优选第二章微生物的营养

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微生物的营养与生长精美课件

微生物的营养与生长精美课件

培养基的灭菌
❖ 高压蒸气灭菌
一般培养基:
103 KPa, 121.3℃, 15-30 min
含糖培养基:
54.9KPa, 112.6 ℃, 15-30 min
❖ 过滤灭菌 ❖ 间歇灭菌的应用
2、培养基的类型及应用
❖ 根据营养成分来源分
天然培养基(complex medium)
❖牛肉膏、蛋白胨、玉米粉、血清、马铃薯、牛奶,实 验室常用。
ADP+Pi ATP
主动运输模式图
4、基团转位(group translocation)
❖ 特点
运输由低浓度向高浓度; 运输有渗透酶参与,对被运输物质有高度立体专一性; 需要能量。 被转运物质性质发生改变。
❖ 存在范围
主要存在于厌氧和兼性厌氧型细菌中。葡萄糖、果糖等 单糖以及核苷与脂肪酸的运输均以此种方式进行。
❖ 概念
能为微生物的生命活动提供最初能量来源的营养 物或辐射能。
❖ 微生物的能源谱
化学 有机物:化能异养微生物的能源(同碳源)
物质
能源谱
无机物:化能自养微生物的能源(不同于碳源)
辐射能:光能自养和光能异养微生物的能源
无机盐(Inorganic Salt )
❖ 大量元素(生长所需浓度在10-3~10-4mol/L)
碳源、氮源、能源、无机盐、生长因子、水
碳源(carbon source)
❖ 概念
凡可被用来构成细胞物质或代谢产物中碳素来源 的营养物质。
❖ 功能
提供合成细胞物质及代谢物的原料; 为整个生理活动提供所需要能源。
❖ 种类:
无机含碳化合物:如CO2和碳酸盐等。 有机含碳化合物:糖与糖的衍生物、脂类、醇类、
❖ 据微生物生命活动中能量来源不同

微生物的营养和培养基--培养基

微生物的营养和培养基--培养基
d).氮源过多,会使菌体生长过旺,pH偏高,不利于代谢产物的 积累;氮源不足,则菌体繁殖量少,影响产量;
f).碳源过多,易形成较低的pH;碳源不足,易引起菌体的衰老
一、培养基
2 培养基配制原则
➢ 条件适宜:物理化学条件适宜; ➢ pH条件适宜:各类微生物的最适生长pH值各不相同;
➢在微生物的生长和代谢过程中,培养基的初始pH值会发生改变; ➢为了维持培养基pH的相对恒定,通常在培养基中加入pH缓冲剂,或在进行 工业发酵时补加酸、碱。
微生物学基础
单元五 微生物的营养和培养基
项目二 微生物的培养基
一、培养基
1 培养基概述 ➢ 定义:由人工配制的、适合于不同微生物生长繁殖 或积累代谢产物用的营养物质(混合养料); ➢ 特点:具备微生物所需要的五大营养要素(碳源、 氮源、能源、无机盐、生长因子、水),且应比例 适当;一旦配成必须立即灭菌; ➢ 用途: ➢ 促使微生物生长; ➢ 积累代谢产物; ➢ 分离微生物菌种; ➢ 鉴定微生物种类; ➢ 微生物细胞计数; ➢ 菌种保藏; ➢ 制备微生物制品。
一、培养基

培养基配制原则
➢ 经济节约:根据培养目的选择原料及其来源; ➢ 培养目的:a).是培养菌体还是积累代谢产物? 培养菌体时:氮源含量宜高(碳氮比低) b).是实验室种子培养还是大规模发酵? 种子培养时:精;规模发酵时:粗
c).代谢产物是初级代谢产物还是次级代谢产物?
次级代谢产物时:要加入特殊元素;
一、培养基
2 培养基配制原则
➢ 目的明确:培养基组分满足微生物的需要; ➢ 营养协调:营养物的浓度与比例应恰当; ➢ 条件适宜:物理化学条件适宜(pH、渗透压、水活度aw、氧化还原电势); ➢ 经济节约:根据培养目的选择原料及其来源。

