w04微生物的營養(yǎng)和培養(yǎng)基課件

1、w04微生物的營養(yǎng)和培養(yǎng)基w04微生物的營養(yǎng)和培養(yǎng)基營養(yǎng)（或營養(yǎng)作用，營養(yǎng)（或營養(yǎng)作用，nutritionnutrition）：）：是指生物體從外部環(huán)境攝取其生命是指生物體從外部環(huán)境攝取其生命活動所必需的能量和物質，以滿足其生長和繁殖需要的一種生理功活動所必需的能量和物質，以滿足其生長和繁殖需要的一種生理功能。能。營養(yǎng)物（或營養(yǎng)，營養(yǎng)物（或營養(yǎng)，nutrientnutrient）：）：則指具有營養(yǎng)功能的物質。在微生物則指具有營養(yǎng)功能的物質。在微生物學中，常也包括光能這種非物質形式的能源。學中，常也包括光能這種非物質形式的能源。微生物細胞的化學組成：微生物細胞的化學組成：碳、氫、氧、氮、硫、磷、

2、鈣、鎂、鉀、氯及多種微量元素。營養(yǎng)物質：營養(yǎng)物質：不論從元素水平還是從營養(yǎng)要素水平看，微生物的營養(yǎng)與攝食型的動物（包括人類）和光和自養(yǎng)型的植物非常相似，他們之間存在著“營養(yǎng)上的統一性”。也有六種營養(yǎng)要素。見表4-1。w04微生物的營養(yǎng)和培養(yǎng)基生物類型生物類型營養(yǎng)要素營養(yǎng)要素動物動物（異養(yǎng)）微生物微生物綠色植物綠色植物（自養(yǎng)）異養(yǎng)自養(yǎng)碳源糖類、脂肪糖、醇、有機酸等二氧化碳、碳酸鹽等二氧化碳、碳酸鹽等氮源蛋白質或其降解物蛋白質或其降解物、有機氮化合物、無機氮化合物、氮無機氮化合物、氮無機氮化合物能源與碳源相同與碳源相同氧化無機物或利用日光能利用日光能生長因子維生素部分需要維生素不需要不需要無機元素

3、無機鹽無機鹽無機鹽無機鹽水分水水水水表4-1：微生物和動物、植物營養(yǎng)要素的比較w04微生物的營養(yǎng)和培養(yǎng)基一、碳源一、碳源(carbon source)碳源是一切能提供微生物營養(yǎng)所需的碳元素的營養(yǎng)源，兼作能源。碳源是需要量最大的營養(yǎng)物（大量營養(yǎng)物）。表4-2 微生物的碳源譜類型類型元素水平元素水平化合物水平化合物水平培養(yǎng)基原料水平培養(yǎng)基原料水平有機碳CHONX復雜蛋白質、核酸等牛肉膏、蛋白胨、花生餅粉等CHON多數氨基酸，簡單蛋白質一般氨基酸、明膠等CHO糖、有機酸、醇、脂等葡萄糖、蔗糖、各種淀粉、糖蜜等CH烴類天然氣、石油及其不同餾分、石蠟油等無機碳C（？）COCO2CO2COXNaHCO3、

4、CaCO3等 NaHCO3、CaCO3、白堊等w04微生物的營養(yǎng)和培養(yǎng)基碳源主要功能：碳源主要功能：一是提供細胞物質中的碳素來源；二是提一是提供細胞物質中的碳素來源；二是提供微生物生長發(fā)育過程中所需的能量。供微生物生長發(fā)育過程中所需的能量?！半p功能營養(yǎng)物雙功能營養(yǎng)物”。對碳源的分析：對碳源的分析：（1） 把微生物作為一個整體來看，微生物的碳源譜很廣，但對某一個具體的菌株來說，其碳源譜有其特殊性。 （2） 微生物所能利用的碳源有有機碳源和無機碳源，凡必須利用有機碳源的微生物，為異養(yǎng)微生物異養(yǎng)微生物；凡能利用無機碳源的微生物是自養(yǎng)微自養(yǎng)微生物生物。（3）多數微生物以有機化合物作為碳源和能源，對異養(yǎng)

5、微生物來說最適碳源是CHO型，糖類是最好的碳源，尤其是葡萄糖；其次是醇類；有機酸、脂類等。（4）針對某一種具體微生物來看，其具體碳源利用范圍很懸殊。（5）在發(fā)酵工業(yè)中，常用的碳素原料主要有：山芋粉、玉米粉、麩皮、廢糖蜜、野生植物淀粉等。w04微生物的營養(yǎng)和培養(yǎng)基二、氮源二、氮源(nitrogen source)：凡能提供微生物生長繁殖所需氮元素的營養(yǎng)源，稱為氮源。注意C/NC/N對微生物生長的影響。微生物的氮源譜見表4-3。 類型類型元素水平元素水平化合物水平化合物水平培養(yǎng)基原料水平培養(yǎng)基原料水平有機氮NCHO X復雜蛋白質、核酸等牛肉膏、酵母膏、餅粕粉、蠶蛹粉等N CHO尿素、一般氨基酸，簡

