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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。
第四章微生物的营养和培养基A部分习题一、选择题1. 大多数微生物的营养类型属于：（）A. 光能自养B. 光能异养C. 化能自养D. 化能异养2. 蓝细菌的营养类型属于：（）A．光能自养 B. 光能异养C．化能自养 D. 化能异养3. 碳素营养物质的主要功能是：（）A. 构成细胞物质B. 提供能量C. A，B 两者4. 占微生物细胞总重量70%-90% 以上的细胞组分是：（）A. 碳素物质B. 氮素物质C. 水5. 能用分子氮作氮源的微生物有：（）A. 酵母菌B. 蓝细菌C. 苏云金杆菌6. 腐生型微生物的特征是：（）A. 以死的有机物作营养物质B. 以有生命活性的有机物作营养物质C. A，B 两者7. 自养型微生物和异养型微生物的主要差别是：（）A. 所需能源物质不同B. 所需碳源不同C. 所需氮源不同8. 基团转位和主动运输的主要差别是：（）A. 运输中需要各种载体参与B. 需要消耗能量C. 改变了被运输物质的化学结构9. 单纯扩散和促进扩散的主要区别是：（）A. 物质运输的浓度梯度不同B. 前者不需能量，后者需要能量C. 前者不需要载体，后者需要载体10. 微生物生长所需要的生长因子（生长因素）是：（）A. 微量元素B. 氨基酸和碱基C. 维生素D. B，C二者11. 培养基中使用酵母膏主要为微生物提供：（）A. 生长因素B. C 源C. N 源12. 细菌中存在的一种主要运输方式为：（）A. 单纯扩散B. 促进扩散C. 主动运输D. 基团转位13. 微生物细胞中的C素含量大约占细胞干重的：（）A. 10%B. 30%C. 50%D.70%14. 用牛肉膏作培养基能为微生物提供：（）A. C 源B. N 源C. 生长因素D. A，B，C 都提供15. 缺少合成氨基酸能力的微生物称为：（）A. 原养型B. 野生型C. 营养缺陷型二、是非题1. 最常用的固体培养基的凝固剂是琼脂。
2. 大多数微生物可以合成自身所需的生长因子，不必从外界摄取。
第四章微生物的营养和培养基微生物的营养：为了满足其生长和繁殖的的需要微生物从外界摄取其生命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。
即获得与利用营养物质的功能。
微生物的营养物质：能够满足微生物的生长繁殖和完成其各种生理活动所需要的物质称为微生物的营养物质。
即具有营养功能的物质。
微生物的营养物质可为它们正常的生命活动提供结构物质（大分子碳架）、能量、代谢调解物质和良好的生理环境。
微生物的营养物质来源除无机、有机物质外，还包括光能这种非物质形式的能源。
第一节微生物的六类营养要素1 微生物的营养要求2 微生物的六类营养要素一微生物的营养要求（一）微生物细胞的化学组成微生物细胞由C、H、O、N、S、P、Mg、K、Na、Ca、Fe、Mn、Cu、Co、Mo、Zn等化学元素组成，且以C、H、O、N、S、P六种元素为主，占细菌细胞干重的97%。
微生物细胞中的这些元素主要以水、有机物和无机盐的形式存在于细胞中。
有机物主要为：蛋白质、糖、脂、核酸、维生素及它们的降解物与一些代谢产物等物质组成。
无机物则是：参与有机物组成或单独存在于细胞原生质内的无机盐等灰分物质中。
水是细胞的一种主要成分，一般占微生物营养体重量的百分比：细菌80%左右、酵母菌75%左右、霉菌85%左右；霉菌孢子含水约39%、细菌芽孢核心部分的含水量低于30%。
细胞内的有机物、无机物和水等共同赋予细胞的遗传连续性、透性和生化活性。
