農(nóng)業(yè)微生物學(xué)河南農(nóng)業(yè)大學(xué)(已修改)
2025-01-06 12:03 本頁(yè)面
【正文】 Good afternoon 第四章 微生物的營(yíng)養(yǎng)和培養(yǎng)基 Microbial Nutrition and Medium 第一節(jié) 微生物的 6類營(yíng)養(yǎng)要素 第二節(jié) 微生物的營(yíng)養(yǎng)類型 第三節(jié) 營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的方式 第四節(jié) 培養(yǎng)基 第一節(jié) 微生物的 6類營(yíng)養(yǎng)要素 ? 1 概念 ? 2 功能 ? 3 細(xì)胞化學(xué)組成 ? 4 營(yíng)養(yǎng)物質(zhì) 一、概 念 ? 營(yíng)養(yǎng)物 (nutrient)： 具有營(yíng)養(yǎng)功能的物質(zhì)。指能夠?yàn)槲⑸锏恼Ｉ顒?dòng)提供結(jié)構(gòu)物質(zhì)、能量、代謝調(diào)節(jié)的物質(zhì)和必要的生理環(huán)境。 ? 營(yíng)養(yǎng) （ nutrition)： 生物體從外部環(huán)境中攝取其生命活動(dòng)所必需的能量和物質(zhì)，以滿足正常生長(zhǎng)和繁殖需要的一切最基本的生理功能。 二、微生物營(yíng)養(yǎng)的功能 ? 參與微生物細(xì)胞的組成 ? 提供微生物機(jī)體進(jìn)行各種生理活動(dòng)所需的能量 ? 形成微生物代謝產(chǎn)物的來(lái)源 營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)是微生物新陳代謝和一切生命活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)，失去這個(gè)基礎(chǔ)，生命也就停止。 三、微生物細(xì)胞的化學(xué)組成 ? 組成元素 – 大量元素 macroelements ：碳、氫、氧、氮、磷、硫 – 其他元素 trace element ：鉀、鈉、鈣、鎂、鐵、錳、銅、鈷、鋅、鉬等 ? 存在方式 – 有機(jī)物：蛋白質(zhì)、糖、脂、核酸、維生素，降解產(chǎn)物、代謝中間產(chǎn)物 – 無(wú)機(jī)鹽灰分： 1)參與有機(jī)物組成； 2)單獨(dú)存在于細(xì)胞質(zhì)內(nèi)以無(wú)機(jī)鹽的形式存在 . – 水 —— 細(xì)胞干重的 70%~90%，以游離水和結(jié)合水兩種形式存在。其中結(jié)合水占水總量的 17%— 28% 四、微生物細(xì)胞的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì) ? （ Carbon source） ? （ Nitrogen source) ? （ Energy source) ? （ Growth factor ) ? ? 微 生 物 的 碳 源 Carbon source ◆定義： 一切能滿足微生物生長(zhǎng)繁殖所需碳元素的營(yíng)養(yǎng)物。碳占細(xì)胞干重的 50％ 。 ◆功能： 提供合成細(xì)胞物質(zhì)及代謝物的原料 。并為 整個(gè)生理活動(dòng)提供所需要能源（異養(yǎng)微生物）。 ◆ 碳源譜 : 無(wú)機(jī)碳： 如 CO2和碳酸鹽等 。 有機(jī)碳： 糖與糖的衍生物 （ 多糖：如淀粉 、 麩皮 、 米糠等；飴糖；單糖 ） ,脂類 、 醇類 。 有機(jī)酸 、 烴類 、 芳香族化合物 以及各種含氮的化合物 。 異養(yǎng)微生物 ：必須 利用 有機(jī)碳源 的為數(shù)眾多的微生物 。 自養(yǎng)微生物 ： 以 無(wú)機(jī)碳源 做為 主要碳源 的種類極少的微生物 。 微生物可利用的碳源 ? 糖類： 葡萄糖，果糖，麥芽糖，蔗糖，淀粉，半乳糖，乳糖，甘露糖，纖維二糖，纖維素，半纖維素，甲殼素，木質(zhì)素等 ? 