不产氧光合作用 C02+2H2S光能/绿硫菌[CH20]+2S+H20
光能异养微生物
亦光能有机营养型
这类微生物是利用光作为能源，利用简单有机 物作为供氢体
红螺细菌利用异丙醇作为供氢体进行光合作用 并积累丙酮
CH3 2
CH3
CHOH+CO2色素2CH3COCH3+CH2O+H2O
化能自养微生物
微生物生理部分
第三章 第四章 第五章
微生物的营养 微生物的代谢和发酵 微生物的生长与环境条件
第三章 微生物的营养
第一节 微生物的六种营养要素 一、微生物细胞的化学组成 二、微生物的营养物质及其功能
第二节 微生物的营养类型* 第三节 营养物质进入细胞的方式（复习为主） 第四节 培养基*
一、选用和设计培养基的原则和方法 二、培养基的种类
据培养微生物目的不同，适当调整配方
1.实验室普通培养用 2.实验室分析培养用
生理、代谢、遗传… 3.生产用培养基
是否种子培养基？ 产物成分 例如生产氨基酸类含氮量高的代谢产物时， 氮源的比例就应高些
注意各营养物质的浓度和配比
碳氮比(C/N) 碳源与氮源的相对比例 例如谷氨酸发酵 C／N比为4／l时则大量繁
3.培养基的功能来分
根据使用目的，又可将培养基分为：
加富培养基 鉴别培养基 选择培养基 …
选择培养基
在培养基中加入某种化学物质或杀菌剂以抑制不 需要的菌种生长，而促进某种目的菌的生长。
加以纤维素为惟一碳源的选择培养基可以分离到分 解纤维素生物。
分离放线菌可在培养基中加入l0％的酚液数滴，可 抑制细菌和霉菌。
一、选用和设计培养基
1.四个原则 2.四种方法
1.几个原则
根据不同微生物类型，配制不同 的培养基 根据培养微生物目的的不同，在 配方上应做相应的调整 要注意各营养物质的浓度和配比 例如谷氨酸发酵 调节适宜的酸碱度
据不同微生物类型，配制培养基
1.分类系统的不同 细菌、放线菌、霉菌、酵母菌
2.微生物营养类型不同 自养、异养…
一、微生物细胞的化学组成
类同于其他生物细胞（参考p99）
化学物质：水分；蛋白质；核酸；糖类；脂类 等
化学元素： C、H、O、N约占细胞干重的90-97%； 约占细胞干重的3-10%的矿质元素，主要是K、 Mg、S、Ca、Na等； 其他为一些微量元素
二、微生物的营养物质及其功能
1. 碳源（碳素营养） 2. 氮源（氮素营养） 3. 能源 4. 生长因子（生长因素） 5. 无机盐（矿物营养） 6. 水
食用菌
基本概念
营养是指生物体从外部环境摄取其生 命活动所必需的能量和物质，以满 足其生长和繁殖需要的一种生理功 能。
营养物则指具有营养功能的物质。
第一节 微生物的六种营养要素
一、微生物细胞的化学组成 C、H、O、N、P、S……
二、微生物的营养物质及其功能
碳源 氮源 能源 生长因子 无机盐 水
殖菌体，若为3／l时则积累大量的谷氨 酸。 水 自来水、蒸馏水、去离子水
调节适宜的理化因素
1.调节适宜的酸碱度(pH)* pH的内源调节 利用磷酸缓冲液系统 利用碳酸钙缓冲作用
2.渗透压、水活度(aw) 等渗溶液、高渗溶液、低渗溶液 水活度微生物可以利用的自由水含量
(aw)=溶液蒸汽压/纯水蒸气压 3.氧化还原电势
微生物的aw
食品的aw
2.四种方法
设计培养基的方法 首先模拟自然条件 其次查阅相关文献 第三要科学设计 在此基础上实验调整
模拟自然条件
原理 微生物可以生长繁殖的地方，此处一定具
有该微生物生长的条件。
细菌的肉汤培养基 放线菌的土壤培养基 霉菌 酵母菌
查阅相关文献
1.原始菌株文献 2.原始方法文献 3.近期研究文献
运送的物质有磷酸、钙离子、钠离子、葡萄糖等， 是真核生物的一种普遍的运输机制。
3.主动运送
主动运送是微生物吸收营养的主要机制。 它的特异性载体蛋白在运送溶质的过程中，需
要消耗能量；可逆梯度浓度进行运送。 由主动运输的营养物主要有无机离子、有机离
子和一些糖类（例如大肠杆菌的乳糖运输）。
一、选用和设计培养基的原则和方法 1.四个原则 2.四种方法
二、培养基的种类 1.按对培养基成分的了解来分 2.按培养基外观的物理状态来分 3.培养基的功能来分
培养基(medium)
人们为了进行科学研究、生产微生物制品 以及出于其他目的，经常要把所需要的 微生物在人为提供的生长条件下进行培 养。于是根据微生物的类型以及所需营 养的不同，为它们配制了各种食物套餐， 也就是培养基。
EMB
加富培养基
在培养基中加入额外的营养物质以使要的 微生物大量增殖
