微生物的营养(1)(1)课件

23食谱广、胃口大食谱广、胃口大 微生物特点之一微生物特点之一4营养营养（nutrition）：）：指生物体从外部环境中摄取对其指生物体从外部环境中摄取对其生命活动必需的能量和物质，以满足正常生长和繁殖需生命活动必需的能量和物质，以满足正常生长和繁殖需要的一种最基本的生理功能。要的一种最基本的生理功能。营养为一切生命活动提供了必需的物质基础！营养为一切生命活动提供了必需的物质基础！吸收吸收利用利用生物有机体生物有机体营养物质营养物质摄取摄取5营养物营养物（nutrient）：）：指具有营养功能的物质，那些能指具有营养功能的物质，那些能够满足微生物机体生长、繁殖和完成各种生理活动所需的够满足微生物机体生长、繁殖和完成各种生理活动所需的物质。物质。 在微生物学中，它还包括非常规物质形式的在微生物学中，它还包括非常规物质形式的光辐射能光辐射能在内。在内。微生物的营养物可为它们的正常生命活动微生物的营养物可为它们的正常生命活动提供结构物质、能量、代谢调节物质提供结构物质、能量、代谢调节物质和必要的生理环境。和必要的生理环境。6本章内容本章内容： 微生物们需要吃什么？微生物们需要吃什么？第四节第四节 营养物质进入细胞的方式营养物质进入细胞的方式微生物们是怎样吃东西的？微生物们是怎样吃东西的？第三节第三节 培养基培养基如何给微生物们做饭？如何给微生物们做饭？第一节第一节 微生物的微生物的6类营养要素类营养要素第二节第二节 微生物的营养类型微生物的营养类型78微生物的微生物的6 6类营养元素类营养元素碳、氢、氧、氮、硫、磷碳、氢、氧、氮、硫、磷碳源、氮源、能源、碳源、氮源、能源、生长因子、无机盐和水生长因子、无机盐和水微生物的微生物的6 6类营养物质类营养物质9细胞化学元素组成细胞化学元素组成主要元素主要元素：碳、氢、氧、氮、磷、硫、钾、镁、钙、铁等；碳、氢、氧、氮、磷、硫、钾、镁、钙、铁等；微量元素微量元素：锌、锰、钠、氯、钼、硒、钴、铜、钨、镍、硼等。锌、锰、钠、氯、钼、硒、钴、铜、钨、镍、硼等。一、微生物细胞的化学组成一、微生物细胞的化学组成 1. 化学元素（化学元素（chemical element）构成微生物细胞的物质基础是各种化学元素！构成微生物细胞的物质基础是各种化学元素！占细菌细胞干占细菌细胞干重的重的97%10组成微生物细胞的各类化学元素的比例组成微生物细胞的各类化学元素的比例常因微生物种类的不同而不同常因微生物种类的不同而不同Eg. 细菌、酵母菌和真菌的碳、氢、氧、氮、磷、硫细菌、酵母菌和真菌的碳、氢、氧、氮、磷、硫六种元素的含量就有差别。六种元素的含量就有差别。同一微生物种类的各类化学元素的组成也常随菌龄同一微生物种类的各类化学元素的组成也常随菌龄及培养条件的不同而发生变化。及培养条件的不同而发生变化。11微生物细胞中几种主要元素的含量（干重微生物细胞中几种主要元素的含量（干重%）元素元素 细细 菌菌酵母菌酵母菌真真 菌菌碳碳 5050 48氮氮15125 氢氢8 7 7 氧氧 2031 40 磷磷 3 硫硫 1 硫细菌硫细菌(sulfur bacteria)、铁细菌铁细菌(iron bacteria)和海洋细菌和海洋细菌(marine bacteria)相对于其他细菌则含有较多的相对于其他细菌则含有较多的硫、铁和钠、氯硫、铁和钠、氯等等元素元素, 硅藻硅藻(Diatom)需要需要硅酸硅酸来构建富含来构建富含(SiO2)n的细胞壁。的细胞壁。12微微生生物物细细胞胞水：水：70%-90%干物质干物质有机物有机物 蛋白质、糖、脂、核酸、蛋白质、糖、脂、核酸、 维生素等及其降解产物维生素等及其降解产物 无机物（盐）无机物（盐）2. 化学成分及其分析化学成分及其分析13细胞湿重细胞湿重(wet weight)与干重与干重(dry weight)之差为之差为细胞含水量细胞含水量，常以百分率表示：常以百分率表示：湿重干重湿重干重/湿重湿重100% 。水是细胞维持正常生命活动所必不可少的，水是细胞维持正常生命活动所必不可少的，一般可占细胞重量的一般可占细胞重量的7090%。p湿重湿重：将细胞外表面所吸附的水份除去后称量所得重量，将细胞外表面所吸附的水份除去后称量所得重量，一般以单位培养液中所含细胞重量表示一般以单位培养液中所含细胞重量表示（克（克/升或毫克升或毫克/毫升）。毫升）。p干重：干重：采用高温（采用高温（105）烘干、低温真空干燥和红外线快）烘干、低温真空干燥和红外线快速烘干等方法将细胞干燥至恒重即为。速烘干等方法将细胞干燥至恒重即为。14二、微生物的二、微生物的6类营养要素类营养要素微生物、动物、植物之间存在微生物、动物、植物之间存在“营养上的统一性营养上的统一性”在在元素水平元素水平上都需上都需20种左右，种左右，且以且以碳、氢、氧、氮、硫、磷碳、氢、氧、氮、硫、磷6种元素为主；种元素为主；在在营养要素营养要素水平上则都在六大类的范围内，水平上则都在六大类的范围内，即即碳源、氮源、能源、生长因子、无机盐和水碳源、氮源、能源、生长因子、无机盐和水。15（一）（一）碳源碳源（carbon source） 1. 定义定义 一切能满足微生物生长繁殖所需碳元素的营养物，称为一切能满足微生物生长繁殖所需碳元素的营养物，称为碳源碳源。 微生物细胞含微生物细胞含碳量碳量约占干重的约占干重的50，除水分外，碳源是需除水分外，碳源是需要量最大的营养物，又称之为要量最大的营养物，又称之为大量营养物大量营养物（macronutrients）。16凡以无机碳源作主要碳源的微生物，则是种凡以无机碳源作主要碳源的微生物，则是种类较类较少少的的自养微生物自养微生物。凡必须利用有机碳源的微生物，就是为数众凡必须利用有机碳源的微生物，就是为数众多多的的异养微生物异养微生物。碳碳源源谱谱有机碳有机碳无机碳无机碳对一切异养微生物来说，其对一切异养微生物来说，其碳源同时又兼作能源碳源同时又兼作能源，这种碳，这种碳源称为源称为双功能营养物双功能营养物（difunctional nutrient）。