第五章微生物的营养.ppt

第五章微生物的营养第一第一节 微生物微生物细胞的化学胞的化学组成成一、元素一、元素一、元素一、元素组组成成成成主要元素：碳、主要元素：碳、主要元素：碳、主要元素：碳、氢氢、氧、氮、硫、磷、氧、氮、硫、磷、氧、氮、硫、磷、氧、氮、硫、磷、钾钾、镁镁、钙钙、铁铁、氯氯等等等等微量元素：微量元素：微量元素：微量元素：铜铜、锌锌、锰锰、钼钼、硒、硒、硒、硒、钴钴等等等等其中其中其中其中C C、HH、OO、N N、S S、P P六种元素占微生物六种元素占微生物六种元素占微生物六种元素占微生物细细胞干重的胞干重的胞干重的胞干重的97%97%；二、化学组成二、化学组成细细细细胞胞胞胞重重重重量量量量（湿湿湿湿重重重重）水水水水7090%7090%干物干物干物干物质质1030%1030%无机无机无机无机盐盐3-10%3-10%有机物有机物有机物有机物90-97%90-97%碳水化合物碳水化合物碳水化合物碳水化合物 蛋白蛋白蛋白蛋白质质 脂肪脂肪脂肪脂肪 DNADNARNARNA等等等等元素组成元素组成元素组成元素组成-化学组成（无机盐化学组成（无机盐化学组成（无机盐化学组成（无机盐-糖糖糖糖类类类类-脂肪脂肪脂肪脂肪-蛋白质等）蛋白质等）蛋白质等）蛋白质等）含水量含水量含水量含水量(鲜重干重鲜重干重鲜重干重鲜重干重)/)/鲜重鲜重鲜重鲜重细胞表面水分吸干后的重量为湿重细胞表面水分吸干后的重量为湿重细胞表面水分吸干后的重量为湿重细胞表面水分吸干后的重量为湿重为为80 80 下烘干一定时间后的恒重下烘干一定时间后的恒重根据微生物元素根据微生物元素根据微生物元素根据微生物元素组组成分析数据，得出化学成分析数据，得出化学成分析数据，得出化学成分析数据，得出化学组组成成成成实验实验式。式。式。式。细细菌和酵母菌菌和酵母菌菌和酵母菌菌和酵母菌C C5 5HH8 8NONO2 2；霉菌；霉菌；霉菌；霉菌C C1212HH1818NONO7 7真菌真菌真菌真菌C C1010HH1717NONO6 6；藻；藻；藻；藻类类C C5 5HH8 8NONO2 2；原生；原生；原生；原生动动物物物物C C7 7HH1414NONO3 3不同不同不同不同类类群比例不同群比例不同群比例不同群比例不同同一同一同一同一类类群，群，群，群，环环境条件不同比例不同境条件不同比例不同境条件不同比例不同境条件不同比例不同三、元素比例三、元素比例第二第二节 微生物的微生物的营养物养物质营营养：养：养：养：营营-谋谋求，养求，养求，养求，养-养生，养生，养生，养生，营营养养养养-谋谋求养生求养生求养生求养生指指指指微微微微生生生生物物物物摄摄取取取取、消消消消化化化化、吸吸吸吸收收收收和和和和同同同同化化化化能能能能量量量量和和和和物物物物质质以以以以满满足正常生足正常生足正常生足正常生长长和繁殖需要的和繁殖需要的和繁殖需要的和繁殖需要的过过程程程程。营营养养养养物物物物：能能能能够够满满足足足足机机机机体体体体生生生生长长、繁繁繁繁殖殖殖殖和和和和完完完完成成成成各各各各种种种种生生生生理理理理活活活活动动所需要的所需要的所需要的所需要的物物物物质质。供物：提供置换与增生细胞的结构物质；供物：提供置换与增生细胞的结构物质；供物：提供置换与增生细胞的结构物质；供物：提供置换与增生细胞的结构物质；供能：供应生命活动的能量；供能：供应生命活动的能量；供能：供应生命活动的能量；供能：供应生命活动的能量；调节：提供各种代谢调节物；确保良好的生理环境等。调节：提供各种代谢调节物；确保良好的生理环境等。调节：提供各种代谢调节物；确保良好的生理环境等。调节：提供各种代谢调节物；确保良好的生理环境等。第二第二节 微生物的微生物的营养物养物质微生物的微生物的微生物的微生物的营营养物养物养物养物质质按其在机体中的生理作用可按其在机体中的生理作用可按其在机体中的生理作用可按其在机体中的生理作用可区分区分区分区分为为：1 1、碳源、碳源、碳源、碳源2 2、氮源、氮源、氮源、氮源3 3、无机、无机、无机、无机盐盐4 4、生、生、生、生长长因子因子因子因子5 5、水、水、水、水 概念：为微生物提供碳元素来源的物质。概念：为微生物提供碳元素来源的物质。概念：为微生物提供碳元素来源的物质。概念：为微生物提供碳元素来源的物质。包括：各种天然含碳有机化合物以及无机碳（包括：各种天然含碳有机化合物以及无机碳（包括：各种天然含碳有机化合物以及无机碳（包括：各种天然含碳有机化合物以及无机碳（COCO2 2和碳酸盐）等。