（二）微生物的营养要求微生物细胞也和其他高等生物细胞一样，在元素水平都需要20种左右，且以C、H、O、N、S、P六种元素为主；在营养要素水平上都在六大类的范围内：碳源、氮源、能源、生长因子、无机盐和水。
二微生物的六类营养要素（一）碳源1 碳源（carbon source）一切能满足微生物生长繁殖所需碳元素的营养物，称为碳源。
碳源是微生物需要量最大的营养物，又称大量营养物。
2 微生物的碳源谱微生物可利用的碳源范围即碳源谱。
第四章微生物的营养和培养基一、名词解释C/N比：微生物培养基中所含碳源中的C原子的摩尔数与氮源中的N原子的摩尔数之比。
EMB培养基：伊红美蓝乳糖培养基。
氨基酸自养型微生物：不需要利用氨基酸作氮源的微生物，它们能把尿素、铵盐、硝酸盐甚至氮气等简单氮源自行合成所需要的一切氨基酸。
单纯扩散：指疏水性双分子层细胞膜（包括孔蛋白在内）在无载体蛋白参与下，单纯依靠物理扩散方式让许多小分子、非电离分子尤其是亲水性分子被动通过的一种物质运送方式。
单细胞蛋白：单细胞蛋白，也叫微生物蛋白，它是用许多工农业废料及石油废料人工培养的微生物菌体。
氮源：凡能提供微生物生长繁殖所需氮元素的营养源。
的微生物。
光能自养型：光为能源，无机物为氢供体，基本碳源是CO2化能异养型：有机物为能源，有机物为氢供体，基本碳源是有机物的微生物。
的微生物。
化能自养型：无机物为能源，无机物为氢供体，基本碳源是CO2基本培养基：仅能满足微生物野生型菌株生长需要的培养基。
基团移位：指一类既需要特异性载体蛋白的参与，又需耗能的一种物质要运送方式。
鉴别培养基：一类在成分中加有能与目的菌的无色代谢产物发生显色反应的指示剂，从而达到只须用肉眼辨别颜色就能方便地从近似菌落中找出目的菌菌落的培养基。
培养基：指由人工配制的、含有六大营养素、适合微生物生长繁殖或产生代谢产物用的混合营养料。
生长因子：是一类对调节微生物正常代谢所必需，但不能用简单的碳、氮源自行合成的微量有机物。
水活度：在天然或人为环境中，微生物可实际利用的自由水或游离水的含量。
速效氮：可以直接被植物根系吸收的氮。
碳源：一切能满足微生物生长繁殖所需碳元素的营养源。
天然培养基：是指一类利用动、植物或微生物包括用其提取物制成的培养基。
微生物营养：生物体从环境吸取和利用营养物质，满足自身生理需要的过程。
无机营养型微生物：靠氧化无机物获得能量来生存的微生物。
选择性培养基：一类根据某微生物的特殊营养要求或对其化学、物理因素抗性的原理而设计的培养基。
营养物：指具有营养功能的物质，在微生物学中，它还包括非常规物质形式的光辐射能在内。
有机营养型微生物：指对有机物氧化、分解而进行获得能量的反应来生活、生殖的微生物。
主动运送：指一类须提供能量并通过细胞膜上特异性载体蛋白构象的变化，而使膜外环境中低浓度的溶质运入膜内的一种运送方式。
组合培养基：是一类按微生物的营养要求精确设计后用多种高纯化学试剂配制成的培养基。
单功能营养物：光辐射能。
双功能营养物：还原态无机物。
多功能营养物：氨基酸类。
PTS系统：磷酸转移酶系统，即磷酸烯醇式丙酮酸－己糖磷酸转移酶系统。
营养缺陷型：因丧失合成某些生活必需物质的能力，不能在基本培养基上生长的，突变型菌株。
原养型：指营养缺陷型突变株经回复突变或重组后产生的菌株，其营养要求在表现型上与野生型相同。
二、填空题1.根据微生物利用碳源和能源的不同可将微生物分成为自养型、异养型、光能营养型和化能营养型四种类型，2.按照营养物质在机体中生理作用不同可将其分为6种营养要素即碳源、氮源、能源、生长因子、无机盐和水。
3.凡是必须利用有机碳源作为主要碳源的微生物为异养微生物，凡是以无机碳源作为主要碳源的微生物为自养微生物。