关于微生物的营养与生长课件

关于微生物的营养与生长课件

-
-
无机碳
C·O C·H·X
CO2 NaHCO3、CaCO3
CO2 NaHCO3 、CaCO3
(二)、氮源(nitrogen source)
凡能提供微生物生长繁殖所需氮元素的营养源,为氮源。 (一)氮源的作用 1.氮源是构成微生物细胞物质或代谢产物中的氮素来源 2.氮素一般不提供能源,只有少数例外 (二)微生物能利用的氮源 包括蛋白质及其不同程度的降解产物(胨、肽、氨基酸等)、
某些酶的辅因子,维持酶(如蛋白酶)的稳定性,芽 孢和某些孢子形成所需
细胞运输系统组分,维持细胞渗透压,维持某些酶 的稳定性
某些酶的辅因子,维持细胞渗透压,某些嗜盐细菌 核糖体的稳定因子
细胞色素及某些酶的组分,某些铁细菌的能源物质, 合成叶绿素、白喉毒素所需。
微量元素与生理功能
元素

锰 钼 硒 钴 铜 钨 镍
无机盐的生理功能: 1、构成微生物细胞的各种组分 2、作为酶的组成部分 3、维持酶的活性 4、调节并维持细胞的渗透压、氢离子浓度和氧化
还原电位 5、有些元素作为某些微生物生长的能源物质等
无机盐及其生理功能
元素 磷 硫 镁 钙 钠 钾 铁
化合物形式(常用) KH2PO4, K2HPO4
(NH4)2SO4 MgSO4
铵盐、硝酸盐、分子氮、嘌呤、嘧啶、脲、胺、酰胺、氰 化物等。
种类:
无机氮:铵盐、硝酸盐、亚硝酸盐、尿素、氨、N2等; 有机氮:牛肉膏、蛋白胨、鱼粉、花生饼粉、黄豆饼粉、
玉米浆等。
速效氮源:很快被微生物利用的物质,有利于菌体生长. 如硫铵、玉米浆等。用于发酵前期。
迟效氮源:微生物利用速度较慢的物质,有利于代谢物 质形成。如花生饼粉、黄豆饼粉等。用于发酵后期。

微生物的营养-课件

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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%)

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

Chapter 2 微生物的营养【微生物生理学】

Chapter 2 微生物的营养【微生物生理学】

(一)碳源(carbon source)
提供微生物营养所需碳元素的营养源。
有机碳源:蛋白质,核酸,淀粉,葡萄糖等 无机碳源: CO2 , Na2CO3 , CaCO3等 ➢ 异养微生物:必须利用有机碳源 ➢ 自养微生物:能利用无机碳源
微生物利用碳源的多样性 ➢利用微生物降解秸秆类物质
➢利用微生物降解含苯环类环 境污染物,可治理农药、染料 等对环境的污染
即辅酶F(四氢叶酸),参与一碳基 的转移,与合成嘌呤、嘧啶、核 甘酸、丝氨酸和甲硫氨酸有关
钴酰胺辅酶,参与一碳基的转移, 与甲硫氨酸和胸苷酸有关
(五)无机盐 (inorganic salts)
所需浓度在10-3-10-4M 的元素为大量元 素 所需浓度在10-6-10-8M 的元素为微量元 素
无机盐的生理功能
维生素
硫胺素(B1) 核黄素
烟酸
吡哆酸(B6) 生物素 泛酸 叶酸 钴胺酸(B12) 维生素K
维生素的生理功能
维生素
转移的对象
Байду номын сангаас
代谢功能
硫胺素(B1) 吡哆醇(B6) 叶酸 维生素B12
乙醛基 氨基 甲基 羧基,甲基
焦磷酸硫胺素是脱羧酶、转醛酶、 转酮酶的辅基,与a-酮酸的氧 化脱羧和酮基转移有关
磷酸吡哆醛是氨基酸消旋酶、转 氨酶与脱羧酶的辅基,参与氨基 酸的消旋、脱羧和转氨
元素 细菌 酵母菌 霉菌

