第四章 微生物的生理钟剑霞福建师范大学福清分校生化系本章主要内容微生物的生理微生物的营养微生物的新陈代谢物质和能量代谢
★微生物体的化学组成
★微生物所需的营养物及营养类型
★营养物质进入微生物的方式
★微生物的培养基分解代谢 — 产能代谢合成代谢 — 物质代谢微生物代谢的酶新陈代谢（ metabolism） 简称代谢，泛指发生在活细胞中的各种分解代谢
（ catabolism） 和合成代谢 (anabolism)
的总和分解代谢酶系复 杂 分 子
（有机物）
简单分子 + ATP
（ 能量）
+ [H]
合成代谢酶系新陈代谢的概念营养物质 是微生物生存的物质基础营养 是微生物维持和延续其生命形式的一种生理过程。
营养,微生物获得和利用营养物质的过程。
营养物质,能够满足机体生长、繁殖和完成各种生理活动所需要的物质,
第二节 微生物的营养一、微生物的化学组成主要元素,碳、氢、氧、氮、磷、硫、钾、镁、钙等微量元素,锌、锰、氯、钼、硒、钴、铜等占细菌细胞干重的 97%
微生物机体质量的 70%~90%为水分，其余 10%~30%为干物质二、微生物的营养物质碳源、氮源、能源、生长因子、无机盐和水微生物的营养物质按照它们在机体中的生理作用不同，可以将它们区分成六大类。
1.碳源在微生物生长过程中能为微生物提供碳素来源的物质碳源谱 ｛
有机碳无机碳异养微生物自养微生物目前在微生物工业发酵中所利用的碳源物质主要是单糖、淀粉、麸皮、米糠等。
对于为数众多的化能异养微生物来说，碳源是兼有能源功能营养物。
微生物利用的碳源物质主要有糖类、有机酸、
醇、脂类、烃,CO2及碳酸盐等。
凡是能被用来构成菌体物质中或代谢产物中氮素来源的营养物质称为氮源。
2.氮源氮源谱 ｛
有机氮无机氮 NH3铵盐硝酸盐
N2
｛
｛
蛋白质核酸氨基酸尿素氨基酸自养型生物：能利用尿素、铵盐、硝酸盐甚至氮气的生物氨基酸自异养型生物：能利用尿素、铵盐、
硝酸盐甚至氮气的生物常用的蛋白质类氮源包括蛋白胨、鱼粉、
蚕蛹、黄豆饼粉、玉米浆、牛肉浸膏、酵母浸膏等按氮源的不同可以把微生物分为：
3.能源能源：能为微生物的生命活动提供最初能量来源营养物或辐射能能源谱 ｛
化学物质辐射能
｛ 化能异养微生物的能源有机物无机物 化能自养微生物的能源光能自养和光能异养微生物的能源
4.生长因子生长因子：那些微生物生长所必需而且需要量很小，但微生物自身不能合成的或合成量不足以满足机体生长需要的有机化合物微 生 物 生长因子 需要量 （ ml-1）
III型肺炎链球菌（ Streptococcus pneumoniae） 胆碱 6ug
金黄色葡萄球菌（ Staphylococcus aureus） 硫胺素 0.5ng
白喉棒杆菌（ Cornebacterium diphtherriae） B-丙氨酸 1.5ug
破伤风梭状芽孢杆菌（ Clostridium tetani） 尿嘧啶 0-4ug
肠膜状串珠菌（ Leuconostoc mesenteroides） 吡哆醛 0.025ug
5.矿物元素作用参与微生物中氨基酸和酶的组成；酶的激活剂维持微生物细胞的原生质胶体状态，调节渗透压、氢离子浓度、氧化还原电位供给自养微生物能源大量元素,Na,K,Mg,Ca,S,P等。
微量元素：通常需要量在 10-6--10-8mol/L,锌、锰、
钠、氯、钼、硒、钴、铜、钨、镍、硼等。
根据微生物对矿质元素需要量大小可以分成
6.水 --生理功能
①起到溶剂与运输介质的作用；
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；
⑤通过水合作用与脱水作用控制由多亚基组成的结构
④热的良好导体；
营养元素的比例对微生物生长的影响由于不同微生物细胞的元素组成比例不同，
对各营养元素的比例要求也不同，影响最大的是碳氮比或碳氮磷比。
污水生物处理中好氧微生物群体（活性污泥
）要求碳氮磷比为 BOD5:N:P=100:5:1； 厌氧消化污泥中的厌氧微生物对碳氮磷比为
BOD5:N:P=100:6:1； 有机固体废物、堆肥发酵要求的碳氮比为 30:1，碳磷比为（ 75~100
）,1。
为了保证污水生物处理和有机固体废物生物处理的效果，要按碳氮磷比配给营养。
城市生活污水能满足活性污泥的营养要求。
