1、第一节 微生物的营养物质和营养类型一、营养物质及其功能二、微生物的营养类型三、培养基 第二节 微生物的能量代谢（自学） 第三节 微生物的分解代谢（自学） 第四节 微生物的合成代谢一、无机养料的同化二、大分子前体物质的合成三、细胞结构成分大分子物质的合成四、微生物合成的次生代谢产物,第二章 微生物的营养和代谢,第一节 微生物的营养物质和营养类型一、营养物质及其功能（一）碳素养料（二）氮素养料（三）矿质元素养料（四）生长因子（五）水二、微生物的营养类型三、培养基四、营养物质进入细胞的方式,本章内容：,微生物的营养要求（微生物需要吃什么？） 培养基（如何给微生物做饭？ ） 营养物质进入细胞（微生物是
2、怎样吃东西的？ ）,第一节 微生物营养物质和营养类型,营养物质（nutrient）: 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物质。营养（nutrition）: 生物体从外界环境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要的一种最基本的生理功能。即微生物获得与利用营养物质的过程通常称为营养。营养物质是微生物生存的物质基础，而营养是生物维持和延续其生命形式的一种生理过程。,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,水,微生物营养物质,碳素营养物质,氮素营养物质,矿物质营养物质,生长因子,自然界许多物质可以被不同的微生物利用，根据其性质和作用可将微
3、生物的营养物质分为：,1、概念 凡能提供微生物营养所需碳元素的营养物质称为碳源，C量约占干重的50%。 2、 分类 碳源其中糖类是最广泛的碳源，其次为醇类、有机酸、脂等；单糖优于双糖和多糖；己糖优于戊糖；葡萄糖、果糖优于甘露糖和半乳糖；淀粉优于纤维素和几丁质等纯多糖，又优于琼脂、木质素等杂多糖。,（一）、碳素营养物质及其功能,CO2、CO32-,糖类、有机酸、醇、脂类、 烃类及芳香族化合物,微生物的碳源谱,3、常用的碳源,常以糖类提供C源,淀粉类（玉米粉、小麦粉、野生植物）,组成有机分子的骨架 为整个生理活动提供所需要的能量,4、碳素的功能,5、根据对碳源的利用情况,自 养 微 生 物：如红螺
4、菌 (以无机碳为主),异 养 微 生 物：大多数微生物 (必须利用有机碳源),在环境保持上有重要的意义： 利用石蜡、酚、氰化物塑料等高度不活跃的碳氢化合物和有毒物质。霉菌和诺卡氏菌可以降解氰化物 假丝酵母可以降解塑料 假单胞菌可以降解酚类化合物 目前在微生物分类中已利用了140种碳素化合物进行了菌种鉴定,凡是能提供微生物生长繁殖所需氮素的营养物质称为氮源。（微生物细胞中含氮513%）,1、概念,2、分类,（二）、氮素营养物质及其功能,（固氮菌、根瘤菌、少数放线菌和光合细菌、蓝细菌）,（多数微生物）,（多数微生物）,微生物的氮源谱,牛肉膏、蛋白胨、酵母膏,鱼粉、花生、豆饼粉、麸皮、蛹粉,3、常用
5、的氮源,4、N素营养的功能 构成细胞物质 能源物质（如硝化细菌等可以利用铵盐、硝酸盐等氮源为能源）,固氮微生物 (固定N2为氨)氨基酸自养型 (能以简单氮源合成一切所需的氨基酸)氨基酸异养型 (从外界吸收现成的氨基酸),5、按微生物对氮源利用的差异,是微生物生长必不可少的一类营养物质，它们为机体生长提供多种重要的生理功能，包括大量元素和微量元素。,（三）、矿物质营养物质,1、概念,大量元素：P、S、K、Mg、Ca、Na、Fe等。（微生物生长所需浓度在10-310-4mol/L）,微量元素：Cu、Zn、Mn、Mo、Co等。（微生物生长所需浓度在10-610-8mol/L）,一般微生物生长所需要的
