微生物中的哪些组成成分含有矿物质元素

‘壹’ 微生物（包括它们的孢子）的化学物质或几种化学物质

微生物（包括它们的孢子）中所含的化学物质种类与高等生物细胞中所含的物质基本上是一样的，都是几大类，如糖类、蛋白质类、脂类（包括脂肪和类脂）、维生素类、无机盐类（矿物质）和无机与有机酸碱类、微量元素、水。
糖类包括多种单糖、多种双糖，以及这些糖类聚合合成的，分子量不同的聚合物，如从小分子量的多糖到分子量巨大的纤维素、淀粉等。
蛋白质类的种类是最多的，由20多种氨基酸聚合而成，包括各种结构蛋白和功能蛋白，其中就包括各种酶类。
脂类有甘油三酸脂、磷脂和类脂（如各种固醇），有些属于结构物质，有些是能量储存物质。
维生素类物质有数十种，多数是作为某些酶类的辅酶或辅基，也有一些是单独作用的。
矿物质通常是起维持细胞渗透压的作用，同时还有保持细胞膜通透性、保持某些酶的活性等多种作用。
微量元素一般是作为酶的活性因子存在的。
水则主要是为细胞提供进行各种生物化学反应的场所，保持各种物质的水溶性环境的作用。没有水，任何生物都无法正常生存。
还有一些比较复杂的杂环类物质，如卟啉、嘧啶、嘌呤、吡喃、呋喃、吡啶、噻啶、噻吩。。。。

‘贰’ 微生物营养是什么

微生物细胞的化学组成

通过分析微生物细胞的化学成分，发现微生物细胞与其他生物细胞的化学组成并没有本质上的差异。微生物细胞平均含水分80%左右，其余20%左右为干物质。在干物质中有蛋白质、核酸、碳水化合物、脂类和矿物质等。这些干物质是由碳、氢、氧、氮、磷、硫、钾、钙、镁、铁等主要化学元素组成，其中碳、氢、氧、氮是组成有机物质的四大元素，大约占干物质的90%～97%，其余的3%～10%是矿物质元素，这些矿质元素对微生物的生长也起着重要的作用。

微生物的营养物质及其生理功能

通过了解微生物的化学组成，可见微生物在新陈代谢活动中，必须吸收充足的水分以及构成细胞物质的碳源和氮以及钙、镁、钾、铁等多种多样的矿质无素和一些必须的生长辅助因子，才能正常地生长发育。

水分

水分是微生物细胞的主要组成成分，大约占鲜重的70%～90%。不同种类微生物细胞含水量不同。同种微生物处于发育的不同时期或不同的环境其水分含量也有差异，幼龄菌含水量较多，衰老和休眠体含水量较少。微生物所含水分以游离水和结合水两种状态存在，两者的生理作用不同。结合水不具有一般水的特性，不能流动，不易蒸发，不冻结，不能作为溶剂，也不能渗透。游离水则与之相反，具有一般水的特性，能流动，容易从细胞中排出，并能作为溶剂，帮助水溶性物质进出细胞。微生物细胞游离态的水同结合态的水的比例为4∶1。

微生物细胞中的结合态水约束于原生质的胶体系统之中，成为细胞物质的组成成份，是微生物细胞生活的必要条件。游离水是细胞吸收营养物质和排出代谢产物的溶剂及生化反应的介质;一定量的水分又是维持细胞渗透压的必要条件。由于水的比热高又是热的良导体，能有效地调节细胞内的温度。微生物如果缺乏水分，则会影响代谢作用的进行。

碳源物质

凡是可以被微生物利用，构成细胞代谢产物碳素来源的物质，统称为碳源物质。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种代谢产物。微生物对碳素化合物的需求是极为广泛的，根据碳素的来源不同，可将碳源物质分为无机碳源物质和有机碳源物质。糖类是较好的碳源，尤其是单糖(葡萄糖、果糖)、双糖(蔗糖、麦芽糖、乳糖)，绝大多数微生物都能利用。此外，简单的有机酸、氨基酸、醇、醛、酚等含碳化合物也能被许多微生物利用。所以我们在制作培养基时常加入葡萄糖、蔗糖作为碳源。这些有机物质在细胞内分解代谢提供小分子碳架外，还产生能量供合成代谢需要的能量，所以部分碳源物质既是碳源物质，同时又是能源物质。

在微生物发酵工业中，常根据不同微生物的需要，利用各种农副产品如玉米粉、米糠、麦麸、马铃薯、甘薯以及各种野生植物的淀粉，作为微生物生产廉价的碳源。这类碳源往往包含了几种营养要素。