50
49.8
47.0

8
5.7
6.7

20
31.1
40.2

15
7.5
5.2

1
0.3
0.2

3

微生物的营养

微生物的营养

生长因子
生长因子通常指那些 微生物生长所必需而 且需量很少,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。各种微生物需 求的生长因子的种类 和数量是不同的。
无机盐
矿质元素也是微生物 生长所不可缺少的营 养物质,有以下作用。 1,参与微生物中的 氨基酸和酶的组成。 2,调节微生物的原 生质胶体状态,维持 细胞的渗透与平衡。 3,酶的激活剂。
氮源
凡是能被利用来构成菌 体物质中或代谢产物中 氮素来源的营养物质称 为氮源。氮对微生物的 生长发育有重要的作用, 它们主要用来合成细胞 中的含氮物质,一般不 作为能量。
能源
能源为微生物的生命 活动提供最初始能量 来源营养物或辐射能。 化能异养微生物的能 源就是碳源,葡萄糖 便是常见的一种兼有 碳源与能源功能的双 功能营养物。
微化学元 素,可将他们分成主 要元素和微量元素, 重要元素包括碳、氢、 氧、氮、磷、硫、钾、 镁、钙和铁等,碳、 氢、氧、氮、磷、硫 这六种主要元素可占 细胞干重的97%。微 量元素包括锌、锰、 氯、钼、硒、钴、铜、 钨、镍和硼等。
碳源
在微生物生长过程中能 为微生物提供碳素来源 的物质称为碳源。碳可 占一般细菌细胞干重的 一半,因此碳源物质通 常也是能源物质。微生 物利用的碳源物质主要 有糖类、有机酸、醇、 脂类、烃、Co2及碳酸盐 等。对于为数众多的化 能异养微生物来说,碳 源是兼有能源功能营养 物。

第二章微生物的营养演示文稿(共43页)

第二章微生物的营养演示文稿(共43页)

光能无机自养型 无机物(H2、S、
CO2
(光能自养型) H2S等)
能源
光能
实例
蓝细菌、紫硫 细菌
光能有机异养型 有机物 (光能异养型)
CO2及简单 有机物
光能
红螺菌属细菌
化能无机自养型 (化能自养型)
无机物( H2、S、 NH4+、H2S等)
化能有机异养型 有机物 (化能异养型)
CO2 有机物
化学能
①维生素:作为酶的辅酶或辅基的成分,参与新陈代谢。
第十二页,共四十三页。
②氨基酸:某些微生物对氨基酸的合成能力较差,这时需要在 培养基中额外添加。 ③嘌呤和嘧啶:合成核苷、核苷酸和核酸的原料,作为辅酶或辅 基的成分。
生长因子可以从酵母膏、牛肉膏、蛋白胨、玉米浆、麦芽汁 、血液或血清中获得。
第十三页,共四十三页。
有利于菌体迅速繁殖
不能被微生物直接吸收利用的碳源(如淀粉)
菌体利用缓慢,有利于延长代谢产物的合成
第六页,共四十三页。
三、氮源
1.定义:凡是构成微生物细胞物质和代谢产物中氮素来源的 营养物称为氮源。
2.作用: l提供合成细胞物质及代谢产物中含氮化合物的原料; l氮源一般不做能源,只有硝化细菌利用铵盐、亚硝酸
4种运送方式
载体 不需要 需要 需要 需要
浓度 高→低 高→低 低→高 低→高
耗能 不耗能 不耗能 耗能 耗能源自运送分子发生 变化 不变化
不变化
不变化
变化
第十八页,共四十三页。
第四节 微生物的培养基(medium)
培养基是指人工配制的、适合不同微生物生长繁殖或
积累代谢产物用的混合营养基质。
任何培养基都应具备微生物生长 所需的六大营养要素:

微生物的营养 (2)

微生物的营养 (2)