6、无机盐有：硫酸盐、磷酸盐、 氯化物以及含有钠、钾、镁、铁等金属元素的化合物。,2、主要功能,微生物所需营养元素及功能,是一类对微生物正常生活所不可缺少、微量、微生物自身不能用简单的碳源或氮源合成，或合成量不足以满足机体生长需要的有机营养物质。不同微生物需求的生长因子的种类和数量不同。,1、定义,2、生长因子 维生素、氨基酸、碱基,4、按微生物与生长因子的关系将微生物分类,生长因子自养型微生物,（野生型或原养型菌株）,（四）、生长因子,生长因子异养型微生物,有些微生物失去或没有合成生长素类物质能力的微生物叫营养缺陷型。乳酸菌、各种动物病原菌、支原体,生长因子过量合成微生物,3、功能：构成细胞成分
7、调节代谢,维生素的功能 B1( 硫胺素)：脱羧酶、转醛酶、转酮酶的辅基。 B2(核黄素)：黄素蛋白的辅基，FMN、FAD的前体。 烟酸：NAD和NADP的前体，脱氢酶的辅酶。 对氨基苯甲酸：叶酸的前体。 B6(吡哆醇)：转氨酶与脱羧酶的辅基。 泛酸： CoA的前体。 叶酸：四氢叶酸与核酸合成有关。 B12：钴酰胺辅酶 硫辛酸：催化丙酮酸和酮戊二酸氧化脱睃。,（五）、水份,水是微生物细胞的主要成分，含量一般为70%-90%，以游离或结合态存在。生理作用 细胞的构成成分； 参与细胞内一系列生理生化反应； 起到溶剂与运输介质的作用； 有效地控制细胞内温度的变化。,不同细胞及不同细胞结构中游离水的含量
8、有较大差别：,第二节 微生物的营养类型,异养型生物：在生长时能以简单的无机物质作为营养物质。,自养型生物：在生长时需要以复杂的有机物质作为营养物质。,生长所需要 的营养物质,营养类型：根据微生物生长所需要的主要营养物即能源和碳源、氮源不同而划分的微生物的类型。,微生物既有异养型也有自养型,生长过程中 能量的来源,化能营养型：依靠化合物氧化释放的能量进行生长。,光能营养型：依靠光能进行生长。,大部分微生物属于化能营养型生物，它们从物质的氧化过程中获得能量。植物和少部分微生物属于光能营养型生物。,微生物的主要营养类型,根据碳源、能源及电子供体性质的不同， 可将微生物分为：,（一）、光能自养型微生物
9、（光能无机营养型）,具有光合色素，以光为能源，同化CO2 (作为碳源)。,产氧光合作用：,不产氧光合作用：,氧化特定的无机物以获取能量，同化CO2，合成有机碳水化合物。属于这类微生物有硫化细菌、硝化细菌、氢细菌与铁细菌等。例如硝化细菌:严格化能自养2NH4+3O2 2NO2+2H2O+132kc 2NO2- +O2 2NO3- +36.2kc,（二）、化能自养型微生物（化能无机营养型）,CO2+H2O CH2O+O2,（三）、光能异养型微生物（光能有机营养型）,CH3 2 CHOH+CO2 2CH3COCH3+CH2O+H2OCH3,具有细菌叶绿素，以光为能源，以简单有机物作为供氢体，同化CO
10、2,红螺菌,光能,（四）、化能异养型微生物（化能有机营养型）,这类微生物生长所需的能量来自有机物氧化过程放出的化学能，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），既是它们生长的碳源物质又是能源物质。这类微生物包括绝大多数的细菌、全部真菌、原生动物以及病毒。,三、 培养基 (medium),定义：应科研或生产的需要，由人工配制的、适合于不同微生物生长繁殖或积累代谢产物用的营养基质（混合养料）。 特点：任何培养基都应具备微生物所需要的五大营养要素，且应比例适当。所以一旦配成必须立即灭菌。 用途：促进微生物生长；积累代谢产物；分离微生物菌种；鉴定微生物种类；微生物细胞计数
11、；菌种保藏；制备微生物制品。,培养基组分应适合微生物的营养特点（目的明确）营养物的浓度与比例应恰当（营养协调）物理化学条件适宜（条件适宜）根据培养目的选择原料及其来源（经济节约）,（一）、培养基的配制原则,目的明确、营养协调、条件适宜、经济节约,一）培养基组分应适合微生物的营养特点,即根据不同微生物的营养需要配制不同的培养基；不同营养类型的微生物，其对营养物的需求差异很大。如自养型微生物的培养基完全可以（或应该）由简单的无机物质组成。异养微生物的培养基至少需要含有一种有机物质，但有机物的种类需适应所培养菌的特点。,按微生物的主要类群来说，它们所需要的培养基成分也不同：细菌： 牛肉膏蛋白胨培养基
