月24日微生物的营养代谢和生长
微生物的六大营养要素(两篇)
引言概述：正文内容：第四点：微生物的微量元素需求微生物的微量元素是指那些在微生物体内所需量较少的元素，如锌、铜、钴、镍等元素。
虽然微量元素的需求很少，但它们在微生物的生长和代谢过程中起着非常重要的作用。
1. 锌（Zn）：锌是微生物体内的一种重要的微量元素，在微生物的生长和繁殖过程中起着催化作用。
锌还参与了许多酶的活性调节，如DNA聚合酶和蛋白酶的活性调节。
2. 铜（Cu）：铜在微生物中的作用主要是参与电子传递反应和氧化还原反应，同时也能够催化一系列的酶反应。
铜还对微生物的蛋白质合成和免疫反应等方面具有重要作用。
3. 钴（Co）：钴是微生物体内一种重要的微量元素，它参与了许多酶反应，如细胞色素和核酸的合成过程。
钴还对于微生物体内的维生素B12的合成起着关键的作用。
第五点：微生物的维生素需求微生物的生长和繁殖过程中还需要维生素的参与。
维生素是一类有机化合物，可以分为水溶性维生素和脂溶性维生素两类。
不同微生物对维生素的需求量也有所不同。
1. 水溶性维生素：水溶性维生素主要包括维生素B群和维生素C。
在微生物的代谢过程中，维生素B群参与了碳水化合物、脂类和蛋白质的代谢。
维生素C则对微生物的抗氧化反应和抗厌氧能力起到重要作用。
2. 脂溶性维生素：脂溶性维生素主要包括维生素A、维生素D、维生素E和维生素K。
微生物对脂溶性维生素的需求量较小，但它们在微生物的生长和繁殖过程中仍然起到重要的作用，如维生素D参与了细胞分裂和生长的调控。
第六点：微生物的能量来源微生物需要从外部获取能量来维持生命活动，常见的能量来源主要包括光能和化学能。
1. 光能：光能是某些微生物的主要能量来源，例如光合细菌和光合藻类。
它们通过光合作用，将太阳能转化为化学能，用于维持自身的生长和繁殖。
2. 化学能：化学能是大多数微生物的主要能量来源，它们通过氧化还原反应释放能量。
常见的化学能来源包括有机物、无机物和气体等，如葡萄糖、酒精、氨等。
总结：微生物的六大营养要素对于微生物的生长和繁殖具有至关重要的作用。
猪的肠道微生物与宿主营养代谢
猪的肠道微生物与宿主营养代谢猪是一种常见的家畜，其肠道微生物群落对宿主的营养代谢有着重要的影响。
近年来，随着微生物组学的发展，人们对肠道微生物与宿主营养代谢的关系有了更深入的了解。
本文将探讨猪的肠道微生物与宿主营养代谢的关系，以期为提高养猪业生产效率和猪的健康状况提供参考。
猪的生理特征和胃肠道结构与功能为肠道微生物与宿主营养代谢的研究提供了基础。
猪的胃肠道分为口腔、食道、胃、小肠和大肠等部分。
在猪的肠道中，存在着大量的微生物，这些微生物通过与宿主营养代谢的相互作用，影响着猪的健康和生产性能。
肠道微生物对宿主营养物质消化的影响主要表现在以下几个方面。
肠道微生物可以促进猪对饲料中营养物质的消化吸收，尤其是对植物纤维素的分解。
肠道微生物可以合成一些宿主无法合成的维生素和氨基酸，如维生素K、维生素B12等，这些物质对宿主的营养代谢和健康状况至关重要。
肠道微生物对宿主营养代谢酶活性的影响也是不容忽视的。
研究发现，肠道微生物可以调节猪体内一些酶的活性，从而影响宿主的营养代谢过程。
例如，肠道微生物可以调节脂肪酶的活性，进而影响猪体脂肪的代谢过程。
肠道微生物对宿主营养状态的影响主要表现为两个方面。
一方面，肠道微生物可以通过上述方式影响猪的营养物质消化和代谢，从而影响猪的生长性能和健康状况。
另一方面，肠道微生物可以调节猪的免疫状态，维持宿主肠道内环境的稳定，对猪的健康起到保护作用。
以某养猪场的实际生产为例，通过给猪喂食含有益生菌的饲料，可以有效地调整猪的肠道微生物群落结构，提高猪对营养物质的消化吸收能力，同时降低猪的发病率和死亡率。
这证明了肠道微生物与宿主营养代谢之间的确存在密切关系。
猪的肠道微生物与宿主营养代谢之间存在着复杂而重要的关系。
通过了解和掌握这种关系，我们可以更好地理解和改善猪的营养状况，从而提高养猪业的生产效率和猪的健康状况。
