaHCO3 NaHCO3、CaCO3、白垩 等 9
會微生物碳源谱特意 2个类型:有机碳源(异养微生物,种数多) 无机碳源(自养微生物,种数少) 谱广:碳源谱很广>动、植物界的总和,除以外 最佳碳源:为c·H·0型有机物。 双功能∂ε异养菌的碳源等于能源,碳源常是双功能营养物 利用差异:微生物间利用碳源谱能力差异大。 例如,假单胞杆菌属的某些菌能利用90多种碳源物质; 甲烷氧化菌只能利用甲烷、甲酸和甲醇几种 产甲烷菌仅能利用0和少数10或20化合物
微生物碳源谱特点 • 2个类型： 有机碳源（异养微生物，种数多） 无机碳源（自养微生物，种数少） • 谱广： 碳源谱很广 >> 动、植物界的总和，除C以外。 • 最佳碳源：为 C • H • O 型有机物。 • 双功能 C： 异养菌的碳源等于能源， 碳源常是双功能营养物 • 利用差异： 微生物间利用碳源谱能力差异大。 例如， 假单胞杆菌属的某些菌能利用90多种碳源物质； 甲烷氧化菌只能利用甲烷、甲酸和甲醇几种； 产甲烷菌仅能利用CO2和少数1C或2C化合物。 10
