高职版环境微生物第三章微生物的营养及生长PPT幻灯片
合集下载
环境微生物学教学课件 10微生物生长与代谢
a
19
• Ⅱ. 光能异养细菌（无氧有光）
•
光能+色素
•
有机物 + CO2 → 菌体 [CH2O]
• 小分子有机物碳源
• 主要指红螺菌（有氧无光时可化能异养生存）
• 提问：在污水处理中的优势是什么？
•不受氧气限制，尤其适于高浓度有机废水（食品 行业）的高效处理(*红螺菌用于污水处理现状如
何问?题—) —：嗜与盐水红螺分菌离大困量滋难生，时光的红照盐问田题
10％～20％干物质
10%无机盐
70％～90％水
90%有机物
细菌化学成分示意图
a
5
一、细菌营养物组成及生理功能
• 传统上根据功能不同对营养物归类 • 水、无机盐和碳源、氮源、能源、生
长因子等。
a
6
• （一）水
• 提问：水对细菌有哪些作用？
• 1)溶剂作用 • 2)运输物质的载体 • 3)参与生化反应(如脱水、加水反应)
铵盐、硝酸盐）等。
• 实验室中有机氮源——蛋白胨
• 如何代谢？不同代谢类型的细菌分类
• 光能—化能；好氧—厌氧；寄生—腐生
• ！学会养细菌
a
3
• 住（环境卫生—环境因素对细菌的影响）
• 温度、电位、pH、渗透压、光线、毒物
• 学会养好细菌 • （其他微生物与之类似）
a
4
第一节 细菌的营养
• 提问：如何知道细菌所需的营养物种类呢？
• 单因子或复合因子培养试验、由细胞化学组成进行推 断。
干物质质量的50％左右。 细菌对碳素的需求量最大。
• 碳源作用—
• 细胞的碳骨架、大多还是 能源物质。
• 种类？ • 有机物、无机碳水化合物 • 随细菌不同，各有偏好 • 细菌最喜好的碳源是？
微生物的营养与生长精美课件114页PPT
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
❖ 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
微生物的生长与生长环境(共61张PPT)
微生物的生长是指微生物细胞在合适的外界条件下，通过吸收营养物质进行代谢，导致个体或群体的生长与繁殖。生长与繁殖在微生物中是两个不同的过程，其中生长主要指的是细胞原生质总量的增加。微生物生长的测定方法主要包括细胞数量的测定和细胞生物量的测定。细胞数量可以通过直接测数法、比浊法、稀释平板计数法等方法进行测定，而细胞生物量则可以通过干重法、总氮量测定法、DNA含量测定法等方法进行测定。细菌群体的生长规律可以通过生长曲线来描述，该ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ线以时间为横坐标，以菌数的对数为纵坐标，呈现出S形。一条典型的生长曲线可以分为迟缓期、对数期、稳定期和衰亡期四个生长时期，每个时期细菌的生长速度和数量变化都有其特点。
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
可编辑课件PPT
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
可编辑课件PPT
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。
微生物生长与生存ppt课件
38
三、氧化还原电位（Eh）
Eh的高低说明环境中O2和H2含量的多少。 单位为V或mV。 （一）自然界的Eh
在自然界中， Eh的上限为+820mv，此时 环境中存在高浓度O2，而且没有利用O2的系 统存在， Eh的下限为-400mv，此时环境中 充满H2。
39
（二）不同微生物适应的Eh
不
~ 好氧：+300 +400mv，Eh>+100mv才能良
105℃
废水生物处理的微生物几乎都是中温 性的
