通常指那些微生物生长所必需而且需要量很小， 但微生物自身不能合成或合成量不足以满足机体生 长需要的有机化合物。
狭义：维生素 广义：维生素、氨基酸、嘌呤及嘧啶
5.Inorganic salt
凡生长所需浓度在10-3～10-4mo1/L范围内的元素称 为大量元素，包括P、S、K、Na、Ca、Mg、Fe；
凡生长所需浓度需浓度为10-6～10-8 mo1/L范围内的元 素，称为微量元素，包括Cu、Zn、Mn、Mo、Co、B等 10种。
6、Water
功能 1.是微生物细胞的重要组成部分，使原 生质保持溶胶状态，物质溶剂和运输介 质的作用，保证代谢正常进行 2. 是物质代谢的原料 3. 有效控制细胞内的温度变化
CO2 + 2H2S
CH2O] + H2O + 2S
藻类和蓝细菌
（1）产氧光合作用
----藻类和蓝细菌细胞内含有叶绿素，能与高 等植物一样利用光能分解水产生氧气并还原 CO2为有机碳化物，其反应通式为：
CO2 + H2O ----------［CH2O］+ O2↑ 叶绿素
藻类的叶绿体中含有叶绿素a和类胡萝卜素，其它光合色素 随类群而异。藻类多数水生， 只要环境中有光照、少量氮素 和无机盐就能生长
二、营养物质的功能
参与微生物细胞的组成 提供微生物机体进行各种生理活动所需 的能量 形成微生物代谢产物的来源
营养物质是微生物新陈代谢和一切生命 活动的物质基础，失去这个基础，生命 也就停止
三、化学成分
(一)微生物细胞的元素组成 (二)微生物细胞中的物质组成
(一)微生物细胞的元素组成
干物质的元素组成
b. 水活度
在天然环境中，微生物可实际利用的自由水或游离水的含量，
一般用在一定的温度和压力条件下,溶液的蒸汽压力与同样条 件下纯水蒸汽压力之比表示，即：
αw=Pw/Pow
式中Pw代表溶液蒸汽压力, POw代表纯水蒸汽压力。
纯水αw为1.00,溶液中溶质越多, αw越小
微生物一般在αw为0.60～0.99的条件下生长, αw过低时, 微生物生长的迟缓期延长, 生长速率和总生长量减少。 微生物不同，其生长的最适αw不同。
3、化能无机自养型微生物
化能自养型：能通过氧化无机物获得能量并能以CO2 为主要或唯一碳源的微生物称为化能无机营养型微生 物，或称为化能自养型微生物。
碳源——CO2
能源——来自氧化某种还原态无机物
例：
2NH3 + 2O2
2HNO2 + 4H+ + 能量
CO2 + 4H+
(CH2O) + H2O
4、化能有机异养型微生物
四、Nutrient
营养物质按照它们在机体中的生理作用不同，可 以将它们区分成六大类。
1. Source of carbon （碳源） 2. Source of Nitrogen （氮源) 3.Inorganic salt（无机盐） 4. Growth factor（生长因子) 5.Water（水分） 6. Energy source（能源)
特点：
需要特异性的载体蛋白 不消耗能量 可加快运输速度，但不能逆浓度运输
3、主 动 运 送
有特异性的载体蛋白参与 需要消耗能量 可以逆浓度梯度运输 微生物的主要物质运输方式
4、基团移位
是指一类既需特异性载体蛋白的参与， 又耗能的一种物质运送方式。其特点是 溶质在运送前后还会发生分子结构的变 化，因此不同于一般的主动运送。
1000ml
放线菌（高氏1号）
淀粉 20g K2HPO4 0.5g
NaCl 0.5g MgSO4.7H2O
0.5g KNO3 1g FeSO4 0.01g
H2O 1000ml
酵母菌(麦芽汁培养基) 干麦芽粉加四倍水，在50℃--60℃保温糖化3-4小时，用碘液 试验检查至糖化完全为止，调整糖液浓度为10。巴林，煮沸 后，沙布过滤，调PH为6.0。
光能有机异 养型
化能无机自 养型
化能有机异 养型
H2, H2S, S, H2O 有机物
CO2 有机物
H2, H2S, Fe2+ ， CO2 NH3
或NO2-
有机物
有机物
能源 光能
光能
例样
红硫细菌，蓝细菌， 藻类 红螺细菌
化学能（无 机物氧化）
化学能（有 机物氧化）
氢细菌，硫杆菌， 硝化细菌，大多数 产甲烷菌
（2）不产氧光合作用
----光合细菌(紫色细菌和绿色细菌)与蓝细菌不同，细
胞内含有类似于叶绿素的菌绿素，但不能进行以H2O 为供氢体的非环式光合磷酸化作用，也不产生氧气。 光合细菌吸收光能，以还原态无机硫化物(H2S、S或 S2O3-2等)为氢或电子供体同化CO2，代表性反应为：
