第四章微生物的营养MicrobialNutrition第一节微生物的六类营养要素微生物细胞中六种主要元素的相对含量（%干重）上述这些元素在微生物细胞内以什么形式存在？E.coli一、碳源及其功能（一）碳源的种类糖类：单糖优于双糖，己糖优于戊糖，淀粉优于纤维素，纯多糖优于杂多糖。有机酸：与糖类比效果较差，有机酸较难进入细胞，进入细胞后会导致pH下降。当环境中缺乏碳源物质时，有机酸可被微生物作为碳源利用。醇类：乙醇，在低浓度条件下被某些酵母菌和醋酸菌利用。脂类：脂肪、磷脂。主要利用脂肪，特定条件下可将磷脂分解为甘油和脂肪酸而加以利用。烃类：利用烃的微生物细胞表面有一种由糖脂组成的特殊吸收系统，可将难溶的烃充分乳化后吸收利用。CO2、碳酸盐：自养微生物可利用。氨基酸、蛋白质、核酸这些有机化合物中也含有碳元素，但在培养基设计时，它们主要用作宝贵的氮源化合物。微生物可利用各种农副产品，甚至有些微生物可以利用石蜡、酚、氰化物及塑料等高度不活跃的碳氢化合物和有毒物质。这些在环境保护上有重要意义。霉菌和诺卡氏菌可以降解氰化物；假丝酵母可以降解塑料；假单胞菌可以降解酚类化合物。目前在微生物分类中已利用了148种碳素化合物进行菌种鉴定。（二）微生物在利用碳源方面的差异（三）培养微生物常用的碳源二、氮源及其功能（一）氮源的种类分子氮：N2--固氮微生物的N源无机氮化物：氨及铵盐（NH3+）、硝酸盐（NO3-），易被微生物吸收利用。蛋白质类：蛋白质及其不同程度降解物（胨、肽、氨基酸等）。蛋白质难进入细胞，先经胞外酶降解再利用。多数细菌只利用蛋白质降解物。其他：嘌呤、嘧啶、脲、胺、酰胺、氰化物。(二)微生物在利用氮源方面的差异(三)培养微生物常用的氮源（四）氨基酸自养型微生物的利用三、能源及其功能四、无机盐微生物所需的除C、N以外的各种重要元素。1、大量元素：需要量在10－3～10－4mol/L。包括P、S、K、Mg、Ca、Fe等。2、微量元素：需要量为10-6～10-8mol/L。包括B、Cu、Mn、Zn、Mo、Co、Se等。实际应用于培养基配制：在配制培养基时应满足微生物对大量元素的需求。需要量小的元素，因其它成分里含有，一般不需要专门添加。在含有天然成分的培养基中，若需要添加，一般首选K2HPO4和MgSO4。五、生长因子维生素的生理功能根据微生物是否需要生长因子，把它们分成：生长因子自养型、生长因子异养型和生长因子过量合成型。生长因子自养型：不需要从外界吸收任何生长因子，多数真菌、放线菌和不少细菌都属这类。生长因子异养型：需要从外界吸收多种生长因子才能维持正常生长，如各种乳酸菌、动物致病菌、支原体和原生动物等。生长因子过量合成型：少数微生物在其代谢活动中，能合成并大量分泌某些维生素等生长因子。它们多是一些有关维生素的生产菌种。实际应用：在配培养基时，可用生长因子含量丰富的天然物质作原料来保证微生物的需要。如：酵母膏、玉米浆、麦芽汁等。六、水97%微生物营养要素的功能第二节微生物的营养类型微生物营养类型一、光能无机营养型（光能自养型）光合细菌属此营养类型能源：光能碳源：CO2氢供体：无机物二、光能有机营养型（光能异养型）这类微生物具有光合色素，能利用光能，以有机物作供氢体，还原CO2为细胞有机物，这种类型的微生物往往要求供给外源的生长因子。红螺菌(Rhodospirillum)属这种营养类型。CH3光能CH3CO2+2CH3CHOH（CH2O）n+2C=O+H2OCH3甲基乙醇（异丙醇）丙酮（供氢体）光能异养型的微生物在污水净化中有重要意义，污水中的有机物可以作为供氢体被降解，同时又可还原CO2为菌体有机物，获得菌体蛋白。三、化能无机营养型（化能自养型）硝化细菌从无机物的氧化获得能量还原CO2为细胞有机物。硝化细菌分为两大群；①亚硝酸细菌群：在将铵盐氧化为亚硝酸的过程中获得能量。2NH4++3O22NO2-+2H2O+4H++能量②硝酸细菌群：在将亚硝酸进一步氧化为硝酸的过程中获得能量。NO2-+1/2O2NO3-+能量硫化细菌种类：硫杆菌属(Thiobacillus)氧化H2S，获取能量，固定CO2合成有机物H2S+O2→H2O+S+能量铁细菌种类：铁杆菌属(Feerobacillus)将Fe2+氧化为Fe3+获得能量同化CO2。2Fe2++1/2O2+2H+2Fe3++H2O+能量四、化能有机营养型（化能异养型）从有机物的氧化获得能量还原有机物为细胞物质。绝大多数细菌、全部真核微生物均属此营养类型。能量：来自有机物的氧化。碳源：有机物。微生物营养类型(Ⅰ)微生物的营养类型(Ⅱ)第三节