29
（二）温度对微生物生长的影响 在适宜的温度范围内，微生物的生长速率
随温度的升高而加快，到最适宜温度，生长速 率达最大。若温度过高，超过适宜温度上限， 微生物则停止生长，甚至死亡。
1.高温对微生物的影响 高温——此处是指超过微生物生长的最高 温度，即致死温度，高温能杀死微生物。
由计算得知：繁殖一代细菌需要30min的时间。
12
３．静止期 细菌经过对数期的快速增长，当增长速度 达到一个最大值后，由于各种因素（营养、 O、pH、Eh等）的改变，使生长速度逐渐 降低，甚至出现零增长（繁殖与死亡速率 相等），此时细菌数量最大，并保持一段 时间，这一时期即为静止期。
13
4. 衰亡期
细菌世代时间的测定：
G tx t0 (1)
n
10
细菌代时数的计算
式中：n为繁殖的代数；
N0为对数期开始(t0 )时细菌数，CFU/mL；
Nx为对数期后期(tx)时的细菌数，CFU/mL
11
代时G 的计算
要求某种细菌的代时（世代时间）G，先要测定该种细菌原始 的细菌数，假设t0 时的原始细菌总数为103CFU/mL，将它置于适当 的温度条件下培养10h后，再测得tx=10h的细菌总数为109 CFU/mL， 用下式计算G 。
三、氧化还原电位（Eh）
Eh的高低说明环境中O2和H2含量的多少。 单位为V或mV。 （一）自然界的Eh
在自然界中， Eh的上限为+820mv，此时 环境中存在高浓度O2，而且没有利用O2的系 统存在， Eh的下限为-400mv，此时环境中 充满H2。
39
（二）不同微生物适应的Eh
不
~ 好氧：+300 +400mv，Eh>+100mv才能良
105℃
废水生物处理的微生物几乎都是中温 性的
29
（二）温度对微生物生长的影响 在适宜的温度范围内，微生物的生长速率
随温度的升高而加快，到最适宜温度，生长速 率达最大。若温度过高，超过适宜温度上限， 微生物则停止生长，甚至死亡。
1.高温对微生物的影响 高温——此处是指超过微生物生长的最高 温度，即致死温度，高温能杀死微生物。
由计算得知：繁殖一代细菌需要30min的时间。
12
３．静止期 细菌经过对数期的快速增长，当增长速度 达到一个最大值后，由于各种因素（营养、 O、pH、Eh等）的改变，使生长速度逐渐 降低，甚至出现零增长（繁殖与死亡速率 相等），此时细菌数量最大，并保持一段 时间，这一时期即为静止期。
13
4. 衰亡期
细菌世代时间的测定：
G tx t0 (1)
n
10
细菌代时数的计算
式中：n为繁殖的代数；
N0为对数期开始(t0 )时细菌数，CFU/mL；
Nx为对数期后期(tx)时的细菌数，CFU/mL
11
代时G 的计算
要求某种细菌的代时（世代时间）G，先要测定该种细菌原始 的细菌数，假设t0 时的原始细菌总数为103CFU/mL，将它置于适当 的温度条件下培养10h后，再测得tx=10h的细菌总数为109 CFU/mL， 用下式计算G 。
微生物的营养与生长幻灯片
“生理酸性盐”与“生理碱性盐”
• 生理酸性盐
由于其阳离子中的氮被微生物选择性吸收利 用而造成培养基的pH下降的盐。如(NH4)2SO4
• 生理碱性盐
由于其阴离子中的氮被微生物选择性吸收利 用而造成培养基的pH上升的盐。如NaNO3
部分发酵产物的氮源
4.无机盐类mineral salts
• 生理功能 参与细胞结构物质的组成； 参与酶的组成及调节酶的活性； 参与能量转移； 调节并维持细胞渗透压的平衡； 作为某些微生物的能源物质
微生物细胞元素组成
部 分 发 酵 产 品 的 元 素 组 成
二.微生物的营养物质
1、水 ❖水的生理功能
• 细胞的重要组分 • 微生物进行代谢活动的介质 • 参与部分生化反应 • 调节和控制细胞温度
几种生物的游离水含量
人：~60% 海蛰：~96% 微生物：孢子：霉菌孢子：~39%