如果一业废水不缺营养，切勿添加其他营养物质，否则反而会影响处理效果。
某些工业废水，如酒精废水缺氮，洗涤剂磷过剩下，也缺氮，可用粪便污水或尿素补充氮二、微生物的营养类型划分依据 营养类型 特点碳源 自养型 (au tot r oph s) 以 CO
2
为唯一或主要碳源异养型 (h ete r otr oph s) 以有机物为碳源能源 光能营养型 (p hot otr oph s) 以光为能源化能营养型 (ch em otr oph s) 以有机物氧化释放的化学能为能源电子供体 无机营养型 (li th otr oph s) 还原性无机物有机营养型 (or gan otr oph s) 有机物根据碳源、能源及电子供体性质的不同，可将微生物分为：
光能自养型 (photolithoautotrphy)
光能异养型 (photoorganoheterotrphy)
化能异养型 (chemolithoautotrphy)
化能自养型 (chemoorganoheterotrophy)
1.无机营养微生物
2.有机营养微生物
3.混合营养微生物
1．光能无机自养型（光能自养型）
能以 CO2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；
以无机物如 H2,H2S,S等作为供氢体或电子供体，
使 CO2还原为细胞物质；
例如，藻类及蓝细菌等和植物一样，以水为电子供体（供氢体），进行产氧型的光合作用，合成细胞物质。而红硫细菌，
以 H2S为电子供体，产生细胞物质，并伴随硫元素的产生。
CO2+ 2H2S 光能光合色素
[ CH2O] + 2S+ H2O
2．光能有机异养型（光能异养型）
不能以 CO2为主要或唯一的碳源；
以有机物作为供氢体，利用光能将 CO2还原为细胞物质在生长时大多数需要外源的生长因子；
例如，红螺菌属中的一些细菌能利用异丙醇作为供氢体，将 CO2
还原成细胞物质，同时积累丙酮。
2CH3CHOHCH3 + CO2
光能、光合色素
2 CH3COCH3 +[ CH2O] + H2O
3．化能无机自养型（化能自养型）
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 CO2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 NO2-等作为电子供体使
CO2还原成细胞物质。
化能无机自养型只存在于微生物中，可在完全无机及无光的环境中生长。它们广泛分布于土壤及水环境中,
参与地球物质循环；
4．化能有机异养型（化能异养型）
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；
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。
有机物通常既是碳源也是能源；
大多数细菌、真菌、原生动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；
5.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 CO2；
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,其营养类型也会发生改变；
例如紫色非硫细菌 (purple nonsulphur bacteria)：
没有有机物时，同化 CO2,为 自养型微生物 ；
有机物存在时，利用有机物进行生长，为 异养型微生物 ；
光照和厌氧条件下，利用光能生长，为 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，为 化能营养型微生物三、营养物质进入细胞的方式营养物质能否进入细胞取决于三个方面的因素
①营养物质本身的性质（相对分子量、质量、溶解性、电负性等）
②微生物所处的环境（温度,pH等）
③微生物细胞的透过屏障（原生质膜、细胞壁、
荚膜等）
根据物质运输过程的特点，可将物质的运输方式分为：
单纯扩散促进扩散主动运输基团转位
1．单纯扩散由于原生质膜是一种半透性膜，单纯扩散是指营养物质通过原生质膜上的小孔，由高浓度的胞外环境向低浓度的胞内进行扩散。
