微生物的营养和生长

第四章 微生物的营养与培养基目的要求：通过本章的课堂教学，使学生了解微生物营养类型的特点及多样性，以及根据不同微生物各自的营养要求，配制相应的培养基对微生物培养的理论知识，为今后对微生物的研究与利用打下基础。

教学内容：1、微生物的6类营养要素2、微生物的营养类型3、营养物质进入细胞的方式单纯扩散(simple diffusion)促进扩散(facilitated diffusion)主动运输(active transport)基团移位(group translocation)4、培养基(media)配制的原则5、培养基的种类重点内容：微生物 营养类型营养物质进入细胞的方式培养基(media)配制的原则及主要培养基类型营养（nutrition）：微生物CUN 从外部环境中摄取对其生命活动必须的能量和物质，以满足其生长和繁殖等生理活动的过程。

营养物质（nutrient）：那些能够满足机体生长、繁殖和完成各种生理活动所需要的物质称为营养物质。

营养物质是微生物生存的物质基础，而营养是微生物维持和延续其生命形式的一种生理过程。

第一节 微生物的六种营养要素一、微生物细胞的化学组成细胞化学元素组成：主要元素: 包括碳、氢、氧、氮、磷、硫、钾、镁、钙、铁等，碳、氢、氧、氮、磷、硫等微量元素: 包括锌、锰、氯、钼、硒、钴、铜、钨、镍、硼等。

微生物细胞组成：有机物、无机物和水。

有机物：主要包括蛋白质、糖、脂、核酸、维生素以及它们的降解产物和一些代谢产物等物质。

无机物：是指与有机物相结构或单独存在于细胞中的无机盐(inorganic salt)等物质。

水：细胞维持正常生命活动所不可少的，一般可占细胞重量的70%-90%。

二、微生物的营养要素营养物质按照它们在机体中的生理作用不同，可以将它们区分成碳源、氮源、能源、生长因子、无机盐和水。

1、碳源：在微生物生长过程中能满足微生物生长繁殖所需碳元素的营养物质称为碳源。

碳源物质在细胞内经过一系列复杂的化学变化后成为微生物自身的细胞物质（如糖类、脂类、蛋白质等）和代谢产物，同时绝大部分碳源物质在细胞内生化反应过程中还能为机体提供维持生命活动所需的能源，因此碳源物质通常也是能源物质。

微生物需要的六大营养物质微生物是一类微小的生物体，主要包括细菌、真菌和病毒等。

它们在自然界中广泛存在，对生物圈的平衡和生态系统的稳定起着重要的作用。

微生物的生长和繁殖需要六大营养物质，包括碳源、氮源、磷源、硫源、微量元素和水。

下面将分别介绍这六大营养物质对微生物的重要性。

一、碳源：碳是微生物体内重要的结构组分，也是微生物生长和繁殖的重要能源。

微生物通过代谢途径将有机物氧化为二氧化碳释放出能量，并将碳原子用于合成细胞组分，如蛋白质、核酸和脂类等。

碳源的种类和浓度对微生物生长有重要影响。

常见的碳源包括葡萄糖、果糖、麦芽糖等单糖，以及淀粉、纤维素等复合碳水化合物。

二、氮源：氮是微生物体内蛋白质和核酸等生物大分子的组成元素，也是微生物生长的重要营养物质之一。

微生物通过吸收和利用氮源合成蛋白质和核酸，并参与能量代谢过程。

常见的氮源包括无机氮化物（如硝酸盐、铵盐）和有机氮化物（如氨基酸、蛋白质等）。

三、磷源：磷是微生物体内核酸、脂质和磷酸化合物的重要组成元素，也是能量转移和转化的关键物质。

微生物通过吸收和利用磷源合成核酸和磷酸化合物，并参与细胞代谢过程。

常见的磷源包括磷酸盐和有机磷化合物等。

四、硫源：硫是微生物体内硫酸盐、硫酸氢盐和硫酸基的重要组成元素，也是微生物生长和代谢的重要营养物质之一。

微生物通过吸收和利用硫源合成硫酸盐、硫酸氢盐和硫酸基等化合物，并参与细胞代谢过程。

常见的硫源包括硫酸盐、硫酸氢盐和含硫氨基酸等。

五、微量元素：微生物生长和代谢需要多种微量元素的参与，包括铁、锰、锌、铜、钴、钼等。

这些微量元素在微生物体内作为酶的辅因子参与细胞代谢和酶催化反应，对微生物的生长和繁殖具有重要影响。

六、水：水是微生物生命活动的基本条件，也是微生物生长和代谢的重要溶剂。

水可以作为微生物体内各种化学反应的介质，参与细胞代谢和物质转运。

微生物通过吸收和利用水中的溶解氧和溶解营养物进行生长和繁殖。

微生物的生长和繁殖离不开碳源、氮源、磷源、硫源、微量元素和水这六大营养物质的供应。

微生物的营养与培养一、微生物的营养微生物的营养是指微生物从环境中吸收营养物质并加以利用的过程。

微生物同其他生物一样都是具有生命的，需要从它的生活环境中吸收所需的各种的营养物质来合成细胞物质和提供机体进行各种生理代谢所需的能量，使机体能进行生长与繁殖。

（一）微生物的营养要素细胞的组成：有蛋白质、核酸、碳水化合物、脂类和矿物质等。

微生物的基本营养1.碳源凡是可以被微生物用来构成细胞物质或代谢产物中碳素来源的物质通称碳源。

碳源通常也是机体生长的能源。

能作为微生物生长的碳源的种类极其广泛，既有简单的无机含碳化合物CO2和碳酸盐等，也有复杂的天然的有机含碳化合物，它们是糖和糖的衍生物、脂类、醇类、有机酸、烃类、芳香族化合物以及各种含碳的化合物。