细菌芽孢：皮层：~70% 核心：极低
酸、维生素以及它们的合成中间体和降解物。
(3)无机盐：灰分元素是指参与有机物组成及单独存 在于细胞原生质内的无机盐等灰分物质中的元 素。
3．影响微生物细胞化学组成的因素
(1)微生物的种类：硫细菌、铁细菌、海洋细 菌含有较多的S、Fe、Cl和Na。
(2)菌龄：幼龄菌中含氮量较高。
(3)培养条件：在氮源丰富的环境中生长的微 生物含氮量较高。
生长因子 对氨基苯甲酸 酪氨酸、胸腺核苷 生物素、麻黄素 叶酸、精氨酸 吡哆醛 硫胺素
• 向培养基中添加生长因子的措施 ➢ 直接添加 ➢ 添加富含生长因子的物质
酵母膏，玉米浆，肝浸汁，麦芽汁
玉米浆含的氨基酸
6、能源 energy source
•能为微生物生命活动提供最初能量来源的营 养物质或辐射能 •能源谱
环境微生物学微生物的生长与代谢PPT课件
➢在 一 定 时 间 和 条 件 下 细 胞 数 量 的 增 加 ， 这 是 微 生 物 群体生长的定义。
第31页/共68页
• 细菌的个体生长
➢ 细菌的个体生长包括细胞结构的复制与再生、 细胞的分裂与控制：
1. 染色体DNA的复制和分离
2. 细胞壁扩增 3. 细菌的分裂
第32页/共68页
• 细菌的群体生长繁殖
细胞群体数量的增加 细胞群体总重量增加
从群体水平上衡量 (间接的测定方法)
第30页/共68页
• 微生物生长繁殖
➢微生物生长是细胞物质有规律地、不可逆增加，导 致细胞体积扩大的生物学过程，这是个体生长的定 义。
➢繁殖是微生物生长到一定阶段，由于细胞结构的复 制与重建并通过特定方式产生新的生命个体，即引 起生命个体数量增加的生物学过程。
对数生长期
第51页/共68页
二、细菌分批培养群体生长规律
对数期（指数生长期）
Nt=2n N0
对数生长期
n=3.33(lgNt-lgN0) G=t/n=0.301t/(lgNt-lgN0)
见教材P93
n——繁殖代数
G——世代时(每繁殖一代所需的时间)
N0——对数生长期开始微生物数量 Nt——对数生长期经过时间t后微生物数量
★误差：多次稀释造成的误差是主要来源，其次还有 由于样品内菌体分布不均匀、以及不当操作
第43页/共68页
一、微生物生长量的测定
(一) 微生物数量的测定 ３、比浊计数法 根据细菌悬浮液的吸光度测定其数量。 优点：简便，直接。
第44页/共68页
一、微生物生长量的测定
(二) 微生物重量的测定 1、称重法 用离心或过滤的方法将菌体从培养基中分离、冼净，称湿重或干重。 优 点：简单可靠。 在活性污泥法中采用的指标： （1）混合液悬浮固体(MLSS)（粗放测定） 污泥—干燥----称重(W1) （2）挥发性悬浮固体(MLVSS)（相对准确） 上述已称重污泥-----马福炉(500度2小时)----冷却---称重(W2)
第31页/共68页
• 细菌的个体生长
➢ 细菌的个体生长包括细胞结构的复制与再生、 细胞的分裂与控制：
1. 染色体DNA的复制和分离
2. 细胞壁扩增 3. 细菌的分裂
第32页/共68页
• 细菌的群体生长繁殖
细胞群体数量的增加 细胞群体总重量增加
从群体水平上衡量 (间接的测定方法)
第30页/共68页
• 微生物生长繁殖
➢微生物生长是细胞物质有规律地、不可逆增加，导 致细胞体积扩大的生物学过程，这是个体生长的定 义。
➢繁殖是微生物生长到一定阶段，由于细胞结构的复 制与重建并通过特定方式产生新的生命个体，即引 起生命个体数量增加的生物学过程。
对数生长期
第51页/共68页
二、细菌分批培养群体生长规律
对数期（指数生长期）
Nt=2n N0
对数生长期
n=3.33(lgNt-lgN0) G=t/n=0.301t/(lgNt-lgN0)
见教材P93
n——繁殖代数
G——世代时(每繁殖一代所需的时间)