6、單蛋白質等尿素、蛋白胨、明膠等無機氮NHNH3、銨鹽等（NH4）2SO4等NO硝酸鹽等KNO3等NN2 空氣表表4-3：微生物的氮源譜：微生物的氮源譜 w04微生物的營養(yǎng)和培養(yǎng)基氮源的主要功能氮源的主要功能：是提供合成原生質和細胞其他結構的氮素來源，一般不提供能量，但硝化細菌是利用銨鹽或硝酸鹽作為氮源和能源的。 對氮源的分析對氮源的分析： （1）從微生物所能利用的氮源種類來看：氨基酸自養(yǎng)型生物氨基酸自養(yǎng)型生物: :所有綠色植物和很多的微生物氨基酸異養(yǎng)型生物氨基酸異養(yǎng)型生物: :所有的動物和大量的異養(yǎng)微生物 （2）氮源種類： 無機氮：銨態(tài)氮、硝態(tài)氮、氮氣等； 有機氮源：尿素、氨基酸、蛋白質等。

7、（3）實驗室和發(fā)酵工業(yè)生產中，常用的氮源有銨鹽、硝酸鹽、牛肉膏、蛋白胨、酵母膏、魚粉、蠶蛹粉、豆餅粉、花生餅粉等。w04微生物的營養(yǎng)和培養(yǎng)基三、能源（三、能源（energy source)：能為微生物的生命活動提供最初能量來源的營養(yǎng)物或輻射能。能源譜能源譜:1、化學物質、化學物質 (化能營養(yǎng)型化能營養(yǎng)型)有機物：化能異養(yǎng)微生物的能源（同碳源）有機物：化能異養(yǎng)微生物的能源（同碳源）無機物：化能自養(yǎng)微生物的能源（不同于碳源）無機物：化能自養(yǎng)微生物的能源（不同于碳源） 2、輻射能、輻射能(光能營養(yǎng)型光能營養(yǎng)型)：光能自養(yǎng)和光能異養(yǎng)微生物的能源光能自養(yǎng)和光能異養(yǎng)微生物的能源 能源的分析：能源的分析：（

8、1）化能自養(yǎng)型的微生物，其利用的能源物質是一些還原態(tài)）化能自養(yǎng)型的微生物，其利用的能源物質是一些還原態(tài)的無機物質，如的無機物質，如NH4+ 、NO2-、S、H2S、H2、Fe2+ 等。等。（2）單功能營養(yǎng)物：能源）單功能營養(yǎng)物：能源 如光輻射能如光輻射能 雙功能營養(yǎng)物：還原態(tài)的無機物雙功能營養(yǎng)物：還原態(tài)的無機物N 三功能營養(yǎng)物：氨基酸三功能營養(yǎng)物：氨基酸w04微生物的營養(yǎng)和培養(yǎng)基四、生長因子（四、生長因子（growth factor)：生長因子：是一類對微生物正常代謝必不可少，且不能用簡單的碳源或氮源自行合成的有機物。廣義的生長因子除維生素外，還包括堿基、卟啉及其衍生物、甾醇、胺類、C4C8的

9、分支或直鏈脂肪酸，以及需要量較大的氨基酸；而狹義的生長因子就是指維生素。見表44 w04微生物的營養(yǎng)和培養(yǎng)基維生素維生素轉移的對象轉移的對象代謝功能代謝功能硫胺素（硫胺素（B B1 1）乙醛基乙醛基焦磷酸硫胺素是脫羧酶、轉醛酶、轉酮酶的輔基，與焦磷酸硫胺素是脫羧酶、轉醛酶、轉酮酶的輔基，與-酮酸的氧化脫羧和酮酸的氧化脫羧和酮基轉移有關酮基轉移有關核黃素（核黃素（B B2 2）氫、電子氫、電子黃素核苷酸黃素核苷酸FMNFMN和和FADFAD的前體，他們構成黃素蛋白的輔基，轉移氫的前體，他們構成黃素蛋白的輔基，轉移氫煙酸（煙酸（B B5 5）氫、電子氫、電子NADNAD和和NADPNADP的前體，

