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微生物的营养-营养物质是微生物生存的物质基础(ppt 41)

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第四章微生物的营养ppt

第四章微生物的营养ppt

6.7
6.7
氧
20
31.1
40.2
氮
15
12.4
5.2
磷
3
硫
l
（二）元素在细胞内的存在形式
表4-2 微生物细胞的化学组成
主要成分
细菌
酵母菌
霉菌
水分*
75～85
70～80
85～90
蛋白质
50～80
32～75
14～5２
碳水化合物
12～28
27－63
7－40
脂肪
5～20
2～15
4～40
核酸
10～20
6～8
型： ❖ 腐生型微生物：利用无生命活性的有机物作为生长的碳源。 ❖ 寄生型微生物：寄生在生活的细胞内，从寄生体内获得生长所需要的营
养物质。 ❖ 腐生型和寄生型之间还存在中间类型：兼性腐生型或兼性寄生型。 ❖ 如：人和动物肠道内普遍存在的大肠杆菌。
第四节 培养基
❖ 培养基，是人工配制的，适合微生物生长繁殖或产生代谢产物的营养 基质。
❖ 载体蛋白是多回旋折叠的跨膜蛋白质，它与被传递的分子特异结合使 其越过质膜。其机制是载体蛋白分子的构象可逆地变化，与被转运分 子的亲和力随之改变而将分子传递过去。
❖通过促进扩散进入细胞的营养物质主要有 氨基酸、单糖、维生素及无机盐等。
三、主动运输
❖ 主动运输是指膜外低浓度物质通过细胞膜上特异性载体蛋白构型变化 进入膜内，同时消耗能量，且被运输的物质在运输前后并不发生任何 化学变化的一种物质运送方式。
1～２
无机盐
2～30
3．8～7
6～12
注：加*的为微生物鲜细胞重量的百分数，不加*的为干细胞重量的百分数

微生物的营养与生长精美课件114页PPT

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Cu、Zn、Mn、Mo、Co
❖ 生理功能
细胞内一般分子成分(P,S,Ca,Mg,Fe等)
一般功能
维持渗透压
大量 元素
无
生理调节物质 酶的激活剂 pH的稳定
机
化能自养菌的能源(S、Fe2+、N氢受体(NO3-、SO42-)
微量 酶的激活剂（Cu2+、Mn2+、Zn2+等） 元素
2、微生物的营养物质及其生理功能
❖ 营养物质主要功用：
供给微生物所需要碳源和氮源，参与细胞组成； 构成酶的活性成分与物质运输系统； 提供能量； 有的营养物如维生素主要用于调节新陈代谢。
❖ 据营养物质在细胞内生理作用，可概括为：
碳源、氮源、能源、无机盐、生长因子、水
碳源（carbon source）
❖ 发酵工业中用作碳源的原料
传统种类：糖类、麸皮、各种米糠等 代粮发酵：纤维素、石油、CO2和H2等
氮源（nitrogen source）
❖ 概念
能提供微生物生长繁殖所需氮元素的营养源。
❖ 功能
提供合成细胞中含氮物，如蛋白质、核酸，以及 含氮代谢物等的原料；
少数细菌可以铵盐、硝酸盐等氮源为能源。
❖ 种类
❖ 典型代表
硫化细菌、硝化细菌、氢细菌与铁细菌。
4、化能有机异养型微生物
❖ 特点
以有机化合物为碳源； 以有机物氧化产生的化学能为能源。
❖ 根据利用有机物的特性可将其分为：
腐生型（metatrophy） 寄生型（paratrophy） 兼性腐生型（facultive metatrophy）或兼性寄
生型（facultive paratrophy）
微生物细胞的化学组成
主要成分

