微生物思维导图

本导图讲述了微生物的营养和培养基，包括微生物的六种营养要素、微生物的营养类型、微生物进入细胞的方式、培养基。

微生物的营养和培养基

• 微生物的6 类营养要素
  • 微生物细胞的化学组成
    • 元素组成
      • 主要元素：碳、氢、氧、氮、磷、硫、钙、铁等
      • 微量元素：锌、锰、钠、氯、硼等
    • 化学组成
      • 有机物：蛋白质、糖、脂类、核酸、维生素及其降解产物
      • 无机物：无机盐
      • 水：有游离水和结合水两种形式
  • 营养物质及其生理功能
    • 碳源：构成微生物自身的细胞物质及代谢产物；是异养微生物代谢所需的能量来源
    • 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；少数化能自养微生物可利用铵盐、硝酸盐等无机氮源做能源。
    • 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。
    • 生长因子：微生物正常生活不可缺且需要量不大，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。
    • 无机盐：为微生物细胞生长提供碳、氮源以外的多种重要元素的物质，多以无机盐的形式供给。
    • 水：约占细胞鲜重的70%-90%。是细胞中生化反应的良好介质；是维持生物大分子的天然构象；能有效地吸收代谢过程产生的热量，不致使细胞的温度骤然上升；维持细胞的膨压。
• 微生物的营养类型
  • 光能自养型微生物
    • 以CO,作为唯一碳源或主 要碳源，并利用光能，以无机物如硫化氢、硫代硫酸钠或其他无机硫化物作为供氢体将CO,还原成细胞物质，同时产生元素硫
    • 光能自养型微生物包括蓝细菌(含叶绿素)、 红硫细菌和绿硫细菌等少数微生物(含细菌叶绿素)，由于含有光合色素，因而能使光能转变成化学能(ATP) ，供机体直接利用。
  • 光能异养型微生物
    • 以CO2为主要碳源或唯一碳源，以有机物(如异丙醇)作为供氢体，利用光能将CO2还原成细胞物质，红螺菌属中的- -些细菌属于此种营养类型。
    • 以CO2为主要碳源或唯一碳源，以有机物(如异丙醇)作为供氢体，利用光能将CO2还原成细胞物质，红螺菌属中的- -些细菌属于此种营养类型。
  • 化能自养型微生物
    • 以CO2或碳酸盐作为唯一- 或主要碳源，以无机物氧化释放的化学能为能源，利用电子供体如氢气、硫化氢、二价铁离子或亚硝酸盐等使CO2还原成细胞物质。
    • 这类微生物主要有硫化细菌、硝化细菌、氢细菌与铁细菌。它们在自然界物质转换过程中起着重要的作用。
  • 化能异养型微生物
    • • 多数微生物属于化能异养型，其生长所需要能量和碳源通常来自同-种有机物。
    • 根据化能异养型微生物利用有机物的特性，又可以将其分为下列两种类型:
      • 腐生型微生物:利用无生命活性的有机物作为生长的碳源
      • 寄生型微生物:寄生在生活的细胞内，从寄生体内获得生长所需要的营养物质。
      • 存在于寄生与腐生之间的中间过渡类型微生物，称为兼性腐生型或兼性寄生型。
• 微生物进入细胞的方式
  • 影响营养物质进入细胞的因素
    • 营养物质本身的性质:分子大小、溶解性、电负性、极性等;
    • 微生物所处的环境:温度、pH和离子强度、诱导物、结构类似物、抑制剂等;
    • 微生物细胞的透过屏障:原生质膜、细胞壁、荚膜及粘液层。
  • 跨膜运输的方式
    • 单纯扩散，其特点 1、物质进入细胞的动力是细胞内外的浓度差。 2、不消耗能量，不需要载体参与。 3、没有特异性，被运输物质不与膜.上物质发生任何反应，物质本身不发生化学变化。 4、物质运输的速率较慢。 5、可运送的物质有限。
    • 促进扩散，其特点 1、物质进入细胞的动力是细胞内外的浓度差; 2、运输的速率由胞内、外该物质的浓度差决定; 3、需要细胞膜.上的载体蛋白(透过酶)参与物质运输; 4、被运输的物质与载体蛋白有高度的特异性; 5、养料浓度过高时,与载体蛋白出现饱和效应;6、营养物质本身在分子结构上不会发生变化;
    • 主动运输，其特点 1、进行逆浓度物质运输，需要消耗代谢能; 2、需要载体蛋白参与; 3、对被运输的物质有高度的立体专-性; 4、被运输的物质在转移的过程中不发生任何化学变化。
    • 基团转位，其特点 1、细胞逆浓度梯度而吸收营养物质 2、需要特异性载体蛋白 3、需要消耗能量 4、物质在运输前后分子结构发生变化(糖在进入细胞后以磷酸糖的形式存在胞内)
• 培养基
  • 定义：人工配制的，适合微生物生长繁殖或产生代谢产物的营养基质。
  • 用途： 1、促进微生物生长与繁殖; 2、用于微生物纯种的分离、鉴定等;
  • 原则：目的明确营养协调理化适宜经济节约
    • 根据不同微生物的营养需要配制不同的培养基
    • 注意营养物质的浓度比和C/N比
    • 调节适宜的PH值
    • 控制渗透压和水活度
    • 控制氧化还原电位