12、；LB (Luria-Bertani)放线菌： 高氏一号培养基真菌： 查氏合成培养基；PDA (Potato-Dextrose-Agar)酵母菌； 麦芽汁,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 10gNaCl 5g H2O 1000ml,放线菌（高氏1号） 淀粉 20gK2HPO4 0.5g NaCl 0.5g MgSO4.7H2O 0.5g KNO3 1g FeSO4 0.01g H2O 1000ml,PDA培养基 称取200g马铃薯，洗净去皮切碎，加水1000ml煮沸半个小时，纱布过滤，再加10-20g葡萄糖和12-15g琼脂，充分溶解后趁热纱
13、布过滤，调pH值，加水补足1000ml，分装。,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10-15 。巴林，煮沸后，沙布过滤，调PH为6.0。,霉菌（查氏合成培养基） NaNO3 3gK2HPO4 1gKCl 0.5g MgSO4.7H2O 0.5g FeSO4 0.01g 蔗糖 30g H2O 1000ml,浓度过高微生物的生长起抑制作用浓度过低不能满足微生物生长的需要 碳氮比（C/N）直接影响微生物生长与繁殖及代谢物的形成与积累，常作为考察培养基组成时的一个重要指标；,C/N比值：细菌(6/1)，真菌(10:1
14、),碳源中的碳原子的mol数 氮源中所含的氮原子的mol数,C/N比值=,例：谷氨酸生产中 C/N 4/1时，菌体大量繁殖，谷氨酸积累少； C/N3/1 时，菌体生长受抑制，而谷氨酸大量增加。,二）营养物的浓度与比例应恰当,（1）pH：各类微生物的最适生长pH值各不相同：细 菌：7.08.0 放线菌：7.58.5酵母菌：3.86.0 霉 菌：4.05.8在微生物的生长和代谢过程中，由于营养物质的利用和代谢产物的形成与积累，培养基的初始pH值会发生改变，为了维持培养基pH值的相对恒定，通常采用下列两种方式： 内源调节：在培养基里加一些缓冲剂或不溶性的碳酸盐（CaCO3）；调节培养基的碳氮比。 外
15、源调节：按实际需要不断向发酵液流加酸或碱液,三）物理化学条件适宜,（2）渗透压 P124等渗溶液 适宜微生物生长高渗溶液 细胞发生质壁分离低渗溶液 细胞吸水膨胀,大多数微生物适合在等渗的环境下生长，而有的菌如Staphylococcus aureus则能在3mol/L NaCl的高渗溶液中生长。能在高盐环境（2.86.2/L NaCl）生长的微生物常被称为嗜盐微生物（Halophiles）。,对微生物影响最大的是：分子氧和分子氢的浓度。 培养基中常用的还原剂：巯基乙酸、抗坏血酸、硫化氢、半胱氨酸、谷胱甘肽、二硫苏糖醇等。,（3）氧化还原电势(redox poyential),各种微生物对培养基
16、的氧化还原电势的要求： 好氧微生物：+0.3+0.4V(在0.1V以上的环境中均能生长)。 厌氧微生物：只能在+0.1V以下生长。 兼性厌氧微生物：+0.1V以上呼吸、+0.1V以下发酵。,该培养基的应用目的，即：是培养菌体还是积累代谢产物？是实验室种子培养还是大规模发酵？代谢产物是初级代谢产物还是次级代谢产物？, 用于培养菌体种子的培养基营养应丰富，氮源含量宜高（碳氮比低）；用于大量生产代谢产物的培养基其氮源一般应比种子培养基稍低，（但若发酵产物是含氮化合物时，有时还应提高培养基的氮源含量）；若代谢产物是次级代谢产物时要考虑是否加入特殊元素或特定的代谢产物；,四）根据培养基的应用目的选择原料
