第四章微生物的營養(yǎng)與培養(yǎng)基

1、 營養(yǎng)物質(zhì)是微生物生存的物質(zhì)基礎(chǔ)，而營養(yǎng)是營養(yǎng)物質(zhì)是微生物生存的物質(zhì)基礎(chǔ)，而營養(yǎng)是微生物維持和延續(xù)其生命形式的一種生理過程。微生物維持和延續(xù)其生命形式的一種生理過程。營養(yǎng)物質(zhì)營養(yǎng)物質(zhì): 參與營養(yǎng)過程并具有營養(yǎng)功能的物質(zhì)參與營養(yǎng)過程并具有營養(yǎng)功能的物質(zhì) 營養(yǎng)營養(yǎng):指生物體從外部環(huán)境中攝取對(duì)生命活動(dòng)所必需的指生物體從外部環(huán)境中攝取對(duì)生命活動(dòng)所必需的能量和物質(zhì)能量和物質(zhì)，以滿足其生長(zhǎng)和繁殖需要的一種最基本，以滿足其生長(zhǎng)和繁殖需要的一種最基本生理功能。生理功能。 構(gòu)成：構(gòu)成：水（水（75-90%）、無機(jī)鹽、蛋白質(zhì)、）、無機(jī)鹽、蛋白質(zhì)、 糖、脂類、核酸糖、脂類、核酸元素：元素： 大量元素：碳、氫、鈉、氧

2、、氮、大量元素：碳、氫、鈉、氧、氮、 磷、硫、鉀、鎂、鈣、鐵磷、硫、鉀、鎂、鈣、鐵 微量元素微量元素:鋅、錳、鉬、硒、鈷、銅、鎢、鎳鋅、錳、鉬、硒、鈷、銅、鎢、鎳 、硼、硼特有成分：特有成分：肽聚糖、胞壁酸、磷壁酸、肽聚糖、胞壁酸、磷壁酸、D型氨基酸、砒啶二羧型氨基酸、砒啶二羧酸、二氨基庚二酸酸、二氨基庚二酸一、微生物的化學(xué)組成一、微生物的化學(xué)組成第一節(jié)微生物的營養(yǎng)六要素第一節(jié)微生物的營養(yǎng)六要素 二、微生物的營養(yǎng)要素二、微生物的營養(yǎng)要素 營養(yǎng)物質(zhì)按照它們?cè)跈C(jī)體中的生理作用不同，可以營養(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。將它們區(qū)分成六大類。營養(yǎng)物質(zhì)營養(yǎng)物質(zhì)水水碳源碳源氮

3、源氮源無機(jī)鹽無機(jī)鹽生長(zhǎng)生長(zhǎng)因子因子能能源源一切能滿足微生物生長(zhǎng)、繁殖所需碳元素的營養(yǎng)物質(zhì)一切能滿足微生物生長(zhǎng)、繁殖所需碳元素的營養(yǎng)物質(zhì)微生物細(xì)胞的含碳量占干重的微生物細(xì)胞的含碳量占干重的50%（一）碳源（一）碳源1、種類、種類:無機(jī)含碳化合物無機(jī)含碳化合物有機(jī)含碳化合物有機(jī)含碳化合物CO2和碳酸鹽等和碳酸鹽等糖與糖的衍生物（糖與糖的衍生物（多糖：如淀粉、麩皮、米糠等；多糖：如淀粉、麩皮、米糠等；飴糖；單糖飴糖；單糖),脂類、醇類、有機(jī)酸、烴類、芳香族脂類、醇類、有機(jī)酸、烴類、芳香族化合物等?；衔锏?。微生物利用的碳源譜微生物利用的碳源譜種類種類碳源物質(zhì)碳源物質(zhì)備注備注糖糖葡萄糖、果糖、麥芽糖、

4、蔗糖、淀粉、葡萄糖、果糖、麥芽糖、蔗糖、淀粉、半乳糖、乳糖、甘露糖、纖維二糖、纖半乳糖、乳糖、甘露糖、纖維二糖、纖維素、半纖維素、甲殼素、木質(zhì)素等維素、半纖維素、甲殼素、木質(zhì)素等單糖優(yōu)于雙糖，己糖優(yōu)于戊糖，淀粉優(yōu)單糖優(yōu)于雙糖，己糖優(yōu)于戊糖，淀粉優(yōu)于纖維素，純多糖優(yōu)于雜多糖。于纖維素，純多糖優(yōu)于雜多糖。有機(jī)酸有機(jī)酸糖酸、乳酸、檸檬酸、延胡索酸、低級(jí)糖酸、乳酸、檸檬酸、延胡索酸、低級(jí)脂肪酸、高級(jí)脂肪酸、氨基酸等脂肪酸、高級(jí)脂肪酸、氨基酸等與糖類比效果較差，有機(jī)酸較難進(jìn)入細(xì)與糖類比效果較差，有機(jī)酸較難進(jìn)入細(xì)胞，進(jìn)入細(xì)胞后會(huì)導(dǎo)致胞，進(jìn)入細(xì)胞后會(huì)導(dǎo)致pHpH下降。當(dāng)環(huán)境下降。當(dāng)環(huán)境中缺乏碳源物質(zhì)時(shí)，氨基

