第五章微生物的營(yíng)養(yǎng)與培養(yǎng)基

1、第四章第四章 微生物的營(yíng)養(yǎng)微生物的營(yíng)養(yǎng) 營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)是微生物生存的物質(zhì)基礎(chǔ)，而營(yíng)養(yǎng)是微營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)是微生物生存的物質(zhì)基礎(chǔ)，而營(yíng)養(yǎng)是微生物維持和延續(xù)其生命形式的一種生理過(guò)程。生物維持和延續(xù)其生命形式的一種生理過(guò)程。營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì):能夠滿足機(jī)體生長(zhǎng)、繁殖和完成各種能夠滿足機(jī)體生長(zhǎng)、繁殖和完成各種生理活動(dòng)所需要的物質(zhì)生理活動(dòng)所需要的物質(zhì).營(yíng)營(yíng) 養(yǎng)養(yǎng):微生物獲得和利用營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的過(guò)程。微生物獲得和利用營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的過(guò)程。 營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)按照它們?cè)跈C(jī)體中的生理作用不同，可以將它們區(qū)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)按照它們?cè)跈C(jī)體中的生理作用不同，可以將它們區(qū)分成六大類(lèi)。分成六大類(lèi)。主要元素：碳、氫、氧、氮、磷、硫、鉀、鎂、鈣等碳、氫、氧、氮、磷、

2、硫、鉀、鎂、鈣等微量元素：鋅、錳、氯、鉬、硒、鈷、銅等鋅、錳、氯、鉬、硒、鈷、銅等占細(xì)菌細(xì)胞干重的占細(xì)菌細(xì)胞干重的97%第一節(jié)微生物的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)第一節(jié)微生物的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)一、微生物細(xì)胞的化學(xué)組成一、微生物細(xì)胞的化學(xué)組成構(gòu)成微生物細(xì)胞的物質(zhì)基礎(chǔ)是各種化學(xué)元素！構(gòu)成微生物細(xì)胞的物質(zhì)基礎(chǔ)是各種化學(xué)元素！組成微生物細(xì)胞的各類(lèi)化學(xué)元素的比例常組成微生物細(xì)胞的各類(lèi)化學(xué)元素的比例常因微生物種類(lèi)的不同而不同。因微生物種類(lèi)的不同而不同。不僅如此，微生物細(xì)胞的化學(xué)元素組成也不僅如此，微生物細(xì)胞的化學(xué)元素組成也常隨菌齡及培養(yǎng)條件的不同而在一定范圍常隨菌齡及培養(yǎng)條件的不同而在一定范圍內(nèi)發(fā)生變化。內(nèi)發(fā)生變化。營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)主要功用

3、：供給微生物合成細(xì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)主要功用：供給微生物合成細(xì)胞物質(zhì)的原料；用以產(chǎn)生能量；有的胞物質(zhì)的原料；用以產(chǎn)生能量；有的營(yíng)養(yǎng)物如維生素主要用于調(diào)節(jié)新陳代謝。營(yíng)養(yǎng)物如維生素主要用于調(diào)節(jié)新陳代謝。1.碳源碳源凡是能提供微生物細(xì)胞物質(zhì)和代謝產(chǎn)物中碳素來(lái)源的營(yíng)養(yǎng)物稱(chēng)凡是能提供微生物細(xì)胞物質(zhì)和代謝產(chǎn)物中碳素來(lái)源的營(yíng)養(yǎng)物稱(chēng)為碳源。為碳源。（1）定義）定義凡是能被用來(lái)構(gòu)成菌體物質(zhì)中或代謝產(chǎn)物中氮素來(lái)源凡是能被用來(lái)構(gòu)成菌體物質(zhì)中或代謝產(chǎn)物中氮素來(lái)源的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)稱(chēng)為氮源。的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)稱(chēng)為氮源。1.氮源氮源氮是組成微生物蛋白質(zhì)、酶和核酸的成分。氮是組成微生物蛋白質(zhì)、酶和核酸的成分。 氮源譜氮源譜有機(jī)氮無(wú)機(jī)氮NH3銨鹽硝酸