17、及其来源, 当所设计的是大规模发酵用的培养基时，应重视培养基中各成份的来源和价格，应选择来源广泛、价格低廉 的原料，提倡以粗代精，以废代好。,生态模拟 调查所培养菌的生态条件，查看“嗜好”，对“症”下料初级天然培养基。 查阅文献 查阅、分析文献，调查前人的工作资料，借鉴人家的经验，以便从中得到启发设计有自己特色的培养基配方。 精心设计 借助优选法或正交试验设计法等方法。 实验 比较不同培养基配方的选择比较单种成分来源和数量的比较几种成分浓度比例调配的比较小型试验放大到大型生产条件的比较pH和温度试验,（二）、设计培养基的方法,难溶物先溶； 避免发生化学反应； 不溶性杂质应过滤；高温易破坏的物质
18、应过滤除菌； 根据培养基的种类选择适当的灭菌温度。,(三)培养基的配制和灭菌,过滤灭菌,灭菌用理化方法杀死一定物质中的微生物,无菌室的消毒： 紫外光化学药物熏蒸（苯酚；高锰酸钾+甲醛）,Dry heat incineration,高温干燥箱,Infrared incinerator with shield to prevent spattering of microbial samples during flaming.,火焰灼烧,干热空气灭菌： 160， 2 h。,一般培养基: 1.05 Kg/cm2 121.3,20-30 min含糖培养基: 0.56 Kg/cm2112.6 15-30
19、min,高压蒸汽灭菌,过滤除菌,按培养基的成分分类按培养基的物理状态分类按培养基的功能（或用途）分类按所培养微生物的类群分类按培养目的来分类,培养基的种类,（三）、培养基的类型其应用,天然培养基(complex medium)：又称复合培养基 利用化学成分还不完全清楚或不恒定的天然物质（如肉汤、蛋白胨、麦芽汁、酵母汁、豆芽汁、玉米粉、牛奶、血清等）制成的培养基。天然培养基比较经济，除实验室经常使用外，更适宜于在生产上用来大规模地培养微生物和生产微生物产品。,（三）、培养基的类型其应用,1. 按培养基的成分区分,合成（组合）培养基(synthetic medium)：也称作限定培养基。 由化学成
20、分完全了解的物质配制而成的培养基。 该类培养基的组成成分清楚，重复性强，但微生物生长较慢，且价格较贵。 故一般适于在实验室范围内及有关微生物营养需要、代谢、分类鉴定、生物测定以及菌种选育、遗传分析等方面的研究工作。 如高氏培养基、察氏培养基等都是合成培养基。,半组合培养基(semi-defined medium)： 在合成培养基的基础上添加些天然成份，以更有效地满足微生物对营养物的需要。 如马铃薯蔗糖培养基,天 然,合 成,半合成,原料,牛肉膏、麦芽汁、蛋白胨、酵母膏、玉米粉、麦麸、各种饼粉、马铃薯、牛奶、血清等,化学药品,化学药品,天然成分,优点,营养丰富，配制方便，实验室和工业上都常用,缺
21、点,稳定及重复性差，不适于自养微生物,重复性好，适于精确的科学研究。多用于自养微生物的研究。,价格昂贵，较难配制,最常用,重复性差,举例,牛肉膏蛋白胨培养基,葡萄糖铵盐培养基高氏1号培养基,马铃薯蔗糖培养基,液体培养基(liquid medium)：培养基中没有凝固剂； 用途：大量培养微生物、研究生理代谢等。可根据培养后的“浊度”判断微生物的生长情况。,2. 根据培养基的物理状态来分,液体培养基(liquid medium),固体培养基(solid medium)：一般加有凝固剂；凝固剂含量一般为1.52.5；凝固培养基：琼脂、明胶 天然固体培养基：麸皮、米糠、木屑用途：由于固体培养基能提供营
22、养表面，因此可用于微生物的分离、纯化、计数、生理测定、育种和菌种保藏等方面的研究。可依使用目的不同而制成斜面、平板等形式。,固体培养基(solid medium),豆腐上接种毛霉,半固体培养基(semi-solid medium)：凝固剂含量一般约为0.2-0.5%；用途：观察细菌的运动、测定噬菌体效价等。,半固体培养物的生长情况：,1. 不被微生物分解、利用、液化；2. 不因消毒灭菌而破坏； 3. 在微生物的生长温度内保持固态； 4. 凝固点的温度对微生物无害； 5. 透明度好、粘着力强、配制方便、价格低,理想凝固剂应具备的条件,基础培养基(minimum medium): 是含有一般微生物
