模块3 1微生物营养与培养基制备技术全解课件

模块三微生物营养与培养基配制技术模块三微生物的化学组成和营养要求培养基及种类营养物质进入细胞的方式微生物的营养类型主要内容微生物的化学组成和营养要求培养基及种类营养物质进入细胞的方式营养：微生物在其生长过程中获取生命活动所需的能量和结构物质的生理过程。营养物质：外界环境可为细胞提供结构组分、能量、代谢调节物质和良好生长环境的化学物质。

营养物质是微生物生存的物质基础，而营养是生物维持和延续其生命形式的一种生理过程。营养：微生物在其生长过程中获取生命活动所需的能量和结构物质一、微生物细胞化学组成和营养要求1、微生物细胞的化学组成微生物、动物、植物之间存在“营养上的统一性”一、微生物细胞化学组成和营养要求1、微生物细胞的化学组成微生2、微生物的营养要素及其生理功能微生物的6大营养要素：碳源，氮源，能源，生长因子，无机盐，水。营养要素的功能：1）构成细胞结构组分和代谢产物的原料；2）提供能量；3）调节新陈代谢。2、微生物的营养要素及其生理功能微生物的6大营养要素：碳源，碳源凡是可以作为微生物细胞结构或代谢产物中碳架来源的营养物质，是需要量最大的营养物质。功能:构成细胞成分（需要量最大的元素，50%）；形成代谢产物和储藏物；为异养型微生物提供能源。碳源是一种双功能营养物质。碳源凡是可以作为微生物细胞结构或代谢产物中碳架来源的营养物质碳源谱：碳源谱：1）根据微生物利用有机碳或无机碳，可将微生物分为：异养微生物：有机碳自养微生物：无机碳2）碳源谱广（微生物>>植物>动物）；3）最适碳源：C.H.O型，糖类（异养微生物）糖>有机酸，醇>脂单糖>双糖>多糖（淀粉>纤维素,木质素,几丁质）己糖>戊糖葡萄糖，果糖>甘露糖，半乳糖特点：1）根据微生物利用有机碳或无机碳，可将微生物分为：2）碳源谱4）微生物对碳源利用具有选择性混合存在葡萄糖：首先利用（速效碳源）乳糖：后利用（迟效碳源）5）不同微生物，其碳源谱不同（利用碳源物质的能力有差别）洋葱假单胞菌：90种以上甲烷菌：甲醇和甲烷6）异养微生物：碳源=能源（双功能营养物）4）微生物对碳源利用具有选择性5）不同微生物，其碳源谱不同6定义：凡是构成微生物细胞物质或代谢产物中氮元素来源的营养物质

。功能：构成细胞组分（需要量仅次于碳源，~12%）；构成代谢产物；某些自养菌的能源（如硝化细菌：氨和亚硝酸盐兼氮源和能源）氮源定义：凡是构成微生物细胞物质或代谢产物中氮元素来源的营养物质模块31微生物营养与培养基制备技术全解课件“氨基酸自养型生物”:凡是能将非氨基酸类的简单氮源（例如尿素、铵盐、硝酸盐和氮气）自行合成生长代谢所需要的一切氨基酸的微生物。“氨基酸异养型生物”:凡需要从外界吸收现成氨基酸作氮源的微生物。

所有的动物和大量异养微生物是氨基酸异养型的，而所有绿色植物和很多微生物是氨基酸自养型的。“氨基酸自养型生物”:凡是能将非氨基酸类的简单氮源（例如尿

氮源一般只提供合成细胞质和细胞中其他结构的原料，不作为能源。只有少量细菌，如硝化细菌能利用铵盐、硝酸盐作氮源和能源。某些梭菌对糖的利用不活跃，可以利用氨基酸为唯一的能源。能源为微生物生命活动提供最初能量来源的物质或辐射能。氮源一般只提供合成细胞质和细胞中其他结构的原料，不作能源谱：能源谱：单功能营养物：光（能源）双功能营养物：葡萄糖(C源，能源)多功能营养物：酵母膏（C源，N源，生长因子等）单功能营养物：光（能源）宏量元素：P、S、K、Mg、Na、Ca等（10-3~10-4mol/L）；微量元素：Fe、Zn、Mn、Mo、Co、Cu、Ni等（10-6~10-8mol/L）其中：Fe是介于微量元素和宏量元素之间的元素。功能①构成细胞的组成成分；②作为酶的活性中心；③维持酶的活性；④调节细胞渗透压，氢离子浓度和氧化还原电位⑤作为某些自养菌的能源。