4、鹽N2蛋白質(zhì)核酸氨基酸尿素氨基酸自養(yǎng)型生物：一部分微生物是不需要利用氨基酸氨基酸自養(yǎng)型生物：一部分微生物是不需要利用氨基酸作為氮源的，但能把尿素、銨鹽、硝酸鹽甚至氮?dú)獾群?jiǎn)作為氮源的，但能把尿素、銨鹽、硝酸鹽甚至氮?dú)獾群?jiǎn)單氮源自行合成自身所需要氨基酸。單氮源自行合成自身所需要氨基酸。氨基酸異養(yǎng)型生物：反之，凡需要從外界吸收現(xiàn)成的氨氨基酸異養(yǎng)型生物：反之，凡需要從外界吸收現(xiàn)成的氨基酸作為氮源的微生物?；嶙鳛榈吹奈⑸?。常用的蛋白質(zhì)類(lèi)氮源包括蛋白胨、魚(yú)粉、蠶蛹、黃豆餅常用的蛋白質(zhì)類(lèi)氮源包括蛋白胨、魚(yú)粉、蠶蛹、黃豆餅粉、玉米漿、牛肉浸膏、酵母浸膏等粉、玉米漿、牛肉浸膏、酵母浸膏等按氮源的不同，生物

5、可分為：按氮源的不同，生物可分為：3.能源能源能源：能為微生物的生命活動(dòng)提供最初能量來(lái)源營(yíng)養(yǎng)能源：能為微生物的生命活動(dòng)提供最初能量來(lái)源營(yíng)養(yǎng)物或輻射能物或輻射能能源譜能源譜化學(xué)物質(zhì)輻射能化能異養(yǎng)微生物的能源有機(jī)物無(wú)機(jī)物化能自養(yǎng)微生物的能源光能自養(yǎng)和光能異養(yǎng)微生物的能源在配制培養(yǎng)基時(shí)，首選加入磷酸氫二在配制培養(yǎng)基時(shí)，首選加入磷酸氫二鉀和硫酸鎂，基本可以同時(shí)提供鉀和硫酸鎂，基本可以同時(shí)提供4 4種需種需要量最大的元素。要量最大的元素。5.生長(zhǎng)因子生長(zhǎng)因子生長(zhǎng)因子：那些微生物生長(zhǎng)所必需而且需要量很小，生長(zhǎng)因子：那些微生物生長(zhǎng)所必需而且需要量很小，但微生物自身不能合成的或合成量不足以滿足機(jī)體生但微生物自

6、身不能合成的或合成量不足以滿足機(jī)體生長(zhǎng)需要的有機(jī)化合物長(zhǎng)需要的有機(jī)化合物 根據(jù)生長(zhǎng)因子的化學(xué)結(jié)構(gòu)和它們?cè)跈C(jī)體中的生理根據(jù)生長(zhǎng)因子的化學(xué)結(jié)構(gòu)和它們?cè)跈C(jī)體中的生理功能的不同功能的不同, ,可將生長(zhǎng)因子分為維生素可將生長(zhǎng)因子分為維生素(vitamin)(vitamin)、氨基酸與嘌呤及嘧啶三大類(lèi)。氨基酸與嘌呤及嘧啶三大類(lèi)。生長(zhǎng)因子可以從酵母膏、玉米漿、麥芽汁、血液生長(zhǎng)因子可以從酵母膏、玉米漿、麥芽汁、血液或血清中獲得?；蜓逯蝎@得。微微 生生 物物 生長(zhǎng)因子生長(zhǎng)因子 需要量（需要量（ml-1III型肺炎鏈球菌（型肺炎鏈球菌（Streptococcus pneumoniae）膽堿膽堿 6ug金黃色葡萄

7、球菌（金黃色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）硫胺素硫胺素 0.5ng白喉棒桿菌（白喉棒桿菌（Cornebacterium diphtherriae）B-丙氨酸丙氨酸 1.5ug破傷風(fēng)梭狀芽孢桿菌（破傷風(fēng)梭狀芽孢桿菌（Clostridium tetani）尿嘧啶尿嘧啶 0-4ug腸膜狀串珠菌（腸膜狀串珠菌（Leuconostoc mesenteroides）吡哆醛吡哆醛 0.025ug6.水水生理功能主要有生理功能主要有起到溶劑與運(yùn)輸介質(zhì)的作用；起到溶劑與運(yùn)輸介質(zhì)的作用；參與細(xì)胞內(nèi)一系列化學(xué)反應(yīng)；參與細(xì)胞內(nèi)一系列化學(xué)反應(yīng)；維持蛋白質(zhì)、核酸等生物大分子穩(wěn)定的天然構(gòu)象；維持蛋白

