微生物知识

温度
温度是影响微生物生长的最重要因素之一。 温度对微生物的影响具体表现在： 影响酶活性：温度变化影响酶促反应速率，最终影响细胞合成。 影响细胞膜的流动性，温度高，流动性大，有利于物质的运输， 温度低，流动性降低，不利于物质运输，因此，温度变化影响 营养物质的吸收与代谢产物的分泌。 影响物质的溶解度，对生长有影响。
5、矿质元素
为机体提供了必要的金属元素等 P、S、Fe、Mg、K、Ca (大量元素) Mn、Cu、Zn、Mo （微量元素）
配制培养基时，大量元素一般首选K2HPO4、MgSO4等，可同时提供4种大量元素。 常用天然水、自来水来配制培养基以提供各种微量元素. 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，维持细胞的渗透与平衡 酶的激活剂
营养——水
6、水
生理功能主要有： ①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； ③维持蛋白质、核酸等生物大分子稳定的天然构象； ④高比热、高汽化热等，以保证微生物的生命活动；
⑤作为细胞的组成成分.
水活度=
P溶液 P纯水
微生物细胞含水量很高，细菌、酵母和霉菌菌体分别是80%、75%和85%， 而霉菌孢子含水39%，细菌芽孢含水很低，约为30%左右。
（3）环境pH值还影响培养基中营养物质的离子化程度， 从而影响营养物质吸收，或有毒物质的毒性。
PH
微生物的生长pH值范围极广，从pH<2~>8都有微生物能生长。 但是绝大多数种类都生活在pH5.0~9.0之间。 各种微生物都有其生长的最低、最适和最高pH值。低 于最低、或超过最高生长pH值时，微生物生长受抑制或 导致死亡。 不同的微生物最适生长的pH值不同，根据微生物生长 的最适pH值，将微生物分为：
氧气
微生物对氧的需要和耐受力在不同的类群 中变化很大，根据微生物与氧的关系,可 把它们分为几种类群: 专性好氧菌: 好氧菌
微好氧菌：
兼性厌氧菌 耐氧厌氧菌：
厌氧菌
(专性)厌氧菌：
氧气
专性好氧菌（strict aerobe）
必须在有分子氧的条件下才能生长，有完整的呼吸链， 以分子氧作为最终氢受体，细胞含有超氧物歧化酶（SOD， superoxide dismutase）和过氧化氢酶。
嗜碱微生物：硝化细菌、尿素分解菌、多数放线菌 耐碱微生物：许多链霉菌 中性微生物：绝大多数细菌，一部分真菌 嗜酸微生物：硫杆菌属 耐酸微生物：乳酸杆菌、醋酸杆菌
PH
一些微生物生长的pH值范围：
微生物种类 大肠杆菌 枯草芽孢杆菌 金黄色葡萄球菌 黑曲霉 一般放线菌 一般酵母菌 最低pH 4.3 4.5 4.2 1.5 5.0 3.0 最适pH 6.0—8.0 6.0—7.5 7.0—7.5 5.0—6.0 7.0—8.0 5.0—6.0 最高pH 9.5 8.5 9.3 9.0 10 8.0
温度
从微生物整体来看: 生长的温度范围一般在-10 ℃ ~100 ℃ 极端下限为-30 ℃，极端上限为105~300 ℃ 但对于特定的某一种微生物： 只能在一定温度范围内生长，在这个范围内，每种微生物都有自 己的生长温度三基点，即最低、最适、最高生长温度 •处于最适生长温度时，生长速度最快， 代时最短。 •超过最低生长温度时，微生物不生长， 温度过低，甚至会死亡。
PH
同一种微生物在其不同的生长阶段和不同的生理生化过程中， 对pH值的要求也不同。
黑曲霉在pH2~2.5范围时有利于合成柠檬酸，当在pH2.5~6.5范围 内时以菌体生长为主，而在pH7.0时，则以合成草酸为主。 丙酮丁醇梭菌在pH5.5~7.0范围时，以菌体生长为主，而在 pH4.3~5.3范围内才进行丙酮丁醇发酵。
影响微生物生长的因素