10、是脫氫酶的輔酶，參與遞氫過程及氧化還原反應的前體，是脫氫酶的輔酶，參與遞氫過程及氧化還原反應吡哆醇（吡哆醇（B B6 6）氨基氨基磷酸吡哆醛是氨基酸消旋酶、轉氨酶與脫羧酶的輔基，參與氨基酸的消旋、磷酸吡哆醛是氨基酸消旋酶、轉氨酶與脫羧酶的輔基，參與氨基酸的消旋、脫羧和轉氨脫羧和轉氨泛酸泛酸?；；o酶輔酶A A的前體，乙酰載體的輔基，轉移?；?，參與糖和脂肪酸的合成的前體，乙酰載體的輔基，轉移?；?，參與糖和脂肪酸的合成葉酸葉酸甲基甲基即輔酶即輔酶F F（四氫葉酸），參與一碳基的轉移，與合成嘌呤、嘧啶、四氫葉酸），參與一碳基的轉移，與合成嘌呤、嘧啶、核苷酸、絲氨酸和甲硫氨酸有關核苷酸、絲氨酸和甲硫

11、氨酸有關生物素（生物素（H H）羧基羧基各種羧化酶的輔基，在各種羧化酶的輔基，在COCO2 2固定、氨基酸和脂肪酸合成及糖代謝中起作用固定、氨基酸和脂肪酸合成及糖代謝中起作用維生素維生素B B1212羧基，甲基羧基，甲基鈷酰胺輔酶，參與一碳基傳遞，與甲硫氨酸和胸苷酸的合成和異構化有關鈷酰胺輔酶，參與一碳基傳遞，與甲硫氨酸和胸苷酸的合成和異構化有關表表4-4：維生素的生理功能：維生素的生理功能w04微生物的營養(yǎng)和培養(yǎng)基生長因子的功能：生長因子在微生物代謝中有著極其重要的作用，如構成細胞成分；調節(jié)代謝，維持生命的正?；顒?。生長因子分析：（1）各種微生物與生長因子的關系可分以下幾類： 生長因子自養(yǎng)型

12、微生物生長因子自養(yǎng)型微生物 生長因子異養(yǎng)型微生物生長因子異養(yǎng)型微生物 生長因子過量合成微生物生長因子過量合成微生物（2）在配制微生物培養(yǎng)基時，如果配制的是天然培養(yǎng)基，則可加入富含生長因子的原料酵母膏、玉米漿、肝浸液、麥芽汁或其他新鮮的動植物組織浸液；如果配制的是合成培養(yǎng)基，可加入復合維生素液。w04微生物的營養(yǎng)和培養(yǎng)基五、無機鹽五、無機鹽(inorganic salt)：無機鹽主要可為微生物提供碳、氮源以外的各種重要元素。大量元素大量元素:凡是生長所需濃度在10-310-4mol/L范圍內的元素，如K、Ca、Na、Mg、S、P、Fe等；微量元素微量元素:凡所需濃度在10-610-8mol/L范

13、圍內的元素，稱為，如Mn、Cu、Zn、Co、Mo等。 Fe實際上介于大量元素和微量元素之間。不同的微生物對不同的元素要求不同。w04微生物的營養(yǎng)和培養(yǎng)基無機鹽的營養(yǎng)功能：無機鹽的營養(yǎng)功能：w04微生物的營養(yǎng)和培養(yǎng)基無機鹽的分析：（1）在配制細菌培養(yǎng)基時，對于大量元素來說，可以加入有關化學試劑，其中首選的是K2HPO4及MgSO4，因為它們可以同時提供4種需要量最大的元素。（2）對其他需要量少些的元素，除非研究代謝等有特殊要求，一般不需外源添加。w04微生物的營養(yǎng)和培養(yǎng)基六、水六、水(water)：水分是微生物細胞中的主要組成成分，一般約為7090%。其主要作用其主要作用：細胞物質的組成成分；生

14、物化學反應的介質；細胞內各種物質的基本溶劑；調節(jié)細胞內的溫度，保持生活環(huán)境溫度的恒定。除了少數微生物如藍細菌以水為代謝中間物外，其他微生物都不是利用水作為營養(yǎng)物質。幾種生物的游離水含量： 人體：60%海蜇：96%微生物：7585%w04微生物的營養(yǎng)和培養(yǎng)基分類標準分類標準營養(yǎng)類型營養(yǎng)類型1.以能源分光能營養(yǎng)型（phototroph）化能營養(yǎng)型（chemotroph）2.以供氫體分無機營養(yǎng)型（lithotroph）有機營養(yǎng)型（organotroph）3.以碳源分自養(yǎng)型（autotroph）異養(yǎng)型（heterotroph）4.以合成氨基酸能力分氨基酸營養(yǎng)型（amino acid autotroph