第4章微生物的营养

第4章微生物的营养
凡生长所需浓度在10-3～10-4mol/L范围内的元 素，可称为大量元素，如P、S、K、Mg、Na和Fe 等。以无机盐阳离子形式被吸收，配培养基进要 加磷酸盐、硫酸盐；凡所需浓度在10-6～108mol/L范围内的元素，可称为微量元素，如Cu、 Zn、Mn、Co等，这些微量元素，在微生物培养中 有0.1PPM就可以了，配置时不需另加。
氮源谱
分子态氮：固氮微生物以分子氮为唯一氮源。 无机态氮：硝酸盐、铵盐几乎所有微生物能利用。 有机态氮：蛋白质及其降解产物 。
迟效氮源和速效氮源
氨基酸自养型微生物和氨基酸异养型微生物
2020/2/19
2.氮源
实验室常用的几种有机氮源：
蛋白胨
蛋白胨是蛋白类物质的消化产物，可以用酶法或者 酸法水解制备。
菌
属
(Methanobacterium) 、醋杆
菌属(Acetobacter)
假单胞菌属、芽孢杆菌属、
乳酸菌属、真菌、原生动物
2020/2/19
三、微生物的营养类型 1．光能无机营养型（光能自养型）
第一节 微生物的营养要求
能以CO2为主要唯一或主要碳源；
进行光合作用获取生长所需要的能量；
以无机物如H2、H2S、S等作为供氢体或电子供体， 使CO2还原为细胞物质； 例如，藻类及蓝细菌等和植物一样，以水为电子供体（供氢体）， 进行产氧型的光合作用，合成细胞物质。而红硫细菌，以H2S为 电子供体，产生细胞物质，并伴随硫元素的产生。
电子供体
H2、H2S、S或H2O
有机物
H2、H2S、Fe2+、 NH3或NO2-
碳源
CO2
有机物
CO2
化能有机异养型 （化能异养型）
有机物

微生物的营养与生长ppt课件

微生物的营养与生长ppt课件

11
水分活度：在相同温度和压力下溶质的蒸 汽压与 纯水的饱和蒸汽压之比：
aw=P溶质/P0
a 微生物需要的 w值为0.63~0.99。
细菌、酵母菌﹥霉菌﹥盐细菌﹥耐旱 真菌
19.04.2021
可编辑课件PPT
12
三、微生物的营养类型及特点
划分依据：碳源、供氢体、能源 根据碳源和供氢体的不同
可分为 有机营养型 无机营养型；
19.04.2021
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37
2、对数生长期（log phase, expotential phase）： ① 细菌特点：数以几ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ级数增加， A：增长速率常数R值最大，代时短； B：细胞进行平衡生长，菌体内各种成分最为均衡； C；酶系活跃，代谢旺盛。 代时：（generation time，G）单个细胞完成一次分裂 所需时间。
可编辑课件PPT
2
第一节
微生物的营养
19.04.2021
可编辑课件PPT
3
一、微生物细胞的化学成分
水：70-90%
干物质：
有机元素：C（50%）、H、
O（30%）、N（10-13%）
有机物：蛋白质、糖、脂类、核酸、维生素 及其降解产物
无机元素：常量元素：P、K、Ca、Mg、 Fe、
痕量元素：Cu、Zn、B、Mo
6
2、氮源：
作用：构成细胞物质及代谢产物中氮素来源的 物质。主要用于组成菌体的含氮物质，少 数可作为能量（硝化细菌）。
种类：N2——NH3 固氮菌。 有机氮源：蛋白质（迟效氮源） 、氨基酸 无机氮源：NO3、NH4等。（速效氮源）
19.04.2021
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7
氨基酸自养型微生物：利用非AA类的简单氮源 （尿素、NH4+、NO3- ）自行合成所需要的 一切AA。

《微生物营养》PPT课件

《微生物营养》PPT课件

：
葡萄糖 5g NH4H2PO4 1g NaCl 5g
0.2g K2HPO4 1g
H2O完整版1课0件00ppmt l
MgSO4.7H2O
21
常见的培养四大类微生物的培养基
细菌（牛肉膏蛋白胨培养基）：
牛肉膏 3g
蛋白胨 10g
NaCl 5g
H2O
1000ml
放线菌（高氏1号）
淀粉 20g K2HPO4 0.5g
NaNO3 3g
K2HPO4 1g
KCl
0.5gFeSO4 0.01g
蔗糖 30g 完整版课件ppt
0.5g
MgSO4.7H2O
H2O 1000ml
22
完整版课件ppt
23
2. 营养物质浓度及配比合适（suitable concentration and ratio）
培养基中营养物质浓度合适时微生物才能生长良好，营养物 质浓度过低时不能满足微生物正常生长所需，浓度过高时则可能 对微生物生长起抑制作用。
｛ ｛ 能源
化学物质
有机物 无机物
化能异养微生物的能源 化能自养微生物的能源
辐射能 光能自养和光能异养微生物的能源
完整版课件ppt
9
4.生长因子
生长因子：那些微生物生长所必需而且需要量很小， 但微生物自身不能合成的或合成量不足以满足机体生 长需要的有机化合物
微生物
生长因子 需要量（ml-1
III型肺炎链球菌（Streptococcus pneumoniae） 胆碱
电子供体 无机营养型(lithotrophs) 以还原性无机物为电子供体
有机营养型(organot完ro整ph版s课) 件ppt以有机物为电子供体

