第四章++微生物的营养与运输.ppt

* * 第四章 微生物的营养与培养基  内 容 ---- 微生物的6类营养要素 ----微生物的营养类型 ----营养物质进入细胞的方式 ----培养基 §1 微生物的6类营养 ●六大营养要素 碳源、能源、氮源、生长因子、无机盐和水。 1、碳源 ●碳源谱：有机碳源、无机碳源。 ●依据利用碳源情况，微生物营养类型： 自养型（autotroph）： 以CO2为碳源的微生物。 异养型（heterotroph）： 以有机物为碳源的微生物。 糖（单糖、双糖、多糖）＞有机酸、醇、脂 2、氮源 3.能源 化能营养型： 有机物、无机物 光能营养型： 光能（蓝绿藻、光合细菌） 4、生长因子 微生物正常代谢所必需的 微量 有机物，包括维生素、碱基等。 5.无机盐（矿质元素） §2 微生物的营养类型 ●化能自养型 以无机物的氧化获得能量，以CO2为碳源的微生物。 硝化细菌： NH3+02→NO-2+△G NO - 2+ 02→NO - 3+△G C02+NAD（P）H+ATP →C6H1206 ●化能异养型 以有机物为碳源和能源的微生物。 ●光能自养型（蓝绿藻及部分非产氧光合菌） 以光为能量来源，以CO2为碳源的微生物。 ●光能异养型 有光时: 2nC4H8O2+nCo2→2(C4H6O2) 2+(CH 2 O)n+n H 2O 部分光合细菌： 紫色非硫细菌； 绿色非硫菌 ●photoheterotrophs（光能异养） organisms that obtain energy from light but require exogenous organic compound for growth. ----Microbial Ecology, (R.M. Atlas) Using light as the energy source and an organic compound as principal carbon source. The category includes certain of the purple and green bacteria. -----General Microbiology (R.L. Stanier) §3 营养物质进入细胞的方式 一、单纯扩散 小分子、非电离分子和亲水性分子单纯通过物理扩散的方式通过细胞膜进入细胞的一种物质运送方式，主要为CO2、乙醇、氨基酸的运送。 ----无通过载体蛋白 ----无选择性 ----不耗能 ---顺浓度梯度 二、促进扩散 溶质借助膜上的底物特异载体蛋白（如渗透酶、移位酶等）的协助，但不消耗能量的一类扩散性运送方式，包括某些糖、氨基酸和维生素的运送。 ----通过载体蛋白 ----具有选择性 ----不耗能 ---顺浓度梯度 三、主动运送 必须消耗能量、并通过膜上特异载体蛋白的构象变化使膜外低浓度的溶质运入膜内的一种运送方式，包括某些离子和简单糖类的运送。 ----通过载体蛋白 ----具选择性 ----耗能 ---逆浓度梯度 ●利用质子动力的主动运输 四、基团移位 溶质运送过程发生结构变化、同时需要特殊载体蛋白参与和耗能的一种运送方式。包括各种糖类、核苷酸和脂肪酸等的运送。 ---通过载体蛋白 ----具选择性 ----耗能 ---逆浓度梯度 ---溶质运送过程结构变化 ●葡萄糖的基团移位（E.coli） 1）Hpr的激活（P~ Hpr） 2）糖（底物）磷酸化进入胞内 3）酶的位点和专一性 ●四种运送方式的比较 建议读物： §4 培养基 一、培养基的设计原则 1）目标明确 微生物类型、种子、发酵、分离、保藏 2）营养协调 6大营养要素的适合比例 尤其C:N比 (分离:细菌约4:1;酵母约5:1;霉菌 约10:1) 3）合适的理化条件 ● pH（内源调节、外源调节） ●渗透压 ●水活度（相对湿度） ●氧化还原电位(V, mV) 好氧菌：0.3 V; 厌氧菌0.1V 4）成本 5) 环境友好