高三生物微生物的营养和代谢人教版知识精讲.doc

高三生物微生物的营养和代谢人教版 【同步教育信息】 一. 本周教学内容： 微生物的营养和代谢 二. 学习重点：微生物的营养物质、培养基的种类、微生物的代谢产物 三. 学习过程： （一）微生物的营养 微生物的种类繁多，对营养物质的需要也各不相同。在生产实际和科学研究中，常常要人工培养某一种微生物，因此，必须了解微生物所需要的营养物质。 微生物需要的营养物质及功能 微生物所需要的营养物质可以归纳成碳源、氮源、生长因子、无机盐和水这五大类营养要素物质。 碳源：凡是能为微生物提供所需碳元素的营养物质，就叫做碳源。 种类：糖类是最常用的碳源，尤其是葡萄糖。 在自然界，从CO2、NaHCO3等含碳无机物，到糖类、脂肪酸等含碳有机物，甚至花生粉饼、石油等成分复杂的天然物质，都可以作为微生物的碳源。但不同种类的微生物，对碳源的需要情况却差别很大。例如，甲基营养细菌只能利用甲醇、甲烷作碳源，而某些细菌（如假单胞菌）却能利用九十多种含碳化合物。 功能：碳源主要用于构成微生物的细胞物质和一些代谢产物，有些碳源还是异养微生物的主要能源物质，因此微生物对碳源的需要量最大。 提问：自养型和异养型微生物分别能利用哪类碳源物质？ 氮源：凡是能为微生物提供所需氮元素的营养物质，就叫做氮源。 种类：铵盐、硝酸盐等是最常用的氮源。 可以作为微生物氮源的营养物质很多，有分子态氮、氨、铵盐、硝酸盐、尿素、牛肉膏和蛋白胨等。 功能：氮源主要用于合成蛋白质、核酸以及含氮的代谢产物。 注意：对于异养微生物来说，含C、H、O、N的化合物既是碳源，又是氮源。 提问：硝化细菌的碳源、氮源、能源分别由哪些物质提供？ 生长因子是指微生物生长不可缺少的微量有机物。 种类：主要包括维生素、氨基酸和碱基等。 功能：它们一般是酶、核酸等的组成成分。 有些微生物不需要补充生长因子，如大肠杆菌；而有些微生物则必须补充生长因子才能正常生长，如乳酸杆菌就需要补充多种维生素和氨基酸。 除碳源、氮源和生长因子以外，无机盐和水也是微生物不可缺少的营养物质。 培养基的配制原则 在配制培养基时，要注意以下几点： 1. 应当根据不同种类微生物的营养需要选择不同的原料配制培养基。例如，自养型微生物能够自己合成所需的有机物，它们的培养基可由简单的无机物组成，而异养型微生物的培养基至少要含有一种有机物。 2. 注意各种营养物质的浓度和比例。例如，蔗糖是多种微生物的主要营养物质，但是高浓度的蔗糖反而会抑制微生物的生长。又如，在谷氨酸生产中，当培养基中的碳源和氮源的比为4:1时，菌体大量生长而合成谷氨酸少；当碳源与氮源比为3:1时，菌体的繁殖受抑制，但谷氨酸合成量大增。 3. 各种微生物所要求的最适pH不同，因此，培养基的pH要适宜。 提问：为什么培养基中的营养物质浓度过高会抑制微生物的生长？ 培养基的种类 1. 根据物理性质的不同，可以将培养基分为液体培养基、半固体培养基和固体培养基。 2. 根据化学成分的不同，可以分为天然培养基和合成培养基。 3. 根据用途的不同，可以将培养基分为选择培养基、鉴别培养基等。 选择培养基是在培养基中加入某种化学物质，以抑制不需要的微生物的生长，促进所需要的微生物的生长。例如，当需要酵母菌和霉菌时，可以在培养基中加入青霉素，以抑制细菌、放线菌的生长，从而分离得到酵母菌和霉菌。又如，在培养基中加入高浓度的食盐可以抑制多种细菌的生长，但不影响金黄色葡萄球菌的生长，从而可以将该菌分离出来。 鉴别培养基是根据微生物的代谢特点，在培养基中加入某种指示剂或化学药品配制而成的，用以鉴别不同种类的微生物。例如，在培养基中加入伊红和美蓝，可以用来鉴别饮用水和乳制品中是否存在大肠杆菌等细菌：如果有大肠杆菌，其代谢产物就与伊红和美蓝结合，使菌落呈深紫色，并带有金属光泽。 伊红——美蓝培养基的配方 蛋白胨 乳糖 蔗糖 K2HPO4 伊红Y 美蓝 蒸馏水 10g 5g 5g 2g 0.4g 0.065g 1000Ml 将培养基pH调至7.2 （二）微生物的代谢 微生物的代谢产物 微生物在代谢过程中，会产生多种多样的代谢产物。根据代谢产物与微生物生长繁殖的关系，可以分为初级代谢产物和次级代谢产物两类。 初级代谢产物是指微生物生长和繁殖所必需的物质，如氨基酸、核苷酸、多糖、脂类、维生素等。在不同种类的微生物细胞中，初级代谢产物的种类基本相同。此外，初级代谢产物的合成在不停地进行着，任何一种产物的合成发生障碍都会影响微生物正常的生命活动，甚至导致死亡。人才推荐 次级代谢产物是指微生物生长到一定阶段才产生的化学结构十分复杂、对该微生物无明显生理功能，或并非是微生物生长和繁殖所必需的物质，如抗生素、毒素、激素、色素等。不同种类的微生物所产生的次级代谢产物不相同，它们可能积累在细胞内，也可