2微生物的营养-PPT精品文档117页

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水活度：表示在天然环境中，微生物可实际利用的自
由水或游离水的含量。
一般用在一定的温度和压力条件下,溶液的蒸汽压力与同样条 件下纯水蒸汽压力之比表示，即：
aw=P/P0
式中P代表溶液蒸汽压力, P0代表纯水蒸汽压力。 纯水α w为1.00, 溶液中溶质越多, α w越小。
微生物一般在α w为0.60～0.99的条件下生长, α w过低时,微生物生长的迟缓期延长,比生长速 率和总生长量减少。微生物不同，其生长的最适 α w不同。
各种无机元素含量。 水分： 细胞表面水分吸干后的重量为湿重；采用低温真空 干燥、红外快速烘干方法烘干至恒重为干重。
微生物是杂食性的： 一般生物能利用的，微生物能利用； 一般生物不能利用的，微生物也能利用； 对一般生物有害的，微生物还能利用。
（一）碳源(carbon source) 提供微生物营养所需碳元素的营养源。
化过程中起重要作用。
3．化能无机自养型（化能自养型）
生长所需要的能量来自无机物氧化过程中放出的化学能； 以CO2或碳酸盐作为唯一或主要碳源进行生长时，利用H2、H2S、 Fe2+、NH3或NO2-等作为电子供体使CO2还原成细胞物质。
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 环境中生长。
几种溶液的水活度值
溶液 30%葡萄糖溶液 1%葡萄糖+20%甘油 1%葡萄糖+40%蔗糖 饱和氯化钠溶液 饱和氯化钙溶液 饱和氯化镁溶液 饱和氨化锂溶液
aw 0.964 0.955 0.964 0.78 0.30 0.30 0.11
各种微生物生长的最低aw值
细菌
酵母
霉菌
蕈状芽孢杆菌 0.99
产沅酵母
（五）无机盐 (inorganic salts)