无机盐宏量元素：P、S、K、Mg、Na、Ca等（10-3~10-4

无机盐离子的提供方式：常量元素：K2HPO4，MgSO4（提供4种主要元素）微量元素：自来水，玻璃器皿生长因子微生物生长不可缺少的(自身不能合成或合成量不足以满足微生物生长需要的)微量有机物质称为生长因子，一般包括维生素、氨基酸及嘌吟、嘧啶等。无机盐离子的提供方式：常量元素：K2HPO4，MgSO4（功能：

作为辅酶或辅基参与代谢；核酸和蛋白质的成分。如何提供生长因子？功能：如何提供生长因子？功能：（1）营养物质或代谢废物运输的必备物质；（2）直接作为反应物或产物参与体内多种生化反应；（3）水还是许多有机物中氢和氧的来源，例如烷烃分解过程；（4）许多酶促反应必须在水溶液中才能进行；（5）水分子之间形成的氢键使得水成为一种很好的温度缓冲剂。（6）水是热的良导体，有利于散热，不致于因代谢产热而使细胞局部温度上升；（7）作为活细胞中含量最高的成分，水对于维持细胞自身形状以及生物大分子的天然结构起着重要的作用。水功能：水水在细胞中有两种存在形式：结合水和游离水。不同生物及不同细胞结构中游离水的含量比较水在细胞中有两种存在形式：结合水和游离水。不同生物及不同细

游离水的含量可用水活度aw表示。水活度：在相同温度和压力下，体系中溶液的水的蒸汽压与纯水的水蒸汽压之比。微生物能在aw=0.63～0.99的条件下生长。特定微生物对aw的要求是一定的。游离水的含量可用水活度aw表示。二、微生物的营养类型二、微生物的营养类型模块31微生物营养与培养基制备技术全解课件1、光能自养型（光能无机营养型）

能以CO2为唯一或主要碳源；

通过光合作用获取生长所需能量；以无机物（如H2、H2S、S等）作为供氢体，使CO2还原为细胞物质；

例如，藻类及蓝细菌。同植物一样，以水为供氢体，进行产氧型的光合作用，合成细胞物质。而红硫细菌，以H2S为供氢体，产生细胞物质，并伴随硫元素的产生。1、光能自养型（光能无机营养型）能以CO2为唯一或主要碳源2．光能异养型（光能有机营养型）不能以CO2为主要或唯一的碳源；以有机物为供氢体，通过光能将CO2还原为细胞物质；生长时大多数需要外源的生长因子。

例如，红螺菌属中的一些细菌能利用异丙醇作为供氢体，将CO2还原成细胞物质，同时积累丙酮。2．光能异养型（光能有机营养型）不能以CO2为主要或唯一的碳光能自养型和光能异养型微生物可利用光能生长，在地球早期生态环境的演化过程中起重要作用。目前在高浓度有机废水的处理中应用意义重大。光能自养型和光能异养型微生物可利用光能生长，代表菌种主要的氢供体主要碳源生长条件绿硫细菌H2S,H2SO3,H2CO2厌气,明红硫细菌H2S,H2SO3,H2,也利用有机物CO2,有机物厌气,明红螺菌H2,主要利用有机物CO2,主要是有机物厌气,明好气,明好气,暗表光合菌种类及其特性菌代表菌种主要的氢供体主要碳源生长条件绿硫细菌H2S,H2S3.化能自养型（化能无机营养型）

生长所需能量来自无机物氧化产生的化学能；以CO2或碳酸盐为唯一或主要碳源；以H2、H2S、Fe2+、NH3或NO2-等作供氢体，使CO2还原成细胞物质。

化能自养型只存在于微生物中，可在完全无机及无光的环境中生长。它们广泛分布于土壤及水环境中,参与地球物质循环。3.化能自养型（化能无机营养型）生长所需能量来自无机物氧化生长所需能量来自有机物氧化过程产生的化学能；生长所需的碳源主要是有机物（如淀粉、糖类、纤维素、有机酸等）有机物通常既是碳源也是能源。（通过糖酵解途径既可产生用于生物合成的碳骨架，也可释放出ATP和NADH）4.化能异养型（化能有机营养型）生长所需能量来自有机物氧化过程产生的化学能；生长所需的碳源主大多数细菌、真菌、原生动物都是化能异养型微生物；所有致病微生物均为化能异养型微生物。大多数细菌、真菌、原生动物都是化能异养型微生物；所有致病微生四种基本营养类型的比较：四种基本营养类型的比较：不同营养类型之间的界限并非绝对：异养型微生物并非绝对不能利用CO2；