5、酸可被微生物中缺乏碳源物質(zhì)時(shí)，氨基酸可被微生物作為碳源利用。作為碳源利用。醇醇乙醇乙醇在低濃度條件下被某些酵母菌和醋酸菌在低濃度條件下被某些酵母菌和醋酸菌利用。利用。脂脂脂肪、磷脂脂肪、磷脂主要利用脂肪，在特定條件下將磷脂分主要利用脂肪，在特定條件下將磷脂分解為甘油和脂肪酸而加以利用。解為甘油和脂肪酸而加以利用。烴烴天然氣、石油、石油餾分、石蠟油等天然氣、石油、石油餾分、石蠟油等利用烴的微生物細(xì)胞表面有一種由糖脂利用烴的微生物細(xì)胞表面有一種由糖脂組成的特殊吸收系統(tǒng)，可將難溶的烴充組成的特殊吸收系統(tǒng)，可將難溶的烴充分乳化后吸收利用。分乳化后吸收利用。COCO2 2COCO2 2為自養(yǎng)微生物所利用

6、。為自養(yǎng)微生物所利用。碳酸鹽碳酸鹽NaHCONaHCO3 3、CaCOCaCO3 3、白堊等、白堊等為自養(yǎng)微生物所利用。為自養(yǎng)微生物所利用。其他其他芳香族化合物、氰化物芳香族化合物、氰化物蛋白質(zhì)、核酸等蛋白質(zhì)、核酸等利用這些物質(zhì)的微生物在環(huán)境保護(hù)方面利用這些物質(zhì)的微生物在環(huán)境保護(hù)方面有重要作用。有重要作用。當(dāng)環(huán)境中缺乏碳源物質(zhì)時(shí)，可被微生物當(dāng)環(huán)境中缺乏碳源物質(zhì)時(shí)，可被微生物作為碳源而降解利用。作為碳源而降解利用。最適碳源最適碳源 糖糖 醇醇 有機(jī)酸有機(jī)酸 脂類脂類最適糖類最適糖類 單糖單糖 雙糖雙糖 多糖多糖最適單糖最適單糖 已糖已糖 戊糖戊糖最適多糖最適多糖 淀粉淀粉 纖維素纖維素 木質(zhì)素、

7、幾丁質(zhì)木質(zhì)素、幾丁質(zhì)最適碳源最適碳源 C-H-O異養(yǎng)微生物：異養(yǎng)微生物：凡必須利用有機(jī)碳源的微生物凡必須利用有機(jī)碳源的微生物自養(yǎng)微生物：自養(yǎng)微生物：以無機(jī)碳源作主要碳源的微生物以無機(jī)碳源作主要碳源的微生物根據(jù)微生物利用的碳源物質(zhì)不同將其分為根據(jù)微生物利用的碳源物質(zhì)不同將其分為1 1）提供合成細(xì)胞物質(zhì)及代謝物的原料）提供合成細(xì)胞物質(zhì)及代謝物的原料2 2）為）為整個(gè)生理活動(dòng)提供所需要能源（異養(yǎng)微生整個(gè)生理活動(dòng)提供所需要能源（異養(yǎng)微生物）。物）。2、功能：、功能：雙功能營養(yǎng)物雙功能營養(yǎng)物C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + 能量（能量（ATP ）凡是能提供微生物生長(zhǎng)繁殖所需氮元素的

