第一节 微生物营养物质和营养类型
一、微生物营养物质及其功能
5、水分
生长、代谢必不可少的物质。 微生物水分含量：营养细胞90%，孢子40%。
第一节 微生物营养物质和营养类型
一、微生物营养物质及其功能
5、水分 水分在微生物生长代谢中的功能： a. 机体内生理生化反应的基础 b. 溶剂与运输介质 c. 细胞体内温度的缓冲剂作用
第一节 微生物营养物质和营养类型
一、微生物营养物质及其功能
4、生长因子 生长因子功能：构成酶的辅基或辅酶
生长因子分类（化学结构、生理作用） ：
氨基酸 核 苷(或碱基) 维生素
第一节 微生物营养物质和营养类型
一、微生物营养物质及其功能
4、生长因子特点：
（1）不同的微生物，它们生长所需要的生长因子各不相同 克氏杆菌 肠膜明串珠菌 生物素、对氨基苯甲酸 十七种氨基酸
5、水分 适宜aw值范围 0.97—0.96 微生物类群 革兰氏阴性杆菌 实例 最适aw值 假单胞菌属 0.97 不动杆菌属 大肠埃希氏菌 枯草芽孢杆菌 梭菌属 0.95 乳杆菌属 0.94 链球菌属 产朊假丝酵母 酿酒酵母 0.94 微球菌属 0.90 金黄色葡萄球菌 0.86 黑根霉 黑曲霉 盐生盐杆菌 鲁氏酵母 0.93 0.75 0.62
ST
S SS ST NhomakorabeaS
S
第二节 微生物营养物质的吸收机制
二、微生物对营养物质的吸收方式
2、促进扩散 促进扩散独有的特点：
a. 载体的专一性
b. 运输速率提高
胞外 S S S S ST S S S S S S S T S S S 胞膜 胞内
胞外 S S S S ST S S S S S S S T S S S
胞膜
胞内
ST
S S
S
T S S S
糖、氨基酸、金属离子等
第二节 微生物营养物质的吸收机制
二、微生物对营养物质的吸收方式
2、促进扩散 与单纯扩散的相同点： a.被动的扩散。 b.无化学变化。 c.无需代谢能。
胞外 S S S S ST S S S S S S S T S S S 胞膜 胞内
一、微生物营养物质及其功能
2、氮素化合物（氮源） 氮源：是构成微生物细胞含氮物质或代谢产物中的N素的来源。 氮素化合物的功能： 构成细胞物质，少数微生物的能源物质（硝化细菌——氨）。 微生物可利用的氮素化合物：
分子氮
无机氮 有机氮
N2（固氮菌、根瘤菌、少数放线菌和光合细菌、蓝细菌）
NH4＋、NO3－、NO2－（多数微生物） 蛋白质、牛肉膏、酵母膏（多数微生物） 、多肽、氨基酸 尿素、玉米浆、饼粕（生产实践）
低的胞内扩散的过程。
胞外
S S S S
胞膜
S S S
胞内
S S
S
S S S S S S
S S S S S S S S S S
最简单、纯物理
第二节 微生物营养物质的吸收机制
二、微生物对营养物质的吸收方式
1、单纯扩散（称被动扩散）
单纯扩散的特点： a. 非特异性的 b. 吸收过程不发生化学变化 c. 不需要能量
第二节 微生物营养物质的吸收机制
一、影响微生物对营养物质吸收的因素
根据微生物对物质的吸收过程的特点：
是否消耗能量 是否需要载体 是否发生被吸收物的化学变化 。。。。。。。 单纯扩散 促进扩散
主动运输
基团转位
第二节 微生物营养物质的吸收机制
二、微生物对营养物质的吸收方式
1、单纯扩散（称被动扩散）
被吸收物质依靠其在细胞内外的浓度梯度为动力，从浓度高的地区向浓度
第一节 微生物营养物质和营养类型
一、微生物营养物质及其功能
5、水分 水的活度（Aw） （有效性） 一定温度和压力条件下，溶液中水的蒸汽压力与同样条件(T、P)下纯 水蒸汽压力之比。
定义公式是： Aw=Pw/P0w
Pw:溶液中水的蒸汽压；P 0 w:纯水的蒸汽压
溶液充分稀释时
Aw=Pw/P0w=n1/（n2+n1）
蓝细菌
念珠蓝细菌
第一节 微生物营养物质和营养类型
二、微生物的营养类型
1、光能自养型（光能无机营养型） 实例： H2O＋CO2
光
叶绿素
(CH2O)+O2↑（蓝细菌）
2H2S+CO2
光 菌绿素
(CH2O)+H2O+2S（绿硫细菌和紫硫细菌）
第一节 微生物营养物质和营养类型
二、微生物的营养类型
2、光能异养型(光能有机营养型）
CO2+2CHOH CH3
（红螺菌）
光能异养型微生物在C源利用上的特殊性： 以有机质作为主要C源， 能利用CO2，但它不是唯一碳源。
第一节 微生物营养物质和营养类型
二、微生物的营养类型
3、化能自养型(化能无机营养型） 利用无机化合物氧化时释放的能量作为能源，利用CO2或碳酸盐作为唯一 或主要碳源进行生长的一类微生物。
