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微生物要哪些无机盐

发布时间:2022-07-27 19:58:55

‘壹’ 微生物需要哪些营养物质,它们各有什么主要生理功能

微生物包括细菌和真菌(不包括病毒),需要有机物,功能:做为生物圈中的分解者,引起动植物患病。

‘贰’ 无机盐对于微生物的生理功能主要有

无机盐对于微生物的生理功能主要有
无机盐类在微生物发酵的作用是构成菌体细胞成份,作为酶的组成部分、酶的激活剂或抑制剂,调节培养基的渗透压、PH、氧化还原电位等。一般微生物所需无机盐类,包括硫酸盐、磷酸盐、氯化物和含钾、钠、镁、铁的化合物等,有的还需要微量的铜、锰、锌、钴、碘等。
无机盐是无机化合物中的盐类,在生物细胞内一般只占鲜重的1%至1.5%,目前人体已经发现20余种,其中大量元素有钙Ca、磷P、钾K、硫S、钠Na、氯Cl、镁Mg,微量元素有铁Fe、锌Zn、硒Se、钼Mo、氟F、铬Cr、钴Co、碘I等。虽然无机盐在细胞、人体中的含量很低,但是作用非常大,如果注意饮食多样化,少吃动物脂肪,多吃糙米、玉米等粗粮,不要过多食用精制面粉,就能使体内的无机盐维持正常应有的水平。无机盐在硒铅矿体内的分布极不均匀。例如钙和磷绝大部分在骨和牙等硬组织中,铁集中在红细胞,碘集中在甲状腺,钡集中在脂肪组织,钴集中在造血器官,锌集中在肌肉组织。

‘叁’ 微生物生长繁殖需要哪些营养要素各有何功能

在营养要素水平上则主要为碳源、氮源、能源、生长因子、矿质元素和水六大类。

功能:

1、碳源

碳是微生物细胞需要量最大的元素,占细胞干重的50%。能提供微生物营养所需碳素或碳架的营养物质称为碳源。能被微生物用作碳源的物质种类极其广泛。简单的无机含碳化合物、比较复杂的有机物、复杂的有机大分子,乃至复杂的天然含碳物质都可以被不同的微生物利用。

碳源物质通过细胞内的一系列化学变化,被微生物用于合成各代谢产物。

2、氮源

氮源的主要功能是提供细胞原生质和其他结构物质中的氮素,一般不作为能源使用。但化能自养细菌中的亚硝化细菌和硝化细菌能从NH₃和NO₂的氧化过程中获得能量。

所以对于它们来说,NH₃和NO₂是兼有氮源和能源的双功能营养物质。对于异养微生物而言,含有C、H、O、N的有机物是具有碳源、能源和氮源的多功能营养物质。

3、能源

能源是提供微生物生命活动所需能量的物质。绝大多数微生物的能源物质是化学物质,只有光合细菌利用光作为能源。对于绝大多数细菌和全部真核微生物来说,它们所利用的有机碳源在被微生物细胞分解代谢的过程中不仅提供微生物细胞的碳素和碳架。

而且还提供微生物生命活动所需的能量。有的微生物所需的能源与碳源不同。如光能自养微生物的能源是光,而碳源为CO₂;化能自养微生物的能源为NH₄、NO₂、S、H₂和Fe等还原态无机化合物,而碳源是CO₂。

4、矿质元素

它们的生理功能包括:是微生物细胞化学组成中的重要元素之一,如P和S分别为核酸与含硫氨基酸的重要组成元素:与酶的组成和活力有关,如Fe是细胞色素氧化酶的必要组分。

Mg、Cu和Zn等是许多酶的激活剂:调节和维持微生物的渗透压、氢离子浓度和氧化还原电位等生长条件,如Na和K有调节细胞渗透压的作用。

由磷酸盐组成的缓冲剂能保持微生物生长过程中pH值的稳定:谷胱甘肽可降低氧化还原电位, 作为某些化能自养细菌的能源物质;作为呼吸链末端的氢受体。

5、生长因子

能提供生长因子的天然物质有酵母膏、蛋白胨、麦芽汁、玉米浆、动植物组织或细胞浸液以及微生物生长环境的提取液等。

多数真菌、放线菌和部分细菌在其生长过程中不需要从环境中获取任何生长因子。而有的微生物需要从环境中获取一种或几种生长因子才能维持正常生长,如乳酸细菌补充需要多种维生素、氨基酸和碱基。

