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微生物的营养和培养基专题知识
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第 四章 微生物营养和培养基
一、教学目标与要求
学习和掌握微生物营养要素、营养类型，微生物吸收营养物质机制；熟悉培养基种类和设计、选取培养基标准、方法。
二、  教学内容：
1、微生物6类营养要素(☆)
2、微生物营养类型(☆)
3、营养物质进入细胞方式(★)
4、 培养基种类、设计选取培养基标准和方法
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营养：
是指生物体从外部环境中摄取对其生命活动必需能量和物质，以满足正常生长和繁殖需要一个最基本生理功效。是生命活动起点和物质基础。
营养物
指含有营养功效物质。微生物中还包含光辐射
微生物营养物
元素水平和营养要素水平上均与动植物靠近，它们之间存在营养上统一性。
元素水平：20种左右，以C、H、O、N、S、P为主；
营养要素：碳源、氮源、能源、生长因子、无机盐和水
第 四章 微生物营养和培养基
微生物的营养和培养基专题知识
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第一节 微生物6类营养要素
一、碳源
二、氮源
三、能源
四、生长因子
五、无机盐
六、水
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概念：一切能满足微生物生长繁殖所需碳元素营养物。约占细胞干重50%，为大量营养物。
碳源谱：一切微生物可利用碳源范围。十分广泛：
一、碳源
类型
元素水平
化合物水平
培养基原料水平
有
机
碳
C· H· O· N· X*
复杂蛋白质、核酸等
牛肉膏、蛋白胨、花生饼粉等
C· H· O· N
多数氨基酸、简单蛋白质等
普通氨基酸、明胶等
C· H· O
糖、有机酸、醇、脂类等
葡萄糖、蔗糖、各种淀粉、糖蜜
C· H
烃类
天然气、石油及其不一样馏份等
无
机
碳
C(？)
—
—
C· O
CO2
CO2
C· O · X
NaHCO3、CaCO3等
NaHCO3、CaCO3、白垩等
异养微生物：其碳源是兼有能源功效双功效营养物
自养微生物
速效碳源:葡萄糖等单糖或双糖
迟效碳源:淀粉等多糖
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二、氮源
概念
提供微生物所需氮素物质。氮是组成蛋白质和核酸等主要元素，占细胞干重12-15%，为主要营养物。
氮源谱
一切微生物可利用氮源范围。
类型
元素水平
化合物水平
培养基原料水平
有机
氮
N· C· H· O · X
复杂蛋白质、核酸等
牛肉膏、酵母膏、粕饼粉等
N· C· H· O
尿素、氨基酸、简单蛋白质等
尿素、蛋白胨、明胶等
无
机
氮
N· H
NH4、铵盐等
(NH4)2SO4等
N· O
硝酸盐等
KNO3等
N
N2
空气
速效氮源:氨基酸、肽等有机氮和铵盐、氨水等无机氮。
迟效氮源:蛋白质形式有机氮和硝酸盐等无机氮。
氨基酸自养型生物：不需要利用氨基酸作氮源
氨基酸异养型生物：需要从外界吸收现成氨基酸作氮源
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三、能源
概念：
为微生物生命活动提供最初能源营养物或辐射能。
能源谱
化学物质
辐射能：
有机物：
无机物：
化能异养微生物能源(同碳源)
化能自养微生物能源(不一样于碳源)
光能自养和光能异养微生物能源
能源：还原态无机物质，
如NH4+、NO2、S、
H2S、H2和 Fe2+
碳源：CO2
如葡萄糖、
氨基酸等
能源：光
碳源：无机C，
如CO2
能源：光
碳源：有机C，
如葡萄糖
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四、生长因子
概念
是一类调整微生物正常代谢所必需，但不能用简单碳、氮源自行合成有机物。
广义：维生素、碱基、卟啉及其衍生物、甾醇、胺类、C4~C6直链或分支脂肪酸及氨基酸、辅酶等。
天然物质：酵母膏、蛋白胨、麦芽汁、玉米浆、肝浸液或其它新鲜动、植物汁液等
类型
生长因子自养型微生物
不需要从外界吸收任何生长因子，如多数真菌、放线菌和不少细菌。
生长因子异养型微生物
需要从外界吸收各种生长因子才能维持正常生长，如各种乳酸菌、动物致病菌、支原体和原生动物等。
生长因子过量合成微生物
少数微生物在其代谢活动中，能合成并大量分泌一些维生素等生长因子，所以可作为相关维生素生产菌种。
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五、无机盐
或称矿质元素主要可为微生物提供除碳、氮以外各种主要元素。
凡生长所需浓度在10-3-10-4 mol/L范围内元素，如P、S、K、Mg、Ca、Na和Fe等
凡生长所需浓度在10-6-10-8 mol/L范围内元素，如Cu、Zn、Mn、Mo、Co和Ni、Sn、Se等
细胞内普通分子成份(P、S、Mg、Ca、 Fe等)
生理调整物质
渗透压维持(Na+等)
酶激活剂(Mg2+等)
pH稳定
化能自养菌能源(S 、 Fe 2 + 、 NH4+、NO2-等)
无氧呼吸时氢受体(NO3- 、 SO4 2 -等)
酶激活剂(Cu2+ 、 Mn2+ 、 Zn2+等)
特殊分子结组成份(Mo、Co等)
普通功效
特殊功效
大量元素
微量元素
K2HPO4
MgSO4
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六、水
水并非真正营养物；但水是微生物生命活动中不可缺乏物质。
是一个最优良溶剂，可确保几乎一切生物化学反应进行，并参加一些主要生物化学反应。
是微生物细胞主要化学组成，可维持各种生物大分子结构稳定性。
有许多优良物理性质，如高比热、高汽化热、高沸点及固态时密度小于液态等，确保细胞内温度平稳性。
水活度：
微生物可实际利用自由水或游离水含量。
指在同温同压下，某溶液蒸气压(P)与纯水蒸气压P0)之比，等于该溶液百分相对湿度值(ERH)。
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