特点
①物质在扩散过程中没有发生任何反应；
②不消耗能量；不能逆浓度运输；
③运输速率与膜内外物质的浓度差成正比水是唯一可以通过扩散自由通过原生质膜的分子，
脂肪酸、乙醇、甘油、一些气体（ O2,CO2） 及某些氨基酸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
①不消耗能量
②参与运输的物质本身的分子结构不发生变化
③不能进行逆浓度运输
④运输速率与膜内外物质的浓度差成正比
⑤需要载体参与通过促进扩散进入细胞的营养物质主要有氨基酸、
单糖、维生素及无机盐等。一般微生物通过专一的载体蛋白运输相应的物质，但也有微生物对同一物质的运输由一种以上的载体蛋白来完成。
3．主动运输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。
4．基团转位基团移位与主动运输方式的不同之处在于物质在运输过程中发生化学变化。基团转移主要存在于厌氧型和兼性厌氧型细胞中，主要用于糖的运输，脂肪酸、
核苷、碱基等也可以通过这种方式运输。
比较项目 单纯扩散 促进扩散 主动运输 基团移位特异载体蛋白 无 有 有 有运送速度 慢 快 快 快溶质运送方向 由浓至稀 由浓至稀 由稀至浓 由稀至浓平衡时内外浓度内外相等 内外相等 内部高 内部高运送分子 无特异性 特异性 特异性 特异性能量消耗 不需要 需要 需要 需要运送前后溶质分子不变 不变 不变 改变载体饱和效应 无 有 有 有与溶质类似物 无竞争性 有竞争性 有竞争性 有竞争性运送抑制剂 无 有 有 有运送对象举例 水,O2 糖,SO42-氨基酸、乳糖 葡萄糖、嘌呤四种运送营养方式的比较四、培养基培养基 是人工配制的，适合微生物生长繁殖或产生代谢产物的营养基质。
任何培养基都应该具备微生物生长所需要六大营养要素：碳源、氮源、无机盐、能源、生长因子、水任何培养基一旦配成，必须立即进行灭菌处理常规高压蒸汽灭菌,1.05kg/cm2,121.3℃,
15~30分钟； 0.56kg/cm2,112.6℃ 15-30分钟
（一）选用和设计培养基的原则和方法
1.目的明确
2.营养协调
3.理化条件适宜
4.经济节约
1.目的明确根据不同的微生物的营养要求配制针对强的培养基。
培养化能自养型的氧化硫杆菌的培养基组成为：
S 10g MgSO4.7H2O 0.5g NH4)2SO4 0.4g
FeSO4 0.01g H2PO4 4g CaCl2 0.25g H2O
1000ml
培养化能异养的大肠杆菌一种培养基是由下列化学成分组成：
葡萄糖 5g NH4H2PO4 1g NaCl 5g
MgSO4.7H2O 0.2g K2HPO4 1g H2O 1000ml
常见的培养四大类微生物的培养基 (p.330)
细菌（牛肉膏蛋白胨培养基）
放线菌（高氏 1号培养基）
酵母菌 (麦芽汁培养基 )
霉菌（查氏培养基、马铃薯培养基）
2.营养协调培养基中营养物质浓度合适时微生物才能生长良好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代谢产物的形成和积累，其中碳氮比或碳氮磷比的影响较大。 碳氮比 指培养基中碳元素与氮元素的物质的量比值，有时也指培养基中还原糖与粗蛋白之比。
例如，在利用微生物发酵生产谷氨酸的过程中，培养基碳氮比为 4/1时，菌体量繁殖，谷氨酸积累少；
当培养基碳氮比为 3/1时，菌体繁殖受到抑制，谷氨酸产量则大量增加。
培养基的 pH必须控制在一定的范围内，以满足不同类型微生物的生长繁殖或产生代谢产物。
细菌与放线菌,pH7~7.5
酵母菌和霉菌,pH4.5~6范围内生长为了维持培养基 pH的相对恒定，通常在培养基中加入 pH缓冲剂，或在进行工业发酵时补加酸、碱。
3.理化条件适宜
A,pH B,水活度 C,氧化还原电位水分活度 是指在天然环境中，微生物可实际利用的自由水或游离水的含量，一般用在一定的温度和压力条件下,溶液的蒸汽压力与同样条件下纯水蒸汽压力之比表示，即：
αw=Pw/Pow
式中 Pw代表溶液蒸汽压力,Pow代表纯水蒸汽压力。
纯水 αw 为 1.00，溶液中溶质越多,αw 越小。