CO2 + 2H2S ----------- [CH2O］+ H2O+2S 叶绿素
微生物营养类型的可变性无疑有利于提高其对环境条件变化的适应能力
Section3 微生物吸收营养物质的方式
Diffusion（扩散) Facilitated diffusion （促进扩散） Active transport （主动吸收） Membrane vesicle transport（膜泡运输)
1、 Source of carbon
一切能满足微生物生长繁殖所需要C元素的 营养物称为碳源。
｛ 碳源谱
有机碳
无机碳
异养微生物 自养微生物
●实验室配制微生物培养基常用碳源 葡萄糖、 蔗糖、可溶性淀粉
●工业生产常用的碳源 淀粉、糖、麸皮、米糠等
对于为数众多的化能异养微生物来说， 碳源是兼有能源功能营养物。
光合细菌分为紫色细菌和绿色细菌两大类群。
2、光能有机异养型微生物
光能异养型：能利用光能、以简单有机物(有机酸、 醇等)为供氢体同化CO2的微生物类群称为光能有 机营养型
碳源——CO2 能源——光
例：Rhodospirillum
CO2 + 2CH3CHOHCH3 (CH2O) +2CH3COCH3 + H2O
3、Source of Energy
为微生物生命活动提供最初能量来源的营
养物质和辐射能称为能源。
能源谱
等
化学物质
化能异养微生物：有机物（同碳源） 化能自养微生物：还原态无机物
（不同碳源）—NH4+,NO2-, S, H2S, H2,Fe2+
光能：光能自养和光能异养微生物
4.Growth factor(生长因子)
FeSO4
培养化能异养的大肠杆菌一种培养基是由下列化学成分组成：
葡萄糖 5g NH4H2PO4 1g NaCl 5g MgSO4.7H2O
0.2g K2HPO4 1g
H2O 1000ml
常见的培养四大类微生物的培养基
细菌（牛肉膏蛋白胨培养基）：
牛 肉 膏 3g
蛋 白 胨 10g
NaCl 5g
H2O
Chapter 4
Microbial Nutrition
微生物的营养
Section 1 Microbial nutrition
一、两个概念
Nutrient(营养物)：凡能够满足机体
生长、繁殖和完成种种生理活动所需要 的物质通常称为微生物的营养物。
Nutrition(营养)：微生物获得与利用营 养物质的过程通常称为营养。
霉菌（查氏合成培养基）
NaNO3 3g
K2HPO4 1g
MgSO4.7H2O 0.5gFeSO4 0.01g
1000ml
蔗糖
KCl 30g
0.5g H2O
2.营养协调
培养基中营养物质浓度合适时微生物才能生长良好，营养物 质浓度过低时不能满足微生物正常生长所需，浓度过高时则可能 对微生物生长起抑制作用。
葡萄糖通过基团移位 运输过程的化学反应
1）PEP+HPr 酶I 磷酸~HPr + 丙酮酸
2）磷酸~HPr + 葡萄糖 酶II 6-磷酸葡萄糖 +HPr
基团转位运输葡萄糖示意图
基团移位示意图
5、膜泡运输
主要存在于原生动物特别是变形虫中。 如果膜泡中包含的是固体营养物质，称胞 吞作用；是液体营养物质称胞饮作用。
凡以有机物为碳源、能源和供氢体的微生物称为化能 有机营养型微生物，也称化能异养型微生物。
碳源——有机物 能源——有机物 可分为：
寄生型微生物——寄生于活的生物体 腐生型微生物——以死亡的生物有机体为营养原料
自然界中绝大部分的微生物为化能有机营养型微生物
四种营养类型的对比
营养类型 电子供体
碳源
光能无机自 养型
2. Source of Nitrogen
凡提供微生物生长繁殖所需要氮元素的 营养源，称为氮源。
｛ ｛｛ 氮源谱
有机氮 无机氮
蛋白质 核酸 氨基酸 尿素
NH3 铵盐
硝酸盐
N2
●实验室配制微生物培养基常用氮源 蛋白胨、牛肉浸膏、酵母浸膏、尿素、铵盐、硝酸盐 ●工业生产常用的氮源 尿素、玉米浆、鱼粉、蚕蛹、黄豆饼、花生饼等
大多数微生物， 原生动物
不同营养类型之间的界限并非绝对
异养型微生物并非绝对不能利用CO2； 自养型微生物也并非不能利用有机物进行生长； 有些微生物在不同生长条件下生长时,其营养类型也会发生改变；
例如紫色非硫细菌(purple nonsulphur bacteria)： 没有有机物时，同化CO2， 为自养型微生物； 有机物存在时，利用有机物进行生长，为异养型微生物； 光照和厌氧条件下，利用光能生长，为光能营养型微生物； 黑暗与好氧条件下，依靠有机物氧化产生的化学能生长，为化能营养型微生物