4.根据利用碳源不同，微生物可以分为异养微生物和自养微生物等类群。
根据利用能源不同，微生物可以分为化能营养型微生物和光能营养型微生物等类群。
5.微生物吸收营养物质的四种运输方式为单纯扩散、促进扩散、主动运送和基团移位；在营养物质的四种运输方式中，只有基团移位运输方式改变了被运输物质的化学组成。
能逆浓度梯度方向进行营养物运输的运输方式是主动运送、基团移位，既消耗能量又需要载体的运输方式是主动运送、基团移位。
6.根据物理性状不同，微生物的培养基可以分为液体培养基、固体培养基、半固体培养基等，根据物质成分不同，微生物的培养基可以分为天然培养基、组合培养基、半组合培养基等。
7.既能作为碳源又能作为能源的营养物称为双功能营养物。
8.微生物细胞的主要组成元素是蛋白质、核酸、类脂和碳水化合物，细菌细胞的碳、氮比为4：1 。
9.广义的生长因子除了维生素外，还包括碱基、卟啉及其衍生物、甾纯、胺类、C4~C6的分支或直链脂肪酸和氨基酸营养缺陷型突变株所需要的氨基酸。
10.大肠杆菌细胞参与基团移位的特异蛋白载体称为__________________，运输某营养物至少需要_____、________、________和__________4种蛋白质，葡萄糖通过基团移位的方式进入细胞内，分子结构发生_________变化。
11.一般好氧微生物生长需要的的氧化还原电势为+0.3~+0.4V ，兼性厌氧菌在氧化还原电势高于+0.1V 进行呼吸产能，低于+0.1V 进行发酵产能，厌氧菌只能生活在氧化还原电势低于+0.1V 的环境中。
12.培养基配置的时候，C/N比通常为_________，测定培养基中的氧化还原电势用刃天青作为指示剂。
13.光能异养菌以光作能源，以CO2为碳源，以有机物作供氢体将CO2合成细胞有机物，化能自养菌以氧化有机物取得能量，以有机碳化物作碳源合成细胞有机物。
14.一般将化合物水解时释放自由能在5.0千卡（20.9千焦）以上的称为高能化合物。
15.光能自养型微生物含_________，主要以无机物如水，H2S、硫代硫酸钠等作为供氢体还原CO2 。
16.化能自养型微生物的能源十分独特，可以利用一些还原态无机物，如NH4+，S，H2S，NO2-，H2，F2+等作为能源。
三、选择题1.PDA培养基属于（ B ）。
A、合成培养基B、半合成培养基C、鉴别培养基D、天然培养基2.半固体培养基中琼脂使用浓度为（ B ）。
A、10-20%B、0.2-0.7%C、1.5-2.0%D、5-10%3.从土壤中分离得到的微生物的营养类型属于（D）。
A、光能自养B、光能异养C、化能自养D、化能异养4.蛋白胨水培养基属于（ D ）。
A、合成培养基B、半合成培养基C、鉴别培养基D、天然培养基5.高氏一号培养基属于（ A ）。
A、合成培养基B、半合成培养基C、鉴别培养基D、天然培养基6.光能无机营养型微生物不以下列哪种物质作为电子供体，以CO2作为生长的唯一碳源或主要碳源。
（A）A、NO3-B、SC、H2D、H2S7.红螺菌科细菌的营养类型属于（ B ）。
A、光能自养B、光能异养C、化能自养D、化能异养8.基团转位和主动运输的主要差别是（ D ）。
A、需要载体参与B、物质从低浓度向高浓度运输C、需要消耗能量D、被运输物质的化学结构发生变化9.酵母菌属于（ C ）微生物。
A、好氧型B、厌氧型C、兼性厌氧型D、微厌氧型10.金黄色葡萄球菌属于（D）型的微生物。
A、光能无机自养B、光能有机异养C、化能无机自养D、化能有机异养11.可利用无机物为电子供体而以有机物为碳源属于（ B ）型的微生物。
A、兼养型B、异养型C、自养型D、原养型12.蓝细菌和藻类细菌的营养类型属于（ A ）。