碳源谱碳源谱（spectrum of carbon sources）：如把微生物如把微生物作为一个整体来看，其可利用的碳源范围即碳源谱。作为一个整体来看，其可利用的碳源范围即碳源谱。17 微生物对碳源的利用大大超过了动物微生物对碳源的利用大大超过了动物界或植物界所能利用的碳化合物。界或植物界所能利用的碳化合物。“C.H.O.N”C.H.O.N”和和“C.H.O.N.X”C.H.O.N.X”是是宝贵的氮宝贵的氮源源尽量避免将之作为廉价的碳源使用尽量避免将之作为廉价的碳源使用“C.H.O”C.H.O”异养异养微生物的最适微生物的最适碳源碳源18 微生物的碳源物质很多，有微生物的碳源物质很多，有糖类及其衍生物糖类及其衍生物、有机酸类有机酸类、醇类醇类、脂类脂类、烃类、蛋白质及其降解产物等。、烃类、蛋白质及其降解产物等。2. 种类种类Eg. 假单胞杆菌属假单胞杆菌属的一些菌能利用的一些菌能利用90多种多种不同的碳源物质。不同的碳源物质。 甲烷氧化菌甲烷氧化菌只能利用只能利用甲烷甲烷和和甲醇甲醇作碳源。作碳源。不同种类的微生物对碳源的利用能力也不一样！不同种类的微生物对碳源的利用能力也不一样！19单糖单糖双糖和多糖双糖和多糖己糖己糖 戊糖戊糖葡萄糖、果糖葡萄糖、果糖 甘露糖、半乳糖甘露糖、半乳糖淀粉淀粉 纤维素或几丁质等纯多糖纤维素或几丁质等纯多糖纯多糖纯多糖 琼脂等杂多糖琼脂等杂多糖 葡萄糖可作为大多数微生物的碳源！葡萄糖可作为大多数微生物的碳源！（1）糖类糖类20（2）酚、氰化物等有毒物质酚、氰化物等有毒物质对人类有毒的物质对人类有毒的物质 Eg. 酚、氰化物等酚、氰化物等某些微生物某些微生物 Eg. 诺卡氏菌和一些霉菌等诺卡氏菌和一些霉菌等美味佳肴美味佳肴微生物清除三废微生物清除三废21（3）CO2最廉价的、用之不尽的碳源，是自养微生物唯一最廉价的、用之不尽的碳源，是自养微生物唯一或主要的碳源。或主要的碳源。Eg. 生长在动物血液、组织和肠道中的致病细菌（沙生长在动物血液、组织和肠道中的致病细菌（沙门氏菌门氏菌 、李斯特菌等）、李斯特菌等）22（4）纤维素纤维素 纤维素是由葡萄糖以纤维素是由葡萄糖以-1,4 糖苷链组成的，在自然界中糖苷链组成的，在自然界中资源丰富，但大多数动物和人不能直接利用，而某些微生资源丰富，但大多数动物和人不能直接利用，而某些微生物可用其作为碳源来生产发酵产品。物可用其作为碳源来生产发酵产品。23（5）烃类烃类 烃类化合物也能被微生物用作碳源，且微生物氧化烃烃类化合物也能被微生物用作碳源，且微生物氧化烃类的许多中间产物和最终产物均是重要的工业原料。类的许多中间产物和最终产物均是重要的工业原料。清除石油清除石油污染污染24在发酵工业中最常用的碳源是在发酵工业中最常用的碳源是葡萄糖、淀粉、废糖蜜、葡萄糖、淀粉、废糖蜜、麸皮和米糠等。麸皮和米糠等。253. 碳源碳源的功能的功能u构成细胞物质构成细胞物质u构成各种代谢产物和细胞贮藏物质构成各种代谢产物和细胞贮藏物质u为微生物进行生命活动提供为微生物进行生命活动提供能量能量26（二）（二）氮源氮源（nitrogen source） 1. 定义定义 凡能提供微生物生长繁殖所需氮元素的营养源，称为凡能提供微生物生长繁殖所需氮元素的营养源，称为氮源氮源。 氮是构成重要生命物质蛋白质和核酸等的主要元素，氮氮是构成重要生命物质蛋白质和核酸等的主要元素，氮占细菌干重的占细菌干重的12121515，也是微生物的主要营养物。，也是微生物的主要营养物。27 如把微生物作为一个整体来看，其可利用的氮源范围如把微生物作为一个整体来看，其可利用的氮源范围即氮源谱。即氮源谱。氮源谱氮源谱（ nitrogennitrogen of nitrogen sourcesof nitrogen sources）：异养微生物对氮源的利用顺序是：异养微生物对氮源的利用顺序是： “N.C.H.O”或或“N.C.H.O.X” “N.H” “N.O” “N” 28微生物能利用的氮源类型也明显比动物或植物的广。微生物能利用的氮源类型也明显比动物或植物的广。292. 氮源种类氮源种类无机氮无机氮分子氮分子氮有机氮有机氮主要由蛋白质及其降解产物：蛋白胨、氨基酸、小肽和主要由蛋白质及其降解产物：蛋白胨、氨基酸、小肽和尿素等。尿素等。实验室常用：实验室常用：牛肉膏、蛋白胨、酵母膏、鱼粉、蚕牛肉膏、蛋白胨、酵母膏、鱼粉、蚕蛹粉、黄豆粉和花生粉等。蛹粉、黄豆粉和花生粉等。铵盐铵盐是绝大部分微生物的有效氮源，吸收后能被直接被是绝大部分微生物的有效氮源，吸收后能被直接被利用；利用；硝酸盐硝酸盐也能被大部分微生物利用，但吸收后需被也能被大部分微生物利用，但吸收后需被还原成还原成NH3才能进入合成代谢。才能进入合成代谢。大气中的大气中的N2。能利用。能利用N2作氮源来合成细胞结构的微生物称作氮源来合成细胞结构的微生物称固氮微生物固氮微生物。30n生理酸性盐：生理酸性盐：铵盐铵盐 Eg. (NH4)2SO4 作氮源，随着作氮源，随着NH4的消的消耗培养基的耗培养基的pH值值下降下降。铵盐被称作。铵盐被称作生理酸性盐生理酸性盐n生理碱性盐：生理碱性盐：硝酸盐硝酸盐Eg. KNO3 作氮源，随着作氮源，随着NO3的消耗的消耗培养基的培养基的pH会会上升上升。 铵盐铵盐 和和氨基酸氨基酸被微生物吸收后能直接被利用被微生物吸收后能直接被利用NO3和和蛋白质蛋白质吸收后还需还原获降解才可利用吸收后还需还原获降解才可利用速效氮源速效氮源迟效氮源迟效氮源313. 功能功能 氮源物质氮源物质一般不提供能量，但也有例外：一般不提供能量，但也有例外：硝化细菌硝化细菌，它，它能利用能利用NH3氧化获得能量，氧化获得能量，NH3既是氮源又是能源。既是氮源又是能源。