Cu
CuSO4
氧化酶、酪氨酸酶的辅因子
Co
CoSO4
维生素B12复合物的成分;肽酶的辅因子
Zn
ZnSO4
碱性磷酸酶以及多种脱氢酶、肽酶和脱羧酶的辅因子
Mo (NH4)6Mo7O24 固氮酶和同化型及异化型硝酸盐还原酶的成分
11
当前您浏览的位置是第十一页,共五十七页。
第一节 微生物的营养
3) 碳源(carbon source)
第一节 微生物的营养
几点注意: 1) 不同的微生物其细胞化学成分组成也不同。 2) 同一种微生物在不同的生长阶段其化学成分也有差异。 3) 但在正常情况下,各类微生物细胞的成分是相对稳定的。
活性污泥微生物的一般组成:C5H7NO2 真菌:C10H17NO6 藻类:C5H8NO2
原生动物:C7H14NO3 从微生物细胞的组成可以理解细菌的6种营养要素:
微生物的营养 (2)
1
当前您浏览的位置是第一页,共五十七页。
第一节 微生物的营养
一、微生物细胞的化学组分及生理功能 二、微生物的营养类型
三、培养基 四、营养物质的吸收和运输
2
当前您浏览的位置是第二页,共五十七页。
第一节 微生物的营养
营养/营养作用(nutrition)
• 从外部环境摄取其生命活动所需要的各种物质和能量, 并进行代谢生长的生理过程。
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当前您浏览的位置是第二十页,共五十七页。
第一节 微生物的营养
iv. 各种营养元素之间往往有一定的比例关系。
e.g. 土壤中许多微生物要求 C:N=25:1 废水生物处理中要求 好氧处理 BOD:N:P=100:5:1 厌氧处理 BOD:N:P=200:5:1
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①培养不同微生物必须采用不同的培养条件
氧化硫硫杆菌培养基组成(g/L): 大肠杆菌培养基组成(g/L):
CO2(空气),(NH4)2SO4 0.4, 葡萄糖 5,NH4H2PO4 1,
MgSO4·7H2O 0.5,FeSO4 0.01, MgSO4·7H2O 0.5,K2HPO4
KH2PO4 4,CaCl2 0.25,S 10, 1,NaCl 5,H2O 1000,
①维生素:作为酶的辅酶或辅基的成分,参与新陈 代谢。
②氨基酸:某些微生物对氨基酸的合成能力较差,这时需要 在培养基中额外添加。
③嘌呤和嘧啶:合成核苷、核苷酸和核酸的原料,作为辅酶 或辅基的成分。
生长因子可以从酵母膏、牛肉膏、蛋白胨、玉米浆、麦芽 汁、血液或血清中获得。
第二节 微生物的营养类型
一、分类原则
H2O 1000,pH7.0
pH7.0-7.2
实验室常用的培养基:
细菌:牛肉膏蛋白胨培养基(简称肉汤培养基) 放线菌:高氏一号合成培养基 酵母菌:麦芽汁培养基 霉菌:察氏合成培养基
②对同一种微生物而言,培养目的不同,培养条件 往往不同
例如:枯草芽孢杆菌的培养 一般培养:肉汤培养基 自然转化:基础培养基 观察芽孢:产芽孢培养基 产蛋白酶:以玉米粉、豆饼粉为主的产酶培养基
二、碳源
1.定义:凡是能够提供微生物细胞物质和代谢产物中 碳素来源的营养物称为碳源。
2.作用: 碳素化合物是构成机体中有机物分子的骨架; 碳素化合物是大多数微生物的能源; 构成微生物代谢产物的分子骨架。
3.碳源与微生物的营养类型:凡必需利用有机碳源的 微生物,称为异养微生物;凡是能利用无机碳源的微 生物,称为自养微生物。
2. 营养物质浓度及配比合适 ①营养物质的浓度适宜
高浓度糖类物质、无机盐、重金属离子等不仅不能维 持和促进微生物生长,反而起到抑制或杀菌作用。
②营养物质之间的配比适宜
培养基中各营养物质之间的浓度配比直接影响微生物的生长繁 殖及代谢产物形成和积累,其中碳氮比(C/N)的影响较大。
碳源中碳原子的摩尔数
多数原核微生
物、全部真菌 (有机物氧化)
第三节 微生物对营养物质的吸收方式
营养物质进入细胞的方式 单纯扩散、促进扩散、 主动运输、基团移位。
运送方式 单纯扩散 促进扩散 主动运送 基团移位
4种运送方式
载体 不需要
浓度 高→低
耗能 不耗能
运送分子发生 变化
不变化
需要
高→低
不耗能
不变化
需要
低→高
耗能
(光能自养型) H2S等)
光能
蓝细菌、紫硫 细菌
光能有机异养型 有机物 (光能异养型)
CO2及简单 有机物
光能
红螺菌属细菌
化能无机自养型 无机物( H2、S、 (化能自养型) NH4+、H2S等)
CO2
化学能
硝化细菌、硫
细菌、氢细菌 (无机物氧化) 等
化能有机异养型 有机物 (化能异养型)
有机物
化学能
b 迟效性氮源:利用速度较慢的氮源,如花生饼、豆饼等, 常用于发酵后期。
四、能源
能为微生物生命活动提供最初能量来源的营养物 或辐射能。 微生物的能源谱
有机物:化能异养微生物的能源 化学物质(化能营养型)
无机物:化能自养微生物的能源
辐射能(光能营养型):光能自养和光能异养微生物的能源
五、无机盐
微生物生长所必需的金属元素(P、S、K、Na、Ca、 Mg、Fe等),由硫酸盐、磷酸盐、氯化物等供给。
优选第二章微生物的营养
营养物质的功能:
提供能量; 提供合成代谢的原料; 调节代谢活动进行; 提供适宜的代谢环境。
6大营养要素:碳源、氮源、能源、无机盐、生长 因子、水
一、水分
水在微生物细胞中的生理功能: 1.微生物细胞的组成成分; 2.营养物质吸收和代谢产物排出的溶剂; 3.细胞中生化反应的良好介质; 4.帮助维持微生物细胞的形态; 5.具有较高的比热,稳定细胞内环境温度。
4.种类划分
有机碳源
碳 源
无机碳源
糖及其衍生物、有机酸、脂类、醇类、烃类等
注意:糖是异养微生物最好的碳源
CO2、碳酸盐
速效碳源
碳 源
迟效碳源
能够被微生物直接吸收利用的碳源(如葡萄糖)
有利于菌体迅速繁殖
不能被微生物直接吸收利用的碳源(如淀粉)
菌体利用缓慢,有利于延长代谢产物的合成
三、氮源
1.定义:凡是构成微生物细胞物质和代谢产物中氮素 来源的营养物称为氮源。
光能 光能营养型
按能量来源划分 化学能 化能营养型 根据微生物生长所需的
碳源物质的性质划分 CO2 自养型
有机物 异养型
根据生物合成中氢供体 的性质划分 还原性无机物 无机营养型
有机物 有机营养型
二、微生物的营养类型
营养类型 氢(电子)供体 基本碳源
能源
实例