未来，随着微生物组学和营养学研究的深入，我们有望实现对猪肠道微生物群的精准调控，以实现养猪业的可持续发展。
微生物的生长及影响因素
微生物的生长及影响因素
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1.温度
基础原理 温度经过影响蛋白质、核酸等生物大分子结构与功效以及细
胞膜流动性及完整性来影响微生物生长、繁殖和新陈代谢。 过高环境温度会造成蛋白质或核酸变性失活 过低环境温度会抑制酶活力，降低细胞新陈代谢活动。 应用: 高温灭菌，低温保藏菌种。
微生物的生长及影响因素
微生物的生长及影响因素
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一、微生物生长
个体生长: 细胞体积增大，重量增加。 个体生长→个体繁殖→群体生长 除了特定目标以外，在微生物研究和应用中提到“生长”，
均指群体生长。
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细菌繁殖方式
Binary fission-growth cycle
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单批培养与连续培养关系
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连续培养器类型
按控制方式分
内控制（控制菌体浓度）: 恒浊器 外控制（控制培养液续培养器 按培养器级数分
多级连续培养器
普通连续培养器 按细胞状态分
固定化细胞连续培养器
试验室科研用: 连续培养器 按用途分 发酵生产用: 连续发酵罐
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（3）培养温度影响
温度℃ 10 15 20 25 30
E.coli在不一样温度下代时
代时（分）
温度℃
860
35
120
40
90
45
40
47.5
29
代时（分） 22 17.5 20 77
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特征参数
繁殖代数 n: x2=x1·2n
微生物的营养
3、培养：倒置培养皿，于37℃恒温箱中培养2-3天。
防止培养基冷凝后形成的 水珠滴落在培养基上，
不利于菌落的形成
4、纯化和保藏：选择小型且呈灰白色的单个菌落，用 划线法接种在斜面培养基上培养，培养后冷藏在冰箱中 保存。
1、配制培养基：黄豆浸泡，制作豆浆。用奶粉泡 牛奶。 豆浆和牛奶混合，采用巴氏消毒法消毒，获得 液体培养基。 杀灭试管 2、接种：点燃酒精灯，打开菌种封口后将试管口在 口的杂菌 火焰上烧一下，并将试管口置于火焰附近，然后灼烧 接种环，将接种环于菌种试管培养基无菌落处冷却后 刮取菌种，接种到培养基中。 3、培养：37℃发酵8-10小时。
6）牛肉膏中含有生长因子。 （ √ ）
现有酸奶一瓶、奶粉一袋、黄豆一 袋，如何制作豆奶酸奶？要求用酸 奶中乳酸菌进行发酵。
1、配制培养基：用奶粉泡牛奶，加入1%的琼脂，制 成固体培养基，高压灭菌处理。 2、接种：在超净工作台上，点燃酒精灯，用酒精消 毒手，打开酸奶包装，将接种环灼烧，在酸奶中蘸一 下，用划线法接种在固体培养基上。
2、根据用途分
如，牛肉膏蛋白胨培养基 选择培养基——能通过缺少某种物质或某种特定的反 应选择出特定微生物的具有选择作用的培养基。
通用培养基——满足多种微生物的营养需求的培养基。
选择培养基
加入青霉素等抗生素的培养基 选择出----导入了目的基因的受体细胞 青霉菌、酵母菌等真菌 不加氮源的无氮培养基 选择出----自生固氮菌 加入伊红和美蓝染料的培养基 选择出----大肠杆菌（有金属光泽的紫黑色的菌落） 加入高浓度食盐的培养基 选择出----金黄色葡萄球菌 不加含碳有机物的无碳培养基 选择出----自养型微生物
2.氮源