构成细胞物质构成细胞物质构成代谢产物构成代谢产物32 一部分微生物是不需要利用氨基酸作为氮源的，它们一部分微生物是不需要利用氨基酸作为氮源的，它们能把尿素、铵盐、硝酸盐甚至氮气等能把尿素、铵盐、硝酸盐甚至氮气等简单氮源简单氮源自行合成所自行合成所需要的一切氨基酸，称为需要的一切氨基酸，称为氨基酸自养型微生物氨基酸自养型微生物（amino acid autotrophs）。 反之，凡需要从外界吸收反之，凡需要从外界吸收现成的氨基酸现成的氨基酸作为氮源的作为氮源的微生物就是微生物就是氨基酸异养型微生物氨基酸异养型微生物（amino acid heterotrophs） 。33（三）（三）能源能源（energy source） 1. 定义定义 能为微生物生命活动提供初始能量来源的营养物或能为微生物生命活动提供初始能量来源的营养物或辐射能，称为辐射能，称为能源能源。34化能自养微生物的能源为一些化能自养微生物的能源为一些还原态的无机物质还原态的无机物质，Eg. NH4+、NO2-、S、H2S、H2和和Fe2+等。等。能氧化能氧化利用这些物质的微生物都是利用这些物质的微生物都是细菌细菌，Eg.硝酸细菌、硝酸细菌、亚硝酸细菌、硫化细菌、硫细菌、氢细菌和铁细菌等。亚硝酸细菌、硫化细菌、硫细菌、氢细菌和铁细菌等。35单功能营养物单功能营养物Eg.光辐射能（能源）光辐射能（能源）双功能营养物双功能营养物Eg.还原态的无机物还原态的无机物NH4+ （氮源、能源）（氮源、能源）三功能营养物三功能营养物Eg.氨基酸类（碳源、氮源、能源）氨基酸类（碳源、氮源、能源）36（四）（四）生长因子生长因子（growth factor） 1. 定义定义是一类调节微生物正常代谢所必需，但不能用简单的是一类调节微生物正常代谢所必需，但不能用简单的碳、氮源自行合成的碳、氮源自行合成的需要量很小需要量很小的一类有机物。的一类有机物。37各种微生物与生长因子的关系可分以下几类：各种微生物与生长因子的关系可分以下几类：（1 1）生长因子生长因子自养自养型微生物型微生物（auxoautotrophs） 它们它们不需要从外界吸收不需要从外界吸收任何生长因子，多数真菌、任何生长因子，多数真菌、放线菌和不少细菌，如放线菌和不少细菌，如E. coli（大肠杆菌）等都属这类。大肠杆菌）等都属这类。（2 2）生长因子生长因子异养异养型微生物型微生物（auxoheterotrophs） 它们它们需要从外界吸收需要从外界吸收多种生长因子才能维持正常生长，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。如各种乳酸菌、动物致病菌、支原体和原生动物等。（3 3）生长因子生长因子过量合成过量合成微生物微生物 少数微生物在其代谢活动中，能少数微生物在其代谢活动中，能合成合成并并分泌分泌出大量出大量的维生素等生长因子，可作为有关维生素的生产菌种。的维生素等生长因子，可作为有关维生素的生产菌种。382. 种类种类广义的生长因子：广义的生长因子：维生素、碱基、卟啉及其衍生物、甾醇、胺类维生素、碱基、卟啉及其衍生物、甾醇、胺类、C4C6的分枝或的分枝或直链脂肪酸直链脂肪酸，以及需要量较大的，以及需要量较大的氨基酸氨基酸 狭义的生长因子：狭义的生长因子：一般仅指维生素。一般仅指维生素。39a. .维生素维生素维生素作为一些酶的辅酶维生素作为一些酶的辅酶，Eg. 维生素维生素B6（吡哆醛），吡哆醛），磷酸吡哆醛是一些转氨酶和氨基酸脱羧酶的辅酶。磷酸吡哆醛是一些转氨酶和氨基酸脱羧酶的辅酶。微生物对维生素的需要量一般是微生物对维生素的需要量一般是15 mgml40b. .氨基酸氨基酸 氨基酸是蛋白质合成的基本单位，在大多数情况下可被氨基酸是蛋白质合成的基本单位，在大多数情况下可被微生物微生物吸收利用吸收利用；少数情况下微生物虽需要氨基酸作为生长；少数情况下微生物虽需要氨基酸作为生长因子，但氨基酸不能透过细胞膜，而能够因子，但氨基酸不能透过细胞膜，而能够吸收利用小肽吸收利用小肽。 在培养基中一种氨基酸的含量过高，会抑制细胞对其在培养基中一种氨基酸的含量过高，会抑制细胞对其他氨基酸的摄取，此现象称他氨基酸的摄取，此现象称氨基酸不平衡氨基酸不平衡。微生物对氨基酸的需要量一般是微生物对氨基酸的需要量一般是20 mgml41c. .碱基碱基碱基是核酸、核苷酸及一些辅酶的组分；碱基是核酸、核苷酸及一些辅酶的组分；一般情况下，核苷酸不能用作生长因子，因为它不能一般情况下，核苷酸不能用作生长因子，因为它不能透过细胞膜。透过细胞膜。微生物对碱基的需要量一般是微生物对碱基的需要量一般是1020 mgml42d. .其他生长因子其他生长因子 有些微生物的生长需要一些很特殊的物质，也称生长因子有些微生物的生长需要一些很特殊的物质，也称生长因子 流感嗜血杆菌一定要在含红细胞的培养基上生长，因为它流感嗜血杆菌一定要在含红细胞的培养基上生长，因为它 需要需要卟啉环卟啉环作生长因子。作生长因子。 厌氧条件下生长的啤酒酵母需要厌氧条件下生长的啤酒酵母需要甾醇甾醇作为生长因子。作为生长因子。43 在配制微生物培养基时，一般可用在配制微生物培养基时，一般可用生长因子含量丰富的天然生长因子含量丰富的天然物质物质作原料以保证微生物对它们的需要。作原料以保证微生物对它们的需要。酵母膏（酵母膏（yeast extract）、）、玉米浆（玉米浆（cornsteep liquor，一种浸一种浸制玉米以制取淀粉后产生的副产品）、制玉米以制取淀粉后产生的副产品）、肝浸液（肝浸液（liver infusion）、）、麦芽汁（麦芽汁（malt extract）、）、其他新鲜的动、植物的汁液；其他新鲜的动、植物的汁液；44（五）（五）无机盐无机盐（mineral salts） 1. 定义定义无机盐无机盐（mineral salts）或矿质元素主要可为微生物提供或矿质元素主要可为微生物提供除碳、氮源以外的各种重要元素。除碳、氮源以外的各种重要元素。