微生物的营养a.pptx
《微生物的营养a.pptx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《微生物的营养a.pptx(68页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、营养:营养:微生物从外部环境中获得和利用营养物质的过程微生物从外部环境中获得和利用营养物质的过程。营养物质营养物质:那些能够满足微生物机体生长、繁殖和完成各种生理活那些能够满足微生物机体生长、繁殖和完成各种生理活动所需的物质。动所需的物质。营养物质是微生物生存的物质基础,而营养是生物维持营养物质是微生物生存的物质基础,而营养是生物维持和延续其生命形式的一种生理过程。和延续其生命形式的一种生理过程。概念区分概念区分:本章内容本章内容第一节,微生物的营养要求第一节,微生物的营养要求第四节,培养基第四节,培养基第三节,营养物质进入细胞的方式第三节,营养物质进入细胞的方式第二节,微生物的营养类型第二节
2、,微生物的营养类型第一节第一节 微生物的营养要求微生物的营养要求一、微生物细胞的化学组成一、微生物细胞的化学组成二、营养物质及其生理功能二、营养物质及其生理功能1.1.细胞化学元素组成细胞化学元素组成主要元素主要元素:碳、氢、氧、氮、磷、硫碳、氢、氧、氮、磷、硫、钾、镁、钙、铁;、钾、镁、钙、铁;(其中前六种占细菌细胞干重的(其中前六种占细菌细胞干重的97%)一、微生物细胞的化学组成一、微生物细胞的化学组成微量元素微量元素:锌、锰、钠、氯、钼、硒、钴、铜、钨、镍、锌、锰、钠、氯、钼、硒、钴、铜、钨、镍、硼等。硼等。组成微生物细胞的各类化学元素的比例组成微生物细胞的各类化学元素的比例常因微生物种
3、类的不同而不同常因微生物种类的不同而不同微生物细胞中几种主要元素的含量(干重)微生物细胞中几种主要元素的含量(干重)元素元素 细菌细菌 酵母菌酵母菌 霉菌霉菌 碳碳 50 49.8 47.9 氮氮 15 12.4 5.2 氢氢 8 6.7 6.7 氧氧 20 31.1 40.2 磷磷 3 硫硫 1 硫细菌硫细菌(sulfur bacteria)硫硫元素;元素;铁细菌铁细菌(iron bacteria)铁铁元素;元素;海洋细菌海洋细菌(marine bacteria)钠、氯等钠、氯等元素;元素;硅藻硅藻(Diatom)硅酸硅酸构建富含构建富含(SiO2)n的细胞壁。的细胞壁。2.2.2.2.元素
4、在细胞内存在形式元素在细胞内存在形式元素在细胞内存在形式元素在细胞内存在形式上述各种元素主要以上述各种元素主要以有机物有机物、无机物和水无机物和水的形的形式存在于细胞中:式存在于细胞中:1 1有机物:有机物:蛋白质、糖、脂、核酸、蛋白质、糖、脂、核酸、维生素及其降维生素及其降 解产物。解产物。2 2无机物:无机物:1)1)参与有机物组成;参与有机物组成;2)2)以无机盐的形式以无机盐的形式单独存在于细胞质内。单独存在于细胞质内。3 3、水:、水:约占细胞总重约占细胞总重70%70%90%90%。分析细胞有机、无机成分的方式分析细胞有机、无机成分的方式有机成分:有机成分:1.1.化学法直接抽提化