23、生长繁殖所需的基本营养成分的培养基。牛肉膏蛋白胨培养基是最常用的基础培养基。可作为一些特殊培养基的基础成分，再根据某种微生物的特殊营养需求，在基础培养基中加入所需营养物质。,3. 按特殊用途划分,选择性培养基(selective medium)：根据某种或某一类群微生物的特殊营养需要（投其所好），或根据对某种化合物的敏感性情况（取其所抗）而设计出来的一类培养基。用于将某种或某类微生物从混杂的微生物群体中分离出来。,在培养基中加入某种物质，以杀死或抑制不需要的微生物的生长，而促进目的微生物生长的培养基。（取其所抗）,马丁氏培养基(富集土壤真菌，抑制细菌) 葡萄糖 1% 蛋白胨 0.5% 磷酸二氢
24、钾 0.1% 硫酸镁 0.05%,琼脂 2% 孟加拉红 1/3万 链霉素 30g/ ml 金霉素 2g/ml,根瘤菌,1/8,0001/5,000的结晶紫,G+细菌,放线菌,高锰酸钾溶液数滴,细菌和霉菌,G-细菌,胆盐,G+细菌,酵母、霉菌,青霉素或链霉素,细菌,分离对象,化学试剂,抑制对象,（续上表）,鉴别性培养基(differential medium)： 用于鉴别不同类型微生物的培养基。在普通培养基中加入能与某菌的代谢产物发生显色反应的指示剂或化学药品，从而用肉眼就能识别研究的细菌。用于微生物的快速分类鉴定，以及分离和筛选产生某种代谢产物的微生物菌种。,例：伊红美兰（Eosin-Meth
25、ylene Blue）乳糖培养基（简称EMB培养基） 用于食品卫生的微生物学检验，检验食品样品的“大肠菌群”的指标。,蛋白胨 10g 乳糖 5g 蔗糖 5g K2HPO4 2g 伊红0.4g 美蓝 0.065g 水 1000ml pH7.2,伊红美蓝培养基(EMB培养基)菌样 涂布EMB平板上,乳糖发酵 产酸乳糖不发酵，不产酸：无色菌落,能力强：紫色菌落能力弱：棕色菌落,大肠杆菌,产气杆菌等,E. coli,能发酵乳糖，产酸,Pseudomonas aeruginosa,不发酵乳糖，不产酸,加富培养基(enriched medium)：也称营养培养基，在基础培养基中加入某些特殊的营养物质，如血
26、、血清、动植物组织液或其他营养物质（或生长因子）的一类营养丰富的培养基。用来富集（使数量上占优势）和分离某种特定微生物。或用以培养营养要求苛刻的微生物 。,硫酸镁 0.1% 硫酸铁 0.01% 酵母膏 0.05% 孟加拉红 1/3万 pH 4.5,酵母菌富集培养基 葡萄糖 5% 尿素 0.1% 硫酸胺 0.1% 磷酸氢二钾 0.25% 磷酸氢二钠 0.05%,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,从而容易达到分离到该种微生物的目的。,细菌培养基营养肉汤（nutrient broth)： 牛肉膏 3g； 水 1000ml；蛋白胨 5g ； pH 7.27.4 放线菌
27、培养基高氏1号：可溶性淀粉 20g； KNO3 1g; K2HPO4 1gMgSO4 0.5g NaCl 1g; FeSO47H2O 0.5g水 1000ml; pH 7.27.4 霉菌培养基查氏（zapek)培养基：蔗糖 30g; KCl 0.5g; MgSO4.H2O 0.5g;FeSO4 0.5g 水 1000ml; K2HPO4 1g;NaNO3 3g; pH 6.7 酵母菌培养基麦芽汁培养基,细菌培养基 放线菌培养基 霉菌培养基 霉菌培养基等,4. 根据所培养的微生物类群来分,干麦芽粉加4倍水，在50-60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，
