知识点1微生物的6类营养要素
微生物学(周德庆版)第四章 微生物的营养和培养基
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2．鉴别性培养基（differential medium） 培养基中加能与某一菌的无色代谢产物发
生显色反应的指示剂，从而用肉眼就能使 该菌菌落与外形相似的它种菌落相区分的 培养基，就称鉴别性培养基。
丙酮酸+P-HPr
HPr是一种低分子量的可溶性蛋白，结合在 细胞膜上，具有高能磷酸载体的作用。
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2、糖被磷酸化后运入膜内
膜外环境中的糖先与外膜表面的酶2结合，再
被转运到内膜表面。这时，糖被P-HPr上的
磷酸激活，并通过酶2的作用将糖-磷酸释放
到细胞内。
酶2
P-HPr+糖 糖-P +HPr
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以纤代糖 以国代进
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二、4 种方法
生态模拟 参阅文献 精心设计 试验比较
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二、培养基的种类
培养基种类繁多，根据其成分、物理状态和用
途可将培养分成多种类型。
一类利用动、植物或微生物体或其提取物制
（
成的培养基，是一类营养成分复杂,难以说
一 ）
天然培养基
出其确切成分的培养基。
按
牛肉膏蛋白胨培养基、麦芽汁培养基
(NH4)2SO4, NH4NO3等 KNO3等 空气
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按氮源的不同生物可分为： 氨基酸自养型生物：能利用尿素、铵盐、硝酸盐甚至氮 气的生物 氨基酸异养型生物：现成氨基酸
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3.能源 能源：能为微生物的生命活动提供最初能量来源营养 物或辐射能，称为能源。
无机物：化能自养菌的能源：NH4+、NO2-、S、H、H2S、Fe2+等。 单功能营养物、双功能营养物、三功能营养物
4 微生物的营养
基团移位 有 快 由稀至浓
内部浓度高
运送速度
溶质运送方向
平衡时内外浓度
相等
无特异性 不需要
相等
特异性 不需要
运送分子 能量消耗
运送前后溶质分子
特异性 需要
特异性 需要
不变
无 无竞争性 无
不变
有 有竞争性 有
不变
有 有竞争性 有
改变
有 有竞争性 有
载体饱和性 与溶质类似物 运送抑制剂
•单纯扩散：溶质分子通过细胞膜上的小孔由高浓度 向低浓度扩散。 •促进扩散：物质在膜渗透酶帮助下顺浓度梯度快速 扩散运送。
第六章 微生物的营养
一、微生物的营养
• 营养（nutrition）：指生物体从外部环境摄取
其生命活动所必需的能量和物质，以满足其
生长和繁殖需要的一种生理功能。
• 营养物（nutrient）：指具有营养功能的物质， 在微生物学中，常常还包括光能这种非物质形
式的能源在内。微生物的营养物可为它们正常
生命活动提供结构物质、能量、代谢调节物质
微生物的营养类型
营养类型
光能自养型 （光能无机营养型） 光能异养型 （光能有机营养型） 化能自养型 （化能无机营养型） 化能异养型 （化能有机营养型）
能源
光 光 无机物* （还原态） 有机物
氢供体
无机物 有机物 无机物 有机物
基本碳源
CO2 CO2及简单 有机物 CO2 有机物
实例
蓝细菌 藻类 红螺菌科 铁细菌 氢细菌
6、水
• 微生物细胞的重要组成成分，其含量可达70～
95%（细菌～80%，酵母～75%，霉菌～ 85%）。 • 水的类型：自由水、结合水。 • 水的功能：优良的溶剂；细胞内进行各种生化 反应的媒介；维持生物大分子结构的稳定，参 与某些重要的生物化学反应。
《微生物的营养》 知识清单
《微生物的营养》知识清单一、微生物需要的营养物质微生物和我们人类一样，要想生长、繁殖和完成各种生理活动，就需要从外界获取营养物质。
这些营养物质主要包括以下几大类：1、碳源碳源是微生物生长所需的一类重要营养物质，它为微生物提供构建细胞骨架和产生能量的基础。
简单来说，碳源就是微生物的“主食”。
像二氧化碳、糖类（如葡萄糖、蔗糖）、有机酸等都可以作为碳源。
不同的微生物对碳源的需求和利用能力有所不同。
