5微生物的营养与代谢资料.ppt

 第一节 微生物的营养 第二节 微生物酶 第三节 微生物的代谢 一、微生物细胞的化学组成和营养 二、微生物的营养类型 三、微生物对营养物质的吸收 四、培养基 一、微生物细胞的化学组成和营养 元素 大量元素：碳、氢、氧、氮、磷、硫 其他元素：钾、钠、钙、镁、铁、锰、、铜、钴、锌、钼等 存在方式 有机化合物：蛋白质、糖、脂、核酸、维生素，降解产物、代谢中间产物 无机盐 水——细胞干重的70%~90% 微生物的营养物质: （一）碳源（Carbon source） （二）氮源（Nitrogen source) （三）生长因子（Growth factor ) （四）矿质元素 （五）水分 （一）碳源（Carbon source） 构成微生物细胞物质和代谢产物的碳架以及供给它生长、发育所需要能量的营养物质。 碳源： 无机碳源： 无机营养型微生物 光能无机营养菌 化能无机营养菌 有机碳源： 其他营养型微生物 糖类： 葡萄糖，果糖，麦芽糖，蔗糖，淀粉，半乳糖，乳糖，甘露糖，纤维二糖，纤维素，半纤维素，甲壳素，木质素，等 有机酸： 乳酸，柠檬酸，延胡索酸，低级脂肪酸，高级脂肪酸，氨基酸，等 醇类： 乙醇 脂类： 脂肪，磷脂 烃类： 天然气，石油，石油馏分，石蜡油 CO2： CO2 碳酸盐： NaHCO3, CaCO3, 白垩等 其他： 芳香族化合物，氰化物，蛋白质，肽，核酸 ●工业生产常用的碳源 大多数来自植物体，如山芋粉、玉米粉、麸皮、米糠、糖蜜等，其成分以碳源为主，但也包含其他营养成分。 ●微生物培养基配制常用碳源 主要有葡萄糖、果糖、蔗糖、淀粉、甘露醇、甘油和有机酸等。 最适碳源为：糖类，其次为醇类、有机酸和脂类。 糖类中，单糖优于双糖和多糖。 （二）氮源（Nitrogen source) 凡是能提供微生物细胞组成成分或代谢产物中的氮素来源的营养物质 氮源： 分子氮：大气N2 无机氮：铵盐、硝酸盐、亚硝酸盐等 有机氮：蛋白胨、酵母膏、玉米浆、鱼粉、 黄豆饼、花生饼等 异养微生物氮源利用顺序为：N?C ?H ?O优于，N ?H优于N ?O最不易利用N。 （四）矿质元素 （五）水分 水的功能： 溶剂和运输介质，营养物质吸收及代谢物分泌 参与细胞内的生化反应 维持Pr、核酸稳定天然构象 热的良好导体，控制细胞内温度变化 维持细胞自身正常形态 控制酶、微管、鞭毛等多亚基结构组装和解离 水活度值（αw）：一定温度、压力下溶液蒸汽压力与同样条件下纯水压力比。 微生物一般在αw 0.60～0.99生长， αw过低微生物生长的延 缓期延长，比生长速率和总生长量减少。 一般细菌的比酵母和霉菌高，嗜盐菌较低0.76。 二、微生物的营养类型 根据碳源、能源及电子供体等分为： 无机营养型（自养型）微生物 光能自养型：光为能源，利用无机物为碳源 蓝细菌、绿硫细菌、红硫细菌 化能自养型：无机物氧化供能，生长不依赖有机物 亚硝酸细菌、硝酸细菌、铁细菌、硫细菌、氢细菌 有机营养型（异养型）微生物 光能异养型：光为能源，生长需要有机物质 深红螺菌 化能异养型：有机物氧化供能，生长依赖有机物 1.腐生型：梭状芽孢杆菌、毛菌、根霉、曲霉 2.寄生型：病毒、噬菌体、立克次氏体 三、微生物对营养物质的吸收 （一）简单扩散（Simple diffusion) （二）促进扩散（Facilitated diffusion） （三）主动运输（Active transport） （四）基团转位（Group translocation) （五）内吞噬作用 （二）促进扩散 借助膜上的载体蛋白，具有高度的立体专一性。载体蛋白能促进物质运输，但不能进行逆浓度梯度运输。 特点： 需要特异性的载体蛋白 不消耗能量 可加快运输速度，但不能逆浓度运输 （三）主动运输 有特异性的载体蛋白参与 需要消耗能量 可以逆浓度梯度运输 微生物的主要物质运输方式 （四）基团转位 一种主动运输类型 需复杂的运输酶系参与 底物在运输过程发生化学变化 主要存在于厌养和兼性厌养细菌中 主要用于糖及脂肪酸、核苷、碱基等物质的运输，如葡萄糖。 葡萄糖通过基团转位运输过程的化学反应 1）PEP+HPr 酶I 磷酸~HPr + 丙酮酸