微生物第四章 微生物的营养和培养基

微生物学教程第三版（周德庆版本）第四章

微生物的营养和培养基

• 微生物的六类营养要素
  • 碳源（大量营养物）
    • 释义：一切能满足微生物生长繁殖所需碳元素的营养源
    • 碳源谱
      • 异养微生物
        • 利用有机碳源
      • 自养微生物
        • 利用无机碳源
      • 最适碳源 C•H•O型（糖类）
    • 双功能营养物
      • 同时兼做能源
        • 糖蜜
  • 氮源
    • 释义：凡能提供微生物生长繁殖所需氮元素的营养源
    • 氮源谱
      • 牛肉浸出物（牛肉膏） 酵母膏 蛋白胨
    • 氨基自养型生物
      • 不需要利用氨基酸作为氮源
    • 氨基酸异养型生物
      • 需要从外界吸收现成的氨基酸作为氮源
  • 能源
    • 释义
      • 能为微生物生命活动提供最初能量来源的营养物或辐射能
    • 能源谱
      • 化学物质（化能营养型）
      • 辐射能（光能营养型）
    • 单功能营养“物”
      • 光辐射能
    • 双功能营养物
      • NH4+（能源、氮源）
    • 三功能营养物
      • 氨基酸类（碳源、氮源、能源）
  • 生长因子
    • 释义
      • 一类对调节微生物正常代谢所需，但不能用简单的碳氮源自行合成的微量有机物
        • 狭义的生长因子一般指维生素
    • 生长因子自养型微生物
      • 不需要从外界吸收任何生长因子
        • 多数真菌、放线菌和不少细菌
    • 生长因子异养型微生物
      • 乳酸菌、动物致病菌、枝原体和原生动物等
        • 生物测定
    • 生长因子过量合成型微生物
    • 酵母膏、玉米浆、肝浸液、麦芽汁
  • 无机盐
    • 大量元素
      • 首选K2HPO4 MgSO4
    • 微量元素
  • 水
• 微生物的营养类型
  • 是指根据微生物所需要的主要营养要素即能源和碳源的不同，而划分的微生物类型
  • 四种主要营养类型
    • 光能无机营养型
      • 光能自养型
        • 蓝细菌，紫硫细菌，绿硫细菌，藻类
    • 光能有机营养型
      • 光能异养型
        • 红螺菌科
    • 化能无机营养型
      • 化能自养型
        • 硝化细菌，硫化细菌，铁细菌，硫磺细菌，氢细菌
    • 化能有机营养型
      • 化能异养型
        • 绝大多数原核生物，全部真菌，原生动物
  • 兼养型微生物
    • 贝日阿托氏菌属
      • 化能自养
      • 化能异养
• 营养物质进入细胞的方式
  • 单纯扩散
    • 属于被动运输，指疏水性双分子层的细胞膜在不载体蛋白参与下，单纯依靠物理扩散方式让许多小分子、非电离分子尤其是亲水性分子被动通过的一种物质运送方式
    • 氧气，二氧化碳，乙醇，甘油和某些氨基酸分子
  • 促进扩散
    • 指溶质在运送过程中，必须借助存在于细胞膜上的底物特异载体蛋白的协助，但不消耗能量的一类扩散性运送方式。
    • 渗透酶
      • 即载体蛋白，一般通过诱导产生，借住自身构象变化，顺浓度梯度运送
    • 真核比原核更为普遍
  • 主动运动
    • 指须提供能量并通过细胞膜上特异性载体蛋白构象的变化，而使膜外环境中低浓度的溶质运入膜内的一种运动方式
      • ATP、质子动势，“离子泵”
    • 贫养菌/寡养菌
      • 生活于低浓度营养环境
  • 基团位移
    • 指一类既需特异性带载体蛋白的参与，又需耗能等于种物质运送方式
    • 磷酸转移酶系统
      • 每输入一个葡萄糖分子，就要消耗一个ATP的能量
      • 分两步进行
        • （1）热稳载体蛋白（Hpr）的激活
          • PEP的磷酸基团通过酶I而把HPr激活
        • （2）糖经磷酸化而进入细胞膜内
    • 溶质在运送前后还会发生分子结构的变化
• 培养基
  • 人工配制的含、有六大营养元素，适合微生物生长繁殖或产生代谢产物用的混合营养料
  • 选用和设计培养基的选择和方法
    • 4个原则
      • 目地明确
      • 营养协调
        • 碳氮比
      • 理化适宜
        • pH
          • 内源调节
          • 外源调节
        • 渗透压和水活度
          • 水活度等于百分相对湿度值
        • 氧化还原电势
      • 经济节约
    • 4个方法
      • 生态模拟
      • 借鉴文献
      • 精心设计
      • 试验比较
  • 培养基的种类
    • 按对培养基的成分了解作分类
      • 天然培养基
        • 牛肉膏蛋白胨培养基，麦芽汁培养基
      • 组合培养基/合成培养基
        • 高氏一号培养基，察氏培养基
      • 半组合培养基/半合成培养基
        • 马铃薯蔗糖培养基
    • 按培养基外观的物理状态作分类
      • 液体培养基
      • 固体培养基
        • 固化培养基
        • 非可逆性固化培养基
        • 天然固态培养基
        • 滤膜
      • 半固体培养基
      • 脱水培养基/预制干燥培养基
    • 按培养其他微生物的功能作分类
      • 选择性培养基
        • 使混合菌中的劣势菌变成优势菌
        • 加富性选择培养基
        • 抑制性选择培养基
      • 鉴别性培养基
        • 成分中加有能与目的菌的无色代谢产物发生显色反应的指示剂