15、）氨基酸自養(yǎng)型（amino acid heterotroph）5.以生長因子分原養(yǎng)型（protoroph）或野生型（wild type）營養(yǎng)缺陷型（auxotroph）6.以取食方式分滲透營養(yǎng)型（osmotroph）吞噬營養(yǎng)型（phagocytosis）7.以取得死或活有機物分腐生型（saprophytism）寄生型（parasitism）表4-5：微生物營養(yǎng)類型的分類 w04微生物的營養(yǎng)和培養(yǎng)基營養(yǎng)類型營養(yǎng)類型能源能源供氫體供氫體基本碳源基本碳源實例實例光能無機營養(yǎng)型（光能自養(yǎng)型）光無機物CO2藍細菌、紫硫細菌、綠硫細菌、藻類光能有機營養(yǎng)型（光能異養(yǎng)型）光有機物CO2及簡單有機物紅螺菌科的細

16、菌（即紫色無硫細菌）化能無機營養(yǎng)型（化能自養(yǎng)型）無機物*無機物CO2硝化細菌、硫化細菌、鐵細菌、氫細菌、硫黃細菌等化能有機營養(yǎng)型（化能異養(yǎng)型）有機物有機物有機物絕大多數細菌和全部真核微生物表表4-6：微生物的營養(yǎng)類型：微生物的營養(yǎng)類型 w04微生物的營養(yǎng)和培養(yǎng)基1、光能自養(yǎng)型（光能無機營養(yǎng)型）、光能自養(yǎng)型（光能無機營養(yǎng)型） 光能自養(yǎng)微生物所需要的能源是光能，以CO2為主要碳源，以無機物作為供氫體，將CO2化合成細胞自己的有機物質。這類微生物都含有光合色素，所以能利用光能進行光合作用。主要類群是藍細菌 、綠硫細菌和紫硫細菌。光合色素主要有二類：葉綠素和菌綠素。以綠硫細菌為例： CO2+2H2S

17、CH2O+2S+H2O2、光能異養(yǎng)型（光能有機營養(yǎng)型）光能異養(yǎng)型（光能有機營養(yǎng)型） 光能異養(yǎng)微生物利用光作能源，以一種有機化合物為主要碳源，作為供氫體，將CO2還原成碳水化合物。例如紅螺菌利用異丙醇作為供氫體，進行光合作用。 CH3 CHOH+CO2 2CH3COCH3+H20 CH3w04微生物的營養(yǎng)和培養(yǎng)基3、化能自養(yǎng)型（化能無機營養(yǎng)型）、化能自養(yǎng)型（化能無機營養(yǎng)型） 化能自養(yǎng)微生物利用氧化無機物所產生的能量作為能源，CO2作為碳源，合成自身需要的有機含碳化合物。這類微生物僅限一些細菌，共有五類：氫細菌、硫細菌、鐵細菌、氨細菌和亞硝酸細菌。這些細菌在產能過程中，都需要大量氧氣參加，所以所有

18、的化能自養(yǎng)細菌均為好氧菌。以亞硝酸細菌為例，它將氨氧化為亞硝酸，獲得能量，供CO2合成有機含碳化合物時用，二步反應是在細菌細胞內緊密聯系進行的。 NH3+O2 2HNO2+4H+能能 CO2+4H+ CH2O+H2O4、化能異養(yǎng)型（化能有機營養(yǎng)型）化能異養(yǎng)型（化能有機營養(yǎng)型） 化能異養(yǎng)微生物利用氧化有機物時獲得的能量作為能源，化能異養(yǎng)微生物利用氧化有機物時獲得的能量作為能源，碳源也是有機化合物。這樣對化能異養(yǎng)菌來講，一種有機化碳源也是有機化合物。這樣對化能異養(yǎng)菌來講，一種有機化合物的代謝作用既可提供能源又可以供應碳源。合物的代謝作用既可提供能源又可以供應碳源。絕大多數細菌和全部真核微生物。w0

19、4微生物的營養(yǎng)和培養(yǎng)基 一般認為，細胞膜以四種方式控制物質的運送，即單純擴散、促進擴散、主動運送和基團移位，以主動運送最為重要。w04微生物的營養(yǎng)和培養(yǎng)基一、單純擴散一、單純擴散(simple diffusion):又稱被動擴散又稱被動擴散(passive diffusion)或被動運輸送或被動運輸送(passive transport)：細胞膜（包括孔蛋白在內）在無載體蛋白參與細胞膜（包括孔蛋白在內）在無載體蛋白參與下，單純依靠物理擴散方式讓許多小分子、非電離分子尤下，單純依靠物理擴散方式讓許多小分子、非電離分子尤其是親水性分子被動通過的一種物質運送方式。其是親水性分子被動通過的一種物質運送

