生物的营养和培养基.doc

第四章 微生物的营养和培养基 1．本章内容提要与学时分配（6学时） 2．教学提示 本章重点在于让学生了解微生物的营养要素及其功能、微生物的营养类型、微生物吸收营养物质的方式以及培养的种类、配制方法。 3．本章的目的与要求 1）熟悉微生物的6种营养要素与营养类型； 2) 掌握微生物吸收营养物质的方式； 3) 理解设计培养基的原则和方法； 4) 掌握培养基的种类以及相关概念与实例。 4. 作业（见课件） 微生物要不断地生长繁殖，这就要从它的生活的外部环境中吸取所需要的各种营养物质，合成本身的细胞物质，提供机体进行各种生理活动所需要的能量，保证机体进行正常的生长与繁殖，保证其生命能维持和延续同时将代谢活动产生的废弃物排出体外。 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称为营养物质(nutrient)。而微生物获得和利用营养物质的过程称为营养(nutrition)。 第一节 微生物的营养物质 一、 微生物细胞的化学组成 微生物细胞的化学成分以有机物和无机物两种状态存在。有机物包含各种大分子，它们是蛋白质、核酸、类脂和糖类，占细胞干重的99%。无机成分包括小分子无机物和各种离子，占细胞干重的1%。 微生物细胞的元素构成由C、H、O、N、P、S、K、Na、Mg、Ca、Fe、Mn、Cu、Co、Zn、Mo等组成。其中C、H、O、N、P、S六种元素占微生物细胞干重的97%；其他为微量元素。微生物细胞的化学元素组成的比例常因微生物种类的不同而各异。 组成微生物细胞的化学元素分别来自微生物生长的所需要的营养物质，即微生物生长所需的营养物质应该包含有组成细胞的各种化学元素。这些物质概括为提供构成细胞物质的碳素来源的碳源物质，构成细胞物质的氮素来源的氮源物质和一些含有K、Na、Mg、Ca、Fe、Mn、Cu、Co、Zn、Mo元素的无机盐。 二、 微生物的营养物质及其生理功能 微生物生长所需要的营养物质主要是以的有机物和无机物的形式提供的，小部分由气体物质供给。微生物的营养物质按其在机体中的生理作用可区分为：碳源、氮源、无机盐、生长因子和水五大类。 1、 碳源 在微生物生长过程中为微生物提供碳素来源的物质称为碳源(source of carbon)。 从简单的无机含碳化合物如CO2和碳酸盐到各种各样的天然有机化合物都可以作为微生物的碳源，但不同的微生物利用含碳物质具有选择性，利用能力有差异。(见表3.1) 碳源的生理作用主要有：碳源物质通过复杂的化学变化来构成微生物自身的细胞物质和代谢产物；同时多数碳源物质在细胞内生化反应过程中还能为机体提供维持生命活动的能量，但有些以又CO2为唯一或主要碳源的微生物生长所需的能源则不是来自CO2。 ? ? 表3.1微生物利用的碳源物质 种类 碳源物质 备注 糖 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 单糖优于双糖，己糖优于戊糖，淀粉优于纤维素，纯多糖优于杂多糖。 有机酸 糖酸、乳酸、柠檬酸、延胡索酸、低级脂肪酸、高级脂肪酸、氨基酸等 与糖类比效果较差，有机酸较难进入细胞，进入细胞后会导致pH下降。当环境中缺乏碳源物质时，氨基酸可被微生物作为碳源利用。 乙醇 在低浓度条件下被某些酵母菌和醋酸菌利用。 脂 脂肪、磷脂 主要利用脂肪，在特定条件下将磷脂分解为甘油和脂肪酸而加以利用。 烃 天然气、石油、石油馏分、石蜡油等 利用烃的微生物细胞表面有一种由糖脂组成的特殊吸收系统，可将难溶的烃充分乳化后吸收利用。 CO2 CO2 为自养微生物所利用。 碳酸盐 NaHCO3、CaCO3、白垩等 为自养微生物所利用。 其他 芳香族化合物、氰化物 ? 蛋白质、肋、核酸等 ? 利用这些物质的微生物在环境保护方面有重要作用。 当环境中缺乏碳源物质时，可被微生物作为碳源而降解利用。 2、 氮源 凡是可以被微生物用来构成细胞物质的或代谢产物中氮素来源的营养物质通称为氮源(source of nitrogen)物质。 表3.2 微生物利用的氮源物质 种类 氮源物质 备注 蛋白质类 蛋白质及其不同程度降解产物(胨、肽、氨基酸等) 大分子蛋白质难进入细胞，一些真菌和少数细菌能分泌胞外蛋白酶，将大分子蛋白质降解利用，而多数细　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 菌只能利用相对分子质量较小其降解产物 氨及铵盐 NH3、(NH4)2SO4等 容易被微生物吸收利用 硝酸盐 KNO3等 容易被微生物吸收利用 分子氮 N2 固氮微生物可利用，但当环境中有化合态氮源时，固氮微生物就失去固氮能力 其他 嘌呤、嘧啶、脲、胺、酰胺、氰化物 大肠杆菌不能以嘧啶作为唯一氮源，在氮限量的葡萄糖培养基上生长时，可通过诱导作用先合成分解嘧啶的酶，然后再分解并