5、学法直接抽提-定性、定量分析定性、定量分析2.2.破碎细胞,获得亚细胞结构破碎细胞,获得亚细胞结构-化学分析化学分析无机成分:无机成分:细胞细胞-550-550-灰分灰分-定性、定量分析定性、定量分析 细胞湿重细胞湿重(wet weight)(wet weight)与干重与干重(dry weight)(dry weight)之差为细胞之差为细胞含水量含水量,常以百分率表示:(湿重,常以百分率表示:(湿重-干重)干重)/湿重湿重100%100%。水是细胞维持正常生命活动所必不可少的,一般可占细水是细胞维持正常生命活动所必不可少的,一般可占细胞质量的胞质量的70%70%90%90%。湿重湿重:将细
6、胞外表面所吸附的水分除去后称量所得质量,一将细胞外表面所吸附的水分除去后称量所得质量,一般以单位培养液中所含细胞质量表示(般以单位培养液中所含细胞质量表示(g/Lg/L或或mg/mLmg/mL)。)。干重干重:采用高温(采用高温(105105)烘干、)烘干、低温真空干燥和红外线低温真空干燥和红外线快速烘干快速烘干等方法将细胞干燥至恒重即为干重。等方法将细胞干燥至恒重即为干重。主要成分主要成分 细菌细菌 酵母菌酵母菌 霉菌霉菌 水分水分 7585 7080 8590(占细胞鲜重的(占细胞鲜重的%)蛋白质蛋白质 5080 3275 1415 占占 细细 碳水化合物碳水化合物 1228 2763 7
7、40 胞胞 干干 脂肪脂肪 520 215 440 重重 的的 核酸核酸 1020 6 8 1%无机盐无机盐 230 7 612微生物细胞的化学组成含量微生物细胞的化学组成含量细胞的化学组成可因菌种的种类、菌龄、培养基细胞的化学组成可因菌种的种类、菌龄、培养基组成、培养条件、分析方法等而有所不同组成、培养条件、分析方法等而有所不同。二、微生物的二、微生物的营养物质及其生理功能营养物质及其生理功能营养要素的功能:营养要素的功能:1)构成细胞结构组分和代谢产物的原料;)构成细胞结构组分和代谢产物的原料;2)提供能量;)提供能量;3)调节新陈代谢。)调节新陈代谢。微生物的微生物的6大大营养要素营养要
8、素碳源碳源氮源氮源能源能源无机盐无机盐生长因子生长因子水水定义:定义:凡能满足微生物生长繁殖所需碳元素的营凡能满足微生物生长繁殖所需碳元素的营养物,称为养物,称为碳源碳源。1.碳源(碳源(carbon source)大量营养物(大量营养物(macronutrients)微生物细胞含碳量约占干重的微生物细胞含碳量约占干重的5050,除水分,除水分外,碳源是需要量最大的营养物,又称之为外,碳源是需要量最大的营养物,又称之为大量大量营养物营养物。构成细胞成分;构成细胞成分;形成各种代谢产物和细胞储藏物质;形成各种代谢产物和细胞储藏物质;为异养型微生物提供能源。为异养型微生物提供能源。碳源功能碳源功能
9、:将微生物可利用的碳源范围称作碳源谱。将微生物可利用的碳源范围称作碳源谱。碳源谱碳源谱(spectrum of carbon sourcesspectrum of carbon sources):):):):从这三个水平考察碳源,从这三个水平考察碳源,其数目是逐级扩大的其数目是逐级扩大的 甚至可多到无法计算。甚至可多到无法计算。元素水平元素水平培养基原料水平培养基原料水平化合物水平化合物水平凡以无机碳源作为主要碳源的微生凡以无机碳源作为主要碳源的微生物,则是种类较物,则是种类较少少的的自养微生物自养微生物。凡必须利用有机碳源的微生物,凡必须利用有机碳源的微生物,就是为数众就是为数众多多的的异养
