分享：我个人整理出来的厦大微生物笔记(4)
考研论坛 dengshq_12282005-01-13

　　Chap 4 微生物的营养与物质运输
　　§1 微生物的营养与培养基
　　§2 营养物质进入细胞的方式
　　●概述
　　●营养（nutrition）：生理功能、能量和物质、生长和繁殖。
　　●营养物（nutrient）：营养功能，提供结构物质,能量、代谢调节物质和 生理环境。
　　§1 微生物的营养与培养基
　　一、微生物的营养要素与营养类型
　　●六种营养要素：碳源、氮源、能源、生长因子、无机盐和水。
　　1、碳源（Carbon source）
　　●定义：碳元素（碳架）、营养源。
　　●碳源谱：碳源范围--有机碳源、无机碳源。
　　●依据利用碳源情况，微生物营养类型有：
　　--自养型（autotroph）:CO2（唯一碳源）。不依赖有机营养物。
　　--异养型（heterotroph）：至少需要一种大量有机物、正常营养。
　　--混合型（mixotroph）：碳同化混合类型。
　　●异养微生物的适宜碳源：糖类、醇类、有机酸类、脂类。
　　2、能源（energy source）
　　●定义：提供最初能量来源的营养物或辐射能。异养微生物的能源就是其碳源。
　　●以能源分类，微生物的营养型有：
　　--光能营养型（phototrohp）直接利用太阳光辐射能。
　　--化能营养型（chemotroph）：从脂合物化学反应中获得能量，又分无机营养型有机营养型。
　　●微生物的营养类型
　　3、氮源（nifrogen source）
　　●定义：氮元素、营养源●氮源谱： ●氨基酸自养型与氨基酸异养型
　　●微生物利用各种氮源的特点：N2（固N）蛋白质及水解物。
　　4、生长因子（growth factor）
　　●定义：正常代谢必需，不能自身合成，有机化合物，需要量少。
　　●微生物与生长因子的关系：
　　5、无机盐
　　●定义：C、N以外的各种重要元素，大量元素、微量元素及配制细菌培养基时对无机盐的选择。
　　●无机元素的来源和功能
　　6、水：营养要素之一，在微生物生命活动过程的重要作用。
　　二、微生物的培养基
　　●培养基（medium）：人工配制，适合微生物生长繁殖或产生代谢产物、混合养料，具备六大营养要素， 比例合适，配制后立即灭菌。
　　（一）选用和设计培养基的原则
　　1、目的明确：菌种与目的产物类型、实验室研究或工业生产、种子培养或发酵，C/N比（种子培养基比发酵培养茎低）。
　　2、营养协调
　　●确定各种营养要素的数量和比例的依据：细胞成分或元素含量（P92，表4-7）、异养微生物碳源兼作能源、需要量大。
　　●培养基中各营养要素的含量顺序：水>碳源>氮源> P.S>K.Mg>生长因子。
　　3、培养基PH应适宜：4、经济节约：
　　（二）培养基配方设计方法
　　1、生态模拟：天然基质、“初级”培养基（肉汤、 水果汁、麸皮米糠、米饭面包、肥土、玉米芯。
　　2、查阅文献：直接或间接相关信息。
　　3、精心设计：C源、N源的影响、无机盐的影响，
　　正交试验设计、培养条件（PH、温度、通气量）试验、综合试验、扩大规模试验。
　　（三）培养基的种类
　　1、按对培养基成分的了解程度划分：天然培养基、组合培养基、半组合培养基。
　　2、按培养基外观的物理状态划分：固体培养基（琼脂 1.8—2.0%），半固体培养基（琼脂0.5%）、液体培养基。
　　3、接培养基的功能划分：
　　●选择性培养基（selected medium）：特殊营养要求或对 某一理化因素、抗性、提高筛选效率功能。加富培养基（enriched medium）
　　●鉴别性培养基（differential medium）：指示剂
　　（与无色代谢物发生显色反应）、菌落易区别，
　　伊红美蓝乳糖培养基（Eosin Methylene Blue, EMB）鉴别各种肠道杆菌。
　　§2 .营养物质进入细胞的方式
　　●概述：
　　物质运送（material　transport）
　　一、研究营养物质运送的意义
　　●与微生物营养、代谢密切相关；
　　●促进生物膜的结构与功能的研究；细胞膜是物质运输的主要屏障；
　　●微生物发酵生产实践中有着重要意义。
　　二、物质运送的方式及分子机制
　　1、单纯扩散（simple diffusion）/被动运送（passive transport）.
　　●特点：顺浓度梯度或电位梯度、物理扩散，无特异性，扩散能量　来自分子热运动。
　　●存在：H2O、气体（O2、CO2、N2等）、乙醇和某些氨基酸。
　　2、促进扩散（facilitated diffusion）
　　●机理：底物特异性载体蛋白（carrier protein）膜内外侧结合底物　亲和力不同（结合底物在膜上位移中载体蛋白构型变化引起）。
　　●·特点：顺浓度梯度或电位梯度。扩散能量来自分子热运动， 有特异性，运送速度快载体蛋白）。
　　●存在：真核细胞（糖类）、原核（厌气微生物）细胞（等）
　　3、主动运送（active transport）
　　●特点：特异性载体，提供能量（ATP、质子 势）、载体构型变化，逆浓度梯度运送、底物分子结构无变化。
　　●存在：各种微生物吸收营养物质的主要机制，无　
　　机离子（ 　、 　 、 　 ）有机离子（氨基
　　酸）和一些糖类（ 乳糖、蜜二糖、葡萄糖）。
　　4、基团移位（group translocation）
　　●机制：依靠磷酸烯醇式丙酮酸一已糖磷酸转移酶系统。
　　●过程：热稳定载体蛋白（HPr, heat stable carrier protein）的激治（PEP+HP 丙酮酸+P-HPr）。糖被磷酸化后运入膜内（P-HPr+ 糖 糖-P+HPr）
　　●特点：需PEP-已糖磷酸转移酶系统●酶对底物有特异性选择●消耗高能磷酸化合物PEP ●底物分子结物变化●逆浓度梯度运送。
　　●存在：兼性和严格厌氧菌●需氧菌（巨大芽孢杆菌、枯草杆菌） ●糖类（葡、果、甘）以及脂肪酸、核苷、 碱基。
　　三、四种运送方式的比较