自养型微生物也并非不能利用有机物进行生长；有些微生物在不同生长条件下生长时,其营养类型也会发生改变；不同营养类型之间的界限并非绝对：异养型微生物并非绝对不能利用微生物营养类型的可变性无疑有利于提高其对环境条件变化的适应能力举例：紫色非硫细菌(purplenonsulphurbacteria)

没有有机物时，同化CO2，

为自养型微生物；有机物存在时，利用有机物生长，为异养型微生物；光照和厌氧条件下，利用光能，为光能营养型微生物黑暗与好氧条件下，依靠有机物氧化产生的化学能生长，为化能营养型微生物；微生物营养类型的可变性无疑有利于提高其对环境条件变化的适应能模块三微生物营养与培养基配制技术模块三微生物的化学组成和营养要求培养基及种类营养物质进入细胞的方式微生物的营养类型主要内容微生物的化学组成和营养要求培养基及种类营养物质进入细胞的方式营养：微生物在其生长过程中获取生命活动所需的能量和结构物质的生理过程。营养物质：外界环境可为细胞提供结构组分、能量、代谢调节物质和良好生长环境的化学物质。

营养物质是微生物生存的物质基础，而营养是生物维持和延续其生命形式的一种生理过程。营养：微生物在其生长过程中获取生命活动所需的能量和结构物质一、微生物细胞化学组成和营养要求1、微生物细胞的化学组成微生物、动物、植物之间存在“营养上的统一性”一、微生物细胞化学组成和营养要求1、微生物细胞的化学组成微生2、微生物的营养要素及其生理功能微生物的6大营养要素：碳源，氮源，能源，生长因子，无机盐，水。营养要素的功能：1）构成细胞结构组分和代谢产物的原料；2）提供能量；3）调节新陈代谢。2、微生物的营养要素及其生理功能微生物的6大营养要素：碳源，碳源凡是可以作为微生物细胞结构或代谢产物中碳架来源的营养物质，是需要量最大的营养物质。功能:构成细胞成分（需要量最大的元素，50%）；形成代谢产物和储藏物；为异养型微生物提供能源。碳源是一种双功能营养物质。碳源凡是可以作为微生物细胞结构或代谢产物中碳架来源的营养物质碳源谱：碳源谱：1）根据微生物利用有机碳或无机碳，可将微生物分为：异养微生物：有机碳自养微生物：无机碳2）碳源谱广（微生物>>植物>动物）；3）最适碳源：C.H.O型，糖类（异养微生物）糖>有机酸，醇>脂单糖>双糖>多糖（淀粉>纤维素,木质素,几丁质）己糖>戊糖葡萄糖，果糖>甘露糖，半乳糖特点：1）根据微生物利用有机碳或无机碳，可将微生物分为：2）碳源谱4）微生物对碳源利用具有选择性混合存在葡萄糖：首先利用（速效碳源）乳糖：后利用（迟效碳源）5）不同微生物，其碳源谱不同（利用碳源物质的能力有差别）洋葱假单胞菌：90种以上甲烷菌：甲醇和甲烷6）异养微生物：碳源=能源（双功能营养物）4）微生物对碳源利用具有选择性5）不同微生物，其碳源谱不同6定义：凡是构成微生物细胞物质或代谢产物中氮元素来源的营养物质

。功能：构成细胞组分（需要量仅次于碳源，~12%）；构成代谢产物；某些自养菌的能源（如硝化细菌：氨和亚硝酸盐兼氮源和能源）氮源定义：凡是构成微生物细胞物质或代谢产物中氮元素来源的营养物质模块31微生物营养与培养基制备技术全解课件“氨基酸自养型生物”:凡是能将非氨基酸类的简单氮源（例如尿素、铵盐、硝酸盐和氮气）自行合成生长代谢所需要的一切氨基酸的微生物。“氨基酸异养型生物”:凡需要从外界吸收现成氨基酸作氮源的微生物。