和碳酸盐）等。和碳酸盐）等。和碳酸盐）等。作用：构成细胞物质；提供生理活动所需的能量。作用：构成细胞物质；提供生理活动所需的能量。作用：构成细胞物质；提供生理活动所需的能量。作用：构成细胞物质；提供生理活动所需的能量。异养微生物异养微生物异养微生物异养微生物-（双功能营养物（双功能营养物（双功能营养物（双功能营养物 =碳源碳源碳源碳源 +能源）能源）能源）能源）1、碳源、碳源有机碳源有机碳源有机碳源有机碳源糖类糖类糖类糖类 蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质 脂肪脂肪脂肪脂肪 有机酸有机酸有机酸有机酸无机碳源无机碳源无机碳源无机碳源COCO22COCO3 3-2-2 概念：指能提供微生物生长繁殖所需氮元素的营养源。概念：指能提供微生物生长繁殖所需氮元素的营养源。概念：指能提供微生物生长繁殖所需氮元素的营养源。概念：指能提供微生物生长繁殖所需氮元素的营养源。作用：合成细胞中的含氮物质；提供生理活动所需的能量。作用：合成细胞中的含氮物质；提供生理活动所需的能量。作用：合成细胞中的含氮物质；提供生理活动所需的能量。作用：合成细胞中的含氮物质；提供生理活动所需的能量。在缺糖条件下，某些厌氧细菌能以氨基酸为能源物质：三功能营在缺糖条件下，某些厌氧细菌能以氨基酸为能源物质：三功能营在缺糖条件下，某些厌氧细菌能以氨基酸为能源物质：三功能营在缺糖条件下，某些厌氧细菌能以氨基酸为能源物质：三功能营养物养物养物养物=氮源氮源氮源氮源+碳源碳源碳源碳源+能源能源能源能源 2、氮源、氮源氮源氮源氮源氮源氨基酸氨基酸氨基酸氨基酸蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质核核核核酸酸酸酸尿尿尿尿素素素素有机氮有机氮有机氮有机氮无机氮无机氮无机氮无机氮硝酸盐硝酸盐硝酸盐硝酸盐铵铵铵铵盐盐盐盐NHNH3 3N N2 2 按对氮源的要求不同，微生物可分为：按对氮源的要求不同，微生物可分为：按对氮源的要求不同，微生物可分为：按对氮源的要求不同，微生物可分为：固氮微生物固氮微生物固氮微生物固氮微生物利用空气中的利用空气中的利用空气中的利用空气中的N N2 2合成自身所需的氨基酸及蛋白质合成自身所需的氨基酸及蛋白质合成自身所需的氨基酸及蛋白质合成自身所需的氨基酸及蛋白质代表：根瘤菌、固氮蓝菌、固氮菌代表：根瘤菌、固氮蓝菌、固氮菌代表：根瘤菌、固氮蓝菌、固氮菌代表：根瘤菌、固氮蓝菌、固氮菌氨基酸自养微生物：不需要直接从外界吸收现成的氨基酸作氮氨基酸自养微生物：不需要直接从外界吸收现成的氨基酸作氮氨基酸自养微生物：不需要直接从外界吸收现成的氨基酸作氮氨基酸自养微生物：不需要直接从外界吸收现成的氨基酸作氮源，它们可把尿素、氨、铵盐、硝酸盐甚至氮气等简单氮源自行源，它们可把尿素、氨、铵盐、硝酸盐甚至氮气等简单氮源自行源，它们可把尿素、氨、铵盐、硝酸盐甚至氮气等简单氮源自行源，它们可把尿素、氨、铵盐、硝酸盐甚至氮气等简单氮源自行合成需要的一切氨基酸。合成需要的一切氨基酸。合成需要的一切氨基酸。合成需要的一切氨基酸。代表：亚硝化菌、硝化菌、放线菌、霉菌等代表：亚硝化菌、硝化菌、放线菌、霉菌等代表：亚硝化菌、硝化菌、放线菌、霉菌等代表：亚硝化菌、硝化菌、放线菌、霉菌等氨基酸异养微生物：需要从外界吸收现成的氨基酸作氮源。氨基酸异养微生物：需要从外界吸收现成的氨基酸作氮源。氨基酸异养微生物：需要从外界吸收现成的氨基酸作氮源。氨基酸异养微生物：需要从外界吸收现成的氨基酸作氮源。代表：乳酸菌、丙酸细菌等代表：乳酸菌、丙酸细菌等代表：乳酸菌、丙酸细菌等代表：乳酸菌、丙酸细菌等定定定定义义：为为微生物提供除碳、微生物提供除碳、微生物提供除碳、微生物提供除碳、氢氢、氧、氮以外的各种重要生、氧、氮以外的各种重要生、氧、氮以外的各种重要生、氧、氮以外的各种重要生物必需元素物必需元素物必需元素物必需元素营营养物的养物的养物的养物的统统称。称。称。称。根据微生物根据微生物根据微生物根据微生物对矿质对矿质元素需要量大小可以把它分成：元素需要量大小可以把它分成：元素需要量大小可以把它分成：元素需要量大小可以把它分成：3、无机盐、无机盐大量元素大量元素大量元素大量元素：生长所需浓度为：生长所需浓度为：生长所需浓度为：生长所需浓度为1010-3-31010-4-4mol/Lmol/L的元素，包的元素，包的元素，包的元素，包括括括括 P P、S S、K K、Na Na、MgMg、CaCa、FeFe等。