影响微生物生长繁殖的条件主要有下面这五个方面： （1）营养条件 微生物主要的营养物质包括碳化物、氮 化物、水和无机盐以及微量元素等。不同的微生物彼此所 需要的营养条件有或多或少的差别。 （2）温度 温度是影响微生物存活的重要因素之一。微 生物有各自的最适温度，一般是在20～70℃左右。个别 微生物可在200～300℃的高温下生活。 （3）酸碱度 各种微生物都有其最适酸碱度。酵母和霉 菌适宜在微酸性环境中。也有少数可以在强酸或强碱性环 境中生存。 （4）氧气 有的微生物没有空气就不能生存；有的通风 反不能生存；有的通风或不通风都能生存。 （5）有毒物质、辐射、超声波对微生物的生长也有着重 要的影响。
工程菌
蛋白质或酶
发酵工程 蛋白质工程 或酶工程 细胞工程 产品
动植物个体细胞 优质动植物品系
PH
PH值
生 长 速 率 最适生长PH值 PH值
多数细菌的最适PH值为：6.5~7.5
多数真菌的最适PH值为：5.0~6.0
PH
（1）影响膜表面电荷的性质及膜的通透性，进而影响 对物质的吸收能力。 （2）改变酶活、酶促反应的速率及代谢途径：如：酵 母菌在pH4.5-5产乙醇，在 pH6.5以上产甘油、酸。
利用光能并以有机化合物作为唯一或主要碳源进行生长的一类微生物。
3、化能无机自养型（化能自养型） 利用无机化合物氧化时释放的能量作为能源，利用CO2或碳酸盐作为唯 一或主要碳源进行生长的一类微生物。 4、化能异养型（化能有机营养型） 以有机化合物为碳源，利用有机化合物氧化过程中产生的能量作为能源而 生长的一类微生物(如淀粉、糖类、纤维素、有机酸等)。
营养——能源
3、能源
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， 称能源。能源谱Βιβλιοθήκη ｛ ｛化学物质 辐射能
有机物
化能异养微生物的能源 化能自养微生物的能 源
无机物
光能自养和光能异养微生物的能源
单功能营养物：如光能 多功能营养物：如铵盐、氨基酸等
营养——能源分类
1、光能自养型（光能无机营养型） 能够利用光能并以CO2作为唯一或主要碳源进行生长的微生物。 2、光能异养型(光能有机营养型）
微好氧菌（microaerophilic bacteria）
只能较低的氧分压下才能正常生长，通过呼吸链并以氧 为最终氢受体而产能，
兼性好氧菌（facultative aerobe）
在有氧或无氧条件下均能生长，但有氧情况下生长得更 好，在有氧时靠呼吸产能，无氧时接发酵或无氧呼吸产能； 细胞含有SOD和过氧化氢酶。
•超过最高生长温度时，微生物不生长， 温度过高，甚至会死亡。
温度
微 生 物 的 生 长 速 率
最适生长温度
绝大多数微生物的最适生长温度为：25~37℃
温度
根据微生物的最适生长温度的不同，可将微生物划为三个类型： 低温型微生物（嗜冷微生物） 中温型微生物（嗜温微生物） 高温型微生物（嗜热微生物）
营养——生长因子
4、生长因子
微生物生长所必需的、但其自身不能合成或合成量不足以满足机体生 长需要的、需要量很小的有机化合物. 生长因子功能：构成酶的辅基或辅酶 简单蛋白 酶 结合蛋白=蛋白 + 辅助因子 辅酶(与酶结合松驰) 辅基(与酶结合牢固)
生长因子分类：氨基酸 核 苷 维生素
营养——矿质元素
1、碳源-碳素化合物：
在微生物生长繁殖过程中，能为其提供碳素营养来源的物质称碳源。 即，是用来构建菌体物质中或代谢产物中的碳素骨架的营养物质。 微生物可以利用的碳源种类 CO2 葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖、淀粉 有机物 有机酸、醇类、脂类 甘薯、玉米粉、麸皮、米糠、野生植物的淀粉、 酒糟、造纸厂亚硫酸液
营养——氮源
2、氮源-氮素化合物
在微生物生长繁殖过程中，能为其提供氮素营养来源的物质称氮源。 即，是用来满足菌体物质中或代谢产物中的氮素需要的营养物质。 氮素化合物的功能： 构成细胞物质，少数微生物的能源物质。 微生物可利用的氮素化合物： 分子氮------N2（固氮菌、根瘤菌、少数放线菌和光合细菌、蓝细菌） 无机氮------NH4＋、NO3－、NO2－（多数微生物） 有机氮 蛋白质、多肽、氨基酸（多数微生物） 牛肉膏、蛋白胨、尿素、酵母高、玉米浆、饼粕
微生物
《微生物学》
目录
微生物的定义
微生物的种类
微生物的共同特点 影响微生物生长的因素
一、微生物的定义
（一）什么是微生物 微生物（Microorganism） 通常是描述一切不借助显 微镜用肉眼看不见的微小 生物，包括病毒、细菌、 真菌、原生动物、和某些 藻类。
二、微生物的种类
细菌 原核生物：
具有细胞结 构的微生物
微生物的营养
微生物的营养(nutrition)：

生物体从外部环境中摄取生命活动必需的物质和能量， 以满足正常生长、繁殖和各种生理活动之所需。
微生物的营养物(nitrient)：

具有营养功能的物质和能量
营养分类
碳素化合物
微 生 物 营 养 物 质
氮素化合物 矿质元素 能量 生长因子 水
营养——碳源
（由原核细胞构成的） 放线菌
微 生 物 的 种 类
菇类
真核微生物
（由真核细胞构成的） 没有细胞结构的 微生物：病毒
水绵 草履虫
（三）微生物的共同特点

（1）体积小，面积大 （细胞以微米、纳米来计算） （2）吸收多，转化快 （3）生长旺，繁殖快 如大肠杆菌 （4）适应强，易变异 如感冒病毒 （5）分布广，种类多 （6）易变异，如感冒病毒
微生物 灰色链霉菌 红霉素链霉菌 产黄青霉 金霉素链霉菌 龟裂链霉菌 灰黄青霉
生长最适pH 6.3~6.9 6.6~7.0 6.5~7.2 6.1~6.6 6.0~6.6 6.4~7.0
合成抗生素最适pH 6.7~7.3 6.8~7.3 6.2~6.8 5.9~6.3 5.8~6.1 6.2~6.5
氧气
耐氧菌（aerotolerant anaerobe）