8、質(zhì)、核酸等生物大分子穩(wěn)定的天然構(gòu)象；通過(guò)水合作用與脫水作用控制由多亞基組成的結(jié)構(gòu)通過(guò)水合作用與脫水作用控制由多亞基組成的結(jié)構(gòu)熱的良好導(dǎo)體；熱的良好導(dǎo)體；第二節(jié)微生物的營(yíng)養(yǎng)營(yíng)養(yǎng)類(lèi)型第二節(jié)微生物的營(yíng)養(yǎng)營(yíng)養(yǎng)類(lèi)型第三節(jié)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的方式第三節(jié)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的方式營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)能否進(jìn)入細(xì)胞取決于三個(gè)方面的因素：營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)能否進(jìn)入細(xì)胞取決于三個(gè)方面的因素：營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)本身的性質(zhì)（相對(duì)分子量、質(zhì)量、溶解性、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)本身的性質(zhì)（相對(duì)分子量、質(zhì)量、溶解性、電負(fù)性等電負(fù)性等微生物所處的環(huán)境（溫度、微生物所處的環(huán)境（溫度、PHPH等）；等）；微生物細(xì)胞的透過(guò)屏障（原生質(zhì)膜、細(xì)胞壁、莢微生物細(xì)胞的透過(guò)屏障（原生質(zhì)膜、細(xì)胞壁

9、、莢膜等）。膜等）。根據(jù)物質(zhì)運(yùn)輸過(guò)程的特點(diǎn)根據(jù)物質(zhì)運(yùn)輸過(guò)程的特點(diǎn)，可將物質(zhì)的運(yùn)輸方式分為可將物質(zhì)的運(yùn)輸方式分為自由擴(kuò)散自由擴(kuò)散促進(jìn)擴(kuò)散促進(jìn)擴(kuò)散主動(dòng)運(yùn)輸主動(dòng)運(yùn)輸基團(tuán)轉(zhuǎn)移基團(tuán)轉(zhuǎn)移1 1自由擴(kuò)散自由擴(kuò)散原生質(zhì)膜是一種半透性膜，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)通過(guò)原生質(zhì)原生質(zhì)膜是一種半透性膜，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)通過(guò)原生質(zhì)膜上的小孔，由高濃度的胞外環(huán)境向低濃度的胞內(nèi)進(jìn)膜上的小孔，由高濃度的胞外環(huán)境向低濃度的胞內(nèi)進(jìn)行擴(kuò)散。行擴(kuò)散。特點(diǎn)特點(diǎn)物質(zhì)在擴(kuò)散過(guò)程中沒(méi)有發(fā)生任何反應(yīng)；物質(zhì)在擴(kuò)散過(guò)程中沒(méi)有發(fā)生任何反應(yīng)；不消耗能量；不能逆濃度運(yùn)輸；不消耗能量；不能逆濃度運(yùn)輸；運(yùn)輸速率與膜內(nèi)外物質(zhì)的濃度差成正比運(yùn)輸速率與膜內(nèi)外物質(zhì)的濃度差成正比水是唯一可以

10、通過(guò)擴(kuò)散自由通過(guò)原生質(zhì)膜的分子，水是唯一可以通過(guò)擴(kuò)散自由通過(guò)原生質(zhì)膜的分子，脂肪酸、乙醇、甘油、一些氣體（脂肪酸、乙醇、甘油、一些氣體（O2O2、CO2CO2）及某些及某些氨基酸在一定程度上也可通過(guò)自由擴(kuò)散進(jìn)出細(xì)胞。氨基酸在一定程度上也可通過(guò)自由擴(kuò)散進(jìn)出細(xì)胞。 2 2協(xié)助擴(kuò)散協(xié)助擴(kuò)散特特點(diǎn)點(diǎn)不消耗能量不消耗能量參與運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)本身的分子結(jié)構(gòu)不發(fā)生變化參與運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)本身的分子結(jié)構(gòu)不發(fā)生變化不能進(jìn)行逆濃度運(yùn)輸。不能進(jìn)行逆濃度運(yùn)輸。運(yùn)輸速率與膜內(nèi)外物質(zhì)的濃度差成正比運(yùn)輸速率與膜內(nèi)外物質(zhì)的濃度差成正比需要細(xì)胞膜上的載體蛋白（透過(guò)酶）參與需要細(xì)胞膜上的載體蛋白（透過(guò)酶）參與被運(yùn)輸物質(zhì)與載體蛋白有高度的特異