20、方式。w04微生物的營養(yǎng)和培養(yǎng)基特點：特點： 物質由高濃度區(qū)向低濃度區(qū)擴散；物質由高濃度區(qū)向低濃度區(qū)擴散； 不需要能量；不需要能量； 擴散是非特異性的，無運載蛋白參與；擴散是非特異性的，無運載蛋白參與； 擴散速度慢。擴散速度慢。運送的物質：運送的物質： 氣體（氣體（O O2 2和和COCO2 2）、）、水、某些水溶性物質水、某些水溶性物質（乙醇等）和脂溶性物質、大腸桿菌吸收鈉離子。（乙醇等）和脂溶性物質、大腸桿菌吸收鈉離子。w04微生物的營養(yǎng)和培養(yǎng)基2、促進擴散（facilitated diffusion) 促進擴散指溶質在運送過程中，必須借助存在于細胞膜上的底物特異載體蛋白的協助，但不消耗能

21、量的一類擴散性運送方式。w04微生物的營養(yǎng)和培養(yǎng)基特點：物質由高濃度區(qū)向低濃度區(qū)擴散； 不需要能量； 擴散特異性載體蛋白（滲透酶、易位酶、易位蛋白）參與； 擴散速度較快。運送的物質運送的物質：無機離子和糖類等。 w04微生物的營養(yǎng)和培養(yǎng)基3、主動運輸（active transport)主動運輸是指一類必須提供能量并通過細胞膜上特異性載體蛋白構想的變化，使膜外環(huán)境中底濃度的溶質運入膜內的一種運送方式。 w04微生物的營養(yǎng)和培養(yǎng)基特點： 逆濃度梯度運輸； 需要提供能量； 需要特異性載體蛋白參與； 運送速度較快運送的物質：運送的物質：無機離子、有機離子和一些糖類等。w04微生物的營養(yǎng)和培養(yǎng)基基團轉位

22、基團轉位 指一類既特異性載體蛋白的參與，又需耗能的一種物質運送方式，其特點是溶質在運送前后會發(fā)生分子結構的變化，而不同于一般的主動運送。 磷酸轉移酶系統。該磷酸轉移酶系統包括酶I、酶II和Hpr。 第一步 ： PEP+HPr-PHPr+丙酮酸 第二步： P-Hpr+糖-糖-P+Hpr熱穩(wěn)載體蛋白熱穩(wěn)載體蛋白丙酮酸丙酮酸w04微生物的營養(yǎng)和培養(yǎng)基特點：逆濃度梯度運輸；需要能量；需要特異性載體蛋白；被轉運的物質改變了化學結構。運送的物質：某些細菌運送的葡萄糖w04微生物的營養(yǎng)和培養(yǎng)基四種運送營養(yǎng)物質方式的比較四種運送營養(yǎng)物質方式的比較比較項目比較項目單純擴散單純擴散促進擴散促進擴散主動運送主動運送

23、基團轉位基團轉位特異載體蛋白特異載體蛋白無有有有運送速度運送速度慢快快快溶質運送方向溶質運送方向由濃到稀由濃到稀由稀到濃由稀到濃平衡時內外濃度平衡時內外濃度內外相等內外相等內部濃度高得多內部濃度高得多運送分子運送分子無特異性特異性特異性特異性能量消耗能量消耗不需要不需要需要需要運送前后溶質分子運送前后溶質分子不變不變不變改變載體飽和效應載體飽和效應無有有有與溶質類似物與溶質類似物無競爭性有競爭性有競爭性有競爭性運送抑制劑運送抑制劑無有有有運送對象舉例運送對象舉例H2O、CO2、O2、甘油、少數氨基SO42-、PO43-；糖氨基酸、乳糖等糖類，Na+、Ca2+等無機離子葡萄糖、果糖、甘露糖、嘌呤

24、、核苷、脂肪酸等。w04微生物的營養(yǎng)和培養(yǎng)基影響營養(yǎng)吸收的因素影響營養(yǎng)吸收的因素：1、細胞內外營養(yǎng)物質的濃度差細胞內外營養(yǎng)物質的濃度差 濃度差越大，越有利于細胞的吸收。2、營養(yǎng)物的特性營養(yǎng)物的特性 （1）大分子化合物不易透過，需經胞外酶水解成可溶性的小分子后，才被吸收。 （2）脂溶性化合物較水溶性物質更易透過細胞膜。 （3）不易電離的化合物較易電離的化合物更易進入細胞。3、細胞膜的通透性細胞膜的通透性 當營養(yǎng)物的電荷與膜上的孔的電荷相反時，透性增加；當菌種是幼齡時，膜透性較大；當細胞受損或死亡時，膜的選擇性受到破壞，菌體內含物容易從體內滲出。其他物化條件，如溫度、pH、有毒物質等都會影響細胞膜