等。等。等。微量元素微量元素微量元素微量元素:是指那些在微生物生长过程中是指那些在微生物生长过程中是指那些在微生物生长过程中是指那些在微生物生长过程中起重要作用起重要作用起重要作用起重要作用，而，而，而，而机体对这些元素的机体对这些元素的机体对这些元素的机体对这些元素的需要量极其微小需要量极其微小需要量极其微小需要量极其微小的元素。的元素。的元素。的元素。通常需要量在通常需要量在通常需要量在通常需要量在10106 6 10 108 8mol/Lmol/L。如：锌、锰、钼、。如：锌、锰、钼、。如：锌、锰、钼、。如：锌、锰、钼、硒、钴、铜、钨、镍、硼等。硒、钴、铜、钨、镍、硼等。硒、钴、铜、钨、镍、硼等。硒、钴、铜、钨、镍、硼等。作用：作用：构成构成构成构成酶酶的的的的组组分和分和分和分和维维持持持持酶酶活性（活性（活性（活性（铁铁：过过氧化物氧化物氧化物氧化物酶酶等的等的等的等的组组分；分；分；分；钙钙：蛋白：蛋白：蛋白：蛋白酶酶的激活的激活的激活的激活剂剂）构成构成构成构成细细胞胞胞胞组组分（磷核酸、核蛋白、磷脂等）分（磷核酸、核蛋白、磷脂等）分（磷核酸、核蛋白、磷脂等）分（磷核酸、核蛋白、磷脂等）供供供供给给某些自养微生物生某些自养微生物生某些自养微生物生某些自养微生物生长长的能源物的能源物的能源物的能源物质质（硫（硫（硫（硫细细菌、菌、菌、菌、铁细铁细菌等）菌等）菌等）菌等）调节调节某些物某些物某些物某些物质质运运运运输输（钾钾影响影响影响影响ATPATP的水解和磷的的水解和磷的的水解和磷的的水解和磷的传递传递）调节调节渗透渗透渗透渗透压压、pHpH、氧化、氧化、氧化、氧化还还原原原原电电位位位位生生生生长长因子：通常指那些微生物生因子：通常指那些微生物生因子：通常指那些微生物生因子：通常指那些微生物生长长所所所所必需必需必需必需而且而且而且而且需需需需要量很小要量很小要量很小要量很小，但微生物，但微生物，但微生物，但微生物自身不能合成或合成量不足自身不能合成或合成量不足自身不能合成或合成量不足自身不能合成或合成量不足以以以以满满足机体生足机体生足机体生足机体生长长需要需要需要需要的的的的有机化合物有机化合物有机化合物有机化合物。一般来自一般来自一般来自一般来自动动、植物体，主要包括、植物体，主要包括、植物体，主要包括、植物体，主要包括维维生素、氨基酸生素、氨基酸生素、氨基酸生素、氨基酸与碱基三大与碱基三大与碱基三大与碱基三大类类。是是是是辅酶辅酶和核酸的和核酸的和核酸的和核酸的组组成成分，成成分，成成分，成成分，为为微生物的新微生物的新微生物的新微生物的新陈陈代代代代谢谢所必需。所必需。所必需。所必需。4 4、生长因子、生长因子、生长因子、生长因子 微生物与生长因子的关系微生物与生长因子的关系微生物与生长因子的关系微生物与生长因子的关系生长因子自养微生物：能自己合成各种生长因子，而不生长因子自养微生物：能自己合成各种生长因子，而不生长因子自养微生物：能自己合成各种生长因子，而不生长因子自养微生物：能自己合成各种生长因子，而不需要从外界吸收任何生长因子。在自然界中，多数真菌、需要从外界吸收任何生长因子。在自然界中，多数真菌、需要从外界吸收任何生长因子。在自然界中，多数真菌、需要从外界吸收任何生长因子。在自然界中，多数真菌、放线菌和不少细菌都属于这类。放线菌和不少细菌都属于这类。放线菌和不少细菌都属于这类。放线菌和不少细菌都属于这类。生长因子异养微生物：许多微生物缺少合成一种或几种生长因子异养微生物：许多微生物缺少合成一种或几种生长因子异养微生物：许多微生物缺少合成一种或几种生长因子异养微生物：许多微生物缺少合成一种或几种生长因子的能力，必须另外添加才能维持正常的生长和生长因子的能力，必须另外添加才能维持正常的生长和生长因子的能力，必须另外添加才能维持正常的生长和生长因子的能力，必须另外添加才能维持正常的生长和发育。如，各种乳酸菌、动物致病菌、支原体、原生动发育。如，各种乳酸菌、动物致病菌、支原体、原生动发育。如，各种乳酸菌、动物致病菌、支原体、原生动发育。如，各种乳酸菌、动物致病菌、支原体、原生动物等。物等。物等。物等。生长因子过量合成的微生物：少数微生物在其代谢活动生长因子过量合成的微生物：少数微生物在其代谢活动生长因子过量合成的微生物：少数微生物在其代谢活动生长因子过量合成的微生物：少数微生物在其代谢活动中，能合成并大量分泌某些维生素等生长因子。