11、性被運(yùn)輸物質(zhì)與載體蛋白有高度的特異性 通過(guò)促進(jìn)擴(kuò)散進(jìn)入細(xì)胞的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)主要有氨基酸通過(guò)促進(jìn)擴(kuò)散進(jìn)入細(xì)胞的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)主要有氨基酸、單糖、維生素及無(wú)機(jī)鹽等。一般微生物通過(guò)專(zhuān)一的、單糖、維生素及無(wú)機(jī)鹽等。一般微生物通過(guò)專(zhuān)一的載體蛋白運(yùn)輸相應(yīng)的物質(zhì)，但也有微生物對(duì)同一物質(zhì)載體蛋白運(yùn)輸相應(yīng)的物質(zhì)，但也有微生物對(duì)同一物質(zhì)的運(yùn)輸由一種以上的載體蛋白來(lái)完成。的運(yùn)輸由一種以上的載體蛋白來(lái)完成。 3 3主動(dòng)運(yùn)輸主動(dòng)運(yùn)輸基團(tuán)轉(zhuǎn)位又稱(chēng)為磷酸烯醇式丙酮酸基團(tuán)轉(zhuǎn)位又稱(chēng)為磷酸烯醇式丙酮酸-磷酸糖轉(zhuǎn)移酶運(yùn)輸磷酸糖轉(zhuǎn)移酶運(yùn)輸系統(tǒng)（系統(tǒng)（PTS），），PTS 通常由五種蛋白質(zhì)組成，包括酶通常由五種蛋白質(zhì)組成，包括酶I、酶酶II（包括

12、包括a、b、c三三種亞基）和一種低相對(duì)分子量的熱穩(wěn)定蛋白種亞基）和一種低相對(duì)分子量的熱穩(wěn)定蛋白質(zhì)（質(zhì)（HPr）。）。4 4基團(tuán)移位基團(tuán)移位基團(tuán)移位是另一種類(lèi)型的主動(dòng)運(yùn)輸，它與主動(dòng)運(yùn)輸相比，基團(tuán)移位是另一種類(lèi)型的主動(dòng)運(yùn)輸，它與主動(dòng)運(yùn)輸相比，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在運(yùn)輸過(guò)程中發(fā)生了化學(xué)變化（糖在運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中發(fā)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在運(yùn)輸過(guò)程中發(fā)生了化學(xué)變化（糖在運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中發(fā)生了磷酸化）。其余特點(diǎn)與主動(dòng)運(yùn)輸相同。生了磷酸化）。其余特點(diǎn)與主動(dòng)運(yùn)輸相同。PEP-P + HPr HPr-p + 丙酮酸丙酮酸 P - HPr +糖糖糖糖-P +HPr基團(tuán)轉(zhuǎn)移主要存在于厭氧型和兼性厭氧型細(xì)胞中，基團(tuán)轉(zhuǎn)移主要存在于厭氧型和兼性厭氧型細(xì)胞

13、中，主要用于糖的運(yùn)輸，脂肪酸、核苷、堿基等也可以通主要用于糖的運(yùn)輸，脂肪酸、核苷、堿基等也可以通過(guò)這種方式運(yùn)輸。過(guò)這種方式運(yùn)輸。每輸入一分子葡萄糖要消耗一個(gè)每輸入一分子葡萄糖要消耗一個(gè)ATPATP比較項(xiàng)目比較項(xiàng)目 單純擴(kuò)散單純擴(kuò)散 促進(jìn)擴(kuò)散促進(jìn)擴(kuò)散 主動(dòng)運(yùn)輸主動(dòng)運(yùn)輸 基團(tuán)移位基團(tuán)移位特異載體蛋白特異載體蛋白 無(wú)無(wú) 有有 有有 有有運(yùn)送速度運(yùn)送速度 慢慢 快快 快快 快快溶質(zhì)運(yùn)送方向溶質(zhì)運(yùn)送方向 由濃至稀由濃至稀 由濃至稀由濃至稀 由稀至濃由稀至濃由稀至濃由稀至濃平衡時(shí)內(nèi)外濃度平衡時(shí)內(nèi)外濃度 內(nèi)外相等內(nèi)外相等 內(nèi)外相等內(nèi)外相等 內(nèi)部高內(nèi)部高內(nèi)部高內(nèi)部高運(yùn)送分子運(yùn)送分子 無(wú)特異性無(wú)特異性 特異性特