N0——对数生长期开始微生物数量 Nt——对数生长期经过时间t后微生物数量
★误差：多次稀释造成的误差是主要来源，其次还有 由于样品内菌体分布不均匀、以及不当操作
第43页/共68页
一、微生物生长量的测定
(一) 微生物数量的测定 ３、比浊计数法 根据细菌悬浮液的吸光度测定其数量。 优点：简便，直接。
第44页/共68页
一、微生物生长量的测定
(二) 微生物重量的测定 1、称重法 用离心或过滤的方法将菌体从培养基中分离、冼净，称湿重或干重。 优 点：简单可靠。 在活性污泥法中采用的指标： （1）混合液悬浮固体(MLSS)（粗放测定） 污泥—干燥----称重(W1) （2）挥发性悬浮固体(MLVSS)（相对准确） 上述已称重污泥-----马福炉(500度2小时)----冷却---称重(W2)
微生物的营养[可修改版ppt]
![微生物的营养[可修改版ppt]](https://img.taocdn.com/s3/m/0f41101980eb6294dc886c18.png)
一、微生物的营养要求
（二）营养物质及其生理功能
3.无机盐（inorganic salt） 功能：酶活性中心的组成部分，维持生物大分子和 细胞结构稳定性、调节渗透压、控制氧化还原电位、 某些生物的能源物质等。
微量元素：相对概念 10-8~10-6 mol/L
一、微生物的营养要求
（二）营养物质及其生理功能
（二）营养物质及其生理功能
1.碳源（source of carbon） 提供碳素的物质，一般还是能源物质。 微生物对碳源选择性： 糖类一般是良好碳源和能源，对不同糖利用不同。 E.Coli在葡萄糖和半乳糖培养基生长，前者为速效碳
源，后者为迟效碳源。
一、微生物的营养要求
（二）营养物质及其生理功能
工业发酵一般用糖蜜、淀粉、饴糖等，为节约采用纤 维素这种广泛存在的物质培养微生物。 不同菌种利用碳源能力不同，如：假单孢菌属中的一 些能利用90多种碳源；甲基营养型只利用甲醇、甲烷 等一碳化合物为能源物质。
营养物质：满足机体生长、繁殖和生理活动的物质 营养：获取和利用营养物质的过程。
一、微生物的营养要求
1. 微生物细胞的化学组成 2. 营养物质及其生理功能 3. 微生物的营养类型(nutritional types)
一、微生物的营养要求
（一）微生物细胞的化学组成
主要元素：C、H、O、N、S、P(97％) 1.化学元素
微量元素: Zn、Mn、Na、Cl、Co、 Cu 化学元素比例因菌种、培养条件等有所不同，如： 幼龄菌含N高，硫细菌较多S，铁细菌较多Fe，等。
一、微生物的营养要求
Hale Waihona Puke （一）微生物细胞的化学组成2.化学成分及其分析
化学元素组成有机物、无机物和水（70％－90％）
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
微量元素(trace element): 锌、锰、钠、氯、 钼、硒、钴、铜、钨、镍 、硼。
2021/3/11
3
（三）化学元素在细胞内存在形式
1．有机物：蛋白质、糖、脂类、核酸、维生素及 其降解产物。
2．无机物： 1)与有机物结合； 2)单独存在于细胞质内以无机盐的形式存在。
3、水：约占细胞总重70%～90%，以游离水和结 合水两种形式存在。
无机氮源或以蛋白质降解产物形式存在的有机氮 源可以直接被菌体吸收利用，这种氮源叫做速效氮源。
速效氮源有利于机体的快速生长，迟效氮源有利 于代谢产物的形成。实际发酵生产中，需按一定比例 混和。
2021/3/11
14
三聚氰胺与三鹿“毒奶粉”事件
的背后真相！