25、的通透性。w04微生物的營養(yǎng)和培養(yǎng)基培養(yǎng)基(medium/culture medium)一種人工配制的、適合微生物生長繁殖或產生代謝產物用的混合養(yǎng)料。 具備六種營養(yǎng)要素、進行滅菌。一、配制原則一、配制原則 （4條)1、目的明確：、目的明確： 實驗室：不計較成本，重復性要強； 大生產：考慮成本（1）種子培養(yǎng)基：利于菌種的快速繁殖 （2）發(fā)酵培養(yǎng)基：利于產物的生成 w04微生物的營養(yǎng)和培養(yǎng)基2、營養(yǎng)協調：、營養(yǎng)協調：微生物細胞內各種成分間有較穩(wěn)定的比例關系。因此大多數微生物細胞內各種成分間有較穩(wěn)定的比例關系。因此大多數化能異養(yǎng)微生物的培養(yǎng)基，除水分外，碳源（兼能源）的化能異養(yǎng)微生物的培養(yǎng)基，除水分

26、外，碳源（兼能源）的含量最高，其后依次是氮源、大量元素和生長因子。含量最高，其后依次是氮源、大量元素和生長因子。指在微生物培養(yǎng)基中所含的碳源中碳原子與氮源中氮指在微生物培養(yǎng)基中所含的碳源中碳原子與氮源中氮原子的摩爾數比。原子的摩爾數比。一般來講，真菌需C/N比較高的培養(yǎng)基（似動物的“素食”），細菌尤其是動物病原菌需C/N較低的培養(yǎng)基（似動物的“渾食”）。據記載：一般培養(yǎng)基的C/N比為100/0.52；谷氨酸發(fā)酵培養(yǎng)基為100/1121；放線菌蛋白質培養(yǎng)基為100/1020。w04微生物的營養(yǎng)和培養(yǎng)基3、條件適宜（理化適宜）：、條件適宜（理化適宜）： （1）pH：各大類微生物一般都有它們合適的生

27、長各大類微生物一般都有它們合適的生長pH值。值。如細菌如細菌7.08.0，放線菌，放線菌7.58.5，酵母菌，酵母菌3.86.0，霉菌，霉菌4.05.8，藻類，藻類6.07.0，原生動物，原生動物6.08.0。A) 內源調節(jié)培養(yǎng)基的內源調節(jié)培養(yǎng)基的pH值調劑能力，通過培養(yǎng)基內成分值調劑能力，通過培養(yǎng)基內成分發(fā)揮的調節(jié)作用。發(fā)揮的調節(jié)作用。磷酸緩沖液：磷酸緩沖液：K2HPO4和和KH2PO4濃度比，濃度比，pH6.07.6。備用堿：備用堿：CaCO3或或NaHCO3B)外源調節(jié)外源調節(jié) : 加入酸液或堿液加入酸液或堿液w04微生物的營養(yǎng)和培養(yǎng)基（2）滲透壓和水活度：）滲透壓和水活度：l滲透壓：等

28、滲環(huán)境適宜微生物生長；l水活度：水可利用性的衡量指標；不同微生物要求的水活度不同。 w04微生物的營養(yǎng)和培養(yǎng)基（3）氧化還原勢：）氧化還原勢： 發(fā)酵發(fā)酵0.1V呼吸呼吸l各種微生物對氧的需求不同。氧化還原電位Eh可作為供氧水平的指標。l好氧微生物生長的Eh為+0.3+0.4V，它們在Eh0.1V的環(huán)境中均能生長；l兼性厭氧微生物 在Eh0.1V時進行好氧呼吸，在Eh0.1V時進行發(fā)酵；l厭氧微生物在Eh0.1V時才能生長。l培養(yǎng)厭氧微生物時，除了在配制培養(yǎng)基、滅菌、按種和培養(yǎng)一系列操作中采用嚴格的厭氧技術除去氧氣外，還要在培養(yǎng)基中加入還原劑，降低其氧化還原電位。l不論是好氧還是厭氧微生物，隨著

29、它們的生長和代謝活動的進行，培養(yǎng)基的原有Eh會逐步降低。這是由于溶解氧的消耗及H2S、H2等還原性代謝產物形成累積所致。w04微生物的營養(yǎng)和培養(yǎng)基4、經濟節(jié)約、經濟節(jié)約（1）以粗代精（2）以“野”代“家”（3）以廢代好 （4）以簡代繁（5）以烴代糧（6）以纖代糖 （7）以氮代朊（8）以“國”代“進”w04微生物的營養(yǎng)和培養(yǎng)基二、設計步驟（方法）二、設計步驟（方法） 1 1、生態(tài)模擬、生態(tài)模擬、參考文獻、參考文獻、精心設計、精心設計、試驗比較、試驗比較 w04微生物的營養(yǎng)和培養(yǎng)基三、培養(yǎng)基種類三、培養(yǎng)基種類 （一）按對培養(yǎng)基成分的了解來分（一）按對培養(yǎng)基成分的了解來分 天然培養(yǎng)基、組合培養(yǎng)基和半

