【微生物知识科普】微生物们需要吃什么?

【微生物知识科普】微生物们需要吃什么?

首页模拟经营微生物细胞生存模拟器更新时间:2024-08-01

经常会在网上看到面膜等于细菌培养基的谣言,许多人听多了也就信了。那为什么会出现这种传言呢?原因就在于微生物的繁殖是需要营养的,而面膜含有多种的有机物,因此许多人听信了谣言。在本文最后部分,我将就这个谣言做简单解释,在此之前,我们一起探讨一下微生物们需要吃什么呢?

不同形状的微生物

微生物在生长过程中,需要不断从外界环境吸收物质,并加以利用,以获得能量和合成细胞物质,这个过程称为微生物的营养。而被微生物吸收和利用的物质,称为微生物的营养物质

营养物质(nutrient):那些能够满足微生物机体生长、繁殖和完成各种 生理活动所需的物质(具有营养功能的物质),还包括非常规物质形式的光辐射能在内

营养(nutrition):指生物体从外部环境中摄取对其生命活动必需的能量和物质,以满足正常生长和繁殖需要的一种最基本 的生理功能

营养物质是微生物生存的物质基础,而营养是生物维持和延续其生命形式的一种生理过程。

了解微生物营养规律的目的:可以自觉地、有目的地选用、改造和设计符合微生物生理要求的培养基,以便进行科学研究或用于生产实践。

一、微生物细胞的化学组成

为了了解微生物的营养特点,需要我们先知道微生物细胞的化学组成,如下图可知微生物细胞的水分的含量最高,剩下的干物质主要是各种无机物和有机物。对细胞的成分做化学元素分析主要元素有碳、氢、氧、氮、磷、硫、钾、镁、钙、铁等;微量元素:锌、锰、钠、氯、钼、硒、钴、铜、钨、镍、硼等。

微生物细胞的化学组成

微生物、动物、植物的化学元素组成基本一致,它们之间存在“营养上的统一性”。

二、营养物质及其生理功能

微生物的营养物质种类繁多,自然界中也有成千上万种物质可被不同微生物利用。根据营养物质的性质和作用可分为六种营养要素碳源、氮源、能源、生长因子、无机盐和水。

营养物质培养得到的微生物

(一)碳源:一切能满足微生物生长繁殖所需碳元素的营养物,称为碳源。微生物细胞含C量约占干重的50%,故又称为大量营养物。

异养微生物:凡必需利用有机C源的微生物。最适C源为: C.H.O型,即糖、有机酸、醇、脂类等。

自养微生物:凡以无机C源做主要C源的微生物。

双功能营养物:对一切异养微生物来说,其C源同时又兼做能源。

二)氮源(nitrogen source):凡能提供微生物生长繁殖所需N元素的营养源。N占细菌干重的12%~15%,是构成蛋白质和核酸的主要元素;

微生物对N源的利用顺序:“N.C.H.O”或“N.C.H.O.X”类优于“N.H”类,更优于“N.O”类,而最不易利用的则是“N”类。

微生物营养上需要的氮源物质:

1)空气中的分子态氮;2)无机氮化合物;3)有机氮化合物。

(三)能源(energy source):能为微生物生命活动提供最初能量来源的营养物或辐射能。

能源谱:1)、化学物质(化能营养型):以有机物为能源的叫化能异养微生物的能源;以无机物(NH4 、NO2-、S、H2S、H2等)为能源为化能自养微生物的能源。一些原核生物如亚硝酸细菌、硝酸细菌、硫化细菌、硫细菌、氢细菌等。

2)、辐射能(光能营养型):光能自养和异养微生物的能源.

光辐射能是单功能营养物(能源)、还原态的NH4 是双功能营养物(能源、N源)、氨基酸类则是三功能营养物(C源、N源、能源)

(四)生长因子(growth factor):是一类调节微生物正常代谢所必需,但不能用简单的C、N源自行合成的有机物。需要量很少。狭义的生长因子仅指维生素。但并非每一种微生物都需要外界为它提供生长因子。

(1)生长因子自养型微生物(auxoautotrophs):不需要外界提供任何生长因子。包括多数真菌、放线菌和不少细菌。

(2)生长因子异养型微生物(auxoheterophs):包括各种乳酸菌、动物致病菌、支原体和原生动物等

(3)生长因子过量合成型:少数微生物在其代谢活动中,能合成并分泌某些维生素等生长因子。

(五)无机盐(mineral salts)或矿质元素:

大量元素:含量在10-3~10-4范围内的元素

微量元素:10-6~10-8

培养基最好用K2HPO4和MgSO4

(六)水

水作为微生物的营养物质发挥着重要作用:优良的溶剂、维持各种生物大分子结构的稳定性,并参与某些重要的化学反应;水还有其优良的理化性质能保证微生物的生命活动正常进行;蓝细菌还可以利用水中的H来还原CO2。水是生命之源,某种意义上是有依据的。。

三、微生物的培养基

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用的营养基质。也就是我们通常说的微生物“吃”的东西。

培养基上的细菌菌落

培养基几乎是一切对微生物进行研究和利用工作的基础。

任何培养基都应该具备微生物生长所需要六大营养要素。

为了研究微生物的生命活动规律和生产微生物制品,配好培养基是取重要的基础工作。一个好的培养基要能充分保证微生物生长繁殖和积累代谢产物,为此在配制培养基时,针对微生物的不同营养类型,满足其六大营养要素,且比例合适。另外要注意:培养基一旦配成,必须立即灭菌,否则很快引起杂菌丛生。

最后,我回答下文章开头的问题,为什么说面膜会成为细菌等微生物的良好培养基是谣言?因为细菌的繁殖需要时间,我们将微生物繁殖一代的时间称之为代时,哪怕繁殖速度顶尖的大肠杆菌繁殖一代也要将近二十分钟;面膜中一般多添加有抑菌成分,如酒精、羟基苯甲酸酯等抑菌剂;面膜中所含的营养物质远远达不到培养基的营养程度。所以不要轻信谣言,用科学破除谣言。

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