大量元素大量元素微量元素微量元素无机盐无机盐45（1 1）大量元素大量元素（macroelements）凡是生长所需浓度在凡是生长所需浓度在10-310-4molL范围内的元素，可范围内的元素，可称为称为大量元素（大量元素（macroelements），例如例如P、S、K、Mg、Ca、Na和和Fe等。等。46元元 素素人为提供形式人为提供形式生生 理理 功功 能能大大 量量 元元 素素PKH2PO4 磷酸二氢钾磷酸二氢钾K2HPO4 磷酸氢二钾磷酸氢二钾核酸、磷酸和辅酶的成分核酸、磷酸和辅酶的成分SMgSO4 硫酸铵硫酸铵含硫氨基酸（半胱氨酸、甲硫氨酸等）和含含硫氨基酸（半胱氨酸、甲硫氨酸等）和含硫维生素（生物素、硫胺素等）的成分硫维生素（生物素、硫胺素等）的成分KKH2PO4 磷酸二氢钾磷酸二氢钾K2HPO4 磷酸氢二钾磷酸氢二钾某些酶（果糖激酶、磷酸丙酮酸转磷酸酶等）某些酶（果糖激酶、磷酸丙酮酸转磷酸酶等）的辅因子；维持电位差和渗透压的辅因子；维持电位差和渗透压NaNaCl氯化钠氯化钠维持渗透压；某些细菌和蓝细菌所需维持渗透压；某些细菌和蓝细菌所需CaCa(NO3)2 硝酸钙硝酸钙CaCl2 氯化钙氯化钙某些胞外酶的稳定剂、蛋白酶等的辅因子；某些胞外酶的稳定剂、蛋白酶等的辅因子；细菌形成芽孢和某些真菌形成孢子所需细菌形成芽孢和某些真菌形成孢子所需MgMgSO4 硫酸镁硫酸镁固氮酶等的辅因子；叶绿素等的成分固氮酶等的辅因子；叶绿素等的成分FeFeSO4 硫酸铁硫酸铁细胞色素的成分；合成叶绿素、白喉毒素和细胞色素的成分；合成叶绿素、白喉毒素和氧高铁血红素所需氧高铁血红素所需47凡所需浓度在凡所需浓度在10-610-8molL范围内的元素，则称为范围内的元素，则称为微量元素（微量元素（microelements），如如 Cu、Zn、Mn、Mo、Co和和Ni、Sn、Se等。等。（2 2）微量元素微量元素（ microelements ）48元元 素素人为提供形式人为提供形式生生 理理 功功 能能微微量量元元素素MnMnSO4 硫酸锰硫酸锰超氧化物歧化酶、氨肽酶和超氧化物歧化酶、氨肽酶和L-阿拉伯阿拉伯糖异构酶等的辅因子糖异构酶等的辅因子CuCuSO4 硫酸铜硫酸铜氧化酶、酪氨酸酶的辅因子氧化酶、酪氨酸酶的辅因子CoCoSO4 硫酸钴硫酸钴维生素维生素B12复合物的成分；肽酶的辅因复合物的成分；肽酶的辅因子子ZnZnSO4 硫酸锌硫酸锌碱性磷酸酶以及多种脱氢酶、肽酶和碱性磷酸酶以及多种脱氢酶、肽酶和脱羧酶的辅因子脱羧酶的辅因子Mo(NH4)6Mo7O24 钼酸铵钼酸铵固氮酶和同化型及异化型硝酸盐还原固氮酶和同化型及异化型硝酸盐还原酶的成分酶的成分49（六）（六）水水微生物细胞中水占微生物细胞中水占7090，水是地球上整个生命系统存在和发展的必要条件！水是地球上整个生命系统存在和发展的必要条件！50水在生物体内的作用水在生物体内的作用（1 1）水是细胞的重要组成成分。）水是细胞的重要组成成分。（2 2）水直接参与代谢反应，许多反应都涉及脱水和水合。）水直接参与代谢反应，许多反应都涉及脱水和水合。（3 3）水是活细胞中各种生化反应的介质。）水是活细胞中各种生化反应的介质。（4 4）营养物质、代谢产物都必须溶于水中才能被运输。）营养物质、代谢产物都必须溶于水中才能被运输。（5 5）水比热高、气化热高、沸点高，又是热的良导体，可）水比热高、气化热高、沸点高，又是热的良导体，可 调节细胞的温度。调节细胞的温度。（6 6）水是维持细胞。）水是维持细胞。51（七）（七）气体气体 1. 氧气氧气需氧微生物的能量代谢需要氧气的存在，微生物发酵中给氧需氧微生物的能量代谢需要氧气的存在，微生物发酵中给氧的方法有的方法有搅拌、振荡，通气搅拌、振荡，通气等。等。522. CO2 CO2是自养微生物的碳源，也常被异养微生物用于固定是自养微生物的碳源，也常被异养微生物用于固定延长碳链。延长碳链。丙酮酸羧化为草酰乙酸丙酮酸羧化为草酰乙酸 有些生长在动物体内的致病菌生长需要少量的有些生长在动物体内的致病菌生长需要少量的CO2，在在培养时要提供培养时要提供10的的CO2 （V/V），），可用可用CO2培养箱。培养箱。53第二节第二节 微生物的营养类型微生物的营养类型54 营养类型营养类型是指根据微生物生长所需要的是指根据微生物生长所需要的主要营养要主要营养要素即能源和碳源的不同素即能源和碳源的不同，而划分的微生物类型。，而划分的微生物类型。55一、微生物营养类型一、微生物营养类型()()56二、微生物营养类型二、微生物营养类型( () )57 1. 光能无机营养型光能无机营养型（光能自养型，（光能自养型，photoautotrophphotoautotroph）能以能以CO2为主要唯一或主要碳源；为主要唯一或主要碳源；进行光合作用获取生长所需要的能量；进行光合作用获取生长所需要的能量；以无机物如以无机物如H2、H2S、S等作为供氢体或电子供体，等作为供氢体或电子供体，使使CO2还原为细胞物质；还原为细胞物质；CO2 + 2H2A光合色素光合色素光能光能CH2O + 2A + H2O58例如，例如，藻类及蓝细菌藻类及蓝细菌等和植物一样，以水为电子供体（供等和植物一样，以水为电子供体（供氢体），进行氢体），进行产氧型产氧型的光合作用，合成细胞物质。而的光合作用，合成细胞物质。而红硫红硫细菌细菌，以，以H2S为电子供体，产生细胞物质，并伴随为电子供体，产生细胞物质，并伴随硫元素硫元素的的产生。产生。光能光能光合色素光合色素 CH2O + 2S + H2OCO2 + 2H2S59以以CO2及简单有机物为碳源；及简单有机物为碳源；以有机物作为供氢体，利用以有机物作为供氢体，利用光能将光能将CO2还原为细胞物质；还原为细胞物质；在生长时大多数需要外源的生长因子；在生长时大多数需要外源的生长因子； 2. 光能有机营养型光能有机营养型（光能异养型，（光能异养型，photoheterotroph）这类微生物能利用有机物迅速繁殖，常用于污水处理这类微生物能利用有机物迅速繁殖，常用于污水处理。