可作为中，能合成并大量分泌某些维生素等生长因子。可作为中，能合成并大量分泌某些维生素等生长因子。可作为中，能合成并大量分泌某些维生素等生长因子。可作为维生素的生产菌种。维生素的生产菌种。维生素的生产菌种。维生素的生产菌种。溶溶溶溶剂剂（运（运（运（运输输介介介介质质营营养物养物养物养物质质吸收）吸收）吸收）吸收）溶剂（代谢产物只有溶解于水，才能通排出）溶剂（代谢产物只有溶解于水，才能通排出）溶剂（代谢产物只有溶解于水，才能通排出）溶剂（代谢产物只有溶解于水，才能通排出）反应介质（生化反应，在水溶液中才能进行反应介质（生化反应，在水溶液中才能进行反应介质（生化反应，在水溶液中才能进行反应介质（生化反应，在水溶液中才能进行维持膨压：细胞维持自身正常形态维持膨压：细胞维持自身正常形态维持膨压：细胞维持自身正常形态维持膨压：细胞维持自身正常形态组成成分：组成成分：组成成分：组成成分：7090%7090%左右左右左右左右调节温度调节温度调节温度调节温度胞外胞外胞外胞外胞内胞内胞内胞内生生生生理理理理功功功功能能能能5、水、水水是微生物生长所必不可少的，也是微生物的组份。水是微生物生长所必不可少的，也是微生物的组份。水是微生物生长所必不可少的，也是微生物的组份。水是微生物生长所必不可少的，也是微生物的组份。水在细胞中的生理功能主要有：水在细胞中的生理功能主要有：水在细胞中的生理功能主要有：水在细胞中的生理功能主要有：水水水水的的的的比比比比热热热热高高高高，热热热热的的的的良良良良好好好好导导导导体体体体，能能能能有有有有效效效效地地地地吸吸吸吸收收收收代代代代谢谢谢谢过过过过程程程程中中中中产产产产生生生生的的的的热热热热并并并并及及及及时地将热迅速散发出体外。时地将热迅速散发出体外。时地将热迅速散发出体外。时地将热迅速散发出体外。营营养养养养类类型：指根据微生物生型：指根据微生物生型：指根据微生物生型：指根据微生物生长长所需要的所需要的所需要的所需要的营营养物养物养物养物质质的性的性的性的性质质和能量来源的不同，而划分的微生物和能量来源的不同，而划分的微生物和能量来源的不同，而划分的微生物和能量来源的不同，而划分的微生物类类型。型。型。型。第三节第三节 微生物的营养类型微生物的营养类型异养型异养型异养型异养型自养型自养型自养型自养型生长所需要的生长所需要的生长所需要的生长所需要的营养物质营养物质营养物质营养物质生物生长的生物生长的生物生长的生物生长的能量的来源能量的来源能量的来源能量的来源光能营养型光能营养型光能营养型光能营养型化能营养型化能营养型化能营养型化能营养型异养型：在生长时需要以有机物质作为营养物质。异养型：在生长时需要以有机物质作为营养物质。异养型：在生长时需要以有机物质作为营养物质。异养型：在生长时需要以有机物质作为营养物质。自养型：在生长时以无机物质作为营养物质。自养型：在生长时以无机物质作为营养物质。自养型：在生长时以无机物质作为营养物质。自养型：在生长时以无机物质作为营养物质。大多数微生物属于异养型生物，少数微生物属于自养型生物。大多数微生物属于异养型生物，少数微生物属于自养型生物。大多数微生物属于异养型生物，少数微生物属于自养型生物。大多数微生物属于异养型生物，少数微生物属于自养型生物。化能营养型：依靠化合物氧化释放的能量进行生长。化能营养型：依靠化合物氧化释放的能量进行生长。化能营养型：依靠化合物氧化释放的能量进行生长。化能营养型：依靠化合物氧化释放的能量进行生长。无机物或有机物氧化产能。无机物或有机物氧化产能。无机物或有机物氧化产能。无机物或有机物氧化产能。光能营养型：依靠光为能源进行生长光能营养型：依靠光为能源进行生长光能营养型：依靠光为能源进行生长光能营养型：依靠光为能源进行生长;少部分微生物属于光能营养型生物。少部分微生物属于光能营养型生物。少部分微生物属于光能营养型生物。少部分微生物属于光能营养型生物。微生物生微生物生微生物生微生物生长长所需要的所需要的所需要的所需要的营营养物养物养物养物质质的性的性的性的性质质和能量来源和能量来源和能量来源和能量来源的不同，可将的不同，可将的不同，可将的不同，可将绝绝大部分微生物分大部分微生物分大部分微生物分大部分微生物分为为四种四种四种四种类类型：型：型：型：1 1、光能自养型、光能自养型、光能自养型、光能自养型2 2、化能自养型、化能自养型、化能自养型、化能自养型3 3、光能异养型、光能异养型、光能异养型、光能异养型4 4、化能异养型、化能异养型、化能异养型、化能异养型即光能即光能即光能即光能营营养型、化能养型、化能养型、化能养型、化能营营养型与自养型、异养型之养型与自养型、异养型之养型与自养型、异养型之养型与自养型、异养型之间间的排的排的排的排列列列列组组合。