微生物的营养-课件

微生物的营养-课件
享学课堂
微生物的营养 (microbial nutrition)
微生物的营养
营养：微生物从外界环境中摄取对其生命活动 必需的能量和物质，以满足正常生长和繁殖需 要的一种最基本的生理功能。
营养物：具有营养功能的物质。 营养物的作用： 1、 供给微生物合成细胞物质的原料； 2、产生微生物在合成反应及生命活动中所需要
维生素 硫胺素(B1) 吡哆醇(B6) 叶酸 维生素B12
维生素的生理功能
转移的对象 乙醛基 氨基 甲基
的能量； 3、调节新陈代谢。
一、微生物细胞的化学组成
（一） 细胞化学元素组成：整个生物界大体相同，主要 是C、H、O、N（占干重90－97%），C占约50%， C/N一般是5:1。
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。
微生物细胞中几种主要元素的含量 （干重的％）
机
碳 C·O
CO2
CO2
C·O·X
NaHCO3
NaHCO3、CaCO3等
微生物的碳源谱可分为有机碳和无机碳两大类，能利用有 机碳源的微生物，都是异养微生物，能以无机碳源作为主 要碳源的微生物，则属于自养微生物。
对异养微生物而言，其最适碳源是“C.H.O”型，其中糖 类最易被利用，其次是有机酸类、醇类和脂类。
无机盐
细菌 75~85 50~80
12~28 5~20 10~20 2~30
酵母菌 70~80
霉菌 85~90
32~75
14~15
27~63
7~40
2~15
4~40
6~8
1
3.8~7
6~12
营养物质及其生理功能
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氮源谱
{ { {
有机氮 无机氮
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按氮源的不同生物可分为: 按氮源的不同生物可分为: 氨基酸自养型生物:能利用尿素,铵盐,硝酸盐甚至氮 氨基酸自养型生物:能利用尿素,铵盐, 气的生物 氨基酸自异养型生物:能利用尿素,铵盐,硝酸盐甚至氮 氨基酸自异养型生物:能利用尿素,铵盐, 气的生物 常用的蛋白质类氮源包括蛋白胨,鱼粉,蚕蛹, 常用的蛋白质类氮源包括蛋白胨,鱼粉,蚕蛹,黄豆饼 玉米浆,牛肉浸膏, 粉,玉米浆,牛肉浸膏,酵母浸膏等
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第一节 微生物的营养六要素
一,微生物的化学组成
主要元素:碳,氢,氧,氮,磷,硫,钾,镁,钙等
占细菌细胞干重的97% 占细菌细胞干重的
微量元素:锌,锰,氯,钼,硒,钴,铜等
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1.光能无机自养型(光能自养型) 光能无机自养型(光能自养型) 能以CO2为主要唯一或主要碳源; 为主要唯一或主要碳源; 能以 进行光合作用获取生长所需要的能量; 进行光合作用获取生长所需要的能量; 以无机物如H 等作为供氢体或电子供体, 以无机物如 2,H2S,S等作为供氢体或电子供体, , 等作为供氢体或电子供体 还原为细胞物质; 使CO2还原为细胞物质;
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3.能源 能源 能源:能为微生物的生命活动提供最初能量来源营养 能源: 物或辐射能
化学物质 能源谱
{
{
有机物 无机物
化能异养微生物的能源 化能自养微生物的能源
辐射能
光能自养和光能异养微生物的能源
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4.生长因子 生长因子 生长因子:那些微生物生长所必需而且需要量很小, 生长因子:那些微生物生长所必需而且需要量很小, 但微生物自身不能合成的或合成量不足以满足机体生 长需要的有机化合物
微 生 物
生长因子 需要量(ml-1 需要量(
胆碱 硫胺素 B-丙氨酸 丙氨酸 尿嘧啶 吡哆醛 6ug 0.5ng 1.5ug 0-4ug 0.025ug
目前在微生物工业发酵中所利用的碳源物质主要是 单糖,淀粉,麸皮,米糠等. 单糖,淀粉,麸皮,米糠等.
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1.氮源 氮源 凡是能被用来构成菌体物质中或代谢产物中氮素来源 的营养物质称为氮源. 的营养物质称为氮源. 蛋白质 核酸 氨基酸 尿素 NH3 铵盐 硝酸盐 N2
大多数细菌,真菌,原生动物都是化能有机异养型微生物; 大多数细菌,真菌,原生动物都是化能有机异养型微生物; 所有致病微生物均为化能有机异养型微生物; 所有致病微生物均为化能有机异养型微生物;
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不同营养类型之间的界限并非绝对
异养型微生物并非绝对不能利用CO2; 异养型微生物并非绝对不能利用 自养型微生物也并非不能利用有机物进行生长; 自养型微生物也并非不能利用有机物进行生长; 有些微生物在不同生长条件下生长时,其营养类型也会发生改变; 有些微生物在不同生长条件下生长时 其营养类型也会发生改变; 其营养类型也会发生改变
微生物营养类型的可变性无疑有利于提高其对环境条件变化的适应能力
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第三节 营养物质进入细胞的方式
营养物质能否进入细胞取决于三个方面的因素: 营养物质能否进入细胞取决于三个方面的因素: ①营养物质本身的性质(相对分子量,质量,溶解性, 营养物质本身的性质(相对分子量,质量,溶解性, 电负性等 ②微生物所处的环境(温度,PH等); 微生物所处的环境(温度,PH等 ③微生物细胞的透过屏障(原生质膜,细胞壁,荚 微生物细胞的透过屏障(原生质膜,细胞壁, 膜等). 膜等).
例如,红螺菌属中的一些细菌能利用异丙醇作为供氢体, 例如,红螺菌属中的一些细菌能利用异丙醇作为供氢体,将CO2 还原成细胞物质,同时积累丙酮. 还原成细胞物质,同时积累丙酮. H3 C 光能 CHOH + CO2 H3 C 光合色素 2 CH3C0CH3 +[ CH2O] + H2O ]
2
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{