60例如，例如，红螺菌属红螺菌属中的一些细菌能利用中的一些细菌能利用异丙醇异丙醇作为供氢体，作为供氢体，将将CO2还原成细胞物质，同时积累丙酮。还原成细胞物质，同时积累丙酮。CHOH + CO2H3CH3C2光能光能光合色素光合色素2 CH3C0CH3 + CH2O + H2O61光能无机自养型和光能有机异养型微生物可利用光能生长，光能无机自养型和光能有机异养型微生物可利用光能生长，在地球早期生态环境的演化过程中起重要作用。在地球早期生态环境的演化过程中起重要作用。62生长所需要的能量来自无机物氧化过程中放出的化学能；生长所需要的能量来自无机物氧化过程中放出的化学能；以以CO2或碳酸盐作为唯一或主要碳源进行生长时，利用或碳酸盐作为唯一或主要碳源进行生长时，利用H2、H2S、Fe2+、NH3或或NO2-等作为电子供体使等作为电子供体使CO2还原还原成细胞物质。成细胞物质。 3. 化能无机营养型化能无机营养型（化能自养型，（化能自养型，chemoautotroph）可在完全可在完全无机及无光无机及无光的环境中生长。的环境中生长。它们广泛分布于土壤及水环境中它们广泛分布于土壤及水环境中, ,参与地球物质循环。参与地球物质循环。63 4. 化能有机营养型化能有机营养型（化能异养型，（化能异养型，chemoheterotroph）生长所需要的能量均来自有机物氧化过程中放出的化生长所需要的能量均来自有机物氧化过程中放出的化学能；学能；生长所需要的碳源主要是一些有机化合物，生长所需要的碳源主要是一些有机化合物，如淀粉、糖类、纤维素、有机酸等。如淀粉、糖类、纤维素、有机酸等。64有机物通常既是碳源也是能源！有机物通常既是碳源也是能源！ 大多数细菌、放线菌、原生动物、几乎全部的真菌大多数细菌、放线菌、原生动物、几乎全部的真菌都是化能有机异养型微生物；都是化能有机异养型微生物；所有致病微生物均为化能有机异养型微生物；所有致病微生物均为化能有机异养型微生物；65腐生型腐生型( (metatrophy) )：可利用无生命的有机物可利用无生命的有机物( (如动植物尸体和残体如动植物尸体和残体) )作为碳源；作为碳源；寄生型寄生型( (paratrophy) )：寄生在活的寄主机体内吸取营养物质寄生在活的寄主机体内吸取营养物质, ,离开寄主就不能生存；离开寄主就不能生存；在腐生型和寄生型之间还存在中间类型：在腐生型和寄生型之间还存在中间类型： 兼性腐生型兼性腐生型( (facultive metatrophy) )； 兼性寄生型兼性寄生型( (facultive paratrophy) )；66不同营养类型之间的界限并非绝对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；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有些微生物在不同生长条件下生长时,其营养类型也会其营养类型也会发生改变；发生改变；67例如例如紫色非硫细菌紫色非硫细菌（purple nonsulphur bacteria）：）：没有有机物时，同化没有有机物时，同化CO2， 为为自养型微生物；自养型微生物；有机物存在时，利用有机物进行生长，为有机物存在时，利用有机物进行生长，为异养型微生物；异养型微生物；光照和厌氧条件下，利用光能生长，为光照和厌氧条件下，利用光能生长，为光能营养型微生物；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，黑暗与好氧条件下，依靠有机物氧化产生的化学能生长， 为为化能营养型微生物；化能营养型微生物；微生物营养类型的可变性无疑有利于提高其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对环境条件变化的适应能力68 某些菌株发生突变某些菌株发生突变(自然突变或人工诱变自然突变或人工诱变)后，失去合后，失去合成某种成某种(或某些或某些)对该菌株生长必不可少的物质对该菌株生长必不可少的物质(通常是生长通常是生长因子如氨基酸、维生素因子如氨基酸、维生素)的能力，必须从外界环境获得该物的能力，必须从外界环境获得该物质才能生长繁殖，这种突变型菌株称为质才能生长繁殖，这种突变型菌株称为营养缺陷型营养缺陷型（auxotroph）；相应的野生型菌株称为相应的野生型菌株称为原养型原养型（prototroph）。5. 营养缺陷型（营养缺陷型（auxotroph）和原养型（和原养型（prototroph）营养缺陷型菌株经常用来进行微生物遗传学方面的研究。营养缺陷型菌株经常用来进行微生物遗传学方面的研究。69第三节第三节 培养基培养基70 培养基培养基（medium，复数复数media；或或culture medium） 是指由人工配制的、适合微生物生长繁殖或产生代是指由人工配制的、适合微生物生长繁殖或产生代谢产物用的混合营养料。（参见谢产物用的混合营养料。（参见P122P122）任何培养基都应具备微生物所需要的六大营养要素，任何培养基都应具备微生物所需要的六大营养要素，其间的比例是合适的其间的比例是合适的？碳源、氮源、无机盐、能源、生长因子、水碳源、氮源、无机盐、能源、生长因子、水71 一、选用和设计培养基的原则一、选用和设计培养基的原则 （一）配制培养基的（一）配制培养基的4 4个原则个原则 培养不同的微生物必须采用不同的培养条件；培养不同的微生物必须采用不同的培养条件；培养目的不同，原料的选择和配比不同；培养目的不同，原料的选择和配比不同；1.1.目的明确目的明确72例如枯草芽孢杆菌：例如枯草芽孢杆菌：一般培养：肉汤培养基或一般培养：肉汤培养基或LB培养基；培养基；自然转化：基础培养基；自然转化：基础培养基；观察芽孢：生孢子培养基；观察芽孢：生孢子培养基；产蛋白酶：以玉米粉、黄豆饼粉为主的产酶培养基；产蛋白酶：以玉米粉、黄豆饼粉为主的产酶培养基； 根据不同的工作目的，微生物不同的营养需要，根据不同的工作目的，微生物不同的营养需要，运用自己丰富的生物化学和微生物学知识来配制最佳运用自己丰富的生物化学和微生物学知识来配制最佳的培养基。