光能无机自养型 无机物(H2、S、
CO2
2.作用: 提供合成细胞物质及代谢产物中含氮化合物的原料; 氮源一般不做能源,只有硝化细菌利用铵盐、亚硝酸 盐作氮源,同时也作能源
3.种类划分
(1)分子态氮:固氮微生物能以分子氮为唯一氮源。 (2)无机态氮:硝酸盐、铵盐几乎所有微生物能利用。 (3)有机态氮:蛋白质及其降解产物。
a 速效性氮源:很快被微生物利用的氮源,有利于菌体生 长,如尿素、玉米浆等,常用于发酵前期。
无机盐的生理功能: ①参与细胞成分; ②作为酶的组成成分或激活剂; ③调节酸碱度、细胞通透性、渗透压、氧化还原电 位等; ④作为自养微生物的能源物质和无氧呼吸的氢受体。
六、生长因子( growth factor )
1.定义:生长因子通常是指那些微生物生长所必需而 且需求量很小,但微生物自身不能合成或合成量不足 以满足机体生长需要的有机化合物。 2.种类:维生素、氨基酸、嘌呤和嘧啶。
碳氮比 =
氮源中氮原子的摩尔数
微生物细胞中碳和氮元素的含量(干重%)
真菌:需C/N较高的培养基 细菌:需C/N较低的培养基
发酵生产谷氨酸时:
C/N为4/1时,菌体大量繁殖, Glu积累少;
C/N为3/1时,菌体繁殖受抑制, Glu大量积累。
不变化
需要
低→高
耗能
变化
第四节 微生物的培养基(medium)
培养基是指人工配制的、适合不同微生物生长 繁殖或积累代谢产物用的混合营养基质。
任何培养基都应具备微生物生长 所需的六大营养要素:
水、碳源、氮源、无机盐、 生长因子、能源
一、选用和设计培养基的原则与方法
1.根据培养目的选择适宜的营养物质
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