10、微生物异养微生物。碳碳源源谱谱有机碳有机碳无机碳无机碳碳源种类碳源种类 碳源谱碳源谱类类型型元素水平元素水平 化合物水平化合物水平 培养基原料水平培养基原料水平有有机机碳碳CHONX复杂蛋白质、核酸等复杂蛋白质、核酸等牛肉膏、蛋白胨、花生饼牛肉膏、蛋白胨、花生饼粉等粉等CHON多数氨基酸、简单蛋白多数氨基酸、简单蛋白质等质等一般氨基酸、明胶等一般氨基酸、明胶等CHO糖、有机酸、醇、脂糖、有机酸、醇、脂类等类等葡萄糖、蔗糖、各种淀葡萄糖、蔗糖、各种淀粉、糖蜜等粉、糖蜜等CH烃类烃类天然气、石油及其不同馏天然气、石油及其不同馏份、石蜡油等份、石蜡油等无无机机碳碳C(?)COCO2CO2COXNaH
11、CO3NaHCO3、CaCO3等等微生物的碳源谱微生物的碳源谱特点特点1)根据微生物利用有机碳或无机碳,可将微生物分为:)根据微生物利用有机碳或无机碳,可将微生物分为:异养微生物:有机碳异养微生物:有机碳 自养微生物:无机碳自养微生物:无机碳2)最适碳源:最适碳源:糖糖 有机酸,醇有机酸,醇 脂脂单糖单糖 双糖双糖 多糖(淀粉多糖(淀粉纤维素纤维素,木质素木质素,几丁质)几丁质)己糖己糖 戊糖戊糖葡萄糖,果糖葡萄糖,果糖 甘露糖,半乳糖甘露糖,半乳糖COCO2 2:(自养微生物)(自养微生物)C.H.OC.H.O型,糖类型,糖类 (异养微生物)(异养微生物)最廉价的、用之不尽的碳源,是最廉价的
12、、用之不尽的碳源,是自养微生物唯自养微生物唯一或主要的碳源一或主要的碳源。6)碳源谱广(微生物)碳源谱广(微生物植物植物动物);动物);3)3)微生物对碳源利用具有选择性微生物对碳源利用具有选择性 混合存在混合存在 葡萄糖:首先利用(速效碳源)葡萄糖:首先利用(速效碳源)乳糖:乳糖:后利用(迟效碳源)后利用(迟效碳源)5)5)异养微生物:碳源异养微生物:碳源=能源(双功能营养物)能源(双功能营养物)4)4)不同微生物,对碳源的利用能力也不一样不同微生物,对碳源的利用能力也不一样 洋葱假单胞菌:洋葱假单胞菌:9090种以上种以上 甲烷氧化菌:甲醇和甲烷甲烷氧化菌:甲醇和甲烷A A 酚、氰化物等有
13、毒物质酚、氰化物等有毒物质对人类有毒的物质,对人类有毒的物质,例如,酚、氰化物等例如,酚、氰化物等某些微生物,某些微生物,例如,诺卡氏菌和一些霉菌等例如,诺卡氏菌和一些霉菌等美味佳肴美味佳肴微生物清除微生物清除“三废三废”B B 纤维素纤维素 纤维素是由葡萄糖以纤维素是由葡萄糖以1,41,4糖苷键组糖苷键组成的成的,在自然界中资源丰富,但大多数动在自然界中资源丰富,但大多数动物和人不能直接利用,而物和人不能直接利用,而某些微生物可用某些微生物可用其作为碳源来生产发酵产品其作为碳源来生产发酵产品。C C 烃类烃类 烃类化合物也能被微生物用作碳源,烃类化合物也能被微生物用作碳源,且微生物氧化烃类的
14、许多中间产物和最终且微生物氧化烃类的许多中间产物和最终产物均是重要的工业原料。产物均是重要的工业原料。清除石油污染清除石油污染石油开采石油开采 选择碳源原则选择碳源原则 1)根据微生物的生理机能选择;)根据微生物的生理机能选择;2)考虑经济效益,防止降格使用。)考虑经济效益,防止降格使用。宝贵的氮源宝贵的氮源“C CH HO ON N”和和“C CH HO ON NX X”型,尽量避免将之作型,尽量避免将之作为廉价的碳源使用。为廉价的碳源使用。在发酵工业中最常用的碳源在发酵工业中最常用的碳源葡萄糖、淀粉、废糖蜜、麸皮和米糠等葡萄糖、淀粉、废糖蜜、麸皮和米糠等定义:定义:凡能提供微生物生长繁殖所
