微生物的生长与代谢1

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1、环境微生物学环境与公共卫生学院第一节微生物的营养与营养类型（3个学时）第二节微生物的代谢（部分自学）第三节境微生物的生长繁殖（3个学时）第四节环境因素对微生物生长的影响(3个学时)第3章微生物的生长与代谢第一节微生物的营养与营养类型细胞从外界环境中摄取化学物质，使其在生长过程中获取生命活动所需的能量及其结构物质的生理过程称为营养或营养作用。一、微生物的化学组成与营养物质从微生物细胞的组成来看，都是含有碳、氢、氮和各种矿质元素，由这些元素组成细胞中有机和无机成分，其中主要是水分、蛋白质、碳水化合物、脂肪

2、、核酸和无机盐。微生物细胞中水分含量最多，干物质中碳、氮、氢、氧四种元素约占90％－97％，还有矿质元素磷、铁、铜、锰等。微生物细胞化学组成成分析表明，与其他高等动植物细胞一样，细胞也是大量元素碳、氢、氧、氮、磷、硫（这六种元素占细菌细胞干重的97％）和微量元素铁、锰、锌等构成。微生物细胞的化学组成主要成分细菌酵母菌霉菌水分75~8570~8085~90（占细胞鲜重的%）蛋白质50~8032~7514~15占细碳水化合物12~2827~637~40胞干脂肪5~202~154~40重的核酸10~206~

3、81%无机盐2~303.8~76~12组成微生物细胞的各类化学元素的比例常因微生物种类的不同而不同。微生物细胞的化学元素组成也常随菌龄及培养条件的不同而在一定范围内发生变化。1、碳源凡是构成微生物细胞和代谢产物中碳架来源的营养物称为碳源。碳源既是微生物的组成成分，又是微生物的能量来源。微生物可以利用的碳源范围极广，分为有机碳源和无机碳源两大类，糖类是最广泛利用的碳源。碳源物质在细胞内经过一系列复杂的化学变化后成为微生物自身的细胞物质(如碳水化合物、脂、蛋白质等)和代谢产物，碳可占一般细菌细胞干重的一半

4、。2、氮源：凡是能提供微生物生长繁殖所需氮元素的营养源，称为氮源。氮是组成微生物蛋白质、酶和核酸的成分。能利用的氮源种类十分广泛。空气中分子态的氮、无机和有机氮。氮源这类物质主要用来合成细胞中的含氮物质，一般不作为能源，只有少数自养微生物能利用铵盐、硝酸盐同时作为氮源与能源。不同种类的微生物对氮源的需要也不尽相同。微生物培养时最常用的有机氮源是牛肉膏、酵母膏等，蛋白胨（部分水解蛋白质）是许多微生物良好的氮源。从微生物所能利用的氮源种类来看，存在着一个明显的界限：一部分微生物是不需要利用氨基酸作氮源的，

5、它们能把尿素、铵盐甚至氮气等简单氮源自行合成所需要的一切氨基酸，称为氨基酸自养型生物。凡需要从外界吸收现成的氨基酸作氮源的微生物就是氨基酸异养型生物。3、无机盐主要元素(10-3～10-4mol/L)包括磷、硫、钾、镁、钙、钠等。微量元素(10-6～10-8mol/L)包括锌、锰、氯、钼、硒、钴、铜、钨等。培养基时，首选加入磷酸氢二钾和硫酸镁，基本时可以同时提供4种需要量最大的元素。4、生长因子生长因子通常指那些微生物生长所必需且需要量很小,而且微生物自身不能合成或合成量不足以满足机体生长需要的有机化

6、合物。根据生长因子的化学结构和它们在机体中的生理功能的不同,可将生长因子分为维生素(vitamin)、氨基酸与嘌呤及嘧啶三大类。生长因子可以从酵母膏、玉米浆、麦芽汁、血液或血清中获得。5、水水是细胞维持正常生命活动所必不可少的，一般可占细胞重量的70－90%。在微生物各种各样的生理活动中必须有水参加才能进行。水是一种最优良的溶剂，可保证几乎一切生物化学反应的进行；水可维持各种生物大分子结构的稳定性，并参与某些重要的生物化学反应；水还有许多优良的物理性质，诸如高比热、高汽化热、高沸点以及固态时密度小于液

7、态等，都是保证生命活动十分重要的特性。（三）培养基培养基是人工配制的适合于不同微生物生长繁殖或积累代谢产物营养基质。一、培养基的类型1.合成培养基：由已知化学药品配成,成分和浓度都已完全知道,每一次配制也基本恒定。这种培养基成分精确，重复性强，多用于实验室,费用较高。如：高氏一号培养基（淀粉硝酸盐培养基）－－－放线菌察氏培养基（蔗糖硝酸盐培养基）－－－真菌（1）根据成分来源不同分为2.天然培养基:化学成分不完全了解或化学成分不恒定的天然有机物配制的培养基。如动植物汁液,土壤浸出液,等配制成培养基。配制

8、方便，经济。如：牛肉膏蛋白胨培养基－－细菌麦芽汁培养基－－酵母菌牛肉膏瘦牛肉组织浸出汁浓缩而成的膏状物质，富含水溶性碳水化合物，有机氮化合物，维生素，盐等。蛋白胨将肉，酪素或明胶用酸或蛋白酶水解后干燥而成的粉末状物质，富含有机氮化合物，也含有一些维生素和碳水化合物。酵母膏酵母细胞的水溶性提取物浓缩而成的膏状物质，富含类维生素，也含有有机氮化合物和碳水化合物。3.半合成培养基:由成分已知的物质和成分未知的天然物质配制而成的培养基,如PDA培养基。如：马铃薯