微生物的营养与代谢

微生物营养是微生物将摄自外界环境中的化学物质转化成为其细胞的组分和结构，并在此过程中获得生命活动所须能量的过程。这些获自外界环境，可为细胞提供组分结构、能量、代谢调节物质和良好生理环境的化学物质(在光能营养微生物中，还包括日光能)称为营养物质。作者为大家整理了微生物的营养与代谢学习笔记思维导图，希望对你有帮助！

微生物的营养与代谢

• 代谢
  • 能量代谢
    • 生物氧化
      • 好氧呼吸
      • 厌氧呼吸
      • 发酵作用
    • 生物氧化作用
    • ATP产生
      • 底物水平磷酸化
      • 电子传递磷酸化
  • 糖解代谢
    • EMP途径
    • HMP途径
    • PK途径
    • ED途径（革兰氏阴性分布广，好氧菌不普遍）
  • TCA循环
  • 氨基酸分解
    • 氧化脱氨
    • 还原脱氨
    • 水解脱氨
    • 氧化-还原偶联
  • 发酵代谢
    • 醋酸发酵
    • 酒精发酵
    • 乳酸发酵
    • 柠檬酸发酵
  • 代谢调节
    • 酶活性的激活/抑制（可逆）
    • 多数抑制为反馈抑制，指代谢的末端产物反过来催化某个酶的抑制作用
• 营养
  • 营养要素
    • 化学组成
      • 平均80%水分，20%干物质（蛋白质，核酸，糖类）
        • 标注
          • 种类 C N H O (%) 细菌 50 15 8 20 酵母 49.8 12.4 6.7 31.1 霉菌 47.9 5.2 6.7 40.2
    • 营养物质的生理功能
      • 水分
        • 微生物组成的部分，占鲜重70%-90%
        • 作用：1.溶剂与运输，2.参与化学反应，3.有效吸收代谢过程的热量
      • 碳源（无机/有机）
        • 无机碳源一般指二氧化碳
        • 可以被微生物利用，构成细胞代谢产物的营养物质
        • 糖类（单糖，双糖，多糖）
        • 部分有机物（淀粉，果胶，纤维素，脂肪，蜡质）
        • 工业常用玉米粉，马铃薯，米糠等
      • 氮源
        • 微生物利用其在细胞内合成氨基酸与碱基，进而合成蛋白质
        • 可利用氮源
          • 空气中的氮气
          • 无机氮
            • 铵盐肥料，硝酸盐
          • 有机氮
            • 实验室用铵盐，牛肉膏，蛋白胨等
            • 工业用血粉，鱼骨粉，豆饼粉等
      • 无机元素
        • 常量元素：P,S,K,Na,Ca,Mg,Fe等
        • 微量元素：Mn,Cu,B,I,Br,Co,V等（一般培养基含有0.1mg/L即可）
      • 生长因子
        • 微生物不能自身合成，需要在培养基加入
        • 维生素，氨基酸，嘌呤，嘧啶等
  • 营养物质吸收
    • 单纯扩散
      • 由高浓度至低浓度扩散
      • 一些气体（氧气，二氧化碳），水，溶性小分子，部分无机离子
    • 促进扩散
      • 由高浓度向低浓度扩散，但需要渗透酶
      • 糖类，部分金属离子（钾，钠，钙等）
    • 主动运输
      • 由低浓度至高浓度，需要渗透酶，消耗能量
    • 基团转位
      • 除具有主动运输的性质外，被转运物质的性质已被改变
      • 两步进行：1，HPr被PEP催化 2，磷酸~HPr与葡萄糖反应催化
      • 糖类及其衍生物
  • 营养类型
    • 光能自养
      • （蓝细菌，红硫细菌）
        • 以二氧化碳或可溶性碳酸盐为主要碳源，以无机物为氢供体
    • 化能自养
      • （亚硝酸细菌，硫细菌，铁细菌）
        • 以无机物氧化所产生的化学能，还原二氧化碳或可溶性碳酸盐
        • 完全可以生活与无机环境
    • 光能异养
      • （深红螺菌）
        • 以光为能源，利用有机物作为氢供体，还原二氧化碳
        • 在光照与厌氧条件下进行，但黑暗与好氧条件下又可用有机物氧化产生的化学能推动代谢
    • 化能异养
      • 腐生型
        • 毛霉，曲霉
      • 寄生型
  • 培养基
    • 基本原则
      • C/N比
      • pH值
        • 细菌 pH 7~8 放线菌 pH 7.5~8.5 酵母菌 pH 3.8~6.0 霉菌 pH 4.0~5.8
      • 渗透压
    • 分类
      • 物质来源
        • 天然培养基
        • 合成培养基
        • 半合成培养基
      • 物理状态
        • 液体培养基
        • 固体培养基
        • 半固体培养基
      • 用途
        • 加富培养基（菌种保存）
        • 选择培养基
        • 鉴别培养基（通过指示剂鉴别）