微生物一般在 αw 为 0.60～ 0.99的条件下生长,αw 过低时，微生物生长的迟缓期延长，比生长速率和总生长量减少。微生物不同，其生长的最适 αw 不同。
氧化还原电位 又称氧化还原电势（ redox potential），
是度量某氧化还原系统中的还原剂释放电子或氧化剂接受电子趋势的一种指标，其单位是 V（ 伏）或
mV（ 毫伏）。
不同类型微生物生长对氧化还原电位的要求不同好氧性微生物,+0.1伏以上时可正常生长，以 +0.3～
+0.4伏为宜；
厌氧性微生物：低于 +0.1伏条件下生长；
兼性厌氧微生物,+0.1伏以上时进行好氧呼吸，
+0.1伏以下时进行发酵。
4,经济节约以粗代精以野代家以废代好以国代进以简代繁以氮代朊以烃代粮以纤代糖
●按成分不同划分：
含用化学成分还不清楚或化学成分不恒定的天然有机物化学成分完全了解的物质配制而成的培养基如：高氏 1号培养基、查氏培养基如：牛肉膏蛋白胨培养基、麦芽汁培养基
1.天然培养基
2.合成培养基
（二）培养基的类型及应用按物理状态不同划分
1.固体培养基
3.液体培养基在液体培养基中加入一定量凝固剂琼脂，含量一般为 1.5% -2.0%。固体培养基常用来进行微生物的分离、鉴定、活菌计数及菌种保藏琼脂含量一般为 0.2%-0.7%。常用来观察微生物的运动特征、分类鉴定及噬菌体效价滴定
2.半固体培养基不加任何凝固剂。常用于大规模工业生产及在实验室进行微生物的基础理论和应用方面的研究按实验目的和用途不同划分
1.基础培养基 3.加富培养基在基础培养基中加入某些特殊营养物质制成的一类营养丰富的培养基。如高糖培养基
2.选择培养基适合大多数微生物生长的培养基，如牛肉膏蛋白胨培养基
4.鉴别培养基在培养基中加入相应的特殊营养物质或化学物质，抑制不需要的微生物的生长，有利于所需微生物的生长。如麦康凯培养基用于鉴别不同类型微生物的培养基，微生物产生某种代谢产物，与培养基中的化学物质发生化学反应，产生明显的特征变化，如 EMB培养基用 EMB培养基鉴别肠道杆菌试样
G+菌：受抑制
G-菌能发酵乳糖产酸不能发酵乳糖不产酸产酸力强菌落呈金属光泽产酸力弱菌落棕色大肠杆菌菌落无色透明肠杆菌属沙雷氏菌属克雷伯氏菌属哈夫尼菌属变形菌属沙门氏菌属志贺氏菌属
Thanks!
★微生物体的化学组成
★微生物所需的营养物及营养类型
★营养物质进入微生物的方式
★微生物的培养基分解代谢 — 产能代谢合成代谢 — 物质代谢微生物代谢的酶新陈代谢（ metabolism） 简称代谢，泛指发生在活细胞中的各种分解代谢
（ catabolism） 和合成代谢 (anabolism)
的总和分解代谢酶系复 杂 分 子
（有机物）
简单分子 + ATP
（ 能量）
+ [H]
合成代谢酶系新陈代谢的概念营养物质 是微生物生存的物质基础营养 是微生物维持和延续其生命形式的一种生理过程。
营养,微生物获得和利用营养物质的过程。
营养物质,能够满足机体生长、繁殖和完成各种生理活动所需要的物质,
第二节 微生物的营养一、微生物的化学组成主要元素,碳、氢、氧、氮、磷、硫、钾、镁、钙等微量元素,锌、锰、氯、钼、硒、钴、铜等占细菌细胞干重的 97%
微生物机体质量的 70%~90%为水分，其余 10%~30%为干物质二、微生物的营养物质碳源、氮源、能源、生长因子、无机盐和水微生物的营养物质按照它们在机体中的生理作用不同，可以将它们区分成六大类。
1.碳源在微生物生长过程中能为微生物提供碳素来源的物质碳源谱 ｛
有机碳无机碳异养微生物自养微生物目前在微生物工业发酵中所利用的碳源物质主要是单糖、淀粉、麸皮、米糠等。
对于为数众多的化能异养微生物来说，碳源是兼有能源功能营养物。
微生物利用的碳源物质主要有糖类、有机酸、
醇、脂类、烃,CO2及碳酸盐等。
凡是能被用来构成菌体物质中或代谢产物中氮素来源的营养物质称为氮源。
2.氮源氮源谱 ｛
有机氮无机氮 NH3铵盐硝酸盐
N2
｛
｛
蛋白质核酸氨基酸尿素氨基酸自养型生物：能利用尿素、铵盐、硝酸盐甚至氮气的生物氨基酸自异养型生物：能利用尿素、铵盐、
硝酸盐甚至氮气的生物常用的蛋白质类氮源包括蛋白胨、鱼粉、
蚕蛹、黄豆饼粉、玉米浆、牛肉浸膏、酵母浸膏等按氮源的不同可以把微生物分为：
3.能源能源：能为微生物的生命活动提供最初能量来源营养物或辐射能能源谱 ｛
化学物质辐射能