2、氮源氮源对于微生物来说就像是建造身体的“建筑材料”。
它是合成蛋白质、核酸等重要生物大分子的必需元素。
微生物可以利用无机氮源，比如铵盐、硝酸盐，也能利用有机氮源，像氨基酸、蛋白质等。
3、能源能源是为微生物的生命活动提供动力的物质。
有些微生物能利用光能，通过光合作用将光能转化为化学能；而更多的微生物则依靠化学物质来获取能量，比如葡萄糖在分解过程中释放的能量。
4、无机盐无机盐虽然需求量不大，但对微生物的正常生长和生理功能却至关重要。
它们参与细胞结构的组成、调节细胞内外的渗透压、维持酶的活性等。
常见的无机盐包括磷酸盐、硫酸盐、钾盐、钠盐等。
5、生长因子生长因子是一些微生物自身不能合成，但又是生长所必需的微量有机物质。
比如维生素、氨基酸、碱基等。
二、微生物摄取营养的方式微生物获取营养的方式多种多样，主要有以下几种：1、单纯扩散这是一种简单的物质运输方式，不需要能量，物质顺着浓度梯度从高浓度一侧向低浓度一侧扩散。
但这种方式只能运输一些小分子物质，比如氧气、二氧化碳等。
2、促进扩散和单纯扩散类似，也是顺着浓度梯度进行，但需要借助载体蛋白的帮助。
3、主动运输这是微生物摄取营养物质的一种重要方式，需要消耗能量，并通过载体蛋白逆着浓度梯度运输物质。
这种方式可以摄取微生物生长所需要的各种营养物质。
4、基团转位这是一种比较特殊的运输方式，不仅要消耗能量，而且物质在运输过程中还会发生化学变化。
三、不同微生物的营养特点1、细菌细菌的营养需求相对较为广泛。
2微生物的营养
不同营养类型之间的界限并非绝对：
异养型微生物并非绝对不能利用CO2； 自养型微生物也并非完全不能利用有机物进行生长； 有些微生物在不同生长条件下生长时,其营养类型也会发生改变；
例如红螺菌： 有光、厌氧时，有机物存在时、为光能异养型微生物； 黑暗、氧气、有机物存在时，利用有机物进行生长，为化能 异养型微生物；
第一节 微生物的六种营养要素 一、细胞化学组成
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。
微生物细胞中几种主要元素的相对含量 （%干重）
元素 细菌 酵母菌 霉菌
辐射能：光能自养和光能异养微生物的能源
一种营养物具有一种以上营养要素的功能
单功能： 辐射能 双功能： 还原态无机养料，如NH4+既是硝酸盐细菌 的能源，又是氮源 三功能： N · C · H · O类营养物质常是异养微生 物的能源，碳源兼氮源
(四) 生长因子(growth factor)
一类对微生物正常代谢必不可少且又不能从简单的碳源， 氮源自行合成的、所需极微量的有机物。 作用：辅酶或酶活化所需。 培养基中生长因子来源： 酵母膏、玉米浆、麦芽汁等。
碳
50
49.8
47.0
氢
8
5.7
6.7
氧
20
31.1
40.2
氮
15
7.5
5.2
硫
1
0.3
0.2
磷
3
1.5
1.2
有机物分析
有机物分析: 1）化学法直接抽提，定性定量分析； 2）破碎细胞得亚显微结构，再分析。
五、微生物的营养和培养基
第五章微生物的营养和培养基营养（nutrition）：指生物体从外部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（nutrient）：指具有营养功能的物质，那些能够满足微生物机体生长、繁殖和完成各种生理活动所需的物质。
在微生物学中，它还包括非常规物质形式的光辐射能在内。
第一节微生物的6类营养要素——碳、氢、氧、氮、硫、磷——碳源、氮源、能源、生长因子、无机盐和水一、微生物细胞的化学组成1. 化学元素（chemical element）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。
Eg. 细菌、酵母菌和真菌的碳、氢、氧、氮、磷、硫六种元素的含量就有差别。
硫细菌(sulfur bacteria)、铁细菌(iron bacteria)和海洋细菌(marine bacteria)相对于其他细菌则含有较多的硫、铁和钠、氯等元素, 硅藻(Diatom)需要硅酸来构建富含(SiO2)n的细胞壁。
二、微生物的6类营养要素在元素水平上都需20种左右，且以碳、氢、氧、氮、硫、磷6种元素为主；在营养要素水平上则都在六大类的范围内，即碳源、氮源、能源、生长因子、无机盐和水。
微生物、动物、植物之间存在“营养上的统一性”（一）碳源（carbon source）1. 定义一切能满足微生物生长繁殖所需碳元素的营养物，称为碳源。
