【正文】 :無(wú)機(jī)碳、有機(jī)碳微生物的碳源譜類型元素水平 化合物水平 培養(yǎng)基原料水平有機(jī)碳CHONX復(fù)雜蛋白質(zhì)、核酸等牛肉膏、蛋白胨、花生餅粉等CHON多數(shù)氨基酸、簡(jiǎn)單蛋白質(zhì)等一般氨基酸、明膠等CHO糖、有機(jī)酸、醇、脂類等葡萄糖、蔗糖、各種淀粉、糖蜜等CH烴類天然氣、石油及其不同餾份、石蠟油等無(wú)機(jī)碳C(?)——COCO2CO2COXNaHCO3NaHCOCaCO白堊等* X 指除 C、H、O、N 外的任何其它一種或幾種元素。（三）氮源定義：凡用來(lái)構(gòu)成菌體物質(zhì)或代謝產(chǎn)物中氮素來(lái)源的營(yíng)養(yǎng)源。種類：無(wú)機(jī)氮、有機(jī)氮功能： 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）一般不提供能量。少數(shù)細(xì)菌可以銨鹽、硝酸鹽等氮源為能源。微生物的氮源譜類型 元素水平化合物水平培養(yǎng)基原料水平有機(jī)氮NCHOX復(fù)雜蛋白質(zhì)、核酸等牛肉膏、酵母膏、餅粕粉、蠶蛹粉等NCHO尿素、一般氨基酸、簡(jiǎn)單蛋白質(zhì)等尿素、蛋白胨、明膠等無(wú)機(jī)氮NHNH銨鹽等(NH4)2SO4等NO硝酸鹽等KNO3等NN2空氣（四）無(wú)機(jī)鹽定義：為微生物細(xì)胞生長(zhǎng)提供碳、氮源以外的多種重要元素（包括大量元素和微量元素）的物質(zhì)，多以無(wú)機(jī)鹽的形式供給。 大量元素：P、S、K、Mg、Ca、Na、Fe等（微生物生長(zhǎng)所需濃度在103～104mol/L） 微量元素：Cu、Zn、Mn、Mo、Co（微生物生長(zhǎng)所需濃度在106～108mol/L）無(wú)機(jī)元素的來(lái)源和功能（三）、能源指能為微生物的生命活動(dòng)提供最初能量來(lái)源的營(yíng)養(yǎng)物或輻射能。微生物的能源譜 有機(jī)物：化能異養(yǎng)微生物的能源（同碳源） 化學(xué)物質(zhì) 無(wú)機(jī)物：化能自養(yǎng)微生物的能源（不同于碳源）能源譜 輻射能 :光能自養(yǎng)和光能異養(yǎng)微生物的能源（五）生長(zhǎng)因子定義: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)。生長(zhǎng)因子雖是一種重要的營(yíng)養(yǎng)要素，但它與碳源、氮源和能源不同，并非任何一種微生物都須從外界吸收的。各種微生物與生長(zhǎng)因子的關(guān)系可分為以下幾類： 1．光能無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)型（光能自養(yǎng)型）以C02作為主要或唯一碳源，并利用光能，以無(wú)機(jī)物如硫化氫、硫代硫酸鈉或其他無(wú)機(jī)硫化物作為供氫體將CO2還原成細(xì)胞物質(zhì)。例如，藻類及藍(lán)細(xì)菌等和植物一樣，以水為電子供體（供氫體），進(jìn)行產(chǎn)氧型的光合作用，合成細(xì)胞物質(zhì)。而紅硫細(xì)菌，以H2S為電子供體，產(chǎn)生細(xì)胞物質(zhì)，并伴隨硫元素的產(chǎn)生。 光能CO2+ 2H2O [CH2O] + O2↑ 葉綠素 光能CO2+ 2H2S [CH2O] + 2S+ H2O 菌綠素2．化能無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)型（化能自養(yǎng)型）以CO2或碳酸鹽作為唯一或主要碳源，以無(wú)機(jī)物氧化釋放的化學(xué)能為能源,，利用氫氣、硫化氫、二價(jià)鐵離子或亞硝酸鹽等作為電子供體使CO2還原成細(xì)胞物質(zhì)?