15、需氮元素的营养物质,凡能提供微生物生长繁殖所需氮元素的营养物质,称为称为氮源氮源。2.氮源(氮源(nitrogen source)氮是构成重要生命物质蛋白质和核酸等氮是构成重要生命物质蛋白质和核酸等的主要元素,氮占细菌干重的的主要元素,氮占细菌干重的12121515,也是微生物的主要营养物。也是微生物的主要营养物。构成细胞组分(需要量仅次于碳源);构成细胞组分(需要量仅次于碳源);构成代谢产物;构成代谢产物;某些自养菌的能源。某些自养菌的能源。(如硝化细菌:氨和亚硝酸盐兼氮源和能源)(如硝化细菌:氨和亚硝酸盐兼氮源和能源)氮源功能氮源功能:氮源物质一般不提供能量!氮源物质一般不提供能量!类类型
16、型 元素水平元素水平化合物水平化合物水平培养基原料水平培养基原料水平有有机机氮氮NCHOX复杂蛋白质、核酸等复杂蛋白质、核酸等牛肉膏、酵母膏、饼粕牛肉膏、酵母膏、饼粕粉、蚕蛹粉等粉、蚕蛹粉等NCHO尿素、一般氨基酸、简单蛋白尿素、一般氨基酸、简单蛋白质等质等尿素、蛋白胨、明胶等尿素、蛋白胨、明胶等无无机机氮氮NHNH3、铵盐等、铵盐等(NH4)2SO4等等NO硝酸盐等硝酸盐等KNO3等等NN2空气空气微生物的氮源谱微生物的氮源谱微生物能利用的氮源类型也明显比动物和植物的广微生物能利用的氮源类型也明显比动物和植物的广异养微生物对氮源的利用顺序是:异养微生物对氮源的利用顺序是:NCHO 或或 NC
17、HOX NH NO N微生物利用的氮源:微生物利用的氮源:实验室:实验室:实验室:实验室:铵盐铵盐、硝酸盐硝酸盐、尿素尿素、蛋白胨蛋白胨、牛肉膏等牛肉膏等发酵工业:发酵工业:发酵工业:发酵工业:鱼粉鱼粉、黄豆饼粉黄豆饼粉、蚕蛹粉蚕蛹粉、玉米浆玉米浆、酵母粉等酵母粉等铵盐铵盐和和氨基酸氨基酸被微生物吸收后能直接被利用被微生物吸收后能直接被利用NONO3 3-和和蛋白质蛋白质吸收后还需还原吸收后还需还原、降解才可利用降解才可利用速效氮源速效氮源迟效氮源迟效氮源 能利用能利用N N2 2作氮源来合成细胞结构的微生作氮源来合成细胞结构的微生物称物称固氮微生物固氮微生物。(1 1)研究)研究固氮作用固氮
18、作用是生物领域中的一个重大课题。是生物领域中的一个重大课题。通过基因工程把微生物的固氮基因转移到高等通过基因工程把微生物的固氮基因转移到高等植物的基因组中,使之可利用植物的基因组中,使之可利用N N2 2。固氮微生物固氮微生物(2 2)固氮酶固氮酶,可在常温常压下,可在常温常压下N N2 2+H+H+NH NH3 3固氮酶作为一种酶制剂生产出来,进一步生产固氮酶作为一种酶制剂生产出来,进一步生产NHNH3 3。这两个课题的研究成功将会这两个课题的研究成功将会为农业带来一次革命性的变化为农业带来一次革命性的变化生理酸性盐生理酸性盐:当以(当以(NH4)2SO4为唯一氮源时,为唯一氮源时,NH4被
19、利被利用后,培养基的用后,培养基的pH下降,称为下降,称为“生理酸性盐生理酸性盐”;生理碱性盐生理碱性盐:当以当以KNO3为氮源时,为氮源时,NO3被利用后,培养被利用后,培养基的基的pH上升,称为上升,称为“生理碱性盐生理碱性盐”。利用利用NH4NO3为氮源,可以避免为氮源,可以避免pH急剧升降,但是,急剧升降,但是,NH4的吸收快,的吸收快,NO3-的吸收滞后,所以,培养基的吸收滞后,所以,培养基pH会先会先降后升。降后升。“氨基酸自养型生物氨基酸自养型生物”(Amino acid autotroph):凡是能将非凡是能将非氨基酸类的简单氮源(例如尿素、铵盐、硝酸盐氨基酸类的简单氮源(例如
