目的與要求
1.掌握微生物的營養。
2.掌握培養基的製備與微生物接種。
3.掌握微生物的生長規律。
4.了解微生物的培養條件、培養技術。
5.了解微生物的代謝、在自然界中的分布。
微生物在其生命活動過程中,一刻不停地進行著新陳代謝。為了維持自身的生命力和滿足生命活動過程中對物質和能量的需要,必須從周圍環境中吸收各種物質,以滿足合成細胞、提供能量和調節新陳代謝的需要。微生物從周圍環境中吸收的滿足生命活動需要的物質總稱為微生物的營養物。微生物從周圍環境中吸收營養物質並加以利用的過程稱為微生物的營養。
能為微生物提供營養物質以滿足微生物生命活動需要的環境稱為微生物的生長環境。在生長環境中,微生物不斷吸收外界提供的營養物質,利用這些營養物質維持自身的生命,同時進行各種生命活動,表現出一定的生命活動規律。與微生物生命活動相關的規律總稱為微生物的生理。
微生物必須從外界攝取必要的營養物質,這些營養物質的種類和進入微生物細胞內的方式都對微生物的生命活動起著作用,為合理地利用微生物,就需要對微生物的營養過程進行全麵的分析和掌握。
一、微生物的營養物質
微生物的營養物質包括六大類,即碳源、氮源、能源、無機鹽、生長因子、水。
(一)碳源
一切能滿足微生物生長繁殖所需碳元素的營養物質總稱為碳源,其功能有:
(1)提供細胞物質中的碳素來源;
(2)提供微生物生長發育過程中所需要的能量。
微生物細胞含碳量約占幹重的50%,所以除水分外,碳源是需要量最大的營養物質,碳源又稱為大量營養物質。
碳源的種類很多,幾乎所有含碳的化合物或者自然界含碳物質都能作為微生物生長所需要的碳源。碳源可以分為有機碳源和無機碳源,有機碳源包括糖類、有機酸、醇類、脂類等,無機碳源主要是指CO2及各種類型的碳酸鹽。不同的微生物對碳源的種類有不同的需要。如酵母菌隻能利用葡萄糖、蔗糖、麥芽糖等有機碳源,而不能利用無機碳源;產甲烷菌(一種細菌)隻能利用CO2和少數1C或2C化合物等無機碳源,而不能利用有機碳源。凡隻能利用有機碳源的微生物統稱為異養型微生物,凡隻能利用無機碳源的微生物稱為自養型微生物。
同一種微生物對不同碳源具有一定的優先選擇性,微生物會優先選擇更符合自己生長需要的碳源進行吸收。例如在酵母菌的培養基中同時加入葡萄糖和乳糖,酵母會優先選擇葡萄糖進行吸收,而不吸收乳糖,當培養基中的葡萄糖消耗完之後,酵母菌才會調整代謝途徑,對乳糖進行吸收。
總體而言,微生物對碳源的吸收優先放在有機碳源,自養型微生物隻占微生物總群體的少部分。在有機碳源中,可以被大量微生物利用的碳源主要集中在糖類上,能利用非糖物質作為碳源的微生物並不多見。在糖類中,按照葡萄糖、蔗糖、麥芽糖等低分子糖到澱粉、纖維素、果膠等高分子糖的順序進行吸收。需要特別注意的是,瓊脂作為一種高分子的糖類,因為化學結構的限製,幾乎不能被所有的微生物利用。
(二)氮源
凡能提供微生物生長繁殖所需氮元素的營養物質總稱為氮源。