；軣o(wú)機(jī)自養(yǎng)型只存在于微生物中，可在完全無(wú)機(jī)及無(wú)光的環(huán)境中生長(zhǎng)。它們廣泛分布于土壤及水環(huán)境中,參與地球物質(zhì)循環(huán)。3．光能有機(jī)營(yíng)養(yǎng)型（光能異養(yǎng)型）不能以CO2為主要碳源或唯一碳源，以有機(jī)物作為供氫體，利用光能將CO2還原成細(xì)胞物質(zhì)。例如，紅螺菌屬中的一些細(xì)菌能利用異丙醇作為供氫體，將CO2還原成細(xì)胞物質(zhì)，同時(shí)積累丙酮。 光能2（H3C）2CHOH + CO2 2CH3C0CH3 +[CH2O] + H2O 光合色素4．化能有機(jī)營(yíng)養(yǎng)型（化能異養(yǎng)型）以有機(jī)物為碳原，以有機(jī)物氧化產(chǎn)生的化學(xué)能為能源。有機(jī)物通常既是碳源又是能源。大多數(shù)細(xì)菌、真菌、原生動(dòng)物都是化能有機(jī)異養(yǎng)型微生物；所有致病微生物均為化能有機(jī)異養(yǎng)型微生物。不同營(yíng)養(yǎng)類型之間的界限并非絕對(duì)異養(yǎng)型微生物并非絕對(duì)不能利用CO2；自養(yǎng)型微生物也并非不能利用有機(jī)物進(jìn)行生長(zhǎng)；有些微生物在不同生長(zhǎng)條件下生長(zhǎng)時(shí),其營(yíng)養(yǎng)類型也會(huì)發(fā)生改變；例如紫色非硫細(xì)菌：沒(méi)有有機(jī)物時(shí)，同化CO2， 為自養(yǎng)型微生物；有機(jī)物存在時(shí)，利用有機(jī)物進(jìn)行生長(zhǎng)，為異養(yǎng)型微生物；光照和厭氧條件下，利用光能生長(zhǎng)，為光能營(yíng)養(yǎng)型微生物；黑暗與好氧條件下，依靠有機(jī)物氧化產(chǎn)生的化學(xué)能生長(zhǎng)，為化能營(yíng)養(yǎng)型微生物。二、微生物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收方式營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)能否進(jìn)入細(xì)胞取決于三個(gè)方面的因素：①營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)本身的性質(zhì)（相對(duì)分子量、質(zhì)量、溶解性、電負(fù)性等②微生物所處的環(huán)境（溫度、pH等）；③微生物細(xì)胞的透過(guò)性屏障（原生質(zhì)膜、細(xì)胞壁、莢膜 等）。根據(jù)物質(zhì)運(yùn)輸過(guò)程的特點(diǎn)，可將物質(zhì)的運(yùn)輸方式分為自由擴(kuò)散, 促進(jìn)擴(kuò)散,主動(dòng)運(yùn)輸, 基團(tuán)轉(zhuǎn)移1．自由擴(kuò)散原生質(zhì)膜是一種半透性膜，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)通過(guò)原生質(zhì)膜上的小孔，由高濃度的胞外環(huán)境向低濃度的胞內(nèi)進(jìn)行擴(kuò)散。特點(diǎn)①物質(zhì)在擴(kuò)散過(guò)程中沒(méi)有發(fā)生任何反應(yīng)；②不消耗能量；不能逆濃度運(yùn)輸；③運(yùn)輸速率與膜內(nèi)外物質(zhì)的濃度差成正比水是唯一可以通過(guò)擴(kuò)散自由通過(guò)原生質(zhì)膜的分子，脂肪酸、乙醇、甘油、一些氣體（OCO2）及某些氨基酸在一定程度上也可通過(guò)自由擴(kuò)散進(jìn)出細(xì)胞。 2．