但是微生物不同，利用这些含碳化合物的能力也不相同。

目前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。

2．氮源微生物细胞中大约含氮5%—15%，它是微生物细胞蛋白质和核酸的主要成分。

微生物利用它在细胞内合成氨基酸，并进一步合成蛋白质、核酸等细胞成分。

因此，氮素对微生物的生长发育有着重要的意义。

无机氮源一般不用作能源，只有少数化能自养细菌能利用铵盐、硝酸盐作为机体生长的氮源与能源。

对于许多微生物来说，通常可以利用无机含氮化合物作为氮源，也可以利用有机含氮化合物作为氮源。

许多腐生型细菌、肠道菌、动植物致病菌一般都能利用铵盐或硝酸盐作为氮源。

例如大肠杆菌、产气杆菌、枯草杆菌、铜绿假单胞菌等都可以利用硫酸铵、硝酸铵作为氮源，放线菌可以利用硝酸钾作为氮源，霉菌可以利用硝酸钠作为氮源等。

在实验室和发酵工业中，常用的有机氮源有牛肉膏、蛋白胨、酵母膏、鱼粉、蚕蛹粉、黄豆饼粉、花生饼粉、玉米浆等。

3．无机盐无机盐是微生物生长必不可少的一类营养物质，也是构成微生物细胞结构物质不可缺少的级成成分。

微生物的生长条件细菌生长、微生物繁殖需要营养、水、温度、合适的PH及气体。

营养成分，温度，水活度值，PH值，化学抑制剂和气体都能用来控制细菌生长。

现分述如下：（1）营养成分:细菌象任何一种活的生物一样，在其生命过程中需要食物和水。

营养成分必须溶于水成为溶液后才能转移到细胞内，所以水是必须的。

一般而言，细菌也需要碳，氮，硫和磷源。

有些微生物具有必要的酶系统将这些少数简单物质转化成生命过程中需要的复杂化合物，而其它微生物则需要某些已合成的化合物。

营养需要的特点和营养转移的机理十分重要，而且也是十分有趣的研究课题。

但是除非是微生物学家或生物化学家，否则这些内容则显得较为复杂或枯燥的。

从实际角度出发，既然微生物需要营养来生长繁殖，那么适宜卫生以除去残留食物，特别是接触的表面则更为关键。

另外，由于微生物需要的营养必须通过溶液转移到细胞内，那么食品加工厂的环境在建筑时应考虑避免积水是十分重要的。

细菌具有特有的生长规律: 通过二分体裂解而繁殖，在条件适宜时，每20到30分钟繁殖一代。

现在详细叙述细菌生长的 4 个周期。

Log 期：这是细菌生长的第一期，细菌细胞可能在形态上增大但实际细胞数并未增加。

细菌在这一期主要是调整代谢适应环境。

一般发生于温度出现显著变化或将细菌从一种培养基接种到另一种培养基中。

对数生长期：即对数期。

细胞通过二分体裂解，一个细胞变成两个。

在这期中，只要有必要的水份，且温度和营养适宜时，细菌会快速呈指数生长。

一个细胞生长后变成两个细胞所需的时间为代时间或倍增时间。

静止期：细菌数保持稳定。

由于出现营养短缺和废物增长使细菌生长和死亡的数量保持平衡。

死亡期：由于持续营养物的缺乏和有毒代谢产物的增加，细菌数开始减少。

Log 期非常重要，如果食品处理适当，细菌就会处于该期中，不会繁殖。

适宜卫生非常重要，其能限制可利用的营养成分，从而抑制细菌生长。

（2）温度另一个影响细菌生长的核心因素是温度。

微生物能在很宽的温度范围内生长，从华氏14 度到华氏194 度。

简述影响微生物生长的条件。

微生物的生长条件包括以下几个方面:
1. 营养因素：微生物的生长需要特定的营养来源，包括碳源、氮源、无机盐、能源和生长因子等。

这些营养因素的质量和数量直接影响微生物的生长。

2. 物理因素：微生物的生长受到物理因素的影响，包括 pH 值、温度、氧浓度、湿度、静水压、渗透压和辐射等。

其中，pH 值是影响微生物生长的重要因素之一，不同种类的微生物对 pH 值的生长范围有不同的要求。

3. 营养代谢：微生物的生长和代谢过程需要消耗能量，从而影响微生物的生长速度。

不同类型的微生物代谢过程也不同，一些微生物需要较长的时间来消耗能量，而另一些微生物则可以快速消耗能量。

4. 环境清洁：微生物的生长需要清洁的环境，避免污染和干扰微生物的生长。