合。合。合。定定定定义义：能以：能以：能以：能以COCO2 2、COCO或或或或COCO3 32-2-为为主要或唯一碳源，主要或唯一碳源，主要或唯一碳源，主要或唯一碳源，以无机物作以无机物作以无机物作以无机物作为为供供供供氢氢体、并利用光能体、并利用光能体、并利用光能体、并利用光能进进行生行生行生行生长长的的的的的的的的微生物。微生物。微生物。微生物。1、光能自养型、光能自养型1、光能自养型、光能自养型藻藻藻藻类类及及及及蓝细蓝细菌等，以水菌等，以水菌等，以水菌等，以水为氢为氢供体（供体（供体（供体（自身化合价升高，受体化合自身化合价升高，受体化合自身化合价升高，受体化合自身化合价升高，受体化合价降低价降低价降低价降低），），），），进进行行行行产产氧型的光合作用，合成氧型的光合作用，合成氧型的光合作用，合成氧型的光合作用，合成细细胞物胞物胞物胞物质质。COCO2 2+HH2 2OO光能光能光能光能光合色素光合色素光合色素光合色素 C CHH2 2OO+OO2 2绿绿硫硫硫硫细细菌、紫硫菌、紫硫菌、紫硫菌、紫硫细细菌，以菌，以菌，以菌，以HH2 2S S为氢为氢供体，供体，供体，供体，产产生生生生细细胞物胞物胞物胞物质质，并伴，并伴，并伴，并伴随硫元素的随硫元素的随硫元素的随硫元素的产产生。生。生。生。COCO2 2+2 2HH2 2S S光能光能光能光能光合色素光合色素光合色素光合色素 C CHH2 2OO+2S+2S+2S+2S+HH2 2OO氢细菌氢细菌氢细菌氢细菌COCO2 2+2 2HH2 2光能光能光能光能光合色素光合色素光合色素光合色素 C CHH2 2OO+HH2 2OOCOCO2 2+2 2HH2 2A A光能光能光能光能光合色素光合色素光合色素光合色素 C CHH2 2OO+HH2 2O+2AO+2A通式通式通式通式无光合色素，以无光合色素，以无光合色素，以无光合色素，以COCO2 2或碳酸或碳酸或碳酸或碳酸盐盐作作作作为为碳源，利用无碳源，利用无碳源，利用无碳源，利用无机物氧化放出的化学能作机物氧化放出的化学能作机物氧化放出的化学能作机物氧化放出的化学能作为为生生生生长长所需的能量所需的能量所需的能量所需的能量进进行行行行生生生生长长。利用利用利用利用电电子供体如子供体如子供体如子供体如HH2 2、HH2 2S S、F Fe e2+2+或或或或NONO2 2-等使等使等使等使COCO2 2还还原成原成原成原成细细胞物胞物胞物胞物质质。化能无机自养型只存在于微生物中，可在完全无化能无机自养型只存在于微生物中，可在完全无化能无机自养型只存在于微生物中，可在完全无化能无机自养型只存在于微生物中，可在完全无机及无光的机及无光的机及无光的机及无光的环环境中生境中生境中生境中生长长。如硫化。如硫化。如硫化。如硫化细细菌、硝化菌、硝化菌、硝化菌、硝化细细菌、菌、菌、菌、氢细氢细菌与菌与菌与菌与铁细铁细菌等。菌等。菌等。菌等。2、化能自养型、化能自养型定定定定义义：以有机物：以有机物：以有机物：以有机物为为主要碳源或唯一碳源，以有机物主要碳源或唯一碳源，以有机物主要碳源或唯一碳源，以有机物主要碳源或唯一碳源，以有机物（异丙醇）作（异丙醇）作（异丙醇）作（异丙醇）作为为供供供供氢氢体，利用光能将体，利用光能将体，利用光能将体，利用光能将COCO2 2还还原成原成原成原成细细胞物胞物胞物胞物质质的一的一的一的一类厌类厌氧微生物。氧微生物。氧微生物。氧微生物。光能有机光能有机光能有机光能有机营营养型养型养型养型细细菌在生菌在生菌在生菌在生长时长时通常需要外源的生通常需要外源的生通常需要外源的生通常需要外源的生长长因子。因子。因子。因子。3、光能异养型、光能异养型光能光能光能光能 2(H2(H3 3C)C)2 2CHOH+COCHOH+CO222CH2CH3 3COCHCOCH3 3+CHCH2 2OO+H+H2 2OO光合色素光合色素光合色素光合色素定定定定义义：生：生：生：生长长所需的能量来自有机物氧化所需的能量来自有机物氧化所需的能量来自有机物氧化所需的能量来自有机物氧化过过程放出程放出程放出程放出的化学能，生的化学能，生的化学能，生的化学能，生长长所需要的碳源主要是一些有机化所需要的碳源主要是一些有机化所需要的碳源主要是一些有机化所需要的碳源主要是一些有机化合物的一合物的一合物的一合物的一类类微生物。