华东理工微生物5课件

1、营养(nutrition)：微生物获得和利用营养物质的过程营养物(nutrient)：具有营养功能的物质 微生物的营养和培养基细胞的化学组成： 元素：C、H、O、N P 、K、Ca、Mg、S等矿物元素 存在形式：有机物、无机物 微生物的六种营养要素微生物的营养要素 碳源、氮源、能源、生长因子、无机盐、水碳源(carbon source)： 有机碳源 碳水化合物 脂 烃 无机碳源 Na2CO3，CO2等 氮源(nitrogen source)有机氮源蛋白胨，黄豆粉，玉米浆无机氮源铵盐，硝酸盐，N2速效氮源迟效氮源主要有三类：氨基酸维生素核苷酸酵母膏，玉米浆，肝浸汁，麦芽汁维生素：150ug/L

2、氨基酸：2050ug/L 碱 基：1020ug/L 核苷或核苷酸：2002000ug/L生长因子 (growth factor)微生物生长所必需且需要量很小，但微生物自身不能合成的或合成量不足以满足机体生长需要的有机化合物 “生理酸性盐”与“生理碱性盐”生理酸性盐 由于其阳离子中的氮被微生物选择性吸收利用而造成培养基的pH下降的盐。如(NH4)2SO4 生理碱性盐 由于其阴离子中的氮被微生物选择性吸收利用而造成培养基的pH上升的盐。如NaNO3水是良好的溶剂生化反应在水中进行水的比热大水光能自养型是一类能以CO2为唯一碳源或主要碳源并利用光能进行生长的微生物，它们能以无机物如水、硫化氢、硫代硫

3、酸钠或其他无机化合物为电子供体，使CO2固定还原成细胞物质，并且伴随元素氧（硫）的释放。藻类、蓝细菌和光合细菌属于这一类营养类型 藻类和蓝细菌：这与高等植物光合作用是一致的。这与藻类、蓝细菌和高等植物是不同的。光合细菌（红硫细菌）： 光能异养型光能异养型，不能以CO2作为唯一碳源或主要碳源，需以有机物作为供氢体，利用光能将CO2还原为细胞物质。NH3、亚硝酸（NO2-）等无机氮化物可以被某些化能自养细菌用作能源亚硝化细菌：硝化细菌：将氨氧化为亚硝酸并获得能量将亚硝酸氧化为硝酸并获得能量这两类细菌往往伴生在一起，在它们的共同作用下将铵盐氧化成硝酸盐，避免亚硝酸积累所产生的毒害作用。硫细菌（sul

4、fur bacteria）能够利用一种或多种还原态或部分还原态的硫化合物（包括硫化物、元素硫、硫代硫酸盐、多硫酸盐和亚硫酸盐）作能源。化能异养型生长所需的能量来自有机物氧化过程放出的化学能，生长所需要的碳源主要是一些有机化合物，如淀粉、糖类、纤维素、有机酸等有机物通常既是它们生长的碳源物质又是能源物质。大多数微生物属于化能有机营养型：绝大多数的细菌、全部真菌、原生动物以及病毒。如果化能有机营养型微生物利用的有机物不具有生命活性，则是腐生型；若是生活在生活细胞内从寄生体内获得营养物质，则是寄生型。培养基 (medium，culture medium)是一种人工配制的、适合微生物生长繁殖或产生代谢

5、产物用的混合养料。培养基按对培养基成分的了解来分：天然培养基组合培养基按培养基外观的物理状态来分：固体培养基半固体培养基液体培养基按培养基的特殊功能来分：选择培养基鉴别培养基培养基的种类及其应用天然培养基 (undefined medium)，又称复合培养基 (complex medium)较经济，一般用于大规模生产；组合培养基 (defined medium)，或称合成培养基 (synthetic medium)较昂贵，一般用于研究工作（代谢、遗传分析）；特点是组份精确，重复性好。固体培养基 (solid medium)一般加有凝固剂；凝固剂含量一般为1.52.5；用途：由于固体培养基能提供

6、表面，形成单菌落，因此可用于：菌种分离、鉴定、保藏等。半固体培养基 (semi-solid medium)凝固剂含量一般约为0.5%；用途：观察细菌的运动、测定噬菌体效价等。液体培养基 (liquid medium)培养基中没有凝固剂；用途：大量培养微生物、研究生理代谢等。选择培养基 (selected medium)可以让一类微生物在其中正常生长而其它微生物生长缓慢甚至不能生长的培养基。用途：将混合菌中所需的目的微生物分离出来。加富培养基 (enriched medium)是一种常用的选择培养基。鉴别培养基 (differential medium)可以让不同微生物生长时表现出不同形态特征的

7、培养基。用途：细菌学检验、遗传研究营养物质的吸收与代谢产物的分泌，涉及到物质的运输，而关键是细胞膜 营养物质进入细胞的方式又称被动运输 (passive transport) 氧、二氧化碳、乙醇、 某些氨基酸等小分子； 亲脂性分子从高浓度 到低浓度的扩散来运 输。 它利用细胞膜的通透 性，细胞膜是一道屏 障。单纯扩散 (simple diffusion)输送机制：通过亲水小孔或脂双分子层。 J=D dc/dx J：扩散速度 D：扩散系数 dc/dx：该物质的浓度梯度影响因素：分子的大小、溶解性、极性和环境的温度等 需要特异性载体蛋白 (carrier protein)，即渗透酶 (permea

8、se)（大多为诱导酶）。有特异性，每种载体蛋白运输相应的物质。原理：利用膜内、膜外被运输物质和载体蛋白的亲和力的不同。从高浓度到低浓度。促进扩散 (facilitated diffusion)（一）离子载体（ionophore） 是疏水性的小分子，可溶于双脂层，以提高所转运离子的通透率。可动离子载体（mobile ion carrier）通道离子载体（channel former）可动离子载体：如缬氨霉素（valinomycin） 在膜的一侧结合K+，顺着电化学梯度通过脂双层，在膜的另一侧释放K+，且能往返进行通道离子载体：如短杆菌肽A（granmicidin）（二）通道蛋白横跨质膜的亲水性通

9、道，允许适当大小的离子顺浓度梯度通过，故又称离子通道 钾泄漏通道 门通道（gated channel）。单纯扩散和促进扩散的比较是微生物吸收营养的主要方式需要特异性载体蛋白需要能量来改变载体蛋白的构象是逆浓度梯度的运输主动运送 (active transport)主动运送-I ABC运输系统（ATP-binding cassette transport system）利用ATP提供能量的运输过程。主动运送-II 利用质子和钠离子浓度差的主动运送。 (1) antiport, 对向运输过程：质子从胞外（高浓度）到胞内（低浓度），同时钠离子从胞内（低浓度）到胞外（高浓度）。 (2) symport, 同向运输过程：钠离子从胞外（高浓度）到胞内（低浓度）， 同时营养物质从胞外到胞内Na+, K+-ATP酶系统一种重要的离子通道蛋白作用：富集K+ 存在于原生质膜上面在运输过程中，物质分子发生了化学变化。每输入一个葡萄糖分子，就要消耗一个ATP的能量。基团移位 (group translocation)不跨膜的运输方式胞吞作用 胞吞作用是无细胞壁真核细胞特有的运输方式。在该运输过程中，被运输物质实际上并未通过细胞质膜。胞吞作用当被运输物质是固体时，该过程又被称为吞噬作用当被运输物质是液体时，该过程又被称为胞饮作用当被运输物质从细胞内向细胞外