氮源物质

微生物细胞中大约含氮5%～13%，它是微生物细胞蛋白质和核酸的主要成分。氮素对微生物的生长发育有着重要的意义，微生物利用它在细胞内合成氨基酸和碱基，进而合成蛋白质、核酸等细胞成分，以及含氮的代谢产物。无机的氮源物质一般不提供能量，只有极少数的化能自养型细菌如硝化细菌可利用铵态氮和硝态氮在提供氮源的同时，通过氧化产生代谢能。

无机元素

微生物细胞中的矿物元素约占干重的3%～10%，它是微生物细胞结构物质不可缺少的组成成分和微生物生长不可缺少的营养物质。许多无机矿物质元素构成酶的活性基团或酶的激活剂，并具有调节细胞的渗透压，调节酸碱度和氧化还原电位以及能量的转移等作用。微生物需要的无机矿质元素分为常量元素和微量元素。

常量矿质元素是磷、硫、钾、钠、钙、镁、铁等。磷、硫的需要量很大，磷是微生物细胞中许多含磷细胞成分，如核酸、核蛋白、磷脂、三磷酸腺苷(ATP)、辅酶的重要元素。硫是细胞中含硫氨基酸及生物素，硫胺素等辅酶的重要组成成分。钾、钠、镁是细胞中某些酶的活性基团，并具有调节和控制细胞质的胶体状态，细胞质膜的通透性和细胞代谢活动的功能。

微量元素有钼、锌、锰、钴、铜、硼、碘、镍、溴、钒等，一般在培养基中每升含有0.1毫克或更少就可以满足需要。

生长因子

生长因子是微生物维持正常生命活动所不可缺少的、微量的特殊有机营养物，这些物质在微生物自身不能合成，必须在培养基中加入。缺少这些生长因子就会影响各种酶的活性，新陈代谢就不能正常进行。

生长因子是指维生素、氨基酸、嘌呤、嘧啶等特殊有机营养物。而狭义的生长因子仅指维生素。这些微量营养物质被微生物吸收后，一般不被分解，而是直接参与或调节代谢反应。

在自然界中自养型细菌和大多数腐生细菌，霉菌都能自己合成许多生长辅助物质，不需要另外供给就能正常生长发育。

‘叁’ 微生物生长繁殖需要哪些营养要素各有何功能

微生物需要的营养素有碳源、氮源、无机盐、生长因子和水。各营养素的功能如下：

1、碳源的主要功能：参与微生物合成代谢产物

微生物对碳素化合物的需求是极为广泛的,根据碳素的来源不同,可将碳源物质分为无机碳源物质和有机碳源物质。糖类是较好的碳源,尤其是单糖(葡萄糖,果糖),双糖(蔗糖,麦芽糖,乳糖),绝大多数微生物都能利用。

2、氮源的主要功能：微生物细胞蛋白蛋和核酸的主要成分

氮素对微生物的生长发育有着重要的意义,微生物利用它在细胞内合成氨基酸和碱基,进而合成蛋白质,核酸等细胞成分,以及含氮的代谢产物。

3、无机盐其主要功能是：构成细胞的组成成分、作为酶的组成成分、 维持酶的活性、调节细胞的渗透压、氢离子浓度和氧化还原电位以及作为某些自氧菌的能源。

4、 生长因子的主要功能：促进微生物的生长

5、游离水的主要功能：作为细胞吸收营养物质和排出代谢产物的溶剂及生化反应的介质、一定量的水分又是维持细胞渗透压的必要条件、由于水的比热高又是热的良导体,能有效地调节细胞内的温度。

(3)微生物中的哪些组成成分含有矿物质元素扩展阅读：

分析微生物细胞的化学成分,发现微生物细胞与其他生物细胞的化学组成并没有本质上的差异。微生物细胞平均含水分80%左右。其余20%左右为干物质。在干物质中有蛋白质,核酸,碳水化合物,脂类和矿物质等。

这些干物质是由碳,氢,氧,氮,磷,硫,钾,钙,镁,铁等主要化学元素组成,其中碳,氢,氧,氮是组成有机物质的四大元素,大约占干物质的90%～97%。其余的3%～10%是矿物质元素,这些矿质元素对微生物的生长也起着重要的作用。

‘肆’ 微生物细胞的化学组成物质主要有哪几种

确定微生物需要什么样的营养物质，主要的依据是分析微生物细胞的化学组成和它的代谢产物的化学成分。
根据对各类微生物细胞物质成分的分析，发现微生物细胞的化学组成和其他生物没有本质上的差别。从元素上讲，都含有碳、氢、氧、氮和各种矿质元素。见下表1：

表1 微生物细胞的主要元素成分

元素 占干物重比例（%）
碳 50
氧 20
氮 14
氢 8
磷 3
硫 1
钾 1
钠 1
钙 0.5
镁 0.5
铝 0.5
铁 0.2
（根据大肠杆菌的数据）