14、異性 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 需要需要需要需要運(yùn)送前后溶質(zhì)運(yùn)送前后溶質(zhì) 分子不變分子不變 不變不變 不變不變改變改變載體飽和效應(yīng)載體飽和效應(yīng)無(wú)無(wú) 有有 有有 有有與溶質(zhì)類(lèi)似物與溶質(zhì)類(lèi)似物 無(wú)競(jìng)爭(zhēng)性無(wú)競(jìng)爭(zhēng)性 有競(jìng)爭(zhēng)性有競(jìng)爭(zhēng)性有競(jìng)爭(zhēng)性有競(jìng)爭(zhēng)性有競(jìng)爭(zhēng)性有競(jìng)爭(zhēng)性運(yùn)送抑制劑運(yùn)送抑制劑 無(wú)無(wú) 有有 有有 有有運(yùn)送對(duì)象舉例運(yùn)送對(duì)象舉例 水、水、O O2 2 糖、糖、SOSO4 42-2-氨基酸氨基酸 乳糖乳糖 葡萄糖葡萄糖 嘌呤嘌呤四種運(yùn)送營(yíng)養(yǎng)方式的比較四種運(yùn)送營(yíng)養(yǎng)方式的比較第四節(jié)培養(yǎng)基第四節(jié)培養(yǎng)基培養(yǎng)基是人工配制的，適合微生物生長(zhǎng)繁殖或產(chǎn)生代培養(yǎng)基是人工配制的，適

15、合微生物生長(zhǎng)繁殖或產(chǎn)生代謝產(chǎn)物的營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)。謝產(chǎn)物的營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)。培養(yǎng)基幾乎是一切對(duì)微生物進(jìn)行研究和利用工作的基礎(chǔ)培養(yǎng)基幾乎是一切對(duì)微生物進(jìn)行研究和利用工作的基礎(chǔ)任何培養(yǎng)基都應(yīng)該具備微生物生長(zhǎng)所需要六大營(yíng)養(yǎng)要素：任何培養(yǎng)基都應(yīng)該具備微生物生長(zhǎng)所需要六大營(yíng)養(yǎng)要素：碳源、氮源、無(wú)機(jī)鹽、能源、生長(zhǎng)因子、水碳源、氮源、無(wú)機(jī)鹽、能源、生長(zhǎng)因子、水任何培養(yǎng)基一旦配成，必須立即進(jìn)行滅菌處理任何培養(yǎng)基一旦配成，必須立即進(jìn)行滅菌處理；常規(guī)高壓蒸汽滅菌：常規(guī)高壓蒸汽滅菌： 1.05kg/cm2,121.315-30分鐘分鐘一、選用和設(shè)計(jì)培養(yǎng)基的原則和方法一、選用和設(shè)計(jì)培養(yǎng)基的原則和方法目的明確目的明確營(yíng)養(yǎng)協(xié)調(diào)營(yíng)養(yǎng)協(xié)調(diào)理

16、化條件適宜理化條件適宜經(jīng)濟(jì)節(jié)約經(jīng)濟(jì)節(jié)約1.目的明確目的明確根據(jù)不同的微生物的營(yíng)養(yǎng)要求配制針對(duì)強(qiáng)的培養(yǎng)基。根據(jù)不同的微生物的營(yíng)養(yǎng)要求配制針對(duì)強(qiáng)的培養(yǎng)基。培養(yǎng)化能自養(yǎng)型的氧化硫桿菌的培養(yǎng)基組成為：培養(yǎng)化能自養(yǎng)型的氧化硫桿菌的培養(yǎng)基組成為：S 10g MgSOS 10g MgSO4 4.7H.7H2 2O 0.5g NHO 0.5g NH4 4) )2 2SOSO4 4 0.4g FeSO 0.4g FeSO4 4 0.01g H0.01g H2 2POPO4 4 4g CaCl 4g CaCl2 2 0.25g H 0.25g H2 2O 1000mlO 1000ml培養(yǎng)化能異養(yǎng)的大腸桿菌一種培養(yǎng)

17、基是由下列化學(xué)成分組成培養(yǎng)化能異養(yǎng)的大腸桿菌一種培養(yǎng)基是由下列化學(xué)成分組成：葡萄糖葡萄糖 5 5g NH4H2PO4 1g NaCl 5g g NH4H2PO4 1g NaCl 5g MgSO4.7H2O 0.2g K2HPO4 1g H2O 1000mlMgSO4.7H2O 0.2g K2HPO4 1g H2O 1000ml常見(jiàn)的培養(yǎng)四大類(lèi)微生物的培養(yǎng)基常見(jiàn)的培養(yǎng)四大類(lèi)微生物的培養(yǎng)基細(xì)菌（牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基）：細(xì)菌（牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基）：牛肉膏牛肉膏 3 3g g 蛋白胨蛋白胨 10 10g NaCl 5g Hg NaCl 5g H2 2O O 1000ml1000ml放線菌（高氏放線菌（高