｛ 化能异养微生物的能源有机物无机物 化能自养微生物的能源光能自养和光能异养微生物的能源
4.生长因子生长因子：那些微生物生长所必需而且需要量很小，但微生物自身不能合成的或合成量不足以满足机体生长需要的有机化合物微 生 物 生长因子 需要量 （ ml-1）
III型肺炎链球菌（ Streptococcus pneumoniae） 胆碱 6ug
金黄色葡萄球菌（ Staphylococcus aureus） 硫胺素 0.5ng
白喉棒杆菌（ Cornebacterium diphtherriae） B-丙氨酸 1.5ug
破伤风梭状芽孢杆菌（ Clostridium tetani） 尿嘧啶 0-4ug
肠膜状串珠菌（ Leuconostoc mesenteroides） 吡哆醛 0.025ug
5.矿物元素作用参与微生物中氨基酸和酶的组成；酶的激活剂维持微生物细胞的原生质胶体状态，调节渗透压、氢离子浓度、氧化还原电位供给自养微生物能源大量元素,Na,K,Mg,Ca,S,P等。
微量元素：通常需要量在 10-6--10-8mol/L,锌、锰、
钠、氯、钼、硒、钴、铜、钨、镍、硼等。
根据微生物对矿质元素需要量大小可以分成
6.水 --生理功能
①起到溶剂与运输介质的作用；
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；
⑤通过水合作用与脱水作用控制由多亚基组成的结构
④热的良好导体；
营养元素的比例对微生物生长的影响由于不同微生物细胞的元素组成比例不同，
对各营养元素的比例要求也不同，影响最大的是碳氮比或碳氮磷比。
污水生物处理中好氧微生物群体（活性污泥
）要求碳氮磷比为 BOD5:N:P=100:5:1； 厌氧消化污泥中的厌氧微生物对碳氮磷比为
BOD5:N:P=100:6:1； 有机固体废物、堆肥发酵要求的碳氮比为 30:1，碳磷比为（ 75~100
）,1。
为了保证污水生物处理和有机固体废物生物处理的效果，要按碳氮磷比配给营养。
城市生活污水能满足活性污泥的营养要求。
如果一业废水不缺营养，切勿添加其他营养物质，否则反而会影响处理效果。
某些工业废水，如酒精废水缺氮，洗涤剂磷过剩下，也缺氮，可用粪便污水或尿素补充氮二、微生物的营养类型划分依据 营养类型 特点碳源 自养型 (au tot r oph s) 以 CO
2
为唯一或主要碳源异养型 (h ete r otr oph s) 以有机物为碳源能源 光能营养型 (p hot otr oph s) 以光为能源化能营养型 (ch em otr oph s) 以有机物氧化释放的化学能为能源电子供体 无机营养型 (li th otr oph s) 还原性无机物有机营养型 (or gan otr oph s) 有机物根据碳源、能源及电子供体性质的不同，可将微生物分为：
光能自养型 (photolithoautotrphy)
光能异养型 (photoorganoheterotrphy)
化能异养型 (chemolithoautotrphy)
化能自养型 (chemoorganoheterotrophy)
1.无机营养微生物
2.有机营养微生物
3.混合营养微生物
1．光能无机自养型（光能自养型）
能以 CO2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；
以无机物如 H2,H2S,S等作为供氢体或电子供体，
使 CO2还原为细胞物质；
例如，藻类及蓝细菌等和植物一样，以水为电子供体（供氢体），进行产氧型的光合作用，合成细胞物质。而红硫细菌，
以 H2S为电子供体，产生细胞物质，并伴随硫元素的产生。
CO2+ 2H2S 光能光合色素
[ CH2O] + 2S+ H2O
2．光能有机异养型（光能异养型）
不能以 CO2为主要或唯一的碳源；
以有机物作为供氢体，利用光能将 CO2还原为细胞物质在生长时大多数需要外源的生长因子；
例如，红螺菌属中的一些细菌能利用异丙醇作为供氢体，将 CO2
还原成细胞物质，同时积累丙酮。
2CH3CHOHCH3 + CO2
光能、光合色素
2 CH3COCH3 +[ CH2O] + H2O
3．化能无机自养型（化能自养型）