如分离石蜡发酵的酵母菌采用的加富培养 基 石蜡 20g NH4NO3 3g NaCl 0.5g
KH2P04 4g MgSO4·7H20 1g
酵母膏 O.5g 水 1000m1 5.4
pH5.1—
加富培养基的选择性是相对的，在这种培 养基上生长的微生物并不是一个纯种， 而是营求相同的微生物类群。
分离酵母霉菌可在培养基中加入抗菌素如青霉素、 链霉素以抑制细菌的生长。
分离G-细菌加入胆盐，抑制G+细菌生长 …
鉴别培养基
用来区别不同微生物种类的培养基称为鉴 别培养基
鉴别培养基也被用来作分离某种微之用 如区别大肠杆菌和产气杆菌可采用伊红 甲
基蓝培养基(EMB)。在这个培养基肠杆菌菌 落呈黑色带金属光泽，产气杆菌菌落较大， 呈棕色。
膏、蛋白胨、尿素等天然成分
能源
概念：提供最初能量来源的营养物或 辐射能
分类：光能、化能（有机物；无机物）
水
功能：溶剂（维持细胞胶体状态）； 调节细胞温度；作为营养物质。少数 微生物能利用水中的氢作为还原CO2时 的还原剂。
生长因子
微生物量少，但可以促进生长的有机化合 物的总称。
功能：（参阅p104）
概述
营养是微生物生长的先决条件。 营养为一切生命活动提供了必需的物质基础，它
是一切生命活动的起点。有了营养，才可以进 一步进行代谢、生长和繁殖，并可能为人们提 供种种有益的代谢产物。 熟悉微生物的营养知识，是研究和利用微生物的 必要基础，有了营养理论，就能更自觉和有目 的的选用或设计符合微生物生理要求或有利于 生产实践应用的培养基。
无机盐
主要元素和微量元素之分 功能：主要元素构成细胞成分、与细胞透
性有关；微量元素辅酶或酶的辅基
生长因子的功能
酵母膏成分
无机盐作用
第二节 微生物的营养类型*
根据微生物利用的能源和消 耗的碳源不同，将微生物 大体上分为四种营养类型：
光能自养微生物 光能异养微生物 化能自养微生物 化能异养微生物
4.基团移位
基团移位既需特异性载体蛋白又要耗能，而且溶 质在运送前后会发生分子结构改变的运送方式。
基因移位主要用于运送葡萄糖、果糖、甘露糖、 核昔酸、丁酸和腺嘌呤等物质。以葡萄糖为例、 每输入一个葡萄糖分子，就需要消耗一个ATP的能 量。
四种运输方式的比较p计
应用培养基设计原则
试验调整
生长谱试验
二、培养基的种类
1.按对培养基成分的了解来分 2.按培养基外观的物理状态来分 3.培养基的功能来分
1.按对培养基成分的了解来分
天然培养基 采用化学成分还不清楚或化 学成分很不恒定的天然有机物为原料制 成的培养基。天然有机物是动、植物组 织等，如牛肉膏、蛋白陈、酵母膏等。
序号 分类标准
营养类型
1 以能源分
光能营养型(photoproth)
化能营养型(chemotroph
2 以氢供体分
无机营养型(lithotroph)
有机营养型(organotroph)
3 以碳源分
自养型(autotroPh)
异养型(heterotroph)
4 以合成
氨基酸自养型
氨基酸能力分 氨基酸异养型
复习题
1. 微生物细胞的化学组成有哪些？ 2. 微生物细胞的营养吸收方式有那几种？ 3. 举例说明微生物的营养类型。 4. 微生物培养基如何分类？有何作用？ 5. 设计试验方案，选择可以发酵牛奶的菌
株。(思考题)
碳源（碳素营养）
概念：凡构成微生物生物细胞和代 谢产物中碳架来源的营养物
碳源的分类： （自养微生物、异养微生物）
作用：碳架结构；提供能量 实验中常见碳源：葡萄糖等糖类物
质；牛肉膏、蛋白胨等天然成分
氮源（氮素营养）
概念： 来源： 分类： （氨基酸自养型、氨基酸异养性） 作用：细胞成分；一般不提供能源 实验中常见氮源:(NH4)2SO4；牛肉
化能无机营养 (化能自养型)
化能有机营养 (化能异养型)
能源 氢的供体 光 无机物
光 有机物 无机物 无机物 有机物 有机物
基本碳源 二氧化碳
二氧化碳 有机物 二氧化碳 有机物
微生物 举例
蓝细菌 绿硫菌 藻类
紫色非 硫细菌
硝化菌 氢细菌
大多数
第三节 营养物质进入细胞的方式
一、吞噬作用 二、渗透吸收作用*
这类微生物具有氧化一定的无机物 的能力，例如NH4，N02，H2S， FeCO3等。利用氧化无机物时产生 的能量把CO2合成有机碳水化合物。
这类细菌有硝化细菌、氧化硫、硫 杆菌、氧化铁铁杆菌等
2NH3+2O2亚硝酸细菌2HNO2+4H++能量 CO2+4H+—[CH2O]+H2O
2FeCO3+3H2O+1/2O2铁细菌2Fe(OH)2+2CO2+能量 CO2+H2O—[CH2O]+O2