18、氏1 1號(hào)）號(hào)）淀粉淀粉 20 20g K2HPO4 0.5g NaCl 0.5g MgSO4.7H2O g K2HPO4 0.5g NaCl 0.5g MgSO4.7H2O 0.5g KNO3 1g FeSO4 0.01g H2O 1000ml0.5g KNO3 1g FeSO4 0.01g H2O 1000ml酵母菌酵母菌( (麥芽汁培養(yǎng)基麥芽汁培養(yǎng)基) )干麥芽粉加四倍水，在干麥芽粉加四倍水，在50-6050-60保溫糖化保溫糖化3-43-4小時(shí)，用碘液小時(shí)，用碘液試驗(yàn)檢查至糖化完全為止，調(diào)整糖液濃度為試驗(yàn)檢查至糖化完全為止，調(diào)整糖液濃度為1010。巴林，煮沸。巴林，煮沸后，沙布過(guò)濾，調(diào)

19、后，沙布過(guò)濾，調(diào)PHPH為為6.06.0。霉菌（查氏合成培養(yǎng)基）霉菌（查氏合成培養(yǎng)基）N a N O 3 3 g K 2 H P O 4 1 g K C l 0 . 5 g N a N O 3 3 g K 2 H P O 4 1 g K C l 0 . 5 g MgSO4.7H2O 0.5gFeSO4 0.01g MgSO4.7H2O 0.5gFeSO4 0.01g 蔗糖蔗糖 30 30g H2O g H2O 1000ml1000ml2.營(yíng)養(yǎng)協(xié)調(diào)營(yíng)養(yǎng)協(xié)調(diào)培養(yǎng)基中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)濃度合適時(shí)微生物才能生長(zhǎng)良好，營(yíng)養(yǎng)物培養(yǎng)基中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)濃度合適時(shí)微生物才能生長(zhǎng)良好，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)濃度過(guò)低時(shí)不能滿足微生物正常生長(zhǎng)所需

20、，濃度過(guò)高時(shí)則可能質(zhì)濃度過(guò)低時(shí)不能滿足微生物正常生長(zhǎng)所需，濃度過(guò)高時(shí)則可能對(duì)微生物生長(zhǎng)起抑制作用。對(duì)微生物生長(zhǎng)起抑制作用。培養(yǎng)基中各營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)之間的濃度配比也直接影響微生物培養(yǎng)基中各營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)之間的濃度配比也直接影響微生物的生長(zhǎng)繁殖和代謝產(chǎn)物的形成和積累，其中碳氮比（的生長(zhǎng)繁殖和代謝產(chǎn)物的形成和積累，其中碳氮比（C/N）的的影響較大。影響較大。碳氮比指培養(yǎng)基中碳元素與氮元素的物質(zhì)的量比值，有時(shí)也碳氮比指培養(yǎng)基中碳元素與氮元素的物質(zhì)的量比值，有時(shí)也指培養(yǎng)基中還原糖與粗蛋白之比。指培養(yǎng)基中還原糖與粗蛋白之比。例如，在利用微生物發(fā)酵生產(chǎn)谷氨酸的過(guò)程中，培例如，在利用微生物發(fā)酵生產(chǎn)谷氨酸的過(guò)程中，培養(yǎng)基碳

21、氮比為養(yǎng)基碳氮比為4/1時(shí)，菌體量繁殖，谷氨酸積累少；時(shí)，菌體量繁殖，谷氨酸積累少；當(dāng)培養(yǎng)基碳氮比為當(dāng)培養(yǎng)基碳氮比為3/1時(shí)，菌體繁殖受到抑制，谷氨時(shí)，菌體繁殖受到抑制，谷氨酸產(chǎn)量則大量增加。酸產(chǎn)量則大量增加。3.理化條件適宜理化條件適宜pH水活度水活度氧化還原電位氧化還原電位a. pH培養(yǎng)基的培養(yǎng)基的pH必須控制在一定的范圍內(nèi)，以滿足不同類(lèi)型必須控制在一定的范圍內(nèi)，以滿足不同類(lèi)型微生物的生長(zhǎng)繁殖或產(chǎn)生代謝產(chǎn)物。微生物的生長(zhǎng)繁殖或產(chǎn)生代謝產(chǎn)物。通常培養(yǎng)條件：通常培養(yǎng)條件：細(xì)菌與放線菌：細(xì)菌與放線菌：pH77.5酵母菌和霉菌：酵母菌和霉菌：pH4.56范圍內(nèi)生長(zhǎng)范圍內(nèi)生長(zhǎng)為了維持培養(yǎng)基為了維持培