協(xié)助擴(kuò)散特點(diǎn)①不消耗能量②參與運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)本身的分子結(jié)構(gòu)不發(fā)生變化③不能進(jìn)行逆濃度運(yùn)輸④運(yùn)輸速率與膜內(nèi)外物質(zhì)的濃度差成正比⑤需要載體參與通過(guò)促進(jìn)擴(kuò)散進(jìn)入細(xì)胞的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)主要有氨基酸、單糖、維生素及無(wú)機(jī)鹽等。一般微生物通過(guò)專一的載體蛋白運(yùn)輸相應(yīng)的物質(zhì)，但也有微生物對(duì)同一物質(zhì)的運(yùn)輸由一種以上的載體蛋白來(lái)完成。 3．主動(dòng)運(yùn)輸它的一個(gè)重要特點(diǎn)是物質(zhì)運(yùn)輸過(guò)程中需要消耗能量和需要載體，而且可以進(jìn)行逆濃度運(yùn)輸。4．基團(tuán)移位基團(tuán)移位是另一種類型的主動(dòng)運(yùn)輸，它與主動(dòng)運(yùn)輸方式的不同之處在于它有一個(gè)復(fù)雜的運(yùn)輸系統(tǒng)來(lái)完成物質(zhì)的運(yùn)輸，而物質(zhì)在運(yùn)輸過(guò)程中發(fā)生化學(xué)變化?；鶊F(tuán)轉(zhuǎn)位又稱為磷酸烯醇式丙酮酸磷酸糖轉(zhuǎn)移酶運(yùn)輸系統(tǒng)（PTS），PTS 通常由酶I、酶II（包括a、b、c三種亞基）和一種低相對(duì)分子量的熱穩(wěn)定蛋白質(zhì)（HPr）組成?；鶊F(tuán)轉(zhuǎn)移主要存在于厭氧型和兼性厭氧型細(xì)胞中、主要用于糖的運(yùn)輸，脂肪酸、核苷、堿基等也可以通過(guò)這種方式運(yùn)輸。 細(xì)胞膜上無(wú)載體蛋白：?jiǎn)渭償U(kuò)散 不耗能量：促進(jìn)擴(kuò)散物質(zhì)運(yùn)送類型 細(xì)胞膜上有載體蛋白 運(yùn)送前后溶質(zhì)分子不變：主動(dòng)運(yùn)輸 耗能量 運(yùn)送前后溶質(zhì)分子改變：基團(tuán)移位第三節(jié)　微生物的培養(yǎng)基培養(yǎng)基是人工配制的，適合微生物生長(zhǎng)繁殖或產(chǎn)生代謝產(chǎn)物的營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)。252。 培養(yǎng)基幾乎是一切對(duì)微生物進(jìn)行研究和利用工作的基礎(chǔ)252。 任何培養(yǎng)基都應(yīng)該具備微生物生長(zhǎng)所需要六大營(yíng)養(yǎng)要素：碳源、氮源、能源、無(wú)機(jī)鹽、生長(zhǎng)因子、水252。 任何培養(yǎng)基一旦配成，必須立即進(jìn)行滅菌處理；常規(guī)高壓蒸汽滅菌：121℃/1530min 一、選用和設(shè)計(jì)培養(yǎng)基的原則和方法目的明確, 營(yíng)養(yǎng)協(xié)調(diào), 條件適宜, 經(jīng)濟(jì)節(jié)約1. 目的明確252。 培養(yǎng)何菌？ 252。 獲何產(chǎn)物？作生產(chǎn)中的“種子”還是用于發(fā)酵？ 252。 用于實(shí)驗(yàn)室研究還是大規(guī)模的發(fā)酵生產(chǎn)？ 3. 條件適宜pH滲透壓和水分活度氧化還原電位a. pH培養(yǎng)基的pH必須控制在一定的范圍內(nèi)，以滿足不同類型微生物的生長(zhǎng)繁殖或產(chǎn)生代謝產(chǎn)物。通常培養(yǎng)條件：細(xì)菌與放線菌：pH ～酵母菌和霉菌：pH ～ 范圍內(nèi)生長(zhǎng)為了維持培養(yǎng)基pH的相對(duì)恒定，通常在培養(yǎng)基中加入pH緩沖劑、備用堿，或在進(jìn)行工業(yè)發(fā)酵時(shí)補(bǔ)加酸、堿。b. 滲透壓和水分活度9