微生物细胞含碳量约占干重的50％，除水分外，碳源是需要量最大的营养物，又称之为大量营养物（macronutrients）。
碳源谱（spectrum of carbon sources）：宝贵的氮源———“C.H.O.N”和“C.H.O.N.X”型，——尽量避免将之作为廉价的碳源使用。
异养微生物在元素水平上的最适碳源———“C.H.O”型微生物能利用的碳源类型大大超过了动物界或植物界所能利用的碳化合物。
微生物培养基的六大要素
微生物培养基的六大要素微生物生长必需的6大条件一、温度温度是影响微生物生长的一个重要原因。
温度对微生物的影响表现在：1.影响酶活性。
当温度升高时，细胞内化学和酶反应以较快的速率进行，生长速度加快；当温度降低时，细胞内化学和酶反应以较慢的速率进行，生长速度减慢。
2.影响细胞质膜的流动性。
温度高流动性大，有利于物质运输；温度低流动性降低，原生质膜处于凝固状态，不能正常地进行营养物质的运输，不利于物质运输，因此温度变化影响着营养物质的吸收和代谢产物的分泌。
3.影响物质的溶解度。
二、PHPH影响微生物的生长，因为PH通过影响细胞质膜的透性、膜结构的稳定性和物质的溶解性或电离性来影响营养物质的吸收，从而影响微生物的生长速率。
每一种微生物都有一个可生长的PH值范围，以及最适宜生长PH。
大多数自然环境PH为5-9，适合多数微生物生长。
只有少数微生物能够在低于PH2或大于PH10的环境中生长。
根据微生物对PH的要求范围，可分为嗜酸性微生物、嗜中性微生物、嗜碱性微生物。
三、氧对于氧的需要，微生物有三种类型：好氧型、厌氧型、兼氧型。
1.好氧型：氧气是好氧型细菌的生活条件，也就是说没有氧气它们就不能存在。
2.厌氧型：氧气是厌氧型细菌的生活抑制物质，氧气对它们生活和生存形成抑制。
3.兼氧型：兼氧型细菌在有氧和缺氧的条件下都能正常生活，有氧的情况下通常生长的更好，物质能够得到充分的利用。
四、营养物质的组成和浓度培养基中的营养物质的浓度对微生物的生长也有很大的影响。
在微生物培养基中，某种基本营养物质被耗尽也可使微生物的生长停止。
即使培养基中没有任何毒物存在，但是其他营养物质仍很丰富，当添加少量这种营养物质时则微生物的生长可以重新开始。
人需要吃饭，动物需要捕食，连植物也需要在土壤中汲取营养。
那么，我们肉眼看不到却无处不在的微生物如何获得营养呢？微生物不是专用于生物分类学的名词，而是指一般需借助显微镜才能看清的所有微小生物的统称，数量庞大且多样。
《微生物的营养》 知识清单
《微生物的营养》知识清单一、微生物需要哪些营养物质微生物和我们人类一样，要生长、繁殖和进行各种生命活动，就需要从外界获取营养。
它们所需的营养物质主要包括以下几大类：1、碳源碳是构成微生物细胞的重要元素，就像我们盖房子需要的砖头一样。
微生物能利用的碳源非常广泛，包括有机碳源和无机碳源。
有机碳源像葡萄糖、蔗糖、淀粉等，是微生物最喜欢的“美食”；无机碳源则有二氧化碳、碳酸盐等。
2、氮源氮是构成蛋白质和核酸等重要生物大分子的关键元素。
微生物可以利用的氮源有铵盐、硝酸盐、氮气、有机氮化合物（如蛋白胨、牛肉膏等）。
3、能源能源为微生物的生命活动提供动力。
能源物质包括化学物质（如葡萄糖）和光能（某些光合微生物利用）。
4、无机盐无机盐虽然需求量不大，但对微生物的生命活动却至关重要。
比如，磷是核酸和磷脂的组成成分；硫是某些氨基酸和维生素的组成元素；铁是细胞色素和酶的辅基。
5、生长因子这是一些微生物自身不能合成，但生命活动又必不可少的有机物质，像维生素、氨基酸、嘌呤和嘧啶等。
二、微生物获取营养的方式微生物获取营养的方式多种多样，主要有以下几种：1、扩散这是一种简单的方式，营养物质通过浓度差从高浓度区域向低浓度区域扩散进入微生物细胞。
但这种方式效率比较低，只能运输一些小分子物质。
2、促进扩散在细胞膜上有一些特殊的蛋白“帮忙”，加速了营养物质的扩散，但同样不能逆浓度运输。
3、主动运输微生物“主动出击”，通过消耗能量，将营养物质从低浓度区域运输到高浓度区域，这是微生物获取营养的重要方式。
4、基团转位一些特殊的营养物质，如糖，通过这种方式运输时会发生化学变化。
三、不同微生物的营养需求特点1、细菌细菌的营养需求比较多样，有的能利用简单的无机物，有的则需要复杂的有机物质。
例如，自养型细菌可以利用二氧化碳作为碳源，而异养型细菌则需要有机碳源。
2、真菌真菌通常需要有机碳源和氮源，对生长因子也有一定的需求。
3、病毒病毒比较特殊，它们自己不能独立获取营养，而是要“寄生”在宿主细胞内，利用宿主细胞的营养物质和代谢系统来进行复制和繁殖。