的培养基。73 微生物细胞组成元素的调查或分析，是设计培养基时的微生物细胞组成元素的调查或分析，是设计培养基时的重要参考依据。重要参考依据。2.2.营养协调营养协调7475实验室的常用培养基：实验室的常用培养基：细菌：细菌： 牛肉膏蛋白胨培养基（或简称普通肉汤培养基）；牛肉膏蛋白胨培养基（或简称普通肉汤培养基）；放线菌：高氏放线菌：高氏1号合成培养基培养；号合成培养基培养；酵母菌：麦芽汁培养基；酵母菌：麦芽汁培养基；霉菌：霉菌： 查氏合成培养基；查氏合成培养基；实验室一般培养：普通常用培养基；实验室一般培养：普通常用培养基；遗传研究：成分清楚的合成培养基；遗传研究：成分清楚的合成培养基；生理、代谢研究：选用相应的培养基配方；生理、代谢研究：选用相应的培养基配方；（1 1）选择适宜的营养物质选择适宜的营养物质76营养物质的营养物质的浓度适宜浓度适宜；营养物质之间的营养物质之间的配比适宜配比适宜； 高浓度糖类物质、无机盐、重金属离子等不仅不能高浓度糖类物质、无机盐、重金属离子等不仅不能维持和促进微生物的生长，反而起到抑制或杀菌作用。维持和促进微生物的生长，反而起到抑制或杀菌作用。（2 2）营养物质浓度及配比合适营养物质浓度及配比合适77 培养基中各营养物质之间的浓度配比也直接影响微培养基中各营养物质之间的浓度配比也直接影响微生物的生长繁殖和（或）代谢产物的形成和积累，其中生物的生长繁殖和（或）代谢产物的形成和积累，其中碳氮比（碳氮比（C CN N）的影响较大。的影响较大。发酵生产谷氨酸时：发酵生产谷氨酸时：碳氮比为碳氮比为4/1时，菌体大量繁殖，谷氨酸积累少；时，菌体大量繁殖，谷氨酸积累少；碳氮比为碳氮比为3/1时，菌体繁殖受到抑制，谷氨酸产量则大量增加。时，菌体繁殖受到抑制，谷氨酸产量则大量增加。碳氮比（碳氮比（C CN N比）比）碳源中碳原子的摩尔数碳源中碳原子的摩尔数氮源中氮原子的摩尔数氮源中氮原子的摩尔数碳源含量碳源含量氮源含量氮源含量78真菌真菌需需C CN N比比较较高高的培养基；的培养基；（素食）（素食）细菌细菌（动物病原菌动物病原菌）需需C CN N比比较较低低的培养基；的培养基；（荤食）（荤食）793.3.理化适宜理化适宜 指培养基的指培养基的pH值、渗透压、水活度和氧化还原值、渗透压、水活度和氧化还原电势等物理化学条件较为适宜。电势等物理化学条件较为适宜。pHpH渗透压和水活度渗透压和水活度氧化还原电位氧化还原电位80（1 1） pHpH 各大类微生物都有其生长适宜的各大类微生物都有其生长适宜的pH范围，范围，培养基的培养基的pH必须控制在一定的范围内必须控制在一定的范围内，以满足不同类型微生物的生，以满足不同类型微生物的生长繁殖或产生代谢产物。长繁殖或产生代谢产物。81细菌：细菌： pH 7.08.0放线菌：放线菌：pH 7.58.5酵母菌：酵母菌： pH 3.86.0霉菌：霉菌：pH 4.05.8藻类：藻类： pH 6.07.0原生动物：原生动物： pH 6.08.0嗜极菌（嗜极菌（extremophilesextremophiles）初始初始pHpH通常培养条件：通常培养条件：82（2 2）渗透压和水活度渗透压和水活度 它表示两种浓度不同的溶液间被一个半透性薄膜隔开时，它表示两种浓度不同的溶液间被一个半透性薄膜隔开时，稀溶液中的水分子会因稀溶液中的水分子会因水势水势（water potentiality）的推动而透的推动而透过隔膜流向浓溶液，直到浓溶液产生的机械压力足以使两边过隔膜流向浓溶液，直到浓溶液产生的机械压力足以使两边水分子的进出达到平衡为止，这时由浓溶液中的溶质所产生水分子的进出达到平衡为止，这时由浓溶液中的溶质所产生的机械压力，即为它的的机械压力，即为它的渗透压值渗透压值。渗透压渗透压（osmotic pressure）是某水溶液中一个可用压力来是某水溶液中一个可用压力来量度的一个物化指标。量度的一个物化指标。83（3 3）氧化还原电势（氧化还原电势（redox potential） 又称又称氧化还原电位氧化还原电位，是度量某氧化还原系统中是度量某氧化还原系统中还原剂释还原剂释放电子放电子或或氧化剂接受电子氧化剂接受电子趋势的一种指标。趋势的一种指标。 一般以一般以Eh表示，它是指以氢电极为标准时某氧化还原系统表示，它是指以氢电极为标准时某氧化还原系统的电极电位值，的电极电位值，单位是单位是V（伏）伏）或或mV（毫伏）毫伏）。844. 4. 经济节约经济节约 配制培养基时应尽量利用廉价且易于获得的原料作为配制培养基时应尽量利用廉价且易于获得的原料作为培养基成份培养基成份, ,特别是在发酵工业中特别是在发酵工业中, ,以降低生产成本。以降低生产成本。85二、培养基的种类二、培养基的种类培养基培养基微生物的菜谱微生物的菜谱名目繁多、种类各异名目繁多、种类各异86（一）按对培养基成分的了解作分类（一）按对培养基成分的了解作分类天然培养基天然培养基组合培养基组合培养基半组合培养基半组合培养基87 1. 1.天然培养基天然培养基（complex media，undefined media） 这是指一些利用动、植物或微生物体或其提取物这是指一些利用动、植物或微生物体或其提取物制成的培养基，这是一类营养成分既复杂又丰富、难制成的培养基，这是一类营养成分既复杂又丰富、难以说出其确切化学组成的培养基。以说出其确切化学组成的培养基。例如，培养多种细菌的例如，培养多种细菌的牛肉膏蛋白胨牛肉膏蛋白胨培养基，培养基， 培养酵母菌的培养酵母菌的麦芽汁培养基麦芽汁培养基等。等。8889天然培养基的优点：天然培养基的优点：营养丰富、种类多样、配制方便、价格低廉营养丰富、种类多样、配制方便、价格低廉 。缺点：缺点：是成分不清楚、不稳定，不适宜做精细的科学实验。