28、纱布过滤，调pH为6.0。,种子培养基(seed culture medium)：是为保证发酵生产获得大量优质种子而设计的培养基。 特点是营养较丰富，氮源比例较高。有时为使菌种能迅速适应后面的发酵条件，还有意识地加入发酵培养基的基质。发酵培养基(fermentation medium)：用于生产预定发酵产物，一般以碳为主要元素，碳源含量往往高于种子培养基。 大规模生产时，原料应价廉易得，还应有利于下游的分离提取。,5. 根据培养目的来分,如：味精生产 一级种子（北京棒状杆菌AS1.299，用摇床培养）培养基配方：,葡萄糖 3% 玉米浆 2.53.5% 尿素 0.30.5% K2HPO4 0.1
29、0.2% MgSO4 0.05%,二级种子（1200升发酵罐）培养基配方： 以3-5%淀粉水解糖代替3%葡萄糖，其他成分同一级种子。,发酵培养基（50-100t发酵罐）： 基本同二级种子液。,第四节 微生物摄取营养的方式,营养物质能否进入细胞取决于三个方面的因素：,营养物质本身的性质（相对分子量、质量、溶解性、电负性等）；,微生物所处的环境（温度、pH等）；,微生物细胞的透过屏障（原生质膜、细胞壁、荚膜等）。,除原生动物外，各种微生物都是通过细胞膜的渗透和选择性吸收作用而从外界吸收营养物质的。,(又称被动扩散),营养物质进入细胞的4种方式:,1简单扩散（自由扩散、单纯扩散）,被输送的物质，靠细
30、胞内外浓度差为推动力，以透析或扩散的形式从高浓度区向低浓度区的扩散。,特点,不消耗能量；不需要载体；,不能逆浓度运输；运输速率较慢；,物质在扩散过程中没有发生任何变化；,非特异性；,单纯扩散模式图,水是唯一可以通过自由扩散穿过原生质膜的分子；另外脂肪酸、乙醇、甘油、一些气体（O2、CO2）及某些氨基酸分子在一定程度上也可通过自由扩散进出细胞。,2促进扩散,特点,不消耗能量,需要载体参与,不能逆浓度运输,运输速率与膜内外物质的浓度差成正比,参与运输的物质的分子结构不发生变化，但运输速度加快,细胞外溶质借助于细胞膜上的载体蛋白（酶）的协助， 向胞内运送的方式。,3主动运输,在代谢能的推动下，通过膜
31、上特殊载体蛋白构象的变化，逆养料浓度梯度吸收营养物质的过程。,主动运输是广泛存在于微生物中的一种主要的物质运输方式。,ATP运输,特点,需要消耗代谢能,需要载体蛋白参与,能逆浓度运输,对被运输的物质有高度的立体专一性,被运输的物质在转移的过程中不发生任何化学变化,Comparison of passive and active transport,不同微生物在主动运输过程中所需的能量来源不同，好氧微生物直接来自呼吸能，厌氧微生物主要来自化学能，光合微生物则主要来自光能。主动运输是微生物吸收营养物质的主要方式。,与促进扩散相比, 主动运输有何重要意义?,最关键的是，微生物通过主动运输可以从各种环
32、境中吸收到营养物质，从而对提高其环境的适应性具有重要作用。,4基团移位,是另一种类型的主动运输，它与主动运输的不同之处在于它有一个复杂的运输系统(酶系统)来完成物质的运输。营养物质在运输的过程中发生了化学变化（糖在运输的过程中发生了磷酸化）。其特点是：需要能量，需要载体，可以逆浓度运输，而且物质结构在运输过程中会发生化学变化。,依靠烯醇式磷酸丙酮酸高能键基团的转运作用,基团移位主要存在于厌氧型和兼性厌氧型细胞中，主要用于各种糖类的运输，脂肪酸、核苷酸、碱基等也可以通过这种方式运输。,四种运输营养物质方式的比较,（一）次生代谢与次生代谢产物初生代谢是微生物通过代谢活动所产生的自身繁殖所必需的物质
33、和能量的过程。该过程所产生的产物即为初生代谢产物，如氨基酸、核苷类，以及酶或辅酶等。次生代谢是微生物在一定的生长时期，以初级代谢产物为前体，合成一些对于其本身生命活动无明确功能的物质的过程。 这一过程的产物，即为次生代谢产物。根据其作用，可将其分为如抗生素，激素，色素，毒素等几类 。,四、微生物合成的次生代谢产物,第四节 微生物的合成代谢,产物 种类,初级代谢产物,次级代谢产物,产生 时期,作用,种的 特异性,分布,实例,相同,不同点,生长全过程,生长一定阶段以后,生长繁殖必需,对自身无明显作用,无,有,细胞内,细胞内或外,氨基酸、多糖,抗生素、毒素,在微生物细胞的调节下，有步骤产生,（二）次