三聚氰胺(分子式C3H6N6)的最大特点是含氮量很高， 达66.6%，是牛奶的151倍，是奶粉的23倍。每 100g牛奶中添加0.1克三聚氰胺，就能提高0.4%蛋 白质，而其成本很低，“有人估算过，在植物蛋白 粉和饲料中使蛋白质增加1个百分点，用三聚氰胺的 花费只有真实蛋白原料的1/5”。 三聚氰胺本属于化工原料，无色无味结晶粉末状， 是不允许添加到食品中的，所以现有检测标准不会 包含相应内容。但动物长期摄入三聚氰胺会造成生 殖、泌尿系统的损害，膀胱、肾部结石，并可进一 步诱发膀胱癌。 人的利欲熏心和唯利是图，使我们每个人都在为道 德沦丧买单，是另一个人性良知的警钟。
游离水：干重法可测得； 结合水：不易蒸发、不冻结、也不能渗透,
占水总量的17%—28% 。
2021/3/11
6
二、营养物质及其生理功能
（一）碳源（carbon source） （二）氮源（nitrogen source） （三）无机盐（mineral salts） （四）生长因子（growth factor） （五）水（water）
无C
—
机 碳
C·O C·O·X
CO2 NaHCO3
— CO2 NaHCO3、CaCO3等
2021/3/11
10
微生物利用碳源物质具有选择性。
速效碳源：能优先、快速被微生物利用。 迟效碳源：微生物滞后吸收、利用。
分类具有相对性。例：单糖、双糖、淀 粉、纤维素、纯多糖及杂多糖等。
工业发酵中：多用饴糖、糖蜜（副 产品）、麸皮、米糠等。代粮发酵具有 重要意义。
2021/3/11
9
微生物的碳源谱
类 元素 型
化合物
培养基原料
C·H·O 复杂蛋白质、核酸等 牛肉膏、蛋白胨、花生饼
有 ·N·X
粉等
机 C·H·O 多数氨基酸、简单蛋 一般氨基酸、明胶等
碳 ·N
白质等
C·H·O 糖、有机酸、醇、脂 葡萄糖、蔗糖、各种淀粉、
类等
糖蜜等
C·H
烃类
天然气、石油及其不同馏 份、石蜡油等
一般微生物生长所需要的无机盐有：硫酸盐、 磷酸盐、氯化物以及含有钠、钾、镁、铁等金属元素 的化合物。
2021/3/11
16
无机盐生理功能：
a.构成微生物细胞的组成成分； b.调解微生物细胞的渗透压， PH值和氧 化还原电位； c.有些无机盐如S、Fe还可做为自养微生 物的能源； d.构成酶活性基的组成成分，维持E活性。 Mg、Ca、K是多种酶的激活剂。
2021/3/11
17
（四）生长因子（growth factor）
定 义:它是一类对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简 单的碳源或氮源合成，或合成量不足以满足 机体生长需要的有机营养物质。不同微生物 需求的生长因子的种类和数量不同。
主要包括：维生素 氨基酸 碱基
2021/3/11
18
根据微生物对生长因子的需要，可分为：
2021/3/11
15
（三）无机盐（inorganic salt）
定义：为微生物细胞生长提供除碳、氮源以外的多种 重要元素（包括大量元素和微量元素）的物质，多以 无机盐的形式供给。
大量元素：P、S、K、Mg、Ca、Na、Fe （微生物 生长所需浓度在10-3~10-4mol/L）
微量元素：Cu、Zn、Mn、Mo、Co （微生物生长 所需浓度在10-6~10-8mol/L）
第一节 微生物的营养要求 第二节 培养基
2021/3/11
1
第一节 微生物的营养要求
一、微生物细胞的化学组成 二、营养要素及其生理功能
2021/3/11
2
一、 微生物细胞的化学组成
（一）化学元素(chemical element):
大量元素(macroelement):碳、氢、氧、氮、 磷、硫、钾、镁、钙、铁（其中前六种占细 菌细胞干重的97%）。
2021/3/11
11
（二）氮源（Nitrogen source ）：
定 义：
凡用来构成菌体物质或代谢产物中氮素来源的营养源。
种 类：
1）无机氮：铵盐、硝酸盐、亚硝酸盐、尿素、 氨、N2 等；
2）有机氮：蛋饼粉、黄豆饼粉、玉米浆等