有機(jī)酸： 乳酸，檸檬酸，延胡索酸，低級(jí)脂肪酸，高級(jí)脂肪酸，氨基酸等 ? 醇類： 乙醇 ? 脂類： 脂肪，磷脂 ? 烴類： 天然氣，石油，石油餾分，石蠟油 ? CO2： CO2 ? 碳酸鹽： NaHCO3, CaCO3, 白堊，等 ? 其他： 芳香族化合物，氰化物，蛋白質(zhì)，肽，核酸等 微生物工業(yè)發(fā)酵中用做碳源的原料 傳統(tǒng)種類：糖類（單糖，飴糖） 淀粉（玉米粉、山芋粉、野生植物淀粉等） 麩皮 各種米糠等 代糧發(fā)酵：纖維素、石油、 CO2 微 生 物 的 氮 源 Nitrogen source 概念： 凡能提供微生物生長(zhǎng)繁殖所需氮元素的營(yíng)養(yǎng)源。氮占細(xì)菌干重的 12％～ 15％ 。 功能： 1） 提供合成細(xì)胞中含氮物，如蛋白質(zhì)、核酸，以及含氮代謝物等的原料； 2） 少數(shù)細(xì)菌可以 銨鹽、硝酸鹽等 氮源為能源。 種類： 無(wú)機(jī)氮源： 銨鹽、硝酸鹽、亞硝酸鹽、大氣 N2等 有機(jī)氮源： 蛋白胨、酵母膏、玉米漿、魚粉、 黃豆 餅、花生餅等 蛋白氮必須通過水解之后降解成胨、肽、氨基酸等才能被機(jī)體利用，這種氮源叫 遲效氮源 。 無(wú)機(jī)氮源或以蛋白質(zhì)降解產(chǎn)物形式存在的有機(jī)氮源可以直接被菌體吸收利用，這種氮源叫做 速效氮源 。 生理酸性、堿性、中性鹽 (NH4)2SO4 2NH4+ + SO42 入胞 pH K+（ Na+） + NO3 入胞 pH KNO3 NaNO3 NH4NO3 NH4+(先入胞 )+ NO3(后入胞 ) 微 生 物 的 能 源 化能異養(yǎng)微生物：有機(jī)物（同碳源） 化學(xué)物質(zhì) 化能自養(yǎng)微生物：還原態(tài)無(wú)機(jī) NH4+,NO2, S, H2S, H2,Fe2+ 等物 能源譜 （不同碳源） — 光能：光能自養(yǎng)和光能異養(yǎng)微生物 生長(zhǎng)因子（ growth factor）： 定義 : 是一類對(duì)微生物正常生活所不可缺少而需要量又不大，但微生物自身不能用簡(jiǎn)單的碳源或氮源合成，或合成量不足以滿足機(jī)體生長(zhǎng)需要的有機(jī)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。不同微生物需求的生長(zhǎng)因子的種類和數(shù)量不同。 狹義：維生素 廣義：維生素、氨基酸、堿基、嘌呤、堿基、生物素等 1. purines and pyrimidines: required for synthesis of nucleic acids (DNA and RNA) 2. amino acids: required for the synthesis of proteins 3. vitamins: needed as coenzymes and functional groups of certain enzymes categories: Growth factors are anized into three categories: 缺乏合成生長(zhǎng)因子能力的微生物稱為“ 營(yíng)養(yǎng)缺陷型 ”微生物。 有些微生物缺乏或喪失合成某種或某些氨基酸的酶，所以不能合成生長(zhǎng)所必需的氨基酸，這類微生物被稱為“ 氨基酸缺陷型 ”。 例如：腸膜明串珠菌（ leuconostoc mesenteroides） 常常需要由外源供給多種氨基酸才能生長(zhǎng) 根據(jù)微生物對(duì)生長(zhǎng)因子的需要存在差異 ，可分為： 1. 野生型 (wild type) 原養(yǎng)型 不需要生長(zhǎng)因子而能在基礎(chǔ)培養(yǎng)基 上生長(zhǎng)的菌株 2. 營(yíng)養(yǎng)缺陷型 (auxotroph) 由于自發(fā)或誘發(fā)突變等原因從野生 型菌株產(chǎn)生的需要提供特定生長(zhǎng)
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