• FeS 消耗 Fe2+ 、吞吃铁表面的 氢层
•尤其是对油田注水井的套管、埋地管 线腐蚀，缩短其寿命，同时腐蚀产生 的FeS还会堵塞油井，这些都给油田 系统造成了十分巨大的经济损失
第一节 微生物营养物质和营养类型
二、微生物的营养类型
4、化能异养型（化能有机营养型） 以有机化合物为碳源，利用有机化合物氧化过程中产生的能量作为能源而 生长的一类微生物。 基本特点： a. 能源：有机物氧化 b. 碳源：有机物 苏 云 金 杆 菌
第四节 微生物代谢
第一节 微生物营养物质和营养类型
一、微生物营养物质及其功能
碳素化合物 微 生 物 营 养 物 质 氮素化合物
矿质元素
生长因子 水
第一节 微生物营养物质和营养类型
一、微生物营养物质及其功能 1、碳素化合物(碳源)：
碳源：是微生物细胞内碳素物质或代谢产物中的C的来源。 占细胞干重的50%。
二、微生物的营养类型 小 结 1、微生物营养型划分的依据是什么？
碳源 能源
2、微生物营养划分的相对性
同一微生物在不同培养条件下生长时，它们的营养型可能发生变化。
微生物 假单胞菌 提供的环境条件 单纯的无机物环境 提供有机物 红螺菌： 光 照 暗处理 能源利用情况 营养型 利用氢的氧化获得能量， 自养生活 将CO2还原成细胞物质 利用有机物获得能量 异养生活 利用光能作能源 利用有机物氧化产能 光能异养 异养生活
c. 维持细胞结构的稳定性（Ca 、Mg） d. 维持细胞渗透压平衡，有利于物质的运输(K、Na)
e. 部分元素可作为少数类型微生物的能源(Fe、S)
P、S、Fe、Mg、K、Ca (大量元素) Mn、Cu、Zn、Mo （微量元素）
第一节 微生物营养物质和营养类型
一、微生物营养物质及其功能
4、生长因子 是指微生物生长必需的但本身不能合成（或合成不足的），需要从外界 吸收的且需要量又很小的有机物质。
各 种 微 生 物 最 低 水 的 活 度 值
0.95—0.91
大多数细菌
0.94—0.87 0.90—0.86 0.93—0.80 0.80—0.75 0.65—0.60
酵母菌 革兰氏阴性球菌 霉菌 嗜盐细菌 耐(嗜)高渗酵母菌
第一节 微生物营养物质和营养类型
二、微生物的营养类型 从营养的角度分 所需要营养物质 生物种类 异养型生物 有机物 动物 自养型生物 无机物 植物
第三章 微生物营养与代谢
微生物营养 微生物摄取和利用营养物质的过程。 微生物代谢
微生物体内发生化学反应的总和。
有了营养微生物才能代谢、生长和繁殖，并为人类提供各 种有益代谢产物——起点。 了解微生物的营养原理，是研究和利用微生物的必要基础 ——培养基 。
第一节 微生物营养物质和营养类型
第二节 微生物营养物质的吸收机制 第三节 培养基
第一节 微生物营养物质和营养类型
一、微生物营养物质及其功能 1、碳素化合物(碳源)：
不同的微生物利用碳素的情况
洋葱假单胞菌：九十多种碳素化合物 纤维素分解菌（部分）：只利用纤维素 甲烷氧化菌：甲烷、甲醇
根据不同微生物对碳素利用的情况，可以做什么工作？
148种碳源进行鉴定
第一节 微生物营养物质和营养类型
基本特点：
a. 能源：无机物氧化 b. 供氢体：无机物，还原CO2 典型实例： 硫化细菌、硝化细菌、氢细菌、铁细菌 产甲烷细菌
H2S、
NO2－、
H2、
Fe
问
题
水中的紫硫细菌所需 的硫化氢从何而来呢 ?
湖底淤泥中的SRB
铁表面的电化学 反应电极极化
A．腐蚀性 点蚀穿孔
• 提问：SRB腐蚀的机理是什么？
第二节 微生物营养物质的吸收机制
一、影响微生物对营养物质吸收的因素
1、第一因素：细胞膜 细胞膜——选择性透膜（防止外流） 细胞荚膜、粘液层以及细胞壁 2、第二因素：微生物细胞生活的环境
pH值、温度 (溶解度、细胞膜的流动性和运输系统的活性)
3、第三因素：被吸收物质的特性。
分子量、溶解度、非极性、脂溶性
第一节 微生物营养物质和营养类型
一、微生物营养物质及其功能
1、碳素化合物(碳源)：
微生物细胞中碳素的功能：
（1）构成微生物体有机分子的骨架
（2）大多数微生物的能源物质
第一节 微生物营养物质和营养类型
一、微生物营养物质及其功能 1、碳素化合物(碳源)：
微生物可以利用的碳源种类——非常广泛 无机物（CO2） 葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖、淀粉 有机物 有机酸、醇类、脂类 甘薯、玉米粉、麸皮、米糠、野生植物的淀粉、 酒糟、造纸厂亚硫酸液
多数
第一节 微生物营养物质和营养类型
二、微生物的营养类型