8、營養(yǎng)源稱為凡是能提供微生物生長(zhǎng)繁殖所需氮元素的營養(yǎng)源稱為氮源。氮源。1、氮源譜、氮源譜有機(jī)氮有機(jī)氮無機(jī)氮無機(jī)氮NH3銨鹽銨鹽硝酸鹽硝酸鹽牛肉膏牛肉膏酵母膏酵母膏蛋白胨蛋白胨尿素尿素（二）氮源（二）氮源分子氮分子氮N2微生物利用的氮源物質(zhì)微生物利用的氮源物質(zhì)種類種類氮源物質(zhì)氮源物質(zhì)元素元素水平水平備注備注蛋白蛋白質(zhì)類質(zhì)類蛋白質(zhì)及其不蛋白質(zhì)及其不同程度降解產(chǎn)同程度降解產(chǎn)物物(胨、肽、氨胨、肽、氨基酸等基酸等)N.C.H.X大分子蛋白質(zhì)難進(jìn)入細(xì)胞，一些真菌和少數(shù)細(xì)大分子蛋白質(zhì)難進(jìn)入細(xì)胞，一些真菌和少數(shù)細(xì)菌能分泌胞外蛋白酶，將大分子蛋白質(zhì)降解利菌能分泌胞外蛋白酶，將大分子蛋白質(zhì)降解利用，而多數(shù)細(xì)菌只能

9、利用相對(duì)分子質(zhì)量較小其用，而多數(shù)細(xì)菌只能利用相對(duì)分子質(zhì)量較小其降解產(chǎn)物降解產(chǎn)物氨及氨及銨鹽銨鹽NH3、(NH4)2SO4等等NH容易被微生物吸收利用容易被微生物吸收利用硝酸硝酸鹽鹽KNO3等等N.O容易被微生物吸收利用容易被微生物吸收利用分子分子氮氮N2N固氮微生物可利用，但當(dāng)環(huán)境中有化合態(tài)氮源固氮微生物可利用，但當(dāng)環(huán)境中有化合態(tài)氮源時(shí)，固氮微生物就失去固氮能力時(shí)，固氮微生物就失去固氮能力其他其他嘌呤、嘧啶、嘌呤、嘧啶、脲、胺、酰胺、脲、胺、酰胺、氰化物氰化物大腸桿菌不能以嘧啶作為唯一氮源，在氮限量大腸桿菌不能以嘧啶作為唯一氮源，在氮限量的葡萄糖培養(yǎng)基上生長(zhǎng)時(shí)，可通過誘導(dǎo)作用先的葡萄糖培養(yǎng)基上

10、生長(zhǎng)時(shí)，可通過誘導(dǎo)作用先合成分解嘧啶的酶，然后再分解并利用合成分解嘧啶的酶，然后再分解并利用,嘧啶可嘧啶可不同程度地被微生物作為氮源加以利用不同程度地被微生物作為氮源加以利用1）氨基酸自養(yǎng)型微生物：氨基酸自養(yǎng)型微生物：能利用尿素、銨鹽、硝酸能利用尿素、銨鹽、硝酸鹽甚至氮?dú)獾群?jiǎn)單的氮源自行合成所需的一切氨基酸鹽甚至氮?dú)獾群?jiǎn)單的氮源自行合成所需的一切氨基酸的生物的生物2）氨基酸異養(yǎng)型微生物：氨基酸異養(yǎng)型微生物：凡需要從外界吸收現(xiàn)成的氨基凡需要從外界吸收現(xiàn)成的氨基酸作為氮源的微生物。酸作為氮源的微生物。按氮源的不同微生物可分為：按氮源的不同微生物可分為：1）提供合成細(xì)胞中含氮物，如蛋白質(zhì)、核酸，以）

11、提供合成細(xì)胞中含氮物，如蛋白質(zhì)、核酸，以及含氮代謝物等的原料；及含氮代謝物等的原料； 2）少數(shù)細(xì)菌可以）少數(shù)細(xì)菌可以銨鹽、硝酸鹽等銨鹽、硝酸鹽等氮源為能源。氮源為能源。2、功能、功能：能源：能為微生物的生命活動(dòng)提供最初能量來源營養(yǎng)能源：能為微生物的生命活動(dòng)提供最初能量來源營養(yǎng)物或輻射能物或輻射能1、能源譜、能源譜化學(xué)物質(zhì)化學(xué)物質(zhì)輻射能輻射能化能異養(yǎng)微生物的能源有機(jī)物無機(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2、功能：、功能：為微生物生長(zhǎng)提供能量為微生物生長(zhǎng)提供能量（三）能源（三）能源能源能源單功能營養(yǎng)物單功能營養(yǎng)物-光輻射光輻射雙功能營養(yǎng)物雙功能營養(yǎng)物-還原態(tài)的無機(jī)物還原態(tài)的無機(jī)