有机碳 无机碳
异养微生物 自养微生物
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微生物利用的碳源物质主要有糖类,有机酸,醇, 微生物利用的碳源物质主要有糖类,有机酸, 脂类, 及碳酸盐等. 脂类,烃,CO2及碳酸盐等. 及碳酸盐等 对于为数众多的化能异养微生物来说,碳源是兼有 对于为数众多的化能异养微生物来说, 能源功能营养物. 能源功能营养物.
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第二节 微生物的营养营养类型 生长所需要的营养物质 自养型生物 异养型生物 光能营养型 化能营养型
划分依据 碳源 能源 电子供体 营养类型 自养型(autotrophs) 异养型(heterotrophs) 光能营养型(phototrophs) 化能营养型(chemotrophs) 无机营养型(lithotrophs) 有机营养型(organotrophs) 特点 以CO2 为唯一或主要碳源 以有机物为碳源 以光为能源 以有机物氧化释放的化学能为能源 以还原性无机物为电子供体 以有机物为电子供体
生物生长过程中能量的来源
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根据碳源,能源及电子供体性质的不同 可将微生物分为 可将微生物分为: 根据碳源,能源及电子供体性质的不同,可将微生物分为: 光能无机自养型(photolithoautotrphy) 光能无机自养型 光能有机异养型(photoorganoheterotrphy) 光能有机异养型 化能无机自养型(chemolithoautotrphy) 化能无机自养型 化能有机自养型(chemoorganoheterotrophy) 化能有机自养型
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作用
{
6.水 水 生理功能主要有 ①起到溶剂与运输介质的作用; 起到溶剂与运输介质的作用; ②参与细胞内一系列化学反应; 参与细胞内一系列化学反应; ③维持蛋白质,核酸等生物大分子稳定的天然构象; 维持蛋白质,核酸等生物大分子稳定的天然构象; ④热的良好导体; 热的良好导体; ⑤通过水合作用与脱水作用控制由多亚基组成的结构
3.化能无机自养型(化能自养型) 化能无机自养型(化能自养型) 生长所需要的能量来自无机物氧化过程中放出的化学能; 生长所需要的能量来自无机物氧化过程中放出的化学能; 或碳酸盐作为唯一或主要碳源进行生长时, 以CO2或碳酸盐作为唯一或主要碳源进行生长时,利用 H2,H2S,Fe2+,NH3或NO2-等作为电子供体使 等作为电子供体使CO2还原 , 成细胞物质. 成细胞物质. 化能无机自养型只存在于微生物中, 化能无机自养型只存在于微生物中,可在完全无机及无 光的环境中生长.它们广泛分布于土壤及水环境中, 光的环境中生长.它们广泛分布于土壤及水环境中,参 与地球物质循环; 与地球物质循环;
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4.化能有机异养型(化能异养型) 化能有机异养型(化能异养型) 生长所需要的能量均来自有机物氧化过程中放出的化学能; 生长所需要的能量均来自有机物氧化过程中放出的化学能; 生长所需要的碳源主要是一些有机化合物,如淀粉, 生长所需要的碳源主要是一些有机化合物,如淀粉, 糖类,纤维素,有机酸等. 糖类,纤维素,有机酸等. 有机物通常既是碳源也是能源; 有机物通常既是碳源也是能源;
微生物的营养
营养物质:能够满足机体生长, 营养物质 能够满足机体生长,繁殖和完成各种 能够满足机体生长 生理活动所需要的物质. 生理活动所需要的物质
营养:微生物获得和利用营养物质的过程. 营养 微生物获得和利用营养物质的过程. 微生物获得和利用营养物质的过程
营养物质是微生物生存的物质基础, 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. 微生物维持和延续其生命形式的一种生理过程.
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2.光能有机异养型(光能异养型) 光能有机异养型(光能异养型) 不能以CO2为主要或唯一的碳源; 为主要或唯一的碳源; 不能以 以有机物作为供氢体,利用光能将 还原为细胞物质; 以有机物作为供氢体,利用光能将CO2还原为细胞物质; 在生长时大多数需要外源的生长因子; 在生长时大多数需要外源的生长因子;
III型肺炎链球菌(Streptococcus pneumoniae) 型肺炎链球菌( 型肺炎链球菌 ) 金黄色葡萄球菌( 金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus) ) 白喉棒杆菌( 白喉棒杆菌(Cornebacterium diphtherriae) ) 破伤风梭状芽孢杆菌( 破伤风梭状芽孢杆菌(Clostridium tetani) ) 肠膜状串珠菌( 肠膜状串珠菌(Leuconostoc mesenteroides) )
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5.矿质元素 矿质元素 参与微生物中氨基酸和酶的组成; 参与微生物中氨基酸和酶的组成; 调节微生物的原生质胶体状态,维持 调节微生物的原生质胶体状态, 细胞的渗透与平衡 酶的激活剂. 酶的激活剂.
根据微生物对矿质元素需要量大小可以把它分成 大量元素: , , , , , 等 大量元素:Na,K,Mg长过程中起重要作用, 微量元素是指那些在微生物生长过程中起重要作用,而机体对 这些元素的需要量极其微小的元素,通常需要量在10 这些元素的需要量极其微小的元素,通常需要量在 -6--108mol/L:锌,锰,钠,氯,钼,硒,钴,铜,钨,镍,硼等. 硼等. :
例如,藻类及蓝细菌等和植物一样,以水为电子供体(供氢体), 例如,藻类及蓝细菌等和植物一样,以水为电子供体(供氢体), 进行产氧型的光合作用,合成细胞物质.而红硫细菌, 进行产氧型的光合作用,合成细胞物质.而红硫细菌,以H2S为 为 电子供体,产生细胞物质,并伴随硫元素的产生. 电子供体,产生细胞物质,并伴随硫元素的产生. CO2+ 2H2S 光能 光合色素 [ CH2O] + 2S+ H2O ]