2022年《微生物学》主要知识点第五章微生物的营养

1、第五章 微生物的养分 概述：微生物的养分（ nutrition） 生物体从外部环境摄取其生命活动所必需 的能量和物质,以中意其生长和繁殖需要的一种生理功能； 养分物（ nutrient） 能够中意微生物机体生长,繁殖和完成各种生理活动所需的物质； 微生物的六种养分要素 5.1.1 碳源（ source of carbon）： 在微生物生长过程中为微生物供应碳素来源 的物质；绝大部分碳源物质在细胞内生化反应过程中仍能为机体供应保护生命活 动所需的能源,因此,碳源物质通常也是能源物质； 5.1.2 氮源（ source of nitrogen）： 为微生物供应氮素来源的物质； 5.1.3 能源（

2、source of energ）e ： 能为微生物的生命活动供应最初能量来源的营 养物或辐射能；各种异养微生物的能源就是碳源； 能源谱： 化学物质：有机物 化能异养微生物的能源（同碳源） ；无机物 化能自养 微生物的能源（不同于碳源）； 辐射能： 光能自养和光能异养微生物的能源 5.1.4 生长因子（ growth factor）： 微生物生长所必需而且需要量很小,但微生 物自身不能合成或合成量不足以中意机体生长需要的有机物； 主要包括：维生素, 碱基,卟啉及其衍生物,甾醇,胺类, 的氨基酸； C4C6 的分枝脂肪酸,以及需要量较大 无机盐 inorganic salt ：微生物生长必不行少的

3、一类养分物质,体内的 主要功能是作为酶活性中心的组成部分； 持生物大分子和细胞结构的稳固性, 调 节并保护细胞的渗透压平稳, 把握细胞的氧化仍原电位和作为某些微生物生长的 能源物质； 5.1.6 水 （ water） ：水是微生物生长必不行少的养分要素；水在细胞中的生理 功能：1,溶剂； 2,参与细胞内的化学反应； 3,保护生物大分子的自然构象； 4, 比热高,为热的良导体能有效的吸取代谢过程中产生的热并准时将热快速散发出 体外； 5,保持充分的水分是细胞保护正常外形的重要因素； 6,微生物通过水合 作用与脱水作用把握由多亚基组成的结构, 与解离； 如酶, 微管, 鞭毛及病毒颗粒的组装 5.2

4、 微生物的养分类型： 由于微生物种类繁多,其养分类型（ nutritional types） 比较复杂,人们常在不同层次和侧重点上对微生物养分类型进行划分； 微生物养分类型的分类 依据 养分类型 特点 碳源 自养型（ autotrophs） 以 CO2 为唯独或主要碳源 异养型（ heterotrophs） 以有机物为碳源 能源 光能养分型（ phototrophs）以光为能源 第 1 页,共 3 页以有机物氧化释放的化学能为 化能养分型（ chemotrophs） 能源 无机养分型（ lithotrophs） 以仍原性无机物为电子供体 电子供体 有机养分型（ organotrophs）以有机

5、物为电子供体 微生物养分类型 养分类型 电子供体 碳源 能源 举例 蓝细菌,紫硫细 光能自养型 H2 ,H2S,S 或 CO2 光能 菌,绿硫细菌, H2O 藻类 光能异养型 有机物 有机物 光能 红螺细菌 化能自养型 H2 ,H2S, Fe2+,NH3 或 CO2 化学能 （无机物氧化） 氢细菌,铁细 菌,硝化细菌, NO2-硫化细菌 绝大多数细菌 化学能 化能异养型 有机物 有机物 和全部真核微 （有机物氧化 生物 养分物质进入细胞： 养分物质能否被微生物利用的一个准备性因素是这些物 质能否进入微生物细胞； 影响养分物进入细胞的因素有： 1,养分物本身的性质； 相对分子质量,溶解性,电负性