微生物的污染可以来自细菌、病毒、真菌等，特别是实验室内部的污染，需要特别注意。

总之，微生物的生长条件需要综合考虑营养因素、物理因素、营养代谢和环境清洁等方面，确保微生物生长在最佳状态下。

微生物生长所需的营养物质
【微生物生长所需的营养物质】
微生物的生长和繁殖受环境中的营养物质的制约。

营养物质一般可分为以下三类：
1、必需营养素：指微生物能在体内合成的有机物，它们是微生物自身维持正常代谢过程的必要物质，叫必需营养素。

这类营养素主要包括氮,磷,硫,钾,钙,钠,镁,氯,铁等。

2、缺乏营养素：微生物不能在体内合成，但生长过程中必须依赖的有机物，叫缺乏营养素。

这类营养素主要有维生素、各种氨基酸、特定有机酸、各种有机酮等。

3、光源营养素：微生物生长和繁殖过程中不仅需要氢、氧、碳等有机物，而且还需要一定数量的能量，这种能量可以通过吸收光能来补充。

根据营养物质的不同性质，微生物的分类也有所体现，如自养微生物（厌氧菌、厌氧芽孢杆菌）只需依赖其体内形成的谷胱甘肽作为氧源；光合微生物（叶绿体藻类）需要多种营养元素和光能作为能量源。

- 1 -。

请简述微生物所需的五大营养物质及生理功能。

微生物，哎呀，它们可是地球上最小但最重要的生命体之一呢！想象一下，它们就像那小小的英雄，在你看不见的地方默默奉献。

它们需要的五大营养物质，可是它们生存和繁衍的关键所在哦。

咱们来聊聊这五样东西，保证让你对这些微小生物刮目相看。

咱们得说说碳水化合物。

微生物就像人类一样，需要能量来维持生活。

碳水化合物就是它们的“动力源”，有点像我们吃的米饭和面条。

想想吧，微生物们在吃完这些碳水化合物后，就能像开了挂一样，快速生长繁殖。

它们在分解这些食物的过程中，还能释放出能量，真的是忙得不亦乐乎，嘿嘿！这就好比你吃了一顿大餐，瞬间觉得能量满满，活力四射，简直就是微生物的小确幸。

咱们来看看氮。

这玩意儿对微生物可重要了，氮是合成蛋白质的基础，就像咱们做饭需要的盐，没有它，一切都是白搭。

微生物利用氮来合成自己的细胞，帮助它们成长和修复。

没了氮，它们就会“无米之炊”，无从发挥自己的才能，简直就是“苍蝇没了蜜”的状态。

微生物们在氮的帮助下，可以不断更新换代，形成更多的后代，堪称繁殖小能手，真让人佩服。

再说说矿物质。

哎，这可不是随便的东西，矿物质在微生物的生理功能中扮演着不可或缺的角色。

比如钙、镁、磷这些，都能帮助微生物的细胞壁保持稳固，防止外界侵袭。

想象一下，钙就像是微生物的保护盾，确保它们在恶劣环境中不被打倒。

矿物质还参与各种酶的反应，帮助微生物更好地代谢，简直就是它们的“得力助手”。

没有矿物质，这些小家伙可真是“无源之水”，可想而知后果不堪设想。

说到维生素，那真是微生物们的“隐形英雄”。

虽然它们需要的量微乎其微，但可绝对不能少。

维生素在微生物的新陈代谢中起到催化的作用，帮助它们更高效地利用能量。

就像你喝咖啡提神醒脑，维生素就是微生物的“咖啡因”，让它们能在“忙碌”的世界里不至于疲惫。

想想看，微生物们每天都在忙着分解有机物，转化养分，如果没有维生素的加持，效率可想而知，简直就是“事倍功半”。

简述微生物生长所需要的营养物质及其功能如下：
微生物生长所需要的营养物质主要有水、碳源、氮源、无机盐、生长因子和能源。

1.水：水是微生物的重要组成部分，在代谢中占有重要地位。

水
在细胞中有两种存在形式：结合水和游离水。

结合水与溶质或其他分子结合在一起，很难加以利用。

游离水（或称为非结合水）则可以被微生物利用。

2.碳源：凡是作为微生物细胞结构或代谢产物中碳架来源的营养
物质，称为碳源。

3.氮源：凡是可被微生物利用，为细胞代谢产物提供氮元素的营
养物质，称为氮源。

4.无机盐：许多无机元素构成酶的活性基因或酶的激活剂，并且
具有调节细胞渗透压、调节酸碱度和氧化还原电位以及能量的转移等作用。

5.生长因子：是某些微生物维持正常生命活动不可缺少的特殊有
机营养物质，这些物质在某些微生物自身不能合成，必须在培养基中加入，主要是指一些维生素、氨基酸、嘌呤、嘧啶等特殊有机营养物。