微生物。微生物。微生物。有机碳源主要有如淀粉、糖有机碳源主要有如淀粉、糖有机碳源主要有如淀粉、糖有机碳源主要有如淀粉、糖类类、纤维纤维素、有机酸等。素、有机酸等。素、有机酸等。素、有机酸等。大多数大多数大多数大多数细细菌、真菌、原生菌、真菌、原生菌、真菌、原生菌、真菌、原生动动物都是化能异养微生物；所物都是化能异养微生物；所物都是化能异养微生物；所物都是化能异养微生物；所有致病微生物均有致病微生物均有致病微生物均有致病微生物均为为化能异养型微生物。化能异养型微生物。化能异养型微生物。化能异养型微生物。4、化能异养型、化能异养型营养类型营养类型营养类型营养类型能源能源能源能源电子供体电子供体电子供体电子供体基本碳源基本碳源基本碳源基本碳源实例实例实例实例光能自养型光能自养型光能自养型光能自养型（光能无机营养型）（光能无机营养型）（光能无机营养型）（光能无机营养型）光光光光无机物无机物无机物无机物无机碳无机碳无机碳无机碳蓝细菌、紫硫细菌、蓝细菌、紫硫细菌、蓝细菌、紫硫细菌、蓝细菌、紫硫细菌、绿硫细菌、藻类绿硫细菌、藻类绿硫细菌、藻类绿硫细菌、藻类光能异养型光能异养型光能异养型光能异养型（光能有机营养型）（光能有机营养型）（光能有机营养型）（光能有机营养型）光光光光有机物有机物有机物有机物有机碳有机碳有机碳有机碳红螺菌科的细菌（紫红螺菌科的细菌（紫红螺菌科的细菌（紫红螺菌科的细菌（紫色无硫细菌）色无硫细菌）色无硫细菌）色无硫细菌）化能自养型化能自养型化能自养型化能自养型（化能无机营养型）（化能无机营养型）（化能无机营养型）（化能无机营养型）无机物无机物无机物无机物无机物无机物无机物无机物无机碳无机碳无机碳无机碳硝化细菌、硫化细菌、硝化细菌、硫化细菌、硝化细菌、硫化细菌、硝化细菌、硫化细菌、铁细菌、氢细菌、硫铁细菌、氢细菌、硫铁细菌、氢细菌、硫铁细菌、氢细菌、硫黄细菌等黄细菌等黄细菌等黄细菌等化能异养型化能异养型化能异养型化能异养型（化能有机营养型）（化能有机营养型）（化能有机营养型）（化能有机营养型）有机物有机物有机物有机物有机物有机物有机物有机物有机碳有机碳有机碳有机碳绝大多数细菌和全部绝大多数细菌和全部绝大多数细菌和全部绝大多数细菌和全部真核微生物真核微生物真核微生物真核微生物以供以供以供以供氢氢体分：体分：体分：体分：无机无机无机无机营营养型：以无机物养型：以无机物养型：以无机物养型：以无机物为氢为氢供体。供体。供体。供体。有机有机有机有机营营养型：以有机物养型：以有机物养型：以有机物养型：以有机物为为供供供供氢氢体。体。体。体。以生以生以生以生长长因子的需求分：因子的需求分：因子的需求分：因子的需求分：原养型或野生型：不需要从外界吸收任何生原养型或野生型：不需要从外界吸收任何生原养型或野生型：不需要从外界吸收任何生原养型或野生型：不需要从外界吸收任何生长长因子。因子。因子。因子。营营养缺陷型：需要从外界吸收一种或几种生养缺陷型：需要从外界吸收一种或几种生养缺陷型：需要从外界吸收一种或几种生养缺陷型：需要从外界吸收一种或几种生长长因子。因子。因子。因子。以取食方式分：以取食方式分：以取食方式分：以取食方式分：渗透渗透渗透渗透营营养型：通养型：通养型：通养型：通过细过细胞膜的渗透和胞膜的渗透和胞膜的渗透和胞膜的渗透和选择选择吸收作用从外界吸收吸收作用从外界吸收吸收作用从外界吸收吸收作用从外界吸收营营养物养物养物养物质质。吞噬吞噬吞噬吞噬营营养型：以内吞方式从外界吸取养型：以内吞方式从外界吸取养型：以内吞方式从外界吸取养型：以内吞方式从外界吸取营营养物养物养物养物质质。以取食方式分：以取食方式分：以取食方式分：以取食方式分：渗透渗透渗透渗透营营养型：通养型：通养型：通养型：通过细过细胞膜的渗透和胞膜的渗透和胞膜的渗透和胞膜的渗透和选择选择吸收作用从外界吸收吸收作用从外界吸收吸收作用从外界吸收吸收作用从外界吸收营营养物养物养物养物质质。吞噬吞噬吞噬吞噬营营养型：以内吞方式从外界吸取养型：以内吞方式从外界吸取养型：以内吞方式从外界吸取养型：以内吞方式从外界吸取营营养物养物养物养物质质。以取得死或活有机物分：以取得死或活有机物分：以取得死或活有机物分：以取得死或活有机物分：腐生型：利用无生命的有机物。腐生型：利用无生命的有机物。腐生型：利用无生命的有机物。