从化合物水平上讲，微生物细胞中都含有水分、糖类、蛋 白质、核酸、脂质、维生素和 无机盐等物质。微生物细胞中主要的物质含量如表所示。

1、水分
各类微生物细胞中都含有大量水分，它是细胞的主要组成成分，一般含量可高达70%—90% 。含水量随着微生物种类的不同而有所差异。细菌含水量为鲜重的75%—85% ，酵母菌为70%—80%，霉菌为85%—95%。
细菌的芽孢和霉菌的各种孢子含水量较少。细菌芽孢含水量约为 40%，霉菌孢子约含38% 的水。
同种微生物随着周围环境和培养时间的变化，含水量也不尽相同，如酵母菌在20摄氏度生长，含水量为91.2%；在43摄氏度生长，含水量降为 74%。
在微生物细胞内，一部分水以结合水状态存在。这部分水不易挥发，不冻结，不能作为溶剂，也不能渗透，一般约占总水量的17%—28%。另一部分水以游离态存在。芽孢内的结合水含量比营养体多，约占芽孢总水量的50%—70%。这可能是芽孢对外界不良环境具有较强抵抗力的原因之一。
2、糖类
微生物细胞中糖类有单糖、双糖和多糖，主要以多糖形式存在。单糖主要是己糖和戊糖。己糖是组成双糖或多糖的基本单位，戊糖是核糖的组成成分。多糖有荚膜多糖、纤维素、半纤维素、淀粉和糖原等不同种类 。它们有的组成细胞结构，如细胞壁；有的作为细胞贮藏物质，存在于细胞质中，如淀粉粒。
3、蛋白质
蛋白质是细胞干物质的主要成分，分布在细胞壁（肽聚糖 ）、细胞膜（膜蛋白）、细胞质、细胞核等细胞结构中，在干物质中含量可高达80%。
微生物体内的蛋白质可分两类：简单蛋白质和结合蛋白质。简单蛋白质包括球蛋白和清蛋白。结合蛋白质包括核蛋白、糖蛋白、脂蛋白等。在微生物细胞中，核蛋白含量特别高，可占蛋白质总量的1/3—1/2。
4、核酸
核酸有两种：核糖核酸（RNA）和脱氧核糖核酸（DNA）。 主要存在于细胞质中，除少量以游离态存在外，大多与蛋白质结合，以核蛋白的形式存在。它的主要功能是为合成蛋白质提供模板、运输工具和合成场所。含RNA的某些病毒和亚病毒，它们的感染力和遗传信息即由RNA所决定。DNA主要存在于细胞核中，也有少量以质粒形式存在于细胞质中。它是生物遗传变异的物质基础，起着传递遗传变异信息的作用。
细菌和酵母菌细胞中核酸的含量较霉菌高。在同一种微生中，RNA的含量常随着生长时期的变化而变化，而DNA的含量则是恒定的；DNA的碱基对顺序、数量和比例通常是不变的，不受菌龄和一般外界因素的影响。因而用DNA碱基比例或 G+C的物质的量分数作为分类鉴定的指标，已在某些细菌和酵母菌的分类中得到应用。
5、脂质
脂质物质包括脂肪、磷脂、蜡和 固醇等。脂质在细胞中或以游离状态存在，或与蛋白质等结合。它们存在于细胞壁、细胞膜、细胞质中，如某些微生物的细胞壁含有蜡质；磷脂和蛋白质结合，是细胞膜的组成成分；脂肪常以油滴状出现在细胞质中，作为贮藏物质；固醇在酵母细胞内含量较多，因它是维生素D的前体，故常用来生产维生素D。
微生物细胞内脂肪含量 因种和培养条件不同而相差很大，如产脂内孢霉、产脂球拟酵母和红酵母细胞中脂肪含量高达50%或更多。另外，含糖量高的培养基能促进脂肪累积。
6、维生素
有些微生物细胞内还含有数量不等、种类不同的维生素，如阿舒假囊酵母和棉阿舒囊霉细胞内含有较多的核黄素；丙酸杆菌属和放线菌菌丝体中含有较多的维生素B12。
7、抗生素
在目前研制和生产的8000多种抗生素中，约有70%是由微生物产生的，而其中又以放线菌最为突出。
8、无机盐类
无机元素约占细胞干重的10%，包括磷、硫、镁、铁、钾和钠等。一般以磷的含量为最高，约占全部灰分的40%。但在硫细菌中含有较高量的硫，铁细菌中含铁丰富。这些无机元素在细胞中除少数以游离状态存在外，大部分都以无机盐形式存在或结合于有机物质中。
除上述一些主要物质外，有些微生物细胞中还含有色素、毒素等。