6、,极性等； 2,微生物所处的环境；温度, pH, 离子强度,相关的代谢抑制剂等； 3,微生物细胞的透过屏障 （permeabilitybarrier）；原生质膜,细胞壁,荚膜及粘液层；荚膜及粘液层的结构较为疏松,对细胞吸取 养分物的影响较小； 相对分子量大于 10000 的葡聚糖难以通过革兰氏阳性细菌的 细胞壁；真菌和酵母的细胞壁只能答应相对分子量较小的物质通过； 物质的运输方式： 与细胞壁相比, 原生质膜在把握物质进入细胞的过程中起着更 为重要的作用；它对跨膜运输（ transport across membran）e的物质具有选择性； 依据物质运输过程的特点,可将物质的运输方式分为： 动运

7、输；基团移位；膜泡运输 ； 单纯扩散；促进扩散；主 5.3.1 单纯扩散（ Simple Diffusion ）： 细胞膜可以通过物理扩散方式让许多小 分子,非电离分子特别是亲脂性的分子被动地通过即单纯扩散； 这类物质的种类 不多,主要是：氧,二氧化碳,乙醇和某些氨基酸分子； 促进扩散（ facilitated diffusion ）： 促进扩散（ facilitated diffusion ）与单 纯扩散的主要差别是在溶质的运输过程中, 必需借助于膜上底物特异性载体蛋白 （ carrier protein）的参与；促进扩散只能把环境中浓度较高的分子加速扩散到细 胞内,直至膜两侧的溶质浓度相等

8、为止,而绝不能引起溶质的逆浓度梯度运输； 只对生长在高养分物浓度下的微生物发挥作用； 第 2 页,共 3 页5.3.3 主动运输（ Active Transport ）： 主动运输是微生物吸取养分物质的主要 机制；特点： 1,需要特异性载体蛋白帮忙； 2,需要供应能量； 3,可以逆浓度 梯度运输；运输的养分物有：无机离子,有机离子和一些糖类（乳糖,蜜二糖, 葡萄糖等） 5.3.4 基团移位（Group Translocation ）：基团移位是一种既需特异性载体蛋白 又须耗能的运输方式,但溶质在运输前后会发生分子结构的变化； 膜泡运输（ membrane vesicle transpor）t

9、： 主要存在于原生动物特别是变 形 虫（ amoeba）中,是这类微生物的一种养分物质的运输方式；包括：胞吞作 用（ phagocytosis）,胞饮作用（ pinocytosis）； 5.4 培养基（ culture medium） ：培养基是人工配制的,适合微生物生长繁殖或 产生代谢产物的养分基质；任何培养基都应具备微生物所需要的六大养分要素, 且比例合适； 任何培养基一旦配成, 必需马上进行灭菌, 否就很快引起杂菌丛生, 并破坏其固有成分和性质； 配制培养基的原就 1,选择适宜的养分物质 2,养分物质浓度及配比合适 3,把握 pH 条件 4,把握氧化仍原电位（ 5,原料来源的选择 6,灭

10、菌处理 redox potential） 培养基的类型及应用 1,依据对培养基成分的明白程度划分 自然培养基（ complex medium）：牛肉膏蛋白胨培养基等； 合成培养基（ synthetic medium）：高氏一号培养基等； 半合成培养基（ semi-defined medium）：马铃薯蔗糖培养基等； 2,依据物理状态划分 固体培养基（ solid medium）：琼脂含量 1%2%； 半固体培养基（ semi-solid medium）：琼脂含量 0.2%0.7%； 液体培养基（ liquid medium） 3,依据用途划分 基础培养基（ 加富培养基（ 鉴别培养基（ 选择培养基（ minimum medium） enriched medium）differential medium） selective medium） 其他培养基 其他培养基： 分析培养基（ assay medium）用于抗生素,维生素的测定或生长谱 的测定；仍原型培养基（ reduced medium）用于培养厌氧型微生物；组织培养物 培养基（ tissue-culture medium）含有动植物细胞,用来培养病毒,衣原体,立克 次氏体及