腐生型：利用无生命的有机物。寄生型：从活体寄生型：从活体寄生型：从活体寄生型：从活体获获得得得得营营养养养养 。以所需以所需以所需以所需营营养物养物养物养物浓浓度分：度分：度分：度分：贫贫养菌：在低养菌：在低养菌：在低养菌：在低浓浓度有机度有机度有机度有机质质的培养基上就可正常生的培养基上就可正常生的培养基上就可正常生的培养基上就可正常生长长的的的的细细菌。菌。菌。菌。富养菌：在高富养菌：在高富养菌：在高富养菌：在高浓浓度有机度有机度有机度有机质质的培养基上才可正常生的培养基上才可正常生的培养基上才可正常生的培养基上才可正常生长长的的的的细细菌。菌。菌。菌。定定定定义义：人工配制的、适合于不同微生物生：人工配制的、适合于不同微生物生：人工配制的、适合于不同微生物生：人工配制的、适合于不同微生物生长长繁殖繁殖繁殖繁殖或或或或积积累代累代累代累代谢产谢产物的物的物的物的营营养基养基养基养基质质。培养基的配置原培养基的配置原培养基的配置原培养基的配置原则则培养基的培养基的培养基的培养基的类类型及型及型及型及应应用用用用第四节第四节 培养基培养基任何培养基都应该具备微生物生长所需要五大营养要素：任何培养基都应该具备微生物生长所需要五大营养要素：任何培养基都应该具备微生物生长所需要五大营养要素：任何培养基都应该具备微生物生长所需要五大营养要素：碳源、氮源、无机盐、生长因子、水碳源、氮源、无机盐、生长因子、水碳源、氮源、无机盐、生长因子、水碳源、氮源、无机盐、生长因子、水1 1）目的明确（）目的明确（）目的明确（）目的明确（选择选择适宜的适宜的适宜的适宜的营营养物养物养物养物质质）在在在在设计设计新培养基前，首先要明确配制新培养基前，首先要明确配制新培养基前，首先要明确配制新培养基前，首先要明确配制该该培养基的目培养基的目培养基的目培养基的目的，例如，要培养何菌、的，例如，要培养何菌、的，例如，要培养何菌、的，例如，要培养何菌、获获何何何何产产物、用于物、用于物、用于物、用于实验实验室作室作室作室作科学研究科学研究科学研究科学研究还还是用于大是用于大是用于大是用于大规规模的生模的生模的生模的生产应产应用等等。用等等。用等等。用等等。目的不同，培养基的成本控制、成分比例控制的精目的不同，培养基的成本控制、成分比例控制的精目的不同，培养基的成本控制、成分比例控制的精目的不同，培养基的成本控制、成分比例控制的精细细程度都会有很大差异。程度都会有很大差异。程度都会有很大差异。程度都会有很大差异。1、培养基的配制原则、培养基的配制原则2 2）营营养养养养协调协调-碳氮比，碳氮比，碳氮比，碳氮比，浓浓度高度高度高度高-抑制生抑制生抑制生抑制生长长、浓浓度低度低度低度低-不不不不满满足足足足在各种微生物的在各种微生物的在各种微生物的在各种微生物的细细胞中，其不同成分或元素胞中，其不同成分或元素胞中，其不同成分或元素胞中，其不同成分或元素间间有有有有较稳较稳定定定定比例。比例。比例。比例。细细菌和酵母菌：菌和酵母菌：菌和酵母菌：菌和酵母菌：C C5 5HH8 8OO2 2N N；霉菌：；霉菌：；霉菌：；霉菌：C C1212HH1818OO7 7N N一般，真菌要一般，真菌要一般，真菌要一般，真菌要C/NC/N较高的培养基（似动物的较高的培养基（似动物的较高的培养基（似动物的较高的培养基（似动物的“素食素食素食素食”）；）；）；）；而细菌则要而细菌则要而细菌则要而细菌则要C/NC/N较低的培养基（似动物的较低的培养基（似动物的较低的培养基（似动物的较低的培养基（似动物的“荤食荤食荤食荤食”）；）；）；）；3 3）培养条件适宜培养条件适宜培养条件适宜培养条件适宜pHpH值值、渗透、渗透、渗透、渗透压压、氧气、二氧化碳、氧气、二氧化碳、氧气、二氧化碳、氧气、二氧化碳浓浓度等度等度等度等pH-pH-各大各大各大各大类类微生物一般都有它微生物一般都有它微生物一般都有它微生物一般都有它们们合适的生合适的生合适的生合适的生长长pHpH范范范范围围细细菌的最适菌的最适菌的最适菌的最适pHpH在在在在7.07.0一一一一8.08.0放放放放线线菌在菌在菌在菌在7.58.57.58.5酵母菌在酵母菌在酵母菌在酵母菌在3.86.03.86.0霉菌霉菌霉菌霉菌则则在在在在4.04.0一一一一5.85.8在微生物的生在微生物的生在微生物的生在微生物的生长长和代和代和代和代谢过谢过程中，由于程中，由于程中，由于程中，由于营营养物养物养物养物质质的利用的利用的利用的利用和代和代和代和代谢产谢产物的形成与物的形成与物的形成与物的形成与积积累，培养基的初始累，培养基的初始累，培养基的初始累，培养基的初始pHpH值值会会会会发发生生生生改改改改变变。