6、水

实际上水本身并不是营养物质,但水是微生物营养中不可缺少的一种物质。因为水是微生物细胞的主要化学成分;水是营养物质和代谢产物的良好溶剂,营养物质与代谢产物都是通过溶解于水中而进出细胞的。

水是细胞中各种生物化学反应得以进行的介质,并参与许多生化反应:水还可维持各种生物大分子结构的稳定性;此外,水的比热高,汽化热高,是热的良好导体,能有效地吸收代谢过程中产生的热量并将热迅速散发出体外,这保证了细胞内的温度不会剧烈变化。

‘肆’ 微生物需要哪些营养物质,它们各有什

水:微生物的重要组成部分,在代谢中占有重要地位。
碳源:合成菌体的糖类、脂类、蛋白质和核酸等,主要有葡萄糖、麦芽糖等;
氮源:合成菌体蛋白、核酸和酶,如蛋白胨、氨基酸;
无机盐:K、Na、Ca、Mg、Fe、S、P等无机盐;
生长因子:某些细菌生长所必需的而本身不能合成的有机化合物,主要有维生素、氨基酸、嘌呤、嘧啶等.

‘伍’ 微生物所需无机盐分类有哪两种

无机盐类在微生物发酵的作用是构成菌体细胞成份,作为酶的组成部分、酶的激活剂或抑制剂,调节培养基的渗透压、PH、氧化还原电位等。一般微生物所需无机盐类,包括硫酸盐、磷酸盐、氯化物和含钾、钠、镁、铁的化合物等,有的还需要微量的铜、锰、锌、钴、碘等。
无机盐是无机化合物中的盐类,在生物细胞内一般只占鲜重的1%至1.5%,目前人体已经发现20余种,其中大量元素有钙Ca、磷P、钾K、硫S、钠Na、氯Cl、镁Mg,微量元素有铁Fe、锌Zn、硒Se、钼Mo、氟F、铬Cr、钴Co、碘I等。虽然无机盐在细胞、人体中的含量很低,但是作用非常大,如果注意饮食多样化,少吃动物脂肪,多吃糙米、玉米等粗粮,不要过多食用精制面粉,就能使体内的无机盐维持正常应有的水平。无机盐在硒铅矿体内的分布极不均匀。例如钙和磷绝大部分在骨和牙等硬组织中,铁集中在红细胞,碘集中在甲状腺,钡集中在脂肪组织,钴集中在造血器官,锌集中在肌肉组织。

‘陆’ 微生物培养基的碳源氮源无机盐生长因子有哪些

培养基(medium)培养基是人工配制的适合微生物生长繁殖或积累代谢产物的营养基质。任何培养基中均需含有微生物所必需的能源、碳源、氮源、矿质元素、水和生长因素,但不同营养类型、不同种类的微生物对营养元素的要求又有很大差异。目前已使用的各种培养基都是前人经过反复实践,比较设计的成果。

培养基的基本成分

能源、碳源:自养微生物以二氧化碳为碳源,光或无机物为能源,在无机物组成的培养基中生长。例如化能自养型的氧化硫杆菌培养基中,加入粉末状硫为能源,以空气中的CO2为碳源。异养微生物以有机物为碳源和能源,培养基中常需加入葡萄糖、蔗糖或麦芽糖、乳糖等单糖或双糖,有的可利用淀粉、纤维素等多糖,或利用动物组织中的糖类。例如培养细菌常用的牛肉膏蛋白胨培养基,其中牛肉膏即为主要碳源和能源。(培养基配方见后,下同)。

氮源:自养微生物以含氮无机物铵盐、硝酸盐等为氮素营养,例如氧化硫杆菌以(NH4)2SO4为氮源;异养微生物以无机物铵盐、硝酸盐或含氮有机物为氮源。自生固氮菌利用空气中的N2为氮素营养,其培养基中无须加入氮源,称为无氮培养基。

矿质元素、生长因子:微生物生长繁殖需要P、K、Na、S、Mg、Ca等主要矿质元素以及Fe、Cu等微量元素,因此培养基中常加入K2HPO4、KH2PO4、MgSO4、NaCl、KCl、FeSO4等无机盐类;生长因子主要是调节微生物代谢活动的B族维生素,常由酵母膏、肝浸出液等提供。许多天然成分的原料如牛肉膏、麦芽汁、玉米粉、豆芽汁等,含有各种无机元素和生长因子,不需另外添加。

培养基的类型 根据原料来源不同,可将培养基分为合成培养基、半合成培养基与天然培养基。

合成培养基:由化学成分已知的有机物和无机物配制而成。成分精确,重复性强。但营养局限,微生物生长缓慢。适用于菌种分离、选育、遗传分析及生物测定等。如培养放线菌的高氏培养基、培养霉菌的察氏培养基以及各种化能自养菌培养基等。