是成分不清楚、不稳定，不适宜做精细的科学实验。天然培养基只适合于一般实验室中的菌种培养、天然培养基只适合于一般实验室中的菌种培养、发酵工业中生产菌种的培养和某些发酵产物的生产等。发酵工业中生产菌种的培养和某些发酵产物的生产等。90 2. 2.组合培养基组合培养基 （chemical chemical defined media） 又称又称合成培养基合成培养基（synthetic media），或或限定性培养限定性培养基基是一类按微生物的营养要求精确设计后用多种高纯化学试剂是一类按微生物的营养要求精确设计后用多种高纯化学试剂配制成的培养基。配制成的培养基。例如，培养细菌的例如，培养细菌的葡萄糖铵盐培养基葡萄糖铵盐培养基， 培养放线菌的培养放线菌的淀粉硝酸盐培养基淀粉硝酸盐培养基（即（即高氏一号培养基高氏一号培养基），）， 培养真菌的培养真菌的蔗糖硝酸盐培养基蔗糖硝酸盐培养基（即（即查氏培养基查氏培养基）等。）等。91组合培养基的优点：组合培养基的优点：成分精确、重演性高。成分精确、重演性高。缺点：缺点：价格较贵、配制较烦，且微生物生长比较一般。价格较贵、配制较烦，且微生物生长比较一般。组合培养基仅适用于营养、代谢、生理、生化、组合培养基仅适用于营养、代谢、生理、生化、遗传、育种、菌种鉴定或生物测定等遗传、育种、菌种鉴定或生物测定等对定量要求较高的研究工作中。对定量要求较高的研究工作中。 923.3.半组合培养基半组合培养基（semi-defined media） 又称又称半合成培养基半合成培养基（semi-synthetic media），指一类主要以化学试剂配制，同时还加有某种或某些天指一类主要以化学试剂配制，同时还加有某种或某些天然成分的培养基。然成分的培养基。例如，培养真菌的例如，培养真菌的马铃薯蔗糖培养基马铃薯蔗糖培养基 等。等。93（二）按培养基外观的物理状态作分类（二）按培养基外观的物理状态作分类液体培养基液体培养基固体培养基固体培养基半固体培养基半固体培养基脱水培养基脱水培养基941.1.液体培养基液体培养基（liquid media） 一类呈液体状态的培养基，在实验室和生产实践一类呈液体状态的培养基，在实验室和生产实践中用途广泛，尤其适用于大规模的培养微生物。中用途广泛，尤其适用于大规模的培养微生物。 952.2.固体培养基固体培养基（solid media）广义：广义：一类外观呈固体状态的培养基。一类外观呈固体状态的培养基。狭义：狭义：在液体培养基中加入凝固剂，使之成为固体在液体培养基中加入凝固剂，使之成为固体的培养基。的培养基。固体培养基为微生物生长提供一个固体培养基为微生物生长提供一个营养表面营养表面，微生物在这表面上可以形成单个菌落。微生物在这表面上可以形成单个菌落。963.3.半固体培养基半固体培养基（semi-solid media）例如，例如，“稀琼脂稀琼脂”（sloppy agar），它在小型容器倒它在小型容器倒置时不会流出，但在剧烈震荡后则呈破散状态。置时不会流出，但在剧烈震荡后则呈破散状态。 指在液体培养基中加入少量的指在液体培养基中加入少量的凝固剂凝固剂而配制成而配制成的半固体状态培养基，的半固体状态培养基，97一般可在液体培养基中加入一般可在液体培养基中加入0.2-0.70.2-0.7左右的琼脂制成。左右的琼脂制成。半固体培养基可放入试管中形成半固体培养基可放入试管中形成“直立柱直立柱”，这在微，这在微生物学实验中有许多独特的用途，生物学实验中有许多独特的用途，例如，细菌的动力观察（在半固体直立柱中央进行细例如，细菌的动力观察（在半固体直立柱中央进行细菌的菌的穿刺接种穿刺接种，观察细菌的运动能力），观察细菌的运动能力）， 微生物趋化性的研究，微生物趋化性的研究， 厌氧菌的培养、分离和计数，厌氧菌的培养、分离和计数， 细菌和酵母菌的菌种保藏，细菌和酵母菌的菌种保藏， 以及以及噬菌体效价测定（双层平板法）噬菌体效价测定（双层平板法）等。等。984.4.脱水培养基脱水培养基（dehydrated culture media） 又称又称脱水商品培养基脱水商品培养基（dehydrated commercial media）或或预制干燥培养基预制干燥培养基（pre-fabricated dried culture media）, ,指含有除水以外的一切成分的商品培养基，使用时只要加入指含有除水以外的一切成分的商品培养基，使用时只要加入适量水分并加以灭菌即可，是一类既有成分精确又有使用方适量水分并加以灭菌即可，是一类既有成分精确又有使用方便等优点的便等优点的现代化培养基现代化培养基。99常用的凝固剂：常用的凝固剂：琼脂（琼脂（agar）、明胶（明胶（gelatin）、海藻酸钠（海藻酸钠（alginate）、）、脱乙酰吉兰糖胶（脱乙酰吉兰糖胶（Gelrite）、）、多聚醇多聚醇F127F127（pluronic polyol F127 F127 ）等。等。100 琼脂是最优良的凝固剂，自琼脂是最优良的凝固剂，自18801880年代开始用于配制微年代开始用于配制微生物培养基以来，至今经久不衰。生物培养基以来，至今经久不衰。101（三）按培养基对微生物的功能作分类（三）按培养基对微生物的功能作分类选择性培养基选择性培养基鉴别性培养基鉴别性培养基基础培养基基础培养基加富培养基加富培养基增殖培养基增殖培养基1021.1.基础培养基基础培养基（minimum media） 在一定条件下含有某类微生物生长繁殖所需的基在一定条件下含有某类微生物生长繁殖所需的基本营养物质的培养基，也称为本营养物质的培养基，也称为基本培养基基本培养基。1032.2.加富培养基加富培养基（enriched media）p124p124 在普通培养基（如肉汤蛋白胨培养基）中加入某在普通培养基（如肉汤蛋白胨培养基）中加入某些些特殊营养物质特殊营养物质制成的一类营养丰富的培养基。用制成的一类营养丰富的培养基。