A、光能自养B、光能异养C、化能自养D、化能异养13.马铃薯培养基属于（ B ）。
A、合成培养基B、半合成培养基C、鉴别培养基D、天然培养基14.牛肉膏蛋白胨培养基属于（ D ）。
A、合成培养基B、半合成培养基C、鉴别培养基D、天然培养基15.培养真菌时，不可采用下列哪种措施防止细菌污染（D）。
A、培养基中加抗生素B、培养基中加入乳酸C、培养基中加入合适的染料D、降低培养温度16.培养真菌时，为防止细菌污染，通常可以加入抗生素，下列哪种抗生素可以进行高压蒸汽灭菌（C）。
A、青霉素B、磷霉素C、链霉素D、氯霉素17.配置培养基时通常加入（ A ）作为备用碱进行pH内源调节。
A、CaCO3B、氨水C、生物碱D、K2PO418.实验室培养放线菌常用的培养基是（B）。
A、PDA培养基B、高氏一号培养基C、营养肉汤培养基D、EMB培养基19.实验室培养细菌常用的培养基是（A）。
A、牛肉膏蛋白胨培养基B、马铃薯培养基C、高氏一号培养基D、查氏培养基20.实验室培养细菌常用的培养基是（D）。
A、PDA培养基B、高氏一号培养基C、营养肉汤培养基D、EMB培养基21.实验室培养真菌常用的培养基是（ A ）。
A、PDA培养基B、高氏一号培养基C、营养肉汤培养基D、EMB培养基22.实验室制作固体培养基时，最常使用的凝固剂为（ B ）。
A、明胶B、琼脂C、纤维素D、硅胶23.试剂公司出售的糖发酵基础培养基和LB培养基属于（A）。
A、液体培养基B、合成培养基C、脱水培养基D、天然培养基24.碳源和能源来自同一有机物的是微生物属于（ D ）。
A、光能自养型B、化能自养型C、光能异养型D、化能异养型25.微生物生长所需要的生长因子（生长因素）是（ E ）。
A、卟啉和甾醇B、氨基酸和碱基C、维生素D、C4~C6的分支或直链脂肪酸E、以上都是26.微生物细胞中的C素含量大约占细胞干重的（ C ）。
A、10%B、30%C、50%D、70%27.细菌中存在的一种主要运输方式为（ D ）。
A、单纯扩散B、促进扩散C、主动运输D、基团转位28.下列不属于主动运输特点的是（ B ）。
A、逆浓度B、不需载体C、需能量D、运输速度有饱和性29.下列哪项不是难养菌（ C ）。
A、类支原体B、类立克次氏体C、动物病毒D、寄生性真菌30.下列哪项说法是错误的（ D ）。
A、无机的氮源物质一般不为微生物提供能量，有机的氮源物质则提供能源。
B、生长因子主要是构成酶的辅基或辅酶，是某些酶的活性所必须的成份。
C、微生物可以通过水合作用与脱水作用控制由多亚基组成的结构如酶、微管、鞭毛与病毒等的装配与解离。
D、酵母菌最适生长的a w值比细菌最适a w值高（低），霉菌一般比其他微生物更耐干燥，生长的a w值通常在0.80左右。
31.下列哪种培养基不属于选择性培养基的是（ D ）。
A、Ashby无氮培养基B、Martin培养基C、酵母菌富集培养基D、高氏一号培养基32.下列哪种培养基属于鉴别培养基的是（ A ）。
A、EMB培养基B、Martin培养基C、Czapek培养基D、McClary培养基33.下列哪种微生物不属于化能无机营养型微生物的是（ E ）。
A、硝化细菌B、硫化细菌C、铁细菌D、氢细菌E、紫色非硫细菌34.下列培养基哪种是半合成培养基（ B ）。
A、豆芽汁培养基B、PDA培养基C、米曲汁培养基D、察氏培养基35.下列培养基哪种是合成培养基（ D ）。
A、LB培养基B、PDA培养基C、米曲汁培养基D、高氏一号培养基36.下列物质，哪一项是微生物通过基团移位进行运输的（ D ）。
A、氧、二氧化碳、甘油、乙醇、某些离子等小分子物质和亲脂性分子B、氨基酸、单糖、维生素及无机盐等。