凡提供微生物生长繁殖所需要氮元素的 营养源，称为氮源。
微生物需要的六大营养物质
微生物需要的六大营养物质微生物是一类微小的生物体，主要包括细菌、真菌和病毒等。
它们在自然界中广泛存在，对生物圈的平衡和生态系统的稳定起着重要的作用。
微生物的生长和繁殖需要六大营养物质，包括碳源、氮源、磷源、硫源、微量元素和水。
下面将分别介绍这六大营养物质对微生物的重要性。
一、碳源：碳是微生物体内重要的结构组分，也是微生物生长和繁殖的重要能源。
微生物通过代谢途径将有机物氧化为二氧化碳释放出能量，并将碳原子用于合成细胞组分，如蛋白质、核酸和脂类等。
碳源的种类和浓度对微生物生长有重要影响。
常见的碳源包括葡萄糖、果糖、麦芽糖等单糖，以及淀粉、纤维素等复合碳水化合物。
二、氮源：氮是微生物体内蛋白质和核酸等生物大分子的组成元素，也是微生物生长的重要营养物质之一。
微生物通过吸收和利用氮源合成蛋白质和核酸，并参与能量代谢过程。
常见的氮源包括无机氮化物（如硝酸盐、铵盐）和有机氮化物（如氨基酸、蛋白质等）。
三、磷源：磷是微生物体内核酸、脂质和磷酸化合物的重要组成元素，也是能量转移和转化的关键物质。
微生物通过吸收和利用磷源合成核酸和磷酸化合物，并参与细胞代谢过程。
常见的磷源包括磷酸盐和有机磷化合物等。
四、硫源：硫是微生物体内硫酸盐、硫酸氢盐和硫酸基的重要组成元素，也是微生物生长和代谢的重要营养物质之一。
微生物通过吸收和利用硫源合成硫酸盐、硫酸氢盐和硫酸基等化合物，并参与细胞代谢过程。
常见的硫源包括硫酸盐、硫酸氢盐和含硫氨基酸等。
五、微量元素：微生物生长和代谢需要多种微量元素的参与，包括铁、锰、锌、铜、钴、钼等。
这些微量元素在微生物体内作为酶的辅因子参与细胞代谢和酶催化反应，对微生物的生长和繁殖具有重要影响。
六、水：水是微生物生命活动的基本条件，也是微生物生长和代谢的重要溶剂。
水可以作为微生物体内各种化学反应的介质，参与细胞代谢和物质转运。
微生物通过吸收和利用水中的溶解氧和溶解营养物进行生长和繁殖。
微生物的生长和繁殖离不开碳源、氮源、磷源、硫源、微量元素和水这六大营养物质的供应。
微生物学4微生物的营养
4、生长因子
指那些微生物生长所必需而且需要量很小，但微生 物自身不能合成或合成量不足以满足机体需要的有机物。
维生素 氨基酸
酶的辅基或辅酶
嘌呤或嘧啶
合成核苷
酶的辅基或辅酶，或
5、水
生理功能： 溶剂和运输介质 参与生化反应 维持大分子的天然构象 作为热的良好导体，控制细胞内的温度变化 维持细胞的正常形态 水合作用和脱水作用控制亚基结构的组成和解离
第二节 培养基 一、选用和设计培养基的原则和方法 3、物理化学条件适宜 • pH； • 水活度； • 氧化还原电位；
第二节 培养基 一、选用和设计培养基的原则和方法
3、物理化学条件适宜 • 1）pH • 培养基的pH必须控制在一定的范围内，以满足不同 类型微生物的生长繁殖或产生代谢产物。 通常培养条件： • 细菌与放线菌：pH7~7.5 • 酵母菌和霉菌：pH4.5~6范围内生长 • 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。
第二节 培养基 一、选用和设计培养基的原则和方法 不同类型微生物生长对氧化还原电位(Ф)的要 求不同: • 好氧性微生物：+0.1V以上时可正常生长, 以+0.3～+0.4V为宜； • 厌氧性微生物：低于+0.1V条件下生长； • 兼性厌氧微生物：+0.1V以上时进行好氧呼 吸,+0.1V以下时进行发酵。
三、微生物的营养类型
自养型生物 生长所需要的营养物质 异养型生物 光能营养型 化能营养型
生物生长过程中能量的来源
三、微生物的营养类型
微生物营养类型(Ⅰ)
划分依据 碳源 能源 电子供体 营养类型 自养型(autotrophs) 异养型(heterotrophs) 光能营养型(phototrophs) 化能营养型(chemotrophs) 无机营养型(lithotrophs) 有机营养型(organotrophs)