用来来培养营养要求比较苛刻培养营养要求比较苛刻的异养型微生物。的异养型微生物。Eg. 培养百日咳博德氏菌（培养百日咳博德氏菌（Bordetella pertussis）需要含需要含有有血液血液的加富培养基。的加富培养基。104 这些特殊营养物质包括这些特殊营养物质包括血液、血清、酵母浸膏、血液、血清、酵母浸膏、动植物组织液动植物组织液等。等。 根据待分离微生物的特点设计的培养基，用于从根据待分离微生物的特点设计的培养基，用于从环境中富集和分离某种微生物环境中富集和分离某种微生物。（目的微生物在这种培养基中较其他微生物生长速度（目的微生物在这种培养基中较其他微生物生长速度快，并逐渐富集而占优势，从而容易达到分离该种微快，并逐渐富集而占优势，从而容易达到分离该种微生物的目的。）生物的目的。）1053.3.增殖培养基增殖培养基（complete media） 在普通培养基中加入在普通培养基中加入一些某种微生物特别喜欢的一些某种微生物特别喜欢的营养物质，增加这种微生物的繁殖速度营养物质，增加这种微生物的繁殖速度，逐渐淘汰其，逐渐淘汰其他微生物，这种培养基称为他微生物，这种培养基称为增殖培养基增殖培养基。常用于菌。常用于菌种筛选。种筛选。Eg. 要分离出能利用石蜡油进行发酵的酵母菌，只需要分离出能利用石蜡油进行发酵的酵母菌，只需在配方里使用石蜡油作碳源。在配方里使用石蜡油作碳源。1064.4.选择性培养基选择性培养基（selected media） 一类根据某微生物的一类根据某微生物的特殊营养要求或其对某化学、特殊营养要求或其对某化学、物理因素的抗性而设计的培养基物理因素的抗性而设计的培养基，具有使混合菌样中的，具有使混合菌样中的劣势菌变成优势菌的功能，广泛用于菌种筛选等领域。劣势菌变成优势菌的功能，广泛用于菌种筛选等领域。 选择性培养基是选择性培养基是1919世纪荷兰的世纪荷兰的M. W. Beijerinck和俄国的和俄国的S. N. Vinogradsky发明的。发明的。例如，在培养基中加入例如，在培养基中加入链霉素、氯霉素链霉素、氯霉素可以抑制原核微生物可以抑制原核微生物的生长，这种培养基用于的生长，这种培养基用于分离真菌分离真菌。1071081095.5.鉴别性培养基鉴别性培养基（differential media）p124p124 一类在成分中加有能与目的菌的无色代谢产物发生显一类在成分中加有能与目的菌的无色代谢产物发生显色反应的色反应的指示剂指示剂，从而达到只需肉眼辨别颜色就能方便，从而达到只需肉眼辨别颜色就能方便的从近似菌落中找出目的菌菌落的培养基。的从近似菌落中找出目的菌菌落的培养基。110最常见的鉴别性培养基是最常见的鉴别性培养基是伊红美蓝乳糖培养基伊红美蓝乳糖培养基，即，即EMB（Eosin Methylene Blue）培养基培养基。它在饮用水、牛奶的大肠菌群数（它在饮用水、牛奶的大肠菌群数（coliforms）等细菌学检查等细菌学检查和在和在 E. coli 的遗传学研究工作中有着重要的用途。的遗传学研究工作中有着重要的用途。111EMB培养基中的伊红和美蓝两种苯胺染料可抑制培养基中的伊红和美蓝两种苯胺染料可抑制G+细菌细菌和一些难和一些难培养的培养的G细菌细菌。在低酸度时，这二种染料结合形成沉淀，起着产酸指示剂的作用。在低酸度时，这二种染料结合形成沉淀，起着产酸指示剂的作用。试样中的多种肠道菌会在试样中的多种肠道菌会在EMB培养基上产生易于用肉眼识别的特征培养基上产生易于用肉眼识别的特征性菌落，因而易于辨别。性菌落，因而易于辨别。例如例如 E. coli 强烈分解乳糖而产生大量的混合酸，强烈分解乳糖而产生大量的混合酸，菌体呈酸性，菌落被染成深紫色，从菌落表面的反射光中还可看到菌体呈酸性，菌落被染成深紫色，从菌落表面的反射光中还可看到绿色金属闪光（似金龟子色）绿色金属闪光（似金龟子色）。112第四节第四节 微生物吸收营养微生物吸收营养物质的机制物质的机制113微生物们是怎样吃东西的？微生物们是怎样吃东西的？114 微生物在生长过程中，所需营养物质不断的进入微生物在生长过程中，所需营养物质不断的进入细胞，细胞，代谢产物代谢产物及时的分泌到胞外，这两个过程就是及时的分泌到胞外，这两个过程就是物质的运输物质的运输。营养物质营养物质能否利用（即是否具有酶系）能否利用（即是否具有酶系）能否进入细胞能否进入细胞115一、物质运输的障碍一、物质运输的障碍1.1.荚膜与粘液层荚膜与粘液层荚膜和粘液层是由一层结构疏松的多糖物质组成，荚膜和粘液层是由一层结构疏松的多糖物质组成，所以对大多数物质进入细胞影响不大。所以对大多数物质进入细胞影响不大。2.2.细胞壁细胞壁肽聚糖组成的网状结构，只允许一定分子量以下肽聚糖组成的网状结构，只允许一定分子量以下的小分子物质进入，大分子物质就不能通过肽聚的小分子物质进入，大分子物质就不能通过肽聚糖的网眼孔。糖的网眼孔。1163.3.细胞膜细胞膜 细胞膜具有细胞膜具有选择性渗透作用选择性渗透作用，即细胞膜只允，即细胞膜只允许一种物质比另一种物质更容易通过的特性。许一种物质比另一种物质更容易通过的特性。营养物质进入营养物质进入代谢产物排出代谢产物排出无用物质的进入无用物质的进入有用物质的漏出有用物质的漏出保证保证防止防止这是对物质运输影响最大的，这是对物质运输影响最大的，它能保证细胞与外界合理的进行物质交换。它能保证细胞与外界合理的进行物质交换。117二、物质运输方式二、物质运输方式 除了原生动物外，其他各大类有细胞的微生物都是通除了原生动物外，其他各大类有细胞的微生物都是通过过细胞膜的渗透和选择吸收作用细胞膜的渗透和选择吸收作用而从外界吸取营养物而从外界吸取营养物的。的。118运运送送方方式式不通过膜上载体蛋白：不通过膜上载体蛋白：单纯（被动）扩散单纯（被动）扩散耗能耗能通过膜上载体蛋白通过膜上载体蛋白不耗能：促进扩散不耗能：促进扩散运送前后溶质分子改变运送前后溶质分子改变：基团转移基团转移运送前后溶质分