30、組合培養(yǎng)基天然培養(yǎng)基、組合培養(yǎng)基和半組合培養(yǎng)基天然培養(yǎng)基(complex medium; undefined medium)：天然培養(yǎng)基是指利用各種動、植物或微生物的原料，其成分難以確切知道。 如培養(yǎng)細菌用的牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基、培養(yǎng)酵母菌的麥芽麥芽汁培養(yǎng)基汁培養(yǎng)基等。用作這種培養(yǎng)基的主要原料：牛肉膏、麥芽汁、蛋白胨、酵母膏、玉米粉、麩皮、各種餅粉、馬鈴薯、牛奶、血清等。優(yōu)點：取材廣泛，營養(yǎng)全面和豐富，制備方便，價格低廉，適宜于大規(guī)模培養(yǎng)微生物。缺點：成分復雜，成分不穩(wěn)定。w04微生物的營養(yǎng)和培養(yǎng)基配制天然培養(yǎng)基用的幾種原料性質與成分配制天然培養(yǎng)基用的幾種原料性質與成分原材料原

31、材料產品特點產品特點營養(yǎng)成分營養(yǎng)成分牛肉膏牛肉膏(beefextract)瘦牛肉加熱抽提并濃縮而成的膏狀物富含水溶性動物組織的營養(yǎng)物，如糖類、有機含氮物、水溶性維生素和無機鹽等 蛋白胨蛋白胨(peptone)由酪素或明膠等蛋白質經酸或酶( 胰蛋白酶、胃蛋白酶或木瓜蛋白酶 等)水解而成。因蛋白質來源和水解方式不同，可以獲得不同特性的產品是營養(yǎng)豐富 的有機氮源，其中還含有若干維生素和糖類。如胰酶水解的酪蛋白約含總氮12.9%，氨基氮6 .6%酵母膏酵母膏(yeast extract)由酵母細胞水提取物濃 縮而成的膏 狀物，還可制成粉末型商品富含B族維生素，也含豐富的有機氮和碳化物 w04微生物的營

32、養(yǎng)和培養(yǎng)基組合培養(yǎng)基組合培養(yǎng)基(chemical defined medium)：組合培養(yǎng)基又稱合成培養(yǎng)基或綜合培養(yǎng)基，是按照微生物的營養(yǎng)要求精確設計后，用多種化學試劑配制而成的培養(yǎng)基。如實驗室常用的培養(yǎng)E. coli等細菌用的葡萄糖銨鹽培養(yǎng)基葡萄糖銨鹽培養(yǎng)基；放線菌（鏈酶菌）用的淀粉硝酸鹽培養(yǎng)基（常稱為高氏一號淀粉硝酸鹽培養(yǎng)基（常稱為高氏一號培養(yǎng)基）培養(yǎng)基）；培養(yǎng)真菌用的蔗糖硝酸鹽培養(yǎng)基（即察氏一號培蔗糖硝酸鹽培養(yǎng)基（即察氏一號培養(yǎng)基）養(yǎng)基）等。優(yōu)點：成分精確、重演性好。缺點：價格較貴、配制較煩。一般用于實驗室進行營養(yǎng)代謝、分類鑒定和選育菌種、菌種鑒定和生物測定等定量要求較高的研究工作上。w

33、04微生物的營養(yǎng)和培養(yǎng)基半組合培養(yǎng)基半組合培養(yǎng)基(semi-defined medium)：半組合培養(yǎng)基用一部分天然物質作為碳氮源及生長輔助物質，又適當補充少量無機鹽類配制的培養(yǎng)基。 例如：培養(yǎng)真菌的馬鈴薯蔗糖培養(yǎng)基馬鈴薯蔗糖培養(yǎng)基等。 半合成培養(yǎng)基應用最廣，能使絕大多數微生物良好地生長。w04微生物的營養(yǎng)和培養(yǎng)基（二）按培養(yǎng)基外觀的物理狀態(tài)來分（二）按培養(yǎng)基外觀的物理狀態(tài)來分 1、固體培養(yǎng)基、固體培養(yǎng)基(solid medium)： 根據固體的性質可把其分為四類：根據固體的性質可把其分為四類：固化培養(yǎng)基：常稱為固體培養(yǎng)基，加固化培養(yǎng)基：常稱為固體培養(yǎng)基，加12%瓊脂或瓊脂或512%明膠作凝固