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 CO2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 NO2-等作为电子供体使
CO2还原成细胞物质。
化能无机自养型只存在于微生物中，可在完全无机及无光的环境中生长。它们广泛分布于土壤及水环境中,
参与地球物质循环；
4．化能有机异养型（化能异养型）
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；
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。
有机物通常既是碳源也是能源；
大多数细菌、真菌、原生动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；
5.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 CO2；
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,其营养类型也会发生改变；
例如紫色非硫细菌 (purple nonsulphur bacteria)：
没有有机物时，同化 CO2,为 自养型微生物 ；
有机物存在时，利用有机物进行生长，为 异养型微生物 ；
光照和厌氧条件下，利用光能生长，为 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，为 化能营养型微生物三、营养物质进入细胞的方式营养物质能否进入细胞取决于三个方面的因素
①营养物质本身的性质（相对分子量、质量、溶解性、电负性等）
②微生物所处的环境（温度,pH等）
③微生物细胞的透过屏障（原生质膜、细胞壁、
荚膜等）
根据物质运输过程的特点，可将物质的运输方式分为：
单纯扩散促进扩散主动运输基团转位
1．单纯扩散由于原生质膜是一种半透性膜，单纯扩散是指营养物质通过原生质膜上的小孔，由高浓度的胞外环境向低浓度的胞内进行扩散。
特点
①物质在扩散过程中没有发生任何反应；
②不消耗能量；不能逆浓度运输；
③运输速率与膜内外物质的浓度差成正比水是唯一可以通过扩散自由通过原生质膜的分子，
脂肪酸、乙醇、甘油、一些气体（ O2,CO2） 及某些氨基酸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
①不消耗能量
②参与运输的物质本身的分子结构不发生变化
③不能进行逆浓度运输
④运输速率与膜内外物质的浓度差成正比
⑤需要载体参与通过促进扩散进入细胞的营养物质主要有氨基酸、
单糖、维生素及无机盐等。一般微生物通过专一的载体蛋白运输相应的物质，但也有微生物对同一物质的运输由一种以上的载体蛋白来完成。
3．主动运输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。
4．基团转位基团移位与主动运输方式的不同之处在于物质在运输过程中发生化学变化。基团转移主要存在于厌氧型和兼性厌氧型细胞中，主要用于糖的运输，脂肪酸、
核苷、碱基等也可以通过这种方式运输。
比较项目 单纯扩散 促进扩散 主动运输 基团移位特异载体蛋白 无 有 有 有运送速度 慢 快 快 快溶质运送方向 由浓至稀 由浓至稀 由稀至浓 由稀至浓平衡时内外浓度内外相等 内外相等 内部高 内部高运送分子 无特异性 特异性 特异性 特异性能量消耗 不需要 需要 需要 需要运送前后溶质分子不变 不变 不变 改变载体饱和效应 无 有 有 有与溶质类似物 无竞争性 有竞争性 有竞争性 有竞争性运送抑制剂 无 有 有 有运送对象举例 水,O2 糖,SO42-氨基酸、乳糖 葡萄糖、嘌呤四种运送营养方式的比较四、培养基培养基 是人工配制的，适合微生物生长繁殖或产生代谢产物的营养基质。
任何培养基都应该具备微生物生长所需要六大营养要素：碳源、氮源、无机盐、能源、生长因子、水任何培养基一旦配成，必须立即进行灭菌处理常规高压蒸汽灭菌,1.05kg/cm2,121.3℃,
15~30分钟； 0.56kg/cm2,112.6℃ 15-30分钟
（一）选用和设计培养基的原则和方法
1.目的明确
2.营养协调
3.理化条件适宜