微生物营养物质的种类和功能
微生物营养物质的种类和功能微生物是一类极小的生物体，它们广泛存在于地球上的各种环境中。
微生物的营养物质包括碳源、氮源、能量源、无机盐等。
这些营养物质在微生物的生长和代谢过程中起着重要的作用。
下面将介绍一些常见的微生物营养物质的种类和功能。
1.碳源：微生物需要碳来合成生物大分子，如蛋白质、核酸和多糖等。
常见的碳源包括有机碳源（如葡萄糖、乳糖、麦芽糖等）和无机碳源（如二氧化碳）。
2.氮源：微生物需要氮来构建氨基酸、核酸和其他含氮有机物。
常见的氮源包括无机氮源（如铵盐、硝酸盐）、有机氮源（如氨基酸、脲等）和氨气。
3.能量源：微生物通过摄取和代谢能量源来获取能量。
常见的能量源包括有机能量源（如葡萄糖、乳糖等）和无机能量源（如硫化物、氢气等）。
4.矿物质和无机盐：微生物需要一定的矿物质和无机盐来维持正常的生长和代谢。
常见的矿物质和无机盐包括钠、钙、钾、镁、铁、锌、锰等。
除了以上介绍的常见微生物营养物质，还有一些特殊的营养物质在微生物的生长和代谢中起重要的作用，例如：1.维生素：微生物需要维生素来维持正常的生长和代谢。
维生素是一类必需的有机化合物，常见的维生素包括维生素B族、维生素C、维生素D等。
微生物可以通过自身合成维生素，也可以从外部环境中吸收维生素。
2.氧化还原剂：微生物代谢过程中的氧化还原反应需要一定的氧化还原剂参与。
常见的氧化还原剂包括NAD+、NADP+等辅酶。
微生物通过合适的营养物质的摄取和代谢来维持正常的生长和代谢。
不同微生物对营养物质的要求有所不同，有些微生物可以利用多种营养物质，而有些微生物只能利用特定的营养物质。
此外，一些微生物还具有自养作用，可以利用太阳能或化学反应来合成有机物，称为光合微生物和化能微生物。
总之，微生物的营养物质种类繁多，它们在微生物的生长和代谢中起着不可替代的作用。
微生物通过合适的营养物质的摄取和代谢来维持正常的生物学功能。
了解微生物对营养物质的需求，有助于我们更好地理解微生物的生活方式，进而应用于农业、医学和环境等领域的研究与应用。
微生物的营养
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％）
➢ 有些微生物需要从外界吸收现成的氨基酸作为 氮源才能生长，这类微生物叫做氨基酸异养型 生物，也叫营养缺陷型。
3、能源
➢ 定义：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。
➢ 种类： （1）化学物质： 有机物——化能异养微生物的能源（同碳源）； 无机物——化能自养微生物的能源（不同于碳源），如
类 元素水平 型
化合物水平
培养基原料水平
C·H·O·N·X 复杂蛋白质、核酸等 牛肉膏、蛋白胨、花生饼
有
粉等
机 C·H·O·N 多数氨基酸、简单蛋白 一般氨基酸、明胶等
碳
质等
C·H·O
糖、有机酸、醇、脂类 葡萄糖、蔗糖、各种淀粉、
等
糖蜜等
C·H
烃类
天然气、石油及其不同馏 份、石蜡油等
无 C(?)
—
—
➢ 实验室常用的氮源
碳酸铵、硝酸盐、硫酸铵、胰酪蛋白、尿素、蛋白胨、 牛肉膏、酵母膏等。
➢ 生产上常用的氮源
硝酸盐、铵盐、尿素、氨以及蛋白含量较高的鱼粉、 蚕蛹粉、黄豆饼粉、花生饼份、玉米浆、麸皮等。
➢ 不需要利用氨基酸作为氮源，能利用尿素、铵 盐、硝酸盐甚至氮气等简单氮源自行合成所需 要的一切氨基酸，这种微生物称为氨基酸自养 型生物。
NH4+，NO2-，S，H2S，H2和Fe2+等，这类微生物主要有 硫化细菌、硝化细菌、氢细菌与铁细菌，在自然界物质转 换过程中起着重要的作用。
微生物的代谢过程
微生物的代谢过程微生物是一类广泛存在于地球各个环境中的微小生物体，包括细菌、真菌、病毒等。
它们具有独特的代谢过程，通过分解和转化有机物质，维持了地球生态系统的平衡和物质循环。
本文将着重探讨微生物的代谢过程，从其能量获取、营养物质利用等方面展开，以便更好地理解微生物的生活方式。