34、劑明膠作凝固劑非可逆性凝固培養(yǎng)基：血清或無機硅膠非可逆性凝固培養(yǎng)基：血清或無機硅膠天然固體培養(yǎng)基：由天然固體狀基質直接制成天然固體培養(yǎng)基：由天然固體狀基質直接制成濾膜：一種堅韌且?guī)в袩o數微孔的醋酸纖維薄膜。濾膜：一種堅韌且?guī)в袩o數微孔的醋酸纖維薄膜。 固體培養(yǎng)基的用途很廣泛，如用于菌種的分離、鑒定、菌固體培養(yǎng)基的用途很廣泛，如用于菌種的分離、鑒定、菌落計數、檢驗雜菌、選種、育種、菌種保藏、抗生素等生物落計數、檢驗雜菌、選種、育種、菌種保藏、抗生素等生物活性物質的生物測定等，還可以用于固體發(fā)酵。活性物質的生物測定等，還可以用于固體發(fā)酵。w04微生物的營養(yǎng)和培養(yǎng)基成分成分營養(yǎng)價營養(yǎng)價值值分解性分解

35、性融化溫融化溫度度凝固溫凝固溫度度耐高壓滅耐高壓滅菌力菌力瓊脂瓊脂明膠明膠 聚半乳糖聚半乳糖硫酸酯硫酸酯蛋白質蛋白質無無氮源氮源罕見罕見極易極易96254020強強弱弱 瓊脂與明膠性質比較瓊脂與明膠性質比較w04微生物的營養(yǎng)和培養(yǎng)基A在標準營養(yǎng)培養(yǎng)基上對總菌數進行計數。（染色）在標準營養(yǎng)培養(yǎng)基上對總菌數進行計數。（染色）B在糞便大腸菌培養(yǎng)基上檢測糞便中的大腸菌類在糞便大腸菌培養(yǎng)基上檢測糞便中的大腸菌類C在遠藤氏培養(yǎng)基上檢測大腸桿菌在遠藤氏培養(yǎng)基上檢測大腸桿菌D在麥芽汁培養(yǎng)基上生長的酵母和霉菌在麥芽汁培養(yǎng)基上生長的酵母和霉菌w04微生物的營養(yǎng)和培養(yǎng)基2、半固體培養(yǎng)基、半固體培養(yǎng)基(semi-so

36、lid medium)： 加入少量的凝固劑到液體培養(yǎng)基中就配制成半固體培養(yǎng)基，瓊脂用量一般在0.5%左右。 常用來觀察細菌的運動性，鑒定噬菌體的效價和厭氧菌的培養(yǎng)及菌種保存等。3、液體培養(yǎng)基、液體培養(yǎng)基(liquid medium)： 所配制的培養(yǎng)基是液態(tài)的，其中的成分基本上溶于水，沒有明顯的固形物。液體培養(yǎng)基營養(yǎng)成分分布均勻，適用于做細致的生理代謝等各項基本理論的研究，更適用于現代化的大規(guī)模發(fā)酵生產。4、脫水培養(yǎng)基（、脫水培養(yǎng)基（dehydrated culture media） 指含有除水以外的一切營養(yǎng)成分的商品培養(yǎng)基，使用時只要加入適量的水分并加以滅菌即可。w04微生物的營養(yǎng)和培養(yǎng)基（三

37、）按培養(yǎng)基的功能來分（三）按培養(yǎng)基的功能來分 選擇性培養(yǎng)基、鑒別性培養(yǎng)基選擇性培養(yǎng)基、鑒別性培養(yǎng)基1、選擇性培養(yǎng)基、選擇性培養(yǎng)基(selected medium)根據某種微生物的特殊營養(yǎng)要求或對某化學、物理因素的抗性而設計的培養(yǎng)基，其功能是使混合菌樣中的劣勢菌變成優(yōu)勢菌，從而提高該菌的篩選效率。一般利用“投其所好”和“取其所抗”的原理，如加富性培加富性培養(yǎng)基養(yǎng)基和和抑制性選擇培養(yǎng)基抑制性選擇培養(yǎng)基。w04微生物的營養(yǎng)和培養(yǎng)基選擇對象選擇對象抑制劑及其用量抑制劑及其用量(g/ml)抑制對象抑制對象 細菌細菌四環(huán)素四環(huán)素(200) 四環(huán)素四環(huán)素(100) 放線菌酮放線菌酮(20) 放線菌酮放線菌酮(50) 放線菌酮放線菌酮(100)放線菌酮放線菌酮(200) 真菌素真菌素(Cabicidin)(100) 黑曲