12、物NH4+三功能營養(yǎng)物三功能營養(yǎng)物-氨基酸類氨基酸類生長(zhǎng)因子：是一類對(duì)調(diào)節(jié)微生物正常代謝所必需，但不能用簡(jiǎn)生長(zhǎng)因子：是一類對(duì)調(diào)節(jié)微生物正常代謝所必需，但不能用簡(jiǎn)單的碳源或氮源自行合成或合成量不足以滿足機(jī)體生長(zhǎng)需要的單的碳源或氮源自行合成或合成量不足以滿足機(jī)體生長(zhǎng)需要的的微量有機(jī)物。的微量有機(jī)物。（四）生長(zhǎng)因子（四）生長(zhǎng)因子狹義：維生素狹義：維生素 廣義：維生素、氨基酸、堿基、卟啉及其衍生物、甾醇、廣義：維生素、氨基酸、堿基、卟啉及其衍生物、甾醇、胺類、分支或直鏈脂肪酸胺類、分支或直鏈脂肪酸 微微 生生 物物 生長(zhǎng)因子生長(zhǎng)因子 需要量（需要量（ /ml）III型肺炎鏈球菌（型肺炎鏈球菌（Stre

13、ptococcus pneumoniae）膽堿膽堿 6 ug金黃色葡萄球菌（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 0.025ug根據(jù)微生物對(duì)礦質(zhì)元素需要量大小可以把它分成根據(jù)微生物對(duì)礦質(zhì)元素需要量大小可以把它分成（五）無機(jī)鹽（五）無機(jī)鹽定義：

14、為微生物細(xì)胞生長(zhǎng)提供碳、氮源以外的各定義：為微生物細(xì)胞生長(zhǎng)提供碳、氮源以外的各種重要元素（包括大量元素和微量元素）的物質(zhì)。種重要元素（包括大量元素和微量元素）的物質(zhì)。 微量元素：微量元素：Cu、Zn、Mn、Mo、Co （微生物生長(zhǎng)所需濃度在微生物生長(zhǎng)所需濃度在10-610-8mol/L）大量元素：大量元素：P、S、K、Mg、Ca、Na、Fe （微生物生長(zhǎng)所需濃度在微生物生長(zhǎng)所需濃度在10-310-4mol/L）無機(jī)鹽及其生理功能無機(jī)鹽及其生理功能元素元素化合物形式化合物形式(常用常用)生理功能生理功能磷磷KH2PO4，K2HPO4核酸、核蛋白、磷脂、輔酶及核酸、核蛋白、磷脂、輔酶及ATP等高能

15、分子的成等高能分子的成分，作為緩沖系統(tǒng)調(diào)節(jié)培養(yǎng)基分，作為緩沖系統(tǒng)調(diào)節(jié)培養(yǎng)基pH硫硫(NH4)2SO4，MgSO4含硫氨基酸含硫氨基酸(半胱氨酸、甲硫氨酸等半胱氨酸、甲硫氨酸等)、維生素的成、維生素的成分，谷胱甘肽可調(diào)節(jié)胞內(nèi)氧化還原電位分，谷胱甘肽可調(diào)節(jié)胞內(nèi)氧化還原電位鎂鎂MgSO4己糖磷酸化酶、異檸檬酸脫氫酶、核酸聚合酶等活己糖磷酸化酶、異檸檬酸脫氫酶、核酸聚合酶等活性中心組分，葉綠素和細(xì)菌葉綠素成分性中心組分，葉綠素和細(xì)菌葉綠素成分鈣鈣CaCl2，Ca(NO3)2某些酶的輔因子，維持酶某些酶的輔因子，維持酶(如蛋白酶如蛋白酶)的穩(wěn)定性，芽的穩(wěn)定性，芽孢和某些孢子形成所需，建立細(xì)菌感受態(tài)所需孢

16、和某些孢子形成所需，建立細(xì)菌感受態(tài)所需鈉鈉NaCl細(xì)胞運(yùn)輸系統(tǒng)組分，維持細(xì)胞滲透壓，維持某些酶細(xì)胞運(yùn)輸系統(tǒng)組分，維持細(xì)胞滲透壓，維持某些酶的穩(wěn)定性的穩(wěn)定性鉀鉀KH2PO4，K2HPO4某些酶的輔因子，維持細(xì)胞滲透壓，某些嗜鹽細(xì)菌某些酶的輔因子，維持細(xì)胞滲透壓，某些嗜鹽細(xì)菌核糖體的穩(wěn)定因子核糖體的穩(wěn)定因子鐵鐵FeSO4細(xì)胞色素及某些酶的組分，某些鐵細(xì)菌的能源物質(zhì)，細(xì)胞色素及某些酶的組分，某些鐵細(xì)菌的能源物質(zhì)，合成葉綠素、白喉毒素所需合成葉綠素、白喉毒素所需微量元素與生理功能微量元素與生理功能元素元素生理功能生理功能鋅鋅存在于乙醇脫氫酶、乳酸脫氫酶、堿性磷酸酶、醛縮酶、存在于乙醇脫氫酶、乳酸脫氫酶

