1.微生物的營(yíng)養(yǎng)要求
微生物生長(zhǎng)繁殖所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)主要有水、碳源、氮源、無機(jī)鹽和生長(zhǎng)因子等。
水:水是各種生物細(xì)胞必需的。水是良好的溶劑,微生物的新陳代謝過程中的一切生化反應(yīng)都離不開水的作用。
碳源:碳源是合成菌體成分的原料,也是微生物獲取能量的主要來源。整體上看來,微生物可以利用的碳源范圍極廣,從大類上說,可以分為有機(jī)碳源和無機(jī)碳源兩大類,凡必須利用有機(jī)碳源的微生物就是異養(yǎng)微生物,凡能利用無機(jī)碳源的微生物就是自養(yǎng)微生物。糖類是最廣泛利用的碳源。
氮源:氮源主要是供給合成菌體結(jié)構(gòu)的原料,很少作為能源利用。與碳源相似,微生物作為一個(gè)整體來說,能利用的碳源種類十分廣泛。某些微生物(如固氮菌)能利用空氣中分子態(tài)的氮或利用無機(jī)氮化物如銨鹽、硝酸鹽合成有機(jī)氮化物。多數(shù)致病菌則必須供給蛋白胨、氨基酸等有機(jī)氮化物才能生長(zhǎng)。
無機(jī)鹽類:無機(jī)鹽主要可為微生物提供除碳、氮以外的各種重要元素。微生物需要的無機(jī)鹽類很多,主要有P、S、K、Na、Ca、Mg、Fe等,其主要功能為構(gòu)成菌體成分;調(diào)節(jié)滲透壓;作為某些酶的成分,并能激活酶的活性等。
生長(zhǎng)因子:有些微生物雖然供給它適合的碳源氮源和無機(jī)鹽類,仍不能生長(zhǎng),還要供給一定量的所謂“生長(zhǎng)因子”。其種類很多,主要是B族維生素的化合物等。生長(zhǎng)因子可以從酵母浸出液、血液或血清中獲得。
2.微生物的營(yíng)養(yǎng)類型
根據(jù)微生物對(duì)碳源的要求不同,可將其分為自養(yǎng)菌和異養(yǎng)菌兩大營(yíng)養(yǎng)類型。
凡能利用無機(jī)碳合成菌體內(nèi)有機(jī)碳化物的,叫自養(yǎng)菌;不能利用無機(jī)碳而需要有機(jī)碳才能合成菌體內(nèi)有機(jī)碳化物的,為異養(yǎng)菌。
根據(jù)其生命活動(dòng)所需能量的來源不同,可分為光能營(yíng)養(yǎng)菌和化能營(yíng)養(yǎng)菌。前者是從光線中獲得能量,后者則從化學(xué)物質(zhì)氧化中取得能量。
因此,根據(jù)微生物所需的碳源和能源不同,可將微生物分為光能自養(yǎng)菌、光能異養(yǎng)菌、化能自養(yǎng)菌、化能異養(yǎng)菌等四類。如表所示:
微生物的營(yíng)養(yǎng)類型
營(yíng)養(yǎng)類型 |
主要(或唯一)碳源 |
能源 |
代表菌 |
光能自養(yǎng)型 |
二氧化碳 |
光能 |
藍(lán)細(xì)菌 |
光能異養(yǎng)型 |
有機(jī)物 |
光能 |
紅螺細(xì)菌 |
化能自養(yǎng)型 |
二氧化碳 |
無機(jī)物 |
硫桿菌 |
化能異養(yǎng)型 |
有機(jī)物 |
有機(jī)物 |
大腸桿菌 |
3.營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的運(yùn)輸:
外界環(huán)境的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)只有被微生物吸收到細(xì)胞內(nèi),才能被微生物分解與利用,微生物生長(zhǎng)過程中產(chǎn)生的一些代謝產(chǎn)物也必須分泌到細(xì)胞外,在這兩個(gè)過程中,細(xì)胞膜起著重要作用。目前一般認(rèn)為,營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)主要以擴(kuò)散、促進(jìn)擴(kuò)散、主動(dòng)運(yùn)輸和基團(tuán)轉(zhuǎn)位四種方式通過微生物細(xì)胞膜。