微生物学知识点:第五章第一二三节+总结

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这是我参加“朝闻道”知识分享大赛的第十九篇文章

第二节  微生物的营养类型

依碳源不同:

异养型heterotrophs(不能以CO2为主要或唯一碳源。

自养型autotrophs(能以CO2为主要或唯一碳源。

依能源不同:

光能营养型phototrophs(光反应产能)

化能营养型chemotrophs (物质氧化产能)

以供氢体不同：

无机营养型

有机营养型

以生长因子的不同：

营养缺陷型

原养型或野生型



根据微生物对能源、氢供体、基本碳源的需要，这样可将微生物分成四种营养类型

光能无机营养型

光能有机营养型

化能无机营养型

化能有机营养型





上述营养型的划分不是绝对的，在它们中间存在着很多过渡类型。例如：氢细菌，在完全是无机养料的环境中，通过氢的氧化获得能量，同化二氧化碳，营自养生活；当环境中有有机物时，直接利用有机物碳架物质而营异养生活。又如：红螺菌，在光照下和厌氧条件下，能利用光能同化CO2，在暗处有氧条件下，可通过氧化有机物获得能量，实现生长，表现为化能营养型。　　　



为避免混乱，一般认为依据营养型分类以最简单的营养条件为根据，即光能营养型先于化能营养型，自养型先于异养型。



自养与异养的区别不在于能否利用CO2，而在于是否以CO2或碳酸盐为唯一的碳源。自养型以无机碳化物为碳源，异养型虽然也可利用CO2，但必须在有机碳存在情况下。

第三节  营养物质进入细胞的方式



营养物吸收至胞内被利用，代谢物分泌到胞外以免积累，这就是物质运输过程。



通透性与吸收是不同概念。



一般大分子:先水解为小分子，再吸收。



脂溶性物质:易透过



离子化合物:弱快强慢(极性)



一、营养物吸收



1、单纯扩散 simple diffusion



依靠胞内外溶液浓度差，顺浓度梯度运输，不消耗代谢能，无特异性。水、二氧化碳、氧气、甘油、乙醇等。



2、促进扩散 facilitated
diffusion



借助载体蛋白顺浓度梯度运输，不耗能，有特异性。载体蛋白(渗透酶)有底物特异性，是诱导产生的。硫酸根、磷酸根、糖(真核)



3、主动运输 active transport



吸收营养物的主要机制。



逆浓度梯度运输，耗能，需载体蛋白，有特异性。氨基酸、乳糖等糖类、钠、钙等无机离子。 亲和力改变?蛋白构象改变?耗能



上述3种方式中，被运输的溶质分子都不发生改变。



4、基团转位 group translocation



属主动运输，但溶质分子发生化学修饰-定向磷酸化。主要依赖磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)和磷酸转移酶系统(PTS)。



PEP+
HPr<=>丙酮酸+P-HPr (EI)



糖+P-HPr<=>糖-P+HPr (EII)

膜对大多数磷酸化合物具有高度的不渗透性。葡萄糖、果糖、甘露糖、嘌呤、核苷、脂肪酸等。

第四节  培养基





选用各种营养物质，经人工配制用来培养微生物的基质。

培养基——是一种人工配制的、含有六大营养要素、适合微生物生长繁殖或产生代谢产物的基质。



一、选择和配制培养基的原则和方法



(一)四个原则



1、目的明确



培养什么微生物，获得什么产物，用途



2、营养协调



恰当配比，尤其是C/N比(100/0.5-2)



3、物理化学条件适宜



pH，考虑区别，培养基调节能力。采用磷酸缓冲液或假如碳酸钙，流加酸碱。 渗透压和水活度 aw : 等渗适宜。 aw表示在天然环境中，微生物可实际利用的自由水或游离水含量。微生物适宜生长的aw为0.6-0.998之间。氧化还原电位Eh:好氧微生物+0.1v以上;兼性厌氧+0.1v以上行好氧呼吸， +0.1v以下行发酵;厌氧微生物+0.1v以下生长。



4、经济节约



以粗代精、以废代好、以简代繁等。



(二)四种方法



1、生态模拟



2、查阅文献



3、精心设计



4、实验比较



二、培养基类型



1、依来源不同:合成、天然、半合成。



2、依状态不同:固体、半固体、液体。



3、依功能不同:选择、鉴别

第五章  微生物的营养和培养基

5.1 学习要点

5.1.1微生物的六类营养要素
1 碳源
定义：凡可被用来构成细胞物质或代谢产物中碳素来源的营养物质。

功能：碳源、能源
来源：无机含碳化合物：如CO2和碳酸盐等。

有机含碳化合物：糖类,脂类以及各种含氮的化合物。

2. 氮源
定义：凡用来构成菌体物质或代谢产物中氮素来源的营养源。

功能：氮源，少数细菌用作能源。
来源：无机氮：铵盐、硝酸盐、N2

有机氮：蛋白质及其降解产物（如胨、肽、氨基酸等）、牛肉膏、鱼粉等
3. 能源
定义：为微生物生命活动提供最初的能量来源

来源：化学能：化能异养微生物；有机物
              化能自养微生物：无机物
      光能：光能营养微生物
4 生长因子
定义：一类调节微生物正常代谢必不可少，但又不能从简单的碳、氮源自行合成的极微量的有机物。包括：维生素、AA、碱基等。
功能：辅酶或酶活化
来源：酵母膏、玉米浆、麦芽汁等，复合维生素。

5 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物质，多以无机盐的形式供给。

主要功能：构成菌体成分；酶活性基组成或维持酶活性；调节渗透压、pH的稳定；化能自养微生物能源等。
6. 水
存在状态：游离态（溶媒）和结合态（结构组成）
主要功能：：组成成分；是细胞中生化反应的良好介质,物质运输的媒体；水的比热高，能有效的吸收代谢过程中放出的热量，不致使细胞的温度骤然上升；维持细胞的膨压。


5.1.2微生物营养类型
依碳源不同：
异养型heterotrophs（不能以CO2为主要或唯一碳源。
自养型autotrophs（能以CO2为主要或唯一碳源。
依能源不同：
光能营养型phototrophs（光反应产能）
化能营养型chemotrophs （物质氧化产能）
这样可将微生物分成四种营养类型

1. 光能无机营养型

以C02作为唯一碳源或主要碳源，并利用光能，以无机物如水、硫化氢、硫代硫酸钠或其他无机硫化物为供氢体，还原CO2合成细胞有机物质的微生物叫光能自养微生物。

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。