微生物的营养和培养基.ppt
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1、第 二 章微生物的营养和培养基,教学内容,1.微生物的营养物质2.微生物的营养类型3.微生物对营养物质的吸收4.培养基难点:微生物的营养类型重点:微生物的营养类型,微生物营养物质的吸收方式,第一节 微生物细胞的化学成分和营养要素,营养物(nutrient):那些能够满足微生物机体生长、繁殖和完成各种生理活动所需的物质。微生物的营养物为它们正常生命活动提供结构物质、能量、代谢调节物质和良好的生理环境.营养(nutrition):是指生物体从外部环境摄取其说明活动所必须的能量和物质,以满足其生长和繁殖需要的一种生理功能。营养为一切生命活动提供了必需的物质基础,是一切生命活动的起点。,一 微生物的六
2、种营养要素,1 微生物细胞的化学组成 微生 水:70%-90%物细胞 干物质 有机物:蛋白质、糖、脂、核酸、维生素等及其降解产物 矿质元素,与高等生物的“营养上的统一性”,2、细胞化学元素组成主要元素:碳、氢、氧、氮、磷、硫、钾、镁、钙、铁等;微量元素:锌、锰、钠、氯、钼、硒、钴、铜、钨、镍、硼等。,二、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,1、碳素化合物(碳源):凡能提供微生物营养所需的碳元素的营养源,称为碳源。微生物细胞含碳量:细胞干重的50%。有机碳源 利用 异养微生物 碳源 无机碳源 利用 自养微生物,微生物的碳源谱,X指除C、H、O、
3、N外的任何其他一种或几种元素,甲烷氧化菌:甲烷、甲醇,根据不同微生物对碳素利用的情况,可以做什么工作?,不同的微生物利用碳素的情况,洋葱假单胞菌:九十多种碳素化合物,纤维素分解菌(部分):只利用纤维素,微生物可利用的氮素化合物:,2 氮素化合物(氮源):凡能提供微生物生长繁殖所需氮元素的营养源,称为氮源。,构成细胞物质,少数微生物的能源物质。,X指除C、H、O、N外的任何其他一种或几种元素,微生物氮源谱,3、能源:就是能为微生物的生命活动提供最初能量来源的营养物或辐射能。,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
4、能异养微生物的能源,4、生长因子,生长因子是一类对微生物正常代谢必不可少且不能用简单的碳源或氮源自行合成的有机物。它的需要量一般很少。,广义的生长因子:包括维生素、碱基、卟啉及其衍生物、甾醇、胺类、C4C6的分枝或直链脂肪酸,以及需要量较大的氨基酸。,包括维生素、碱基、卟啉及其衍生物、甾醇、胺类、C4C6的分枝或直链脂肪酸,以及需要量较大的氨基酸。,狭义的生长因子:,仅包括维生素,各种微生物与生长因子的关系可分为以下几类:,(1)生长因子自养型微生物,多数真菌、放线菌和不少细菌都是不需要外界提供生长因子的生长因子自养型微生物。,(2)生长因子异养型微生物,它们需要多种生长因子,如乳酸细菌、各种
5、动物致病菌、原生动物和支原体等。,(3)生长因子过量合成微生物,有些微生物在其代谢活动中,会分泌出大量的维生素等生长因子,因此,它们可以作为维生素等的生产菌。,有关生长因子的注意点:,(1)不同的微生物,它们生长所需要的生长因子各不相同,克氏杆菌 生物素、对氨基苯甲酸肠膜明串珠菌 十七种氨基酸,(2)微生物生长需要的生长因子会随着外界条件的变化而变化,鲁毛霉:厌氧:需维生素B与生物素 好氧:无需生长因子,(3)生长因子未知微生物的培养 加入天然培养基,酵母膏、牛肉膏或动物、植物的组织液,5、无机盐,无机盐主要可为微生物提供除碳、氮源以外的各种重要元素。,A、大量元素(指生长所需浓度在10-31
6、0-4mol/L范围内的元素)P、S、K、Mg、Ca、Na、Fe等,B、微量元素(指生长所需浓度在10-610-8mol/L范围内的元素)Cu、Zn、Mn、Mo、Co等,Fe实际上介于大量元素和微量元素之间,故放两处均可,无机盐的生理功能,无机盐,大量元素,一般功能,特殊功能,微量元素,酶的激活剂(Cu2+、Mn2+、Zn2+等)特殊分子结构成分(Co、Mo等),细胞内一般分子成分(P、S、Ca、Mg、Fe等),生理调节物质,渗透压的维持(Na+等),酶的活性剂(Mg2+等),pH的稳定,化能自养菌的能源(S、Fe2+、NH4+、NO2-等),无氧呼吸时的氢受体(NO3-、SO42-等),6、
7、水,除了少数微生物如蓝细菌能利用水中的氢作为还原CO2时的还原剂外,其它微生物都不是利用水作为营养物质。即使如此,由于水在微生物的生命活动过程包括营养过程中的重要性,它仍应属于营养要素之一。,水具有一系列为生命活动所必需的优良理化特性,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,第二节 微生物的营养类型,异养型生物,自养型生物,生长所需要的营养物质,生物生长过程中能量的来源,光能营养型,化能营养型,自养型,异养型,能 源,碳 源,CO2,有机化合物,光能型,化能型,光 能,化学能,光能自养型化能自养型光能异养型化能异养型,微生物的营养类型(),1、光能自养型(
8、光能无机营养型)能够利用光能并以CO2作为唯一或主要碳源进行生长的微生物。,基本特点:,B、供氢体:还原性无机物,还原CO2,A、光合色素(叶绿素、细菌叶绿素),光叶绿素,H2OCO2(CH2O)+H2O+O2(蓝细菌),光菌绿素,2H2S+CO2(CH2O)+H2O+2S(绿硫细菌和紫硫细菌),2、光能异养型(光能有机营养型)利用光能并以有机化合物作为唯一或主要碳源进行生长的一类微生物。,紫色非硫细菌,基本特点:,b.供氢体:有机物,还原CO2或有机物形成细胞物质,a.光合色素,光合作用,光能异养型微生物在C源利用上的特殊性:以有机质作为主要C源,能利用CO2,但它不是唯一碳源。,3、化能自
9、养型(化能无机营养型)利用无机化合物氧化时释放的能量作为能源,利用CO2或碳酸盐作为唯一或主要碳源进行生长的一类微生物。,典型实例:硫化细菌、硝化细菌(亚硝酸菌和硝酸菌)、产甲烷菌、铁细菌 H2S、NO2、H2、Fe2+,基本特点:a.能源:无机物氧化 b.供氢体:无机物,还原CO2,4、化能异养型(化能有机营养型)以有机化合物为碳源,利用有机化合物氧化过程中产生的能量作为能源而生长的一类微生物。,苏云金杆菌,基本特点:a.能源:有机物氧化 b.碳源:有机物,化能异养型微生物的分类:(生活场所、获取养料方式),兼性寄主菌:既营寄生又营腐生生活的。(结核杆菌),寄生菌:只能在活寄主体吸收营养物生
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