一、微生物的能量获取微生物的能量获取主要通过两种方式：化学能和光能。
一些微生物通过化学反应来获得能量，这被称为化学合成。
比如许多细菌利用硫化氢等无机物质进行化学反应，产生能量来维持其生存。
另一些微生物则利用光合作用，将阳光转化为化学能以供自身使用。
光合作用是一种利用光能合成有机物质的过程，典型的代表就是光合细菌和光合蓝藻。
二、微生物的营养物质利用微生物对于营养物质的利用非常广泛，可以利用各种有机物质和无机物质进行代谢。
其中，碳源的利用尤为重要。
微生物可以根据对碳源的利用方式将其分为两类：自养微生物和异养微生物。
自养微生物能够利用无机碳源如二氧化碳来合成有机物质，比如细菌中的类固醇合成细菌；而异养微生物则需要从外部获取有机碳源，例如许多病原菌依赖于宿主提供的有机物质来生存。
微生物的氮源利用也非常重要，因为氮是构成蛋白质等生物大分子的关键元素。
微生物可以利用无机氮源如氨、硝酸盐等，也可以利用有机氮源如氨基酸、蛋白质等。
通过利用不同的氮源，微生物可以满足自身的生长和繁殖需求。
除了碳源和氮源，微生物还需要其他一些微量元素，如磷、硫、钾等。
这些微量元素在细胞代谢中起到重要的作用，比如作为酶的辅助因子、参与细胞信号传递等。
三、微生物的代谢途径微生物在代谢过程中通过一系列酶催化的化学反应来完成对营养物质的分解和合成。
常见的代谢途径包括糖酵解、无氧呼吸、有氧呼吸、脂肪酸合成等。
糖酵解是一种将葡萄糖分解为乳酸或乙醇等产物的过程，常见于一些厌氧微生物。
无氧呼吸则是一种在缺氧条件下，微生物将有机物质通过无氧反应代谢产生能量的方式。
有氧呼吸是一种需氧条件下进行的代谢途径，微生物通过将有机物质氧化为二氧化碳和水，释放大量能量。
第20课时 微生物的代谢和生长
第20课时微生物的代谢和生长对应训练1.下列关于初级代谢产物和次级代谢产物的比较中，正确的是（）A.初级代谢产物只是在微生物生长初期产生，次级代谢产物是在微生物生长到一定的阶段才产生B.初级代谢产物和次级代谢产物两者都自始至终产生C.初级代谢产物始终产生，次级代谢产物只是在微生物生长到一定的阶段才产生D.初级代谢产物和次级代谢产物两者都是微生物生长和繁殖所必需的答案 C2.下列产物中，一般情况下不因微生物种类不同而有明显差异的是（）①氨基酸②核苷酸③多糖④激素⑤维生素 ⑥抗生素⑦色素A.①②③④B.④⑤⑥⑦C.①②③⑤D.①②⑥⑦答案 C解析微生物的初级代谢产物种类无特异性。
特别要注意维生素是初级代谢产物而不是次级代谢产物。
3.在适宜条件下，将大肠杆菌接种在含有葡萄糖和乳糖的培养液中培养，并随时测定培养液中葡萄糖、乳糖的浓度以及菌体数量和诱导酶的合成量，将所得结果绘成图。
图中能表示菌体细胞中诱导酶合成量的曲线为（）答案 D4.下列关于微生物代谢调节的说法中，错误的是（）A.与酶合成的调节相比，酶活性的调节是一种快速、精细的调节方式B.组成酶的合成只受遗传物质的控制C.只要一种代谢产物积累过量，酶的活性就下降D.酶合成的调节和酶活性的调节是同时存在的答案C解析微生物代谢的调节包括酶合成的调节和酶活性的调节，它们在细胞中同时存在。
组成酶与诱导酶不同，只受遗传物质控制，无所谓诱导物的影响。
酶合成的调节既能保证代谢的需要，又能避免细胞内物质和能量的浪费，增强适应性；而酶活性的调节是一种快速、精细的调节方式。
从黄色短杆菌合成赖氨酸的途径及代谢调节过程，我们知道只有苏氨酸、赖氨酸共同积累过量才会抑制天冬氨酸激酶的活性，而赖氨酸单独过量不会出现抑制的代谢特点。
5.酵母菌培养过程中的生长曲线如图所示：a、b、c、d分别表示不同的生长时期，其中适合作为生产用菌种的时期是（）A.aB.bC.cD.d答案 B解析微生物的生长曲线可分为四个时期：调整期—菌体不分裂，代谢活跃，体积增长较快，大量合成所需物质；对数期—快速分裂，代谢旺盛，菌体形态和生理稳定，常用作生产用菌种和科研材料；稳定期—活体达到最高数值，积累代谢产物；衰亡期—细胞出现畸形，部分细胞开始解体释放代谢产物。