功 能：
2021/3/11
7
2021/3/11
8
（一）碳源（Carbon source）
定 义：可被用来构成细胞物质和代谢产物中碳素 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（异养微生物）。
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（多糖：如淀粉、 麸皮、米糠等；饴糖；单糖），脂类、醇类、有 机酸、烃类、芳香族化合物以及各种含碳的化合 物。
·O
白质等
等
N·H 无 机 N·O 氮
N
2021/3/11
NH3、铵盐等 硝酸盐等 N2
(NH4)2SO4等 KNO3等 空气
13
实验室常用氮源有碳酸铵、硝酸盐、硫酸铵、尿素、 蛋白胨、牛肉膏、酵母膏等。工业生产常用的氮源有 鱼粉、蚕蛹粉、黄豆饼粉、花生饼份、玉米浆等。
大分子蛋白质必须通过水解之后降解成多肽、氨 基酸后才能被机体利用，这种氮源叫迟效氮源。
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，供细胞生长及产物积累。极少数细菌还以 铵盐、硝酸盐等氮源为能源。
2021/3/11
12
微生物的氮源谱
类 元素
型
化合物
培养基原料
N·C·H
复杂蛋白质、核酸等 牛肉膏、酵母膏、饼
有 ·O·X
粕粉、蚕蛹粉等
机
氮 N·C·H 尿素、一般氨基酸、简单蛋 尿素、蛋白胨、明胶
2021/3/11
3
（三）化学元素在细胞内存在形式
1．有机物：蛋白质、糖、脂类、核酸、维生素及 其降解产物。
2．无机物： 1)与有机物结合； 2)单独存在于细胞质内以无机盐的形式存在。
3、水：约占细胞总重70%～90%，以游离水和结 合水两种形式存在。
无机氮源或以蛋白质降解产物形式存在的有机氮 源可以直接被菌体吸收利用，这种氮源叫做速效氮源。
速效氮源有利于机体的快速生长，迟效氮源有利 于代谢产物的形成。实际发酵生产中，需按一定比例 混和。
2021/3/11
14
三聚氰胺与三鹿“毒奶粉”事件
的背后真相！
三聚氰胺(分子式C3H6N6)的最大特点是含氮量很高， 达66.6%，是牛奶的151倍，是奶粉的23倍。每 100g牛奶中添加0.1克三聚氰胺，就能提高0.4%蛋 白质，而其成本很低，“有人估算过，在植物蛋白 粉和饲料中使蛋白质增加1个百分点，用三聚氰胺的 花费只有真实蛋白原料的1/5”。 三聚氰胺本属于化工原料，无色无味结晶粉末状， 是不允许添加到食品中的，所以现有检测标准不会 包含相应内容。但动物长期摄入三聚氰胺会造成生 殖、泌尿系统的损害，膀胱、肾部结石，并可进一 步诱发膀胱癌。 人的利欲熏心和唯利是图，使我们每个人都在为道 德沦丧买单，是另一个人性良知的警钟。
游离水：干重法可测得； 结合水：不易蒸发、不冻结、也不能渗透,
占水总量的17%—28% 。
2021/3/11
6
二、营养物质及其生理功能
（一）碳源（carbon source） （二）氮源（nitrogen source） （三）无机盐（mineral salts） （四）生长因子（growth factor） （五）水（water）
无C
—
机 碳
C·O C·O·X
CO2 NaHCO3
— CO2 NaHCO3、CaCO3等
2021/3/11
10
微生物利用碳源物质具有选择性。
速效碳源：能优先、快速被微生物利用。 迟效碳源：微生物滞后吸收、利用。
分类具有相对性。例：单糖、双糖、淀 粉、纤维素、纯多糖及杂多糖等。
工业发酵中：多用饴糖、糖蜜（副 产品）、麸皮、米糠等。代粮发酵具有 重要意义。
2021/3/11
9
微生物的碳源谱
类 元素 型
化合物
培养基原料
C·H·O 复杂蛋白质、核酸等 牛肉膏、蛋白胨、花生饼
有 ·N·X