22、養(yǎng)基pH的相對(duì)恒定，通常在培養(yǎng)基中加入的相對(duì)恒定，通常在培養(yǎng)基中加入pH緩沖劑，或在進(jìn)行工業(yè)發(fā)酵時(shí)補(bǔ)加酸、堿。緩沖劑，或在進(jìn)行工業(yè)發(fā)酵時(shí)補(bǔ)加酸、堿。b. 水活度水活度在天然環(huán)境中，微生物可實(shí)際利用的自由水或游離水的含量，在天然環(huán)境中，微生物可實(shí)際利用的自由水或游離水的含量，一般用在一定的溫度和壓力條件下一般用在一定的溫度和壓力條件下, ,溶液的蒸汽壓力與同樣條溶液的蒸汽壓力與同樣條件下純水蒸汽壓力之比表示，即：件下純水蒸汽壓力之比表示，即：w=Pw/Pw=Pw/Po ow w式中式中PwPw代表溶液蒸汽壓力代表溶液蒸汽壓力, , P PO Ow w代表純水蒸汽壓力。代表純水蒸汽壓力。純水純水w

23、w為為1.00,1.00,溶液中溶質(zhì)越多溶液中溶質(zhì)越多, , ww越小越小。微生物一般在微生物一般在ww為為0.600.600.990.99的條件下生長(zhǎng)的條件下生長(zhǎng), , ww過(guò)低時(shí)過(guò)低時(shí), ,微生物生長(zhǎng)的遲緩期延長(zhǎng)微生物生長(zhǎng)的遲緩期延長(zhǎng), ,比生長(zhǎng)速率和總生長(zhǎng)量減少。比生長(zhǎng)速率和總生長(zhǎng)量減少。微生物不同，其生長(zhǎng)的最適微生物不同，其生長(zhǎng)的最適ww不同。不同。c. 氧化還原電位氧化還原電位氧化還原電位又稱(chēng)氧化還原電勢(shì)（氧化還原電位又稱(chēng)氧化還原電勢(shì)（redox potential），），是度量是度量某氧化還原系統(tǒng)中的還原劑釋放電子或氧化劑接受電子趨勢(shì)某氧化還原系統(tǒng)中的還原劑釋放電子或氧化劑接受電子

24、趨勢(shì)的一種指標(biāo)，其單位是的一種指標(biāo)，其單位是V（伏）或伏）或mV（毫伏）。毫伏）。不同類(lèi)型微生物生長(zhǎng)對(duì)氧化還原電位的要求不同不同類(lèi)型微生物生長(zhǎng)對(duì)氧化還原電位的要求不同好氧性微生物：好氧性微生物：+0.1+0.1伏以上時(shí)可正常生長(zhǎng)伏以上時(shí)可正常生長(zhǎng), ,以以+0.3+0.3+0.4+0.4伏為宜；伏為宜；厭氧性微生物：低于厭氧性微生物：低于+0.1+0.1伏條件下生長(zhǎng)；伏條件下生長(zhǎng)；兼性厭氧微生物：兼性厭氧微生物：+0.1+0.1伏以上時(shí)進(jìn)行好氧呼吸伏以上時(shí)進(jìn)行好氧呼吸, , +0.1 +0.1伏以下時(shí)進(jìn)行發(fā)酵。伏以下時(shí)進(jìn)行發(fā)酵。氧化還原電位就是用來(lái)反映水溶液中所有物質(zhì)表現(xiàn)出來(lái)的宏觀氧化-還原性

25、。4. 經(jīng)濟(jì)節(jié)約經(jīng)濟(jì)節(jié)約以粗代精以粗代精以野代家以野代家以廢代好以廢代好以國(guó)代進(jìn)以國(guó)代進(jìn)以簡(jiǎn)代繁以簡(jiǎn)代繁以氮代朊以氮代朊以烴代糧以烴代糧以纖代糖以纖代糖1.1.天然培養(yǎng)基天然培養(yǎng)基: : 化學(xué)成分不完全了解或化學(xué)成化學(xué)成分不完全了解或化學(xué)成分不恒定的天然有機(jī)物配制的培養(yǎng)基。如動(dòng)植分不恒定的天然有機(jī)物配制的培養(yǎng)基。如動(dòng)植物汁液物汁液, ,土壤浸出液土壤浸出液, , 等配制成培養(yǎng)基。配制方等配制成培養(yǎng)基。配制方便，經(jīng)濟(jì)。便，經(jīng)濟(jì)。如：如： 2.2.合成培養(yǎng)基：合成培養(yǎng)基： 由已知化學(xué)藥品配成由已知化學(xué)藥品配成, ,成分成分和濃度都已完全知道和濃度都已完全知道, ,每一次配制也基本恒定。每一次配制也

