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单元三 微生物培养技术 【知识目标】： 理解微生物； 掌握； 。【能力目标】： 掌握 熟悉干热灭菌和高压蒸汽灭菌的操作方法 模块一 微生物的营养 一、微生物的化学组成 微生物细胞的化学成分以有机物和无机物两种状态存在。有机物包含各种大分子，它们是蛋白质、核酸、类脂和糖类，占细胞干重的99%。无机成分包括小分子无机物和各种离子，占细胞干重的1%。微生物细胞的元素构成由C、H、O、N、P、S、K、Na、Mg、Ca、Fe等组成。其中C、H、O、N、P、S六种元素占微生物细胞干重的97%；其他为微量元素。 组成微生物细胞的化学元素分别来自微生物生长的所需要的营养物质，即微生物生长所需的营养物质应该包含有组成细胞的各种化学元素。这些物质概括为提供构成细胞物质的碳素来源的碳源物质，构成细胞物质的氮素来源的氮源物质和一些含有K、Na、Mg、Ca、Fe、Mn、Cu、Co、Zn、Mo元素的无机盐。 二、微生物的营养要素 微生物生长所需要的营养要素主要是以的有机物和无机物的形式提供的，小部分由气体物质供给。微生物的营养物质按其在机体中的生理作用可区分为：碳源、氮源、无机盐、生长因子和水五大类。 1、碳源 在微生物生长过程中为微生物提供碳素来源的物质称为碳源。 从简单的无机含碳化合物如CO2和碳酸盐到各种各样的天然有机化合物都可以作为微生物的碳源，但不同的微生物利用含碳物质具有选择性，利用能力有差异。微生物利用的主要碳源物质有葡萄糖、果糖、麦芽糖、蔗糖、淀粉、半乳糖、乳糖、纤维二糖、纤维素等糖类和有机酸、醇、脂等。 碳源的生理作用主要有：碳源物质通过复杂的化学变化来构成微生物自身的细胞物质和代谢产物；同时多数碳源物质在细胞内生化反应过程中还能为机体提供维持生命活动的能量，但有些以又CO2为唯一或主要碳源的微生物生长所需的能源则不是来自CO2。 你知道吗？2、氮源 凡是可以被微生物用来构成细胞物质的或代谢产物中氮素来源的营养物质通称为氮源物质。 能被微生物所利用的氮源物质有蛋白质及其各类降解产物、铵盐、硝酸盐、亚硝酸盐、分子态氮、嘌呤、嘧啶等。 氮源物质常被微生物用来合成细胞中含氮物质，少数情况下可作能源物质，如某些厌氧微生物在厌氧条件下可利用某些氨基酸作为能源。 微生物对氮源的利用具有选择性，如玉米浆相对于豆饼粉，NH4＋相对于NO3-为速效氮源。 3、 无机盐是微生物生长必不可少的一类营养物质，它们在机体中的生理功能主要是作为酶活性中心的组成部分、维持生物大分子和细胞结构的稳定性、调节并维持细胞的渗透压平衡、控制细胞的氧化还原电位和作为某些微生物生长的能源物质等(表3.1)。 表3.1 无机盐及其生理功能 元素 化合物形式 生理功能 磷 KH2PO4 K2HPO4 核酸、核蛋白、磷脂、辅酶及ATP等高能分子的成分，作为缓冲系统调节培养基pH 硫 (NH4)2SO4 MgSO4 含硫氨基酸(半胱氨酸、甲硫氨酸等)、维生素的成分，谷胱甘肽可调节胞内氧化还原电位 镁 MgSO4 己糖磷酸化酶、异柠檬酸脱氢酶、核酸聚合酶等活性中心组分，叶绿素和细菌叶绿素成分 钙 CaCl2 Ca(NO3)2 某些酶的辅因子，维持酶(如蛋白酶)的稳定性，芽孢和某些孢子形成所需，建立细菌感受态所需 钠 NaCl 细胞运输系统组分，维持细胞渗透压，维持某些酶的稳定性 钾 KH2PO4 K2HPO4 某些酶的辅因子，维持细胞渗透压，某些嗜盐细菌核糖体的稳定因子 铁 FeSO4 细胞色素及某些酶的组分，某些铁细菌的能源物质，合成叶绿素、白喉毒素所需 微生物生长所需的无机盐一般有磷酸盐、硫酸盐、氯化物以及含有钠、钾、钙、镁、铁等金属元素的化合物。 如果微生物在生长过程中缺乏微量元素，会导致细胞生理活性降低甚至停止生长。 5、 6、 　　①起到溶剂与运输介质的作用，营养物质的吸收与代谢产物的分泌必须以水为介质才能完成；②参与细胞内一系列化学反应；③维持蛋白质、核酸等生物大分子稳定的天然构象；④因为水的比热高，是热的良好导体，能有效地吸收代谢过程中产生的热并及时地将热迅速散发出体外，从而有效地控制细胞内温度的变化；⑤保持充足的水分是细胞维持自身正常形态的重要因素；⑥微生物通过水合作用与脱水作用控制由多亚基组成的结构，如酶、微管、鞭毛及病毒颗粒的组装与解离。 三、微生物的营养类型 由于微生物种类繁多，其营养类型比较复杂，人们常在不同层次和侧重点上对微生物营养类型进行划分(表3.2)。根据碳源、能源及电子供体性质的不同，可将绝大部分微生物分为光能无机自养型、光能有机异养型、化能无机自养型及化能有机异养型四种类型(表3.3)。 表3.2微生物营养类型(Ⅰ) 划分依据 营养类型 特点 碳源 自养型 以CO2为唯一或主要碳源 异养型 以有机物为碳源 能源 光能营养型