34、生代谢产物的特点,人们利用这些具有各种生理活性的次级代谢产物，生产具有应用价值的药物。,由微生物细胞合成，既不参与细胞的组成，又不是酶的活性基团，也不是细胞的储存物质，它们中的大多数分泌于微生物的体外。,具有分子结构复杂、代谢途径独特、在生长后期合成、产量较低、生理功能不很明确(尤其是抗生素)以及其合成一般受质粒控制。,一般地说，形态构造和生活史越复杂的微生物(如放线菌和丝状真菌)，其次生代谢物的种类也就越多。,（1）抗生素,是生物在其生命活动过程中产生的一种次生代谢产物或其人工衍生物，在很低浓度时就能抑制或影响其他生物的生命活动，可用做优良的化学治疗剂。,抑制细胞壁的合成 损伤细胞质膜 干拢
35、病原菌的蛋白质合成 阻碍核酸的合成,机制,阿维菌素、井冈霉素、春日菌素、庆丰菌素、灭孢素、杀螨霉素等等,农用抗 生素,图中央是青霉菌，周围是致病细菌。距青霉素最远的细菌个大、色浓，活力十足；距青霉菌较近的细菌个较小、色较浅，活力较差；而最接近青霉菌的细菌个最小、色发白，显然已经死亡,抗生素,（2）激素,赤霉菌是在研究水稻恶病苗的过程中发现的，水稻恶苗病是由赤霉菌寄生而引起的，最常见的症状是稻苗徒长，病苗比健康苗可以高出1/3，经过研究得知，促进稻苗徒长的物质是赤霉菌分泌的赤霉素。,某些微生物能产生刺激动物生长或性器官发育的激素类物质，称为激素。目前已发现微生物能产生15种激素，如赤霉素、细胞分
36、裂素、生长素等。,（3）毒素,有些微生物在代谢过程中，能产生某些对人或动物有毒害的物质，称为毒素。大部分的毒素是蛋白类物质，对其宿主产生高度特异性的组织损害。 微生物产生的毒素有细菌毒素和真菌毒素。,黄曲霉毒素是主要由黄曲霉 (Aspergillus flavus) 寄生曲霉 (A.parasiticus) 产生的次生代谢产物，在湿热地区食品和饲料中出现黄曲霉毒素的机率最高。 1993年黄曲霉毒素被世界卫生组织(WHO)的癌症研究机构划定为1类致癌物，是一种毒性极强的剧毒物质，黄曲霉毒素的危害性在于对人及动物肝脏组织有破坏作用，严重时,可导致肝癌甚至死亡。,烟草野火病菌产生的野火毒素，使病斑周
37、围产生很宽的黄晕圈。,烟草野火病的病原属烟草假单胞菌的短杆状细菌，无隔膜，不产生芽胞，染色为革兰氏阴性反应，鞭毛16根。,许多微生物在生长过程中能合成不同颜色的色素。有的在细胞内，有的分泌到细胞外。色素是微生物分类的一个依据。微生物所产生的色素，根据它们的性状区分为水溶性和脂溶性色素。水溶性色素，如稻绿核菌色素、蓝乳菌色素、荧光菌的荧光色素等。 脂溶性色素，如八叠球菌属的黄色素、灵杆菌的红色素等。有的色素可用于食品，如红曲霉属的红曲色素。,（4）色素,稻绿核菌子实体的形态,健粒,子实体,黄色有薄膜包被,墨绿色,橙黄色,淡黄色,中心：白色肉质块,（4）色素,稻 曲 病,1、解释：,小 结,营养物
38、质 营养 生长因子 营养缺陷型 异养型生物 自养型生物 化能营养型生物 光能营养型生物 光能自养型微生物（光能无机营养型） 化能自养型微生物（化能无机营养型） 光能异养型微生物（光能有机营养型） 化能异养型微生物（化能有机营养型）培养基碳氮比 加富培养基 鉴别培养基 选择培养基,1、微生物需要的主要的营养物质及其功能。 2、根据碳源、能源及氢或电子供体不同划分微生物 的营养类型，并举例。 3、什么是碳源、氮源？试列举能够被微生物利用的常用碳源物质和氮源物质。 4、以能源为主，碳源为辅对微生物的营养类型分类？可分成哪几类？ 5、培养基的种类有哪些？各有什么功能。 6、培养基的配制原则及灭菌。 7、比较微生物吸收营养物质机制的异同。 8、与促进扩散相比，微生物通过主动运输吸收营养物的优点是什么？,小 结,