所有的动物和大量异养微生物是氨基酸异养型的，而所有绿色植物和很多微生物是氨基酸自养型的。“氨基酸自养型生物”:凡是能将非氨基酸类的简单氮源（例如尿

氮源一般只提供合成细胞质和细胞中其他结构的原料，不作为能源。只有少量细菌，如硝化细菌能利用铵盐、硝酸盐作氮源和能源。某些梭菌对糖的利用不活跃，可以利用氨基酸为唯一的能源。能源为微生物生命活动提供最初能量来源的物质或辐射能。氮源一般只提供合成细胞质和细胞中其他结构的原料，不作能源谱：能源谱：单功能营养物：光（能源）双功能营养物：葡萄糖(C源，能源)多功能营养物：酵母膏（C源，N源，生长因子等）单功能营养物：光（能源）宏量元素：P、S、K、Mg、Na、Ca等（10-3~10-4mol/L）；微量元素：Fe、Zn、Mn、Mo、Co、Cu、Ni等（10-6~10-8mol/L）其中：Fe是介于微量元素和宏量元素之间的元素。功能①构成细胞的组成成分；②作为酶的活性中心；③维持酶的活性；④调节细胞渗透压，氢离子浓度和氧化还原电位⑤作为某些自养菌的能源。

无机盐宏量元素：P、S、K、Mg、Na、Ca等（10-3~10-4

无机盐离子的提供方式：常量元素：K2HPO4，MgSO4（提供4种主要元素）微量元素：自来水，玻璃器皿生长因子微生物生长不可缺少的(自身不能合成或合成量不足以满足微生物生长需要的)微量有机物质称为生长因子，一般包括维生素、氨基酸及嘌吟、嘧啶等。无机盐离子的提供方式：常量元素：K2HPO4，MgSO4（功能：

作为辅酶或辅基参与代谢；核酸和蛋白质的成分。如何提供生长因子？功能：如何提供生长因子？功能：（1）营养物质或代谢废物运输的必备物质；（2）直接作为反应物或产物参与体内多种生化反应；（3）水还是许多有机物中氢和氧的来源，例如烷烃分解过程；（4）许多酶促反应必须在水溶液中才能进行；（5）水分子之间形成的氢键使得水成为一种很好的温度缓冲剂。（6）水是热的良导体，有利于散热，不致于因代谢产热而使细胞局部温度上升；（7）作为活细胞中含量最高的成分，水对于维持细胞自身形状以及生物大分子的天然结构起着重要的作用。水功能：水水在细胞中有两种存在形式：结合水和游离水。不同生物及不同细胞结构中游离水的含量比较水在细胞中有两种存在形式：结合水和游离水。不同生物及不同细

游离水的含量可用水活度aw表示。水活度：在相同温度和压力下，体系中溶液的水的蒸汽压与纯水的水蒸汽压之比。微生物能在aw=0.63～0.99的条件下生长。特定微生物对aw的要求是一定的。游离水的含量可用水活度aw表示。二、微生物的营养类型二、微生物的营养类型模块31微生物营养与培养基制备技术全解课件1、光能自养型（光能无机营养型）

能以CO2为唯一或主要碳源；

通过光合作用获取生长所需能量；以无机物（如H2、H2S、S等）作为供氢体，使CO2还原为细胞物质；

例如，藻类及蓝细菌。同植物一样，以水为供氢体，进行产氧型的光合作用，合成细胞物质。而红硫细菌，以H2S为供氢体，产生细胞物质，并伴随硫元素的产生。1、光能自养型（光能无机营养型）能以CO2为唯一或主要碳源2．光能异养型（光能有机营养型）不能以CO2为主要或唯一的碳源；以有机物为供氢体，通过光能将CO2还原为细胞物质；生长时大多数需要外源的生长因子。

例如，红螺菌属中的一些细菌能利用异丙醇作为供氢体，将CO2还原成细胞物质，同时积累丙酮。2．光能异养型（光能有机营养型）不能以CO2为主要或唯一的碳光能自养型和光能异养型微生物可利用光能生长，在地球早期生态环境的演化过程中起重要作用。目前在高浓度有机废水的处理中应用意义重大。光能自养型和光能异养型微生物可利用光能生长，代表菌种主要的氢供体主要碳源生长条件绿硫细菌H2S,H2SO3,H2CO2厌气,明红硫细菌H2S,H2SO3,H2,也利用有机物CO2,有机物厌气,明红螺菌H2,主要利用有机物CO2,主要是有机物厌气,明好气,明好气,暗表光合菌种类及其特性菌代表菌种主要的氢供体主要碳源生长条件绿硫细菌H2S,H2S3.化能自养型（化能无机营养型