4.经济节约
1.目的明确根据不同的微生物的营养要求配制针对强的培养基。
培养化能自养型的氧化硫杆菌的培养基组成为：
S 10g MgSO4.7H2O 0.5g NH4)2SO4 0.4g
FeSO4 0.01g H2PO4 4g CaCl2 0.25g H2O
1000ml
培养化能异养的大肠杆菌一种培养基是由下列化学成分组成：
葡萄糖 5g NH4H2PO4 1g NaCl 5g
MgSO4.7H2O 0.2g K2HPO4 1g H2O 1000ml
常见的培养四大类微生物的培养基 (p.330)
细菌（牛肉膏蛋白胨培养基）
放线菌（高氏 1号培养基）
酵母菌 (麦芽汁培养基 )
霉菌（查氏培养基、马铃薯培养基）
2.营养协调培养基中营养物质浓度合适时微生物才能生长良好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代谢产物的形成和积累，其中碳氮比或碳氮磷比的影响较大。 碳氮比 指培养基中碳元素与氮元素的物质的量比值，有时也指培养基中还原糖与粗蛋白之比。
例如，在利用微生物发酵生产谷氨酸的过程中，培养基碳氮比为 4/1时，菌体量繁殖，谷氨酸积累少；
当培养基碳氮比为 3/1时，菌体繁殖受到抑制，谷氨酸产量则大量增加。
培养基的 pH必须控制在一定的范围内，以满足不同类型微生物的生长繁殖或产生代谢产物。
细菌与放线菌,pH7~7.5
酵母菌和霉菌,pH4.5~6范围内生长为了维持培养基 pH的相对恒定，通常在培养基中加入 pH缓冲剂，或在进行工业发酵时补加酸、碱。
3.理化条件适宜
A,pH B,水活度 C,氧化还原电位水分活度 是指在天然环境中，微生物可实际利用的自由水或游离水的含量，一般用在一定的温度和压力条件下,溶液的蒸汽压力与同样条件下纯水蒸汽压力之比表示，即：
αw=Pw/Pow
式中 Pw代表溶液蒸汽压力,Pow代表纯水蒸汽压力。
纯水 αw 为 1.00，溶液中溶质越多,αw 越小。
微生物一般在 αw 为 0.60～ 0.99的条件下生长,αw 过低时，微生物生长的迟缓期延长，比生长速率和总生长量减少。微生物不同，其生长的最适 αw 不同。
氧化还原电位 又称氧化还原电势（ redox potential），
是度量某氧化还原系统中的还原剂释放电子或氧化剂接受电子趋势的一种指标，其单位是 V（ 伏）或
mV（ 毫伏）。
不同类型微生物生长对氧化还原电位的要求不同好氧性微生物,+0.1伏以上时可正常生长，以 +0.3～
+0.4伏为宜；
厌氧性微生物：低于 +0.1伏条件下生长；
兼性厌氧微生物,+0.1伏以上时进行好氧呼吸，
+0.1伏以下时进行发酵。
4,经济节约以粗代精以野代家以废代好以国代进以简代繁以氮代朊以烃代粮以纤代糖
●按成分不同划分：
含用化学成分还不清楚或化学成分不恒定的天然有机物化学成分完全了解的物质配制而成的培养基如：高氏 1号培养基、查氏培养基如：牛肉膏蛋白胨培养基、麦芽汁培养基
1.天然培养基
2.合成培养基
（二）培养基的类型及应用按物理状态不同划分
1.固体培养基
3.液体培养基在液体培养基中加入一定量凝固剂琼脂，含量一般为 1.5% -2.0%。固体培养基常用来进行微生物的分离、鉴定、活菌计数及菌种保藏琼脂含量一般为 0.2%-0.7%。常用来观察微生物的运动特征、分类鉴定及噬菌体效价滴定
2.半固体培养基不加任何凝固剂。常用于大规模工业生产及在实验室进行微生物的基础理论和应用方面的研究按实验目的和用途不同划分
1.基础培养基 3.加富培养基在基础培养基中加入某些特殊营养物质制成的一类营养丰富的培养基。如高糖培养基
2.选择培养基适合大多数微生物生长的培养基，如牛肉膏蛋白胨培养基
4.鉴别培养基在培养基中加入相应的特殊营养物质或化学物质，抑制不需要的微生物的生长，有利于所需微生物的生长。如麦康凯培养基用于鉴别不同类型微生物的培养基，微生物产生某种代谢产物，与培养基中的化学物质发生化学反应，产生明显的特征变化，如 EMB培养基用 EMB培养基鉴别肠道杆菌试样
G+菌：受抑制
G-菌能发酵乳糖产酸不能发酵乳糖不产酸产酸力强菌落呈金属光泽产酸力弱菌落棕色大肠杆菌菌落无色透明肠杆菌属沙雷氏菌属克雷伯氏菌属哈夫尼菌属变形菌属沙门氏菌属志贺氏菌属
Thanks!