怎么怎么怎么怎么办办？磷酸缓冲液：磷酸缓冲液：磷酸缓冲液：磷酸缓冲液：pHpH值从值从值从值从6.07.66.07.6之间之间之间之间KK2 2HPOHPO4 4+HClKH+HClKH2 2POPO4 4+KCl+KClKHKH2 2POPO4 4+KOHK+KOHK2 2HPOHPO4 4+H+H2 2OO加入加入加入加入CaCOCaCO3 3：微生物大量产酸时用微生物大量产酸时用微生物大量产酸时用微生物大量产酸时用COCO3 322HCOHCO33HH2 2COCO33COCO2 2+H+H2 2OO+H+H+HH+H+H+HH 内源调节内源调节内源调节内源调节外源调节：按实际需要外加酸或碱液外源调节：按实际需要外加酸或碱液外源调节：按实际需要外加酸或碱液外源调节：按实际需要外加酸或碱液渗透渗透压与等渗培养液与等渗培养液渗透渗透渗透渗透压压：恰好能阻止渗透：恰好能阻止渗透：恰好能阻止渗透：恰好能阻止渗透发发生的施加于溶液液面上方的生的施加于溶液液面上方的生的施加于溶液液面上方的生的施加于溶液液面上方的额额外外外外 压强压强称称称称为为渗透渗透渗透渗透压压。与溶液中不能通。与溶液中不能通。与溶液中不能通。与溶液中不能通过过半透膜的半透膜的半透膜的半透膜的微粒数目微粒数目微粒数目微粒数目和和和和温度有关。温度有关。温度有关。温度有关。指溶液中溶质指溶液中溶质指溶液中溶质指溶液中溶质微粒对水的吸微粒对水的吸微粒对水的吸微粒对水的吸引力引力引力引力半透膜只允许半透膜只允许半透膜只允许半透膜只允许溶剂通过而不溶剂通过而不溶剂通过而不溶剂通过而不允许溶质通过。允许溶质通过。允许溶质通过。允许溶质通过。细胞膜细胞膜细胞膜细胞膜渗透渗透压与等渗培养液与等渗培养液等渗：胞内外溶等渗：胞内外溶等渗：胞内外溶等渗：胞内外溶质质的渗透的渗透的渗透的渗透压压相近。相近。相近。相近。高渗：胞外溶高渗：胞外溶高渗：胞外溶高渗：胞外溶质质的渗透的渗透的渗透的渗透压压 胞内。胞内。胞内。胞内。低渗：胞外溶低渗：胞外溶低渗：胞外溶低渗：胞外溶质质的渗透的渗透的渗透的渗透压压 胞内。胞内。胞内。胞内。氧化氧化还原原电位位氧氧氧氧化化化化还还原原原原电电位位位位用用用用来来来来反反反反映映映映水水水水溶溶溶溶液液液液中中中中所所所所有有有有物物物物质质表表表表现现出出出出来来来来的的的的宏宏宏宏观观氧氧氧氧化化化化-还还原原原原性性性性。氧氧氧氧化化化化还还原原原原电电位位位位越越越越高高高高，氧氧氧氧化化化化性性性性越越越越强强，电电位位位位越越越越低低低低，氧氧氧氧化化化化性性性性越越越越弱弱弱弱。电电位位位位为为正正正正表表表表示示示示溶溶溶溶液液液液显显示示示示出出出出一一一一定的氧化性定的氧化性定的氧化性定的氧化性，为为负则说负则说明溶液明溶液明溶液明溶液显显示出示出示出示出还还原性原性原性原性。不同不同不同不同类类型微生物生型微生物生型微生物生型微生物生长对长对氧化氧化氧化氧化还还原原原原电电位的要求不同位的要求不同位的要求不同位的要求不同好氧性微生物：好氧性微生物：好氧性微生物：好氧性微生物：+0.1+0.1+0.1+0.1伏以上时可正常生长伏以上时可正常生长伏以上时可正常生长伏以上时可正常生长,以以以以+0.3+0.3+0.3+0.3+0.4+0.4+0.4+0.4伏为宜；伏为宜；伏为宜；伏为宜；厌氧性微生物：低于厌氧性微生物：低于厌氧性微生物：低于厌氧性微生物：低于+0.1+0.1+0.1+0.1伏条件下生长；伏条件下生长；伏条件下生长；伏条件下生长；兼性厌氧微生物：兼性厌氧微生物：兼性厌氧微生物：兼性厌氧微生物：+0.1+0.1+0.1+0.1伏以上时进行好氧呼吸伏以上时进行好氧呼吸伏以上时进行好氧呼吸伏以上时进行好氧呼吸,+0.1 +0.1 +0.1 +0.1伏以下时进行发酵。伏以下时进行发酵。伏以下时进行发酵。伏以下时进行发酵。2、培养基的类型、培养基的类型1 1）天然培养基）天然培养基）天然培养基）天然培养基定定定定义义：动动、植物、微生物等天然有机物或它、植物、微生物等天然有机物或它、植物、微生物等天然有机物或它、植物、微生物等天然有机物或它们们的提的提的提的提取液。取液。取液。取液。特点特点特点特点化学成分化学成分化学成分化学成