半合成培养基:由某些天然物质与少量已知成分的化学物质配制而成。营养全面,能有效地满足微生物对营养的需求。广泛应用于微生物的培养。如培养细菌用的牛肉膏蛋白胨培养基,培养霉菌的薯仔葡萄糖培养基,工业生产中常用的玉米粉等天然物质加无机盐配制的各种发酵培养基等。

天然培养基:由化学成分不清楚或不衡定的天然有机物配制而成。成分复杂,但营养丰富全面。常用于实验研究和生产。如麦芽汁培养基、玉米粉培养基,以及生产中使用的麸皮、锯末等。

根据培养基的物理性质,可分为液体培养基、固体培养基和半固体培养基。

液体培养基:用各种营养成分加水配成,或用天然物质的浸汁(麦芽汁、豆芽汁等)制成。组分均一,适宜各类微生物的营养生长。广泛应用于实验研究及大规模工业生产中,有利于广泛获得大量菌体或代谢产物。

固体培养基:在液体培养基中加入凝固剂,或用麸皮等固体原料配制。常用的凝固剂是琼脂(又称琼胶、洋菜),由石花菜等海藻中提取加工制成。市售琼脂为条状、片状或粉末状,主要成分为多聚半乳糖的硫酸酯,绝大多数微生物不能将其分解,在培养基中仅起支撑作用。其熔点约98℃,凝固点42℃,1.5~2%的水溶液在一般培养温度下呈凝胶状态。琼脂固体培养基广泛应用于微生物的分离培养、菌种鉴定和保藏。

半固体培养基:液体培养基中加入0.2~0.5%琼脂制成。用于观察细菌的运动、菌种鉴定及测定噬菌体的效价等。

根据培养基的用途,可分为选择培养基、鉴别培养基、加富培养基、基本培养基等。

选择培养基:根据某一类或某种微生物的特殊营养要求而设计的培养基,用于提高所需微生物的分离效率。如分离固氮微生物的无氮培养基、加入滤纸条或纤维素粉为碳源分离纤维分解菌的培养基。在培养基中加入某种化合物,可有效地分离出对这种化合物有抗性的微生物,例如在放线菌培养基中加入数滴10%的酚,可抑制细菌和霉菌的生长;加入一定量的青霉素、链霉素,可抑制细菌生长等。

鉴别培养基:根据微生物的代谢特点,在培养基中加入某种指示剂,通过显色反应以鉴别不同的微生物。例如检查乳制品和饮用水中是否有肠道细菌污染所用的伊红-美蓝培养基。当大肠杆菌等肠道细菌生长时,发酵培养基中的乳糖,使加入的伊红-美蓝变色,在菌落上沉积为紫黑色,并呈现金属光泽。

培养基的制备方法 以下为常规方法,如配方中有特殊规定或要求,以配方为依据。

1.根据配方,计算各种营养成分用量。一般药品可用普通药物天平称量,用量少的药品,可按比例配成高浓度溶液,再按所需量用移液管吸取。称好的药品放入玻璃烧杯或搪瓷杯中。

2.在另一容器中将所需量的水(一般可用自来水,有特殊要求时需用蒸馏水)加热,取全量的1/3左右倒入放药品的容器中,用玻璃棒搅拌,待药品全溶后,再将其余热水全部倒入。

3.若配制固体培养基,则称取1.5~2%的琼脂放入已溶化的营养液中,继续加热至琼脂全部溶解。加热中随时搅拌,防止溢出或糊底。烧糊的培养基营养物质破坏,并产生有毒物质,不宜再用。

4.待溶化的培养基稍冷却后,按配方要求调整pH值。先取10毫升培养基装入试管中,用pH试纸测其自然pH,再用1%NaOH(或1%HCl)调至所需pH,根据用量计算,换用10%NaOH(或10%HCl)调整所配全量培养基的pH。加碱(或酸)溶液时,应边滴加边搅拌,至应加量将近用完时,再次测试,最后调至要求的pH值。

5.配好的培养基,根据需要趁热分装至试管或锥形瓶中。分装需用漏斗,以免琼脂粘在管口或瓶口上。装瓶量一般为瓶容量的1/3~1/2;装试管一般为试管高度的1/5~1/4,以免灭菌时培养基上溢,粘湿棉塞。

