微生物学原理培训讲义.ppt

第二讲 微生物的营养、生长与生活环境,营养物质 营养类型 营养物质吸收 培养基 微生物代谢 微生物酶,1、微生物营养物质及其功能,水,微生物营养物质,碳素化合物,氮素化合物,矿质元素,生长因子,一、微生物营养物质及其功能,（2）大多数微生物的能源物质,（1）构成微生物体有机分子的骨架,微生物可以利用的碳源种类,1、碳素化合物（碳源）,2、氮素化合物（氮源）,微生物可利用的氮素化合物：,氮素化合物的功能：,构成细胞物质，少数微生物的能源物质。,3、矿质元素(无机盐) 为机体提供了必要的金属元素等,P、S、Fe、Mg、K、Ca (大量元素) Mn、Cu、Zn、Mo （微量元素）,主要功能 1）构成细胞组分； 2）构成酶的组分和维持酶的活性； 3）调节渗透压、氢离子浓度、氧化还原电位等； 4）供给自养微生物能源,4、生长因子 生长因子是指微生物生长必需的但本身不能合成，需要从外界吸收的且需要量又很小的有机物质。,生长因子分类：氨基酸 核 苷 维生素,生长因子功能：构成酶的辅基或辅酶,5、水分,微生物水分含量：营养细胞90%，孢子40%。,水分在微生物生长代谢中的功能：,a. 机体内生理生化反应的基础,b. 溶剂与运输介质,c. 细胞内温度的缓冲剂作用,从营养的角度分 异养型生物 自养型生物 所需要营养物质 有机物 无机物 生物种类 动物 植物,二、微生物的营养类型,微生物属于哪类生物，自养还是异养？,三、影响微生物对营养物质吸收的因素,1、第一因素：细胞膜 细胞膜选择性透膜 细胞荚膜、粘液层以及细胞壁,2、第二因素：微生物细胞生活的环境 pH值、温度,3、第三因素：被吸收物质的特性。 分子量、溶解度,(影响物质的溶解度、细胞膜的流动性和运输系统的活性),四、微生物对营养物质的吸收方式,是否消耗能量 是否需要载体 是否发生被吸收物的化学变化 。,单纯扩散 促进扩散 主动运输 基团转位,根据微生物对物质的吸收过程：,五、微生物培养基,培养基: 是人工配制的适合微生物生长繁殖或积累代谢产物的营养物质。,配制培养基的基本原则,1、适合不同微生物的营养特点。 (1)从营养型的角度看,(2)从类群的角度看,自养微生物 合成能力强 简单的无机物 异养微生物 合成能力弱 至少提供一种有机物,2、调配好培养基中各种营养成分的比例和浓度。 (1) 浓度适中原则 大量元素 10-3-10-4 mol/L 微量元素 10-6-10-8 mol/L,2、调配好培养基中各种营养成分的比例和浓度。 (2) 营养比例原则 a. C/N,b. 其它营养的比例（矿质元素、氨基酸）,同一种微生物在不同C/N培养基培养时，表现不同。 短棒杆菌的谷氨酸发酵 培养基C/N=4:1，菌体繁殖； C/N=3:1，谷氨酸形成,不同的微生物，所需营养物C/N不同。 细菌、酵母菌细胞的C/N=5:1，而霉菌=10:1（？）,水处理中进水的BOD5NP 100:5:1,3、控制培养条件,pH O2 CO2 渗透压,微生物生长繁殖,培养条件,影响,影响,微生物培养体系,(1) 培养基的pH值的控制。,a.根据各类微生物的特点来调节培养基的pH值。 霉菌、酵母菌适于酸性， (pH4.5-6.0左右) 细菌、放线菌喜中性或偏碱性 (pH7.0-7.5左右),(1) 培养基的pH值的控制。,b.使用pH值缓冲剂,由微生物与氧气的关系形成了三类微生物： 专性好氧性微生物 专性厌氧性微生物 兼性厌氧的微生物,实践对策： 专性好氧性微生物：空气提供氧气、工业上采用通气装置。 专性厌氧性微生物：采用理化方法除氧、向培养体系加入还原剂 （胱氨酸、巯基乙酸钠、Na2S和抗坏血酸）,(2) O2浓度的调节,（3）CO2的调节 对自养微生物来说，空气中只占容积的0.03%的CO2量意味着什么？,增加CO2供应的途径： 紫硫细菌和绿硫细菌等厌氧性自养菌：培养基中加入NaHCO3,微生物代谢：微生物细胞所进行的化学反应的总和。 微生物合成代谢：小分子合成复杂大分子的过程； 微生物分解代谢：细胞物质或营养物质降解形成简单产物的过程。,六、 微生物的代谢,根据细菌生长繁殖速率将生长曲线分四个阶段：,缓慢期 对数期 稳定期(静止期) 衰亡期,七、细菌分批培养群体生长规律,特点：分裂迟缓 代谢活跃 原因 1.接种机械损伤 2.细胞分裂因子缺乏,特点： （1）代谢活性 （2）世代时,特 点： 1、细菌数量增加率为0 2、积累代谢产物,特点：菌体活性降低、大量死亡 细胞畸变、自溶,八、微生物的生活环境,极端环境条件对微生物的影响 死 亡,1、温度对微生物生长的影响,2、氧化还原电位Eh,好气性微生物 Eh0.1V，而以0.3-0.4v为宜 兼性厌气微生物 Eh0.1v行好气呼吸 专性厌气性微生物 Eh值0.2V以下,自然环境氧化还原电位范围 上限：+820mV 高浓度的O2，无耗氧系统存在