第四章 微生物营养与代谢调控.pptVIP

 台州科技职业学院 生物与食品教研室 陈江萍 2009年1月 第四章 微生物营养与代谢调控 第一节 微生物营养与营养类型 第二节 营养物质进入细胞的方式及机制 第三节 微生物的能量代谢 第四节 微生物的分解代谢 第五节 微生物的代谢调节 第六节 微生物代谢控制 第一节 微生物营养与营养类型 新陈代谢(Metabolism):从外界不断的吸收适宜的营养物质加以利用,在细胞内将其转化为新的细胞物质和储藏物资,并从中获得生命活动所需的能量,同时排出代谢产物。 营养物质与营养 营养物质(nutrient)就是能够满足微生物生长、繁殖和完成各种生理活动所需能量的物质,是微生物维持生命活动的基本物质。 营养(nutrition)是微生物从外界吸收营养物质并在细胞内利用营养物质的过程。 营养物质是微生物维持生命活动的物质基础,而营养是微生物利用营养物质的生理过程,两者互相影响,互相依赖。 1.元素组成(1)大量元素:碳C、氮N、氢H、氧O、磷P、硫S(这六种元素占细菌细胞干重的97％)(2)常量元素:钾K、钙Ca、钠Na、镁Mg(3)微量元素:铁Fe、锌Zn、锰Mn、钴Co 微生物细胞物质中灰分元素含量的百分比 2.化学组成 二、微生物生长繁殖营养要素及生理作用 微生物生长所需最低相对湿度 霉菌(mold)65～85% 酵母菌(yeast)88～95% 细菌(bacteria)90～98% 芽孢、孢子(spore)40% (二)碳源 凡是可被微生物利用,构成微生物细 胞和代谢产物中碳架来源的物质称为碳源。 1.碳源物质的生理功能 (1)构成细胞物质 (2)产生维持生命所需能量 2.微生物的碳源谱 无机含碳化合物:如CO2和碳酸盐等。 有机含碳化合物:糖与糖的衍生物、脂类、 醇类。有机酸、烃类、芳香族化合物以及 各种含氮的化合物。 微生物不同,利用含碳化合物能力不同, 如假单胞菌属中的某些种可以利用90种以 上不同类型碳源;而某些甲基营养型细菌只 能利用甲醇或甲烷等一碳化合物进行生长。 3.微生物利用碳源物质的特点 (1)不同种类微生物利用的碳源物质不同。 (2)微生物对碳源物质的利用具有选择 性——葡萄糖阻遏效应 选择性原则:结构简单相对分子量小的优先于结构复杂相对分子量大的。 (三)氮源 凡是提供微生物营养所需氮元素的营养源,称为氮源。 微生物细胞中大约含氮5%～15%,是微生物细胞蛋白质 和核酸的主要成分。微生物利用它在细胞内合成氨基 酸,并进一步合成蛋白质、核酸等细胞成分。无机氮源 一般不用作能源,只有少数化能自养细菌能利用铵盐、 硝酸盐作为机体生长的氮源与能源。 1.氮源类型 (1)空气中分子态氮:N2 (2)无机氮化合物:NH4+、NO3-、尿素 (3)有机氮化合物:蛋白质、氨基酸 固氮菌 2.氮源物质的生理功能 (1)合成微生物细胞成分 (2)调节微生物代谢 (3)对于某些微生物可作为能量来源 3.微生物利用氮源物质的特点 不同种微生物利用氮源物质种类不同。 微生物对氮源物质利用具有选择性。 (四)无机盐 无机盐是微生物生长必不可少的一类营养物质,它 们为机体生长提供多种重要的生理功能,包括大量元 素和微量元素。 大量元素:P、S、K、Mg、Ca、Na、Fe等。 (微生物生长所需浓度在10-3～10-4mol/L) 微量元素:Cu、Zn、Mn、Mo、Co等。 (微生物生长所需浓度在10-6～10-8mol/L) 一般微生物生长所需要的无机盐有:硫酸盐、磷 酸盐、氯化物以及含有钠、钾、镁、铁等金属元素的 化合物。 1.概念 生长因子(growth factor):指那些微生物生长所必 需而且需要量很小,但微生物自身不能合成,必须在培养 基中加入的有机营养物。生长因子有维生素、氨基酸、 嘌呤、嘧淀及衍生物,此外还有甾醇、 胺类、脂肪酸等。 而狭义的生长因子仅指维生素。缺少这些生长因子会影 响各种酶的活性,新陈代谢不能正常进行。缺乏合成生 长因子能力的微生物称“营养缺陷型”微生物。 2.生长因子种类 (1)维生素 (2)氨基酸 (3)碱基及其衍生物 根据微生物对生长因子需求不同,将微生物分成两类: 生长因子自养型微生物 生长因子异养型微生物 三、微生物的营养类型 根据微生物对碳源的要求是无机碳化合物还是有机化合物可把微生物分为: 自养型微生物 异养型微生物 根据微生物生命活动中能量来源不同,将微生物分为： 利用吸收的营养物质的降解产生的化学能,称为化能型微生物。 吸收光能来维持其生命活动,称为光能型微生物。 将碳源物质的性质和代谢能量的来源结合起来微