20、尿素、铵盐、硝酸盐和和氮气氮气)自行合成生长代谢所需要的一切氨基酸)自行合成生长代谢所需要的一切氨基酸的微生物。的微生物。“氨基酸异养型生物氨基酸异养型生物”(Amino acid heterotroph):凡需要凡需要从外界吸收现成氨基酸作氮源的微生物。从外界吸收现成氨基酸作氮源的微生物。所有的动物和大量的异养微生物是氨基酸异养型的,而所有的动物和大量的异养微生物是氨基酸异养型的,而所有绿色植物和很多微生物是氨基酸自养型的。所有绿色植物和很多微生物是氨基酸自养型的。能源谱:能源谱:化学物质化学物质:化能营养型:化能营养型 有机物:化能异养微生物(能源有机物:化能异养微生物(能源=碳源)碳源)
21、无机物:化能自养微生物无机物:化能自养微生物(能源(能源碳源)碳源)还原态无机物氧化提供能量。还原态无机物氧化提供能量。(还原态无机物:还原态无机物:NH4+,NO2-,H2S,H2,Fe2+)辐射能辐射能:光能营养型:光能营养型 光能自养微生物光能自养微生物 光能异养微生物光能异养微生物为微生物生命活动提供最初能量来源的营养物质或辐射能为微生物生命活动提供最初能量来源的营养物质或辐射能3.能源(能源(energy source)单功能营养物:光(能源)单功能营养物:光(能源)双功能营养物:葡萄糖双功能营养物:葡萄糖(C 源源+能源能源)NH4+(氮源能源)(氮源能源)多功能营养物:氨基酸(多
22、功能营养物:氨基酸(C源,源,N源,能源等)源,能源等)大量元素:大量元素:P、S、K、Mg、Na、Ca、Fe等(等(10-310-4mol/L););微量元素:微量元素:Zn、Mn、Mo、Co、Cu、Ni等(等(10-610-8mol/L)功能功能 构成细胞的组成成分;构成细胞的组成成分;作为酶活性中心;作为酶活性中心;维持酶的活性;维持酶的活性;调节细胞渗透压,氢离子浓度和氧化还原电位;调节细胞渗透压,氢离子浓度和氧化还原电位;作为某些微生物的的能源物质。作为某些微生物的的能源物质。4.无机盐(无机盐(inorganic salt)无机盐或矿质元素主要可为微生物提供除碳、氮源以外的无机盐或
23、矿质元素主要可为微生物提供除碳、氮源以外的各种重要元素。各种重要元素。(1)磷磷:合成:合成核酸核酸、磷脂磷脂、一些辅酶一些辅酶(NAD,NADP,CoA等)等)及及高能磷酸化合物高能磷酸化合物的重要原料。一般都以的重要原料。一般都以K2HPO4和和KH2PO4的形式人为地提供。的形式人为地提供。(2)硫硫:某些某些氨基酸氨基酸(如半胱氨酸和蛋氨酸)、(如半胱氨酸和蛋氨酸)、辅酶因子辅酶因子(如(如辅酶辅酶A,生物素,硫辛酸和硫胺素)和,生物素,硫辛酸和硫胺素)和谷胱甘肽谷胱甘肽的组的组成成分。也是某些自养菌的能源物质。微生物从含硫成成分。也是某些自养菌的能源物质。微生物从含硫化合物中得到硫。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 微生物 营养
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【人****来】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【人****来】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。