第三、四章微生物学(营养与代谢)讲课.ppt

第三章 微生物的营养 第一节 微生物细胞的化学组成和营养要素 微生物吸收何种营养物质取决于微生物细胞的化学组成。 化学组成：微生物细胞与其他生物细胞没有本质上的差异。含水分80％左右，其余20％左右为干物质（蛋白质、核酸、碳水化合物、脂类和矿物质等）。 化学元素组成：碳、氢、氧、氮、磷、硫、钾、钙、镁、铁等，其中碳、氢、氧、氮是组成有机物质的四大元素，大约占干物质的90％～97％。其余的3％～10％是矿物质元素。 不同种类微生物细胞的化学组成 第二节 微生物的6类营养要素 微生物在元素水平和营养要素水平上，与动物、植物间存在着“营养上的统一性”。 元素水平：需要20种元素，以碳、氢、 氧、氮、磷、硫6种为主。 营养要素：碳源、氮源、能源、生长因 子、无机盐和水。 （一）碳源物质 碳源（Carbon source）：凡是可以被微生物利用，能满足微生物生长繁殖所需碳元素的营养物。 碳源是微生物需要量最大的营养物。 碳源谱：可利用的碳源范围。微生物的碳源谱是极为广泛的，根据碳素的来源不同，可将碳源物质分为无机碳源物质和有机碳源物质。 异养微生物：凡必须利用有机碳的微生物；（大多数） 自养微生物：凡以无机碳为碳源的微生物。（较少种类） 微生物的碳源谱 类 型 元素水平 化合物水平 培养基原料水平 有 C·H·O·N·X 复杂蛋白质 、核酸 牛肉膏、蛋白胨、花生饼粉 机 C·H·O·N 多数氨基酸及简单蛋白质等 氨基酸、明胶 碳 C·H·O 糖、有机酸、醇、脂类等 葡萄糖、蔗糖、淀粉 C·H 烃类 石油及其馏分等 无 C ？ —— —— 机 C·O CO2 CO2 碳 C·O·X NaHCO3、CaCO3等 NaHCO3、CaCO3等 应 用 糖类是较好的碳源，尤其是单糖（葡萄糖、果糖）、双糖（蔗糖、麦芽糖、乳糖），绝大多数微生物都能利用。此外，简单的有机酸、氨基酸、醇、醛、酚等含碳化合物也能被许多微生物利用。 在制作培养基时常加入葡萄糖、蔗糖作为碳源。淀粉、果胶、纤维素等，这些有机物质在细胞内分解代谢提供小分子碳架外，还产生能量供合成代谢需要的能量，所以部分碳源物质既是碳源物质，同时又是能源物质。 在微生物发酵工业中，常根据不同微生物的需要，利用各种农副产品如玉米粉、米糠、麦麸、马铃薯、甘薯以及各种野生植物的淀粉，作为微生物生产廉价的碳源。这类碳源往往包含了几种营养要素。 （二）氮源物质 氮源（Nitrogen source）：凡是可以被微生物利用，能满足微生物生长繁殖所需氮元素的营养物。是微生物需要主要的营养物。 氮素对微生物的生长发育有着重要的意义，微生物利用它在细胞内合成氨基酸和碱基，进而合成蛋白质、核酸等细胞成分，以及含氮的代谢产物。 微生物营养上要求的氮素物质可以分为三个类型： 1．分子态氮： 只有少数具有固氮能力的微生物（如自生固氮菌、根瘤菌）能利用。2．无机氮化合物：如铵态氮（NH4+）、硝态氮（NO3-）和简单的有机氮化物（如尿素），绝大多数微生物可以利用。3．有机氮化合物：大多数寄生性微生物和一部分腐生性微生物需以有机氮化合物（蛋白质、氨基酸）为必需的氮素营养。 在实验室和发酵工业生产中，我们常常以铵盐、硝酸盐、牛肉膏、蛋白胨、酵母膏、鱼粉、血粉、蚕蛹粉、豆饼粉、花生饼粉作为微生物的氮源。 无机的氮源物质一般不提供能量，只有极少数的化能自养型细菌，如硝化细菌可利用铵态氮和硝态氮在提供氮源的同时，通过氧化产生代谢能。 （三）能源（Energy source） 能源：凡能为微生物的生命活动提供最初能量来源的营养物