26、基本恒定。這種培養(yǎng)基成分精確，重復(fù)性強(qiáng)，多用于實(shí)驗(yàn)這種培養(yǎng)基成分精確，重復(fù)性強(qiáng)，多用于實(shí)驗(yàn)室室, ,費(fèi)用較高。費(fèi)用較高。如：如：l牛肉膏牛肉膏 瘦牛肉組織浸出汁濃縮而成的膏瘦牛肉組織浸出汁濃縮而成的膏狀物質(zhì)，富含水溶性碳水化合物，有機(jī)狀物質(zhì)，富含水溶性碳水化合物，有機(jī)氮化合物，維生素，鹽等。氮化合物，維生素，鹽等。l蛋白胨蛋白胨 將肉，酪素或明膠用酸或蛋白酶將肉，酪素或明膠用酸或蛋白酶水解后干燥而成的粉末狀物質(zhì)，富含有水解后干燥而成的粉末狀物質(zhì)，富含有機(jī)氮化合物，也含有一些維生素和碳水機(jī)氮化合物，也含有一些維生素和碳水化合物。化合物。l酵母膏酵母膏 酵母細(xì)胞的水溶性提取物濃縮而酵母細(xì)胞的水溶性

27、提取物濃縮而成的膏狀物質(zhì)成的膏狀物質(zhì) ，富含類(lèi)維生素，也含有，富含類(lèi)維生素，也含有有機(jī)氮化合物和碳水化合物。有機(jī)氮化合物和碳水化合物。3.3.半合成培養(yǎng)基半合成培養(yǎng)基: :由成分已知的物質(zhì)由成分已知的物質(zhì)和成分未知的天然物質(zhì)配制而成的培和成分未知的天然物質(zhì)配制而成的培養(yǎng)基養(yǎng)基, ,如如PDAPDA培養(yǎng)基。培養(yǎng)基。如：如： 液體培養(yǎng)基液體培養(yǎng)基: :配制后不加任何凝固劑。配制后不加任何凝固劑。 半固體培養(yǎng)基半固體培養(yǎng)基: :在液體培養(yǎng)基上加進(jìn)一定凝固劑在液體培養(yǎng)基上加進(jìn)一定凝固劑, ,在在液體培養(yǎng)基中如加液體培養(yǎng)基中如加0.5%0.5%瓊脂瓊脂, ,可以用來(lái)觀察細(xì)胞運(yùn)可以用來(lái)觀察細(xì)胞運(yùn)動(dòng)的特征動(dòng)

28、的特征, ,鑒定菌種鑒定菌種, ,測(cè)定抗菌素的效價(jià)等。測(cè)定抗菌素的效價(jià)等。 固體培養(yǎng)基固體培養(yǎng)基: :在液體培養(yǎng)基中加入凝固劑在液體培養(yǎng)基中加入凝固劑( (如如1.5-1.5-2.0%2.0%瓊脂瓊脂) )。固體培養(yǎng)基為微生物的生長(zhǎng)提供了一。固體培養(yǎng)基為微生物的生長(zhǎng)提供了一個(gè)營(yíng)養(yǎng)表面?zhèn)€營(yíng)養(yǎng)表面, ,在這個(gè)表面生長(zhǎng)微生物可形成單個(gè)菌在這個(gè)表面生長(zhǎng)微生物可形成單個(gè)菌落落, ,用于微生物的分離用于微生物的分離, ,鑒定鑒定, ,計(jì)數(shù)計(jì)數(shù), ,保管。保管。 脫水培養(yǎng)基：指含有除水分以外的一切成分的商品脫水培養(yǎng)基：指含有除水分以外的一切成分的商品培養(yǎng)基，使用時(shí)只要加入適量水分并加以滅菌即可，培養(yǎng)基，使用時(shí)只要加入適量水分并加以滅菌即可，其成分精確且使用方便。其成分精確且使用方便。 常用的凝固劑有瓊脂常用的凝固劑有瓊脂(agar)(agar)、明膠、明膠(gelatin)(gelatin)和硅膠和硅膠(silica gel)(silica gel)?；瘜W(xué)化學(xué)成分成分營(yíng)養(yǎng)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值價(jià)值分解分解性性融化融化溫度溫度凝固凝固溫度溫度常用常用濃度濃度透明透明度度黏黏著著力力耐加耐加壓滅壓滅菌菌瓊瓊脂脂聚半乳聚半乳糖的硫糖的硫酸酯酸酯無(wú)無(wú)罕見(jiàn)罕見(jiàn)約約9696 約約40401.5%1.5%2%2%高