6.用预先制好的棉塞塞住管口或瓶口。棉塞既有利于通气,又有滤菌作用,故松紧、大小应适当,以免使用时影响操作(如图)。

最后用牛皮纸或报纸包住棉塞,扎紧在瓶颈或试管上方,以免灭菌时水蒸汽沾湿棉塞或脱落。

7.灭菌后取出的固体培养基,根据需要可将试管立即斜放,冷凝后即成斜面培养基,用于菌种扩大培养及保藏;锥形瓶中的培养基,倒入无菌培养皿中,冷凝后即制成平板培养基,可用于菌种的分离、鉴定等。液体培养基冷却后可直接根据需要接入菌种。

‘柒’ 微生物生长所需要的营养物质主要有哪些

微生物生长所需要的营养物质主要有哪些
微生物的营养物质有六大类要素,即水、碳源、氮源、无机盐、生长因子和能源.
1. 水
水是微生物的重要组成部分,在代谢中占有重要地位.水在细胞中有两种存在形式:结合水和游离水.结合水与溶质或其他分子结合在一起,很难加以利用.游离水(或称为非结合水)则可以被微生物利用.

2. 碳源
碳在细胞的干物质中约占50%,所以微生物对碳的需求最大.凡是作为微生物细胞结构或代谢产物中碳架来源的营养物质,称为碳源.
作为微生物营养的碳源物质种类很多,从简单的无机物(CO2、碳酸盐)到复杂的有机含碳化合物(糖、糖的衍生物、脂类、醇类、有机酸、芳香化合物及各种含碳化合物等).但不同微生物利用碳源的能力不同,假单孢菌属可利用90种以上的碳源,甲烷氧化菌仅利用两种有机物:甲烷和甲醇,某些纤维素分解菌只能利用纤维素.
大多数微生物是异养型,以有机化合物为碳源.能够利用的碳源种类很多,其中糖类是最好的碳源.
异养微生物将碳源在体内经一系列复杂的化学反应,最终用于构成细胞物质,或为机体提供生理活动所需的能量.所以,碳源往往也是能源物质.
自养菌以CO2、碳酸盐为唯一或主要的碳源.CO2是被彻底氧化的物质,其转化成细胞成分是一个还原过程.因此,这类微生物同时需要从光或其他无机物氧化获得能量.这类微生物的碳源和能源分别属于不同物质.

3. 氮源
凡是构成微生物细胞的物质或代谢产物中氮元素来源的营养物质,称为氮源.细胞干物质中氮的含量仅次于碳和氧.氮是组成核酸和蛋白质的重要元素,氮对微生物的生长发育有着重要作用.从分子态的N2到复杂的含氮化合物都能够被不同微生物所利用,而不同类型的微生物能够利用的氮源差异较大.
固氮微生物能利用分子态N2合成自己需要的氨基酸和蛋白质,也能利用无机氮和有机氮化物,但在这种情况下,它们便失去了固氮能力.此外,有些光合细菌、蓝藻和真菌也有固氮作用.
许多腐生细菌和动植物的病原菌不能固氮,一般利用铵盐或其他含氮盐作氮源.硝酸盐必须先还原为NH+4后,才能用于生物合成.以无机氮化物为唯一氮源的微生物都能利用铵盐,但它们并不都能利用硝酸盐.
有机氮源有蛋白胨、牛肉膏、酵母膏、玉米浆等,工业上能够用黄豆饼粉、花生饼粉和鱼粉等作为氮源.有机氮源中的氮往往是蛋白质或其降解产物.
氮源一般只提供合成细胞质和细胞中其他结构的原料,不作为能源.只有少数细菌,如硝化细菌利用铵盐、硝酸盐作氮源和能源.

4. 无机盐
无机盐也是微生物生长所不可缺少的营养物质.其主要功能是:
① 构成细胞的组成成分;
② 作为酶的组成成分;
③ 维持酶的活性;
④ 调节细胞的渗透压、氢离子浓度和氧化还原电位;
⑤ 作为某些自氧菌的能源.
磷、硫、钾、钠、钙、镁等盐参与细胞结构组成,并与能量转移、细胞透性调节功能有关.微生物对它们的需求量较大(10-4~10-3 mol/L),称为“宏量元素”.没有它们,微生物就无法生长.铁、锰、铜、钴、锌、钼等盐一般是酶的辅因子,需求量不大(10-8~10-6 mol/L),所以,称为“微量元素”.不同微生物对以上各种元素的需求量各不相同.铁元素介于宏量和微量元素之间.
在配制培养基时,可通过添加有关化学试剂来补充宏量元素,其中首选是K2HPO4和MgSO4,它们可提供需要量很大的元素:K、P、S和Mg.微量元素在一些化学试剂、天然水和天然培养基组分中都以杂质等状态存在,在玻璃器皿等实验用品上也有少量存在,所以,不必另行加入.