粉等
机 C·H·O 多数氨基酸、简单蛋 一般氨基酸、明胶等
碳 ·N
白质等
C·H·O 糖、有机酸、醇、脂 葡萄糖、蔗糖、各种淀粉、
类等
糖蜜等
C·H
烃类
天然气、石油及其不同馏 份、石蜡油等
一般微生物生长所需要的无机盐有：硫酸盐、 磷酸盐、氯化物以及含有钠、钾、镁、铁等金属元素 的化合物。
2021/3/11
16
无机盐生理功能：
a.构成微生物细胞的组成成分； b.调解微生物细胞的渗透压， PH值和氧 化还原电位； c.有些无机盐如S、Fe还可做为自养微生 物的能源； d.构成酶活性基的组成成分，维持E活性。 Mg、Ca、K是多种酶的激活剂。
2021/3/11
17
（四）生长因子（growth factor）
定 义:它是一类对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简 单的碳源或氮源合成，或合成量不足以满足 机体生长需要的有机营养物质。不同微生物 需求的生长因子的种类和数量不同。
主要包括：维生素 氨基酸 碱基
2021/3/11
18
根据微生物对生长因子的需要，可分为：
2021/3/11
15
（三）无机盐（inorganic salt）
定义：为微生物细胞生长提供除碳、氮源以外的多种 重要元素（包括大量元素和微量元素）的物质，多以 无机盐的形式供给。
大量元素：P、S、K、Mg、Ca、Na、Fe （微生物 生长所需浓度在10-3~10-4mol/L）
微量元素：Cu、Zn、Mn、Mo、Co （微生物生长 所需浓度在10-6~10-8mol/L）
第一节 微生物的营养要求 第二节 培养基
2021/3/11
1
第一节 微生物的营养要求
一、微生物细胞的化学组成 二、营养要素及其生理功能
2021/3/11
2
一、 微生物细胞的化学组成
（一）化学元素(chemical element):
大量元素(macroelement):碳、氢、氧、氮、 磷、硫、钾、镁、钙、铁（其中前六种占细 菌细胞干重的97%）。
2021/3/11
11
（二）氮源（Nitrogen source ）：
定 义：
凡用来构成菌体物质或代谢产物中氮素来源的营养源。
种 类：
1）无机氮：铵盐、硝酸盐、亚硝酸盐、尿素、 氨、N2 等；
2）有机氮：蛋饼粉、黄豆饼粉、玉米浆等
功 能：
2021/3/11
7
2021/3/11
8
（一）碳源（Carbon source）
定 义：可被用来构成细胞物质和代谢产物中碳素 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（异养微生物）。
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（多糖：如淀粉、 麸皮、米糠等；饴糖；单糖），脂类、醇类、有 机酸、烃类、芳香族化合物以及各种含碳的化合 物。
·O
白质等
等
N·H 无 机 N·O 氮
N
2021/3/11
NH3、铵盐等 硝酸盐等 N2
(NH4)2SO4等 KNO3等 空气
13
实验室常用氮源有碳酸铵、硝酸盐、硫酸铵、尿素、 蛋白胨、牛肉膏、酵母膏等。工业生产常用的氮源有 鱼粉、蚕蛹粉、黄豆饼粉、花生饼份、玉米浆等。
大分子蛋白质必须通过水解之后降解成多肽、氨 基酸后才能被机体利用，这种氮源叫迟效氮源。
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，供细胞生长及产物积累。极少数细菌还以 铵盐、硝酸盐等氮源为能源。
2021/3/11
12
微生物的氮源谱
类 元素
型
化合物
培养基原料
N·C·H
复杂蛋白质、核酸等 牛肉膏、酵母膏、饼
有 ·O·X
粕粉、蚕蛹粉等
机
氮 N·C·H 尿素、一般氨基酸、简单蛋 尿素、蛋白胨、明胶