微生物讲义打印2..doc

第三章 微生物的营养 基本概念: 营养物质：那些能够满足微生物机体生长、繁殖和完成各种生理活动所需的物质。 营养：微生物获得和利用营养物质的过程。 营养物质是微生物生存的物质基础，而营养是生物维持和延续其生命形式的一种 生理过程。 微生物的营养要求 微生物细胞的化学组成 微生物细胞：水： 70%-90% 干物质：无机物（盐） 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： 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。 微生物、动物、植物之间存在“营养上的统一性” 营养物质及其生理功能 微生物与动植物营养要素的比较 碳源: 功能： ?构成机体的细胞物质和代谢产物。 ?为机体提供完成整个生理活动所需要的能量。 氮源: 功能：作为合成细胞物质中含氮物质的原料，一般不作为能源物质。 3、生长因子（定义、功能） 4、无机盐（功能） 水 能源 微生物的营养类型 据生长所需要的营养物质分为：自养型生物；异养型生物。 据生长过程中所需能量的来源分为：光能营养型；化能营养型。 一般分为四种： 1、光能自养型微生物；2、光能异养型微生物 ； 3、化能自养型微生物；4、化能异养型微生物； 微生物营养类型(Ⅰ) 微生物的营养类型(Ⅱ) 光能无机自养型（光能自养型） ?以CO2为主要或唯一碳源； ?利用光合作用获取生长所需要的能量； ?以无机物如H2、H2S、S等作为供氢体或电子供体，还原CO2为细胞物质； 如：藻类、蓝细菌：以水为电子供体（供氢体），产氧型的光合作用，合成细胞物质。 红硫细菌：以H2S为电子供体（供氢体），不产氧光合作用，合成细胞物质，并伴随有硫元素产生。 光能有机异养型（光能异养型） ?不能以CO2为主要或唯一的碳源； ?以有机物作为供氢体，利用光能将CO2还原为细胞物质； ?生长时多数需要外源的生长因子； 例如：红螺菌属中的一些细菌能利用异丙醇作为供氢体，将CO2还原成细胞物质，同时积累丙酮。 化能无机自养型（化能自养型） ?以还原态无机物氧化时释放的化学能为能源； ?以CO2或碳酸盐作为唯一或主要碳源； ?利用H2、H2S、Fe2+、NH3或NO2-等作为电子供体还原CO2成细胞物质。 化能无机自养型只存在于微生物中，可在完全无机及无光的环境中生长。它们广泛分布于土壤及水环境中,参与地球物质循环； 如: 硝化细菌 氢细菌 铁细菌 硫化细菌等 化能有机异养型（化能异养型） ?以有机物氧化过程中释放出的化学能作为能源； ?以有机化合物为主要碳源；如淀粉、糖类、纤维素、有机酸等 ?以有机物为电子供体。 有机物通常既是碳源也是能源；大多数细菌、 菌物、原生动物都是化能有机异养型微生物；所有致病微生物均为化能有机异养型微生物； 腐生型(metatrophy)：可利用无生命的有机物(如动植物尸体和残体)作为碳 寄生型(paratrophy)：寄生在活的寄主机体内吸取营养物质,离开寄主就不能生存。 腐生型与寄生型之间的中间类型：兼性腐生型(facultive metatrophy)； 兼性寄生型(facultive paratrophy)； 不同营养类型之间的界限并非是绝对的！ 异养型微生物并非绝对不能利用CO2；自养型微生物也并非不能利用有机物进行生长；有些微生物在不同生长条件下生长时,其营养类型也会发生改变； 例如紫色非硫细菌(purple nonsulphur bacteria)： 没有有机物时，同化CO2， 为自养型微生物； 有机物存在时，利用有机物进行生长，为异养型微生物； 光照和厌氧条件下，利用光能生长，为光能营养型微生物； 黑暗与好氧条件下，依靠有机物氧化产生的化学能生长，为化能营养型微生物； 营养缺陷型 定义：某些菌株发生突变(自然突变或人工诱变)后，失去合成某种(或某些)对该菌株生长必不可少的物质(通常是生长因子如氨基酸、维生素)的能力，必须从外界环境获得该物质才能生长繁殖，这种突变型菌株称为营养缺陷型(auxotroph)。相应的野生型菌株称为原养型 (prototroph)。 营养缺陷型菌株经常用来进行微生物遗传学方面的研究。 培养基 培养基（medium）：人工配制的，适合微生物生长繁殖或积累代谢产物的营养基质。 任何培养基都应该具备微生物生长所需要的六大营养要素：