5. 生长因子
一些异养型微生物在一般碳源、氮源和无机盐的培养基中培养不能生长或生长较差.当在培养基中加入某些组织(或细胞)提取液时,这些微生物就生长良好,说明这些组织或细胞中含有这些微生物生长所必须的营养因子,这些因子称为生长因子.
生长因子可定义为:某些微生物本身不能从普通的碳源、氮源合成,需要额外少量加入才能满足需要的有机物质,包括氨基酸、维生素、嘌呤、嘧啶及其衍生物,有时也包括一些脂肪酸及其他膜成分%A

‘捌’ 微生物需要的营养要素有哪些

微生物需要的营养要素可分为六大类,即碳源、氮源、能源、无机盐、生长因子和水。

碳源

人要吃米饭、馒头或面包,这些食品的主要成分在化学上叫做碳水化合物,因为这些化合物的分子中含有比较多的碳元素,所以叫做碳源。它也是微生物食物中的一种主要口粮,因为微生物细胞中的许多成分都是由碳元素构成的,同时碳源又为微生物提供能量,供它们运动和进行各项生命活动。能被各种微生物利用的碳源种类极多,从简单的无机含碳化合物如二氧化碳、碳酸盐等到比较复杂的有机物(糖类、醇类、酸类等),更为复杂的有机大分子如蛋白质、核酸等,都能被微生物作为碳源分解利用,甚至连石油以及对一般生物有毒的腈类化合物、二甲苯、酚等也能被一些微生物用作碳源。不过有的微生物所能利用的碳源种类极其有限,例如甲基营养细菌只能利用简单的有机化合物甲醇和甲烷作为碳源。

氮源

人需要吃肉或喝牛奶,其中主要含有蛋白质,蛋白质由氨基酸组成,氨基酸里面含有较多的氮元素,所以这类营养叫做氮源。微生物能利用的氮源种类也比人或植物要多,动植物能利用的氮源微生物都能利用,而一般植物和动物不能利用的空气中的氮气,微生物也能利用。氮源给微生物提供生长繁殖时合成原生质和细胞其他细胞结构的原材料。缺少氮源微生物就难以生长,就像长期缺少蛋白质营养的儿童长不高一样。氮源一般不作为微生物的能源。但是有些细菌,例如硝化细菌能利用铵盐、亚硝酸盐作为氮源和能源。

能源

能源是提供微生物生命活动所需能量的物质。例如太阳光的光能就是许多可以进行光合作用的细菌的直接能源。自然界中的不少物质,如葡萄糖、淀粉等,既可作为碳源,又可作为能源;蛋白质对于某些微生物来说,是具有碳源、氮源和能源三种功能的营养源。至于空气中的氮气,则只能提供氮源,而阳光仅提供能源。

无机盐

人需要吃盐、补钙,庄稼需要用草木灰补充钾。与高等生物一样,微生物的生命活动中,除了需要碳源、氮源和能源之外,还需要其他元素,例如硫、磷、钠、钾、镁、钙、铁等元素,还需要某些微量的金属元素,诸如钴、锌、钼、镍、钨、铜等。上述元素大多是以盐的形式来提供给微生物的,因此称它们为无机盐或矿质营养。这些无机盐是组成生命物质的必要成分,其中有些是维持正常生命活动必需的,有些则是用于促进或抑制某些物质的产生。

生长因子

人和动物需要维生素,许多微生物也需要维生素。维生素是微生物自身不能合成的微量有机物质,它们对微生物生命活动也是不可缺少的。例如酵母菌和乳酸细菌必须由外界提供生长因子才能够生长或生长良好。有些微生物,例如大肠杆菌、多数真菌和放线菌能够自行合成生长因子,不需要从外界获得。还有些微生物能产生过量的生长因子,因此可以利用它们来生产维生素,例如人们常常需要补充的维生素B2(核黄素)就是利用一种酵母菌生产的。

同一切生物一样,微生物的营养中不可缺少水。水是微生物细胞的主要化学组成之一。生命活动基本上是通过一系列化学反应实现的,这些化学反应绝大多数是在水中进行的。细胞内外物质的交换,通常也是溶解在水中进行的;水还可以维持生命大分子,例如核酸、蛋白质的分子结构稳定性;水还可以参与体内的化学反应,例如水解、水合反应等。

食物成为了微生物的营养来源

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