17、、堿性磷酸酶、醛縮酶、RNARNA與與DNADNA聚合酶中聚合酶中錳錳存在于過氧化物歧化酶、檸檬酸合成酶中存在于過氧化物歧化酶、檸檬酸合成酶中鉬鉬存在于硝酸鹽還原酶、固氮酶、甲酸脫氫酶中存在于硝酸鹽還原酶、固氮酶、甲酸脫氫酶中硒硒存在于甘氨酸還原酶、甲酸脫氫酶中存在于甘氨酸還原酶、甲酸脫氫酶中鈷鈷存在于谷氨酸變位酶中存在于谷氨酸變位酶中銅銅存在于細(xì)胞色素氧化酶中存在于細(xì)胞色素氧化酶中鎢鎢存在于甲酸脫氫酶中存在于甲酸脫氫酶中鎳鎳存在于脲酶中，為氫細(xì)菌生長(zhǎng)所必需存在于脲酶中，為氫細(xì)菌生長(zhǎng)所必需無機(jī)鹽的功能無機(jī)鹽的功能3)與酶的組成和活力有關(guān)；與酶的組成和活力有關(guān)；5）用作某些化能自養(yǎng)細(xì)菌的能源）用

18、作某些化能自養(yǎng)細(xì)菌的能源6）用作呼吸鏈末端的氫受體。）用作呼吸鏈末端的氫受體。1）提供微生物細(xì)胞化學(xué)組成中的除）提供微生物細(xì)胞化學(xué)組成中的除C和和N以外的重要以外的重要組成元素組成元素2）參與并穩(wěn)定微生物的細(xì)胞結(jié)構(gòu)；）參與并穩(wěn)定微生物的細(xì)胞結(jié)構(gòu)；4）調(diào)節(jié)和維持微生物生長(zhǎng)過程中諸如滲透壓、氫離）調(diào)節(jié)和維持微生物生長(zhǎng)過程中諸如滲透壓、氫離子濃度和氧化還原電位等生長(zhǎng)條件子濃度和氧化還原電位等生長(zhǎng)條件如如P構(gòu)成核酸，構(gòu)成核酸，S構(gòu)成各種含硫的氨基酸（半胱氨酸和甲硫氨酸）構(gòu)成各種含硫的氨基酸（半胱氨酸和甲硫氨酸）P參與細(xì)胞膜和核酸的基本結(jié)構(gòu)，參與細(xì)胞膜和核酸的基本結(jié)構(gòu)，Ca參與細(xì)胞芽孢的皮層的組參與細(xì)胞

19、芽孢的皮層的組成，成，Mg具有穩(wěn)定核糖體和細(xì)胞膜的作用具有穩(wěn)定核糖體和細(xì)胞膜的作用Mg、Cu、Zn、Ca等為許多酶的激活劑等為許多酶的激活劑, Cu存在于細(xì)胞色存在于細(xì)胞色素氧化酶中素氧化酶中.Na、K有調(diào)節(jié)滲透壓的作用，磷酸鹽緩沖液有調(diào)節(jié)有調(diào)節(jié)滲透壓的作用，磷酸鹽緩沖液有調(diào)節(jié)PH的穩(wěn)定的穩(wěn)定的功能，含硫的的功能，含硫的Na2S和二硫蘇糖醇可降低氧化還原電位和二硫蘇糖醇可降低氧化還原電位C6H12O66H2O 6CO224H(脫脫H酶）酶）24H+4NO3- 2N2 +12H2O（硝酸還原酶）（硝酸還原酶）2CH3CHOHCOOH+H2SO4 2CH3COOH+2CO2+2H2O+H2S+能量

20、能量l硝酸鹽還原細(xì)菌在厭氧條件下以硝酸鹽還原細(xì)菌在厭氧條件下以NO3-作電子受體作電子受體硫酸鹽細(xì)菌以硫酸鹽細(xì)菌以SO42-為受體為受體幾種生物的幾種生物的游離水含量游離水含量人體：人體：60%海蟄：海蟄：96%微生物微生物孢子孢子營養(yǎng)體營養(yǎng)體霉菌孢子：霉菌孢子：39%細(xì)菌芽孢：細(xì)菌芽孢：皮層：皮層：70%核心：極低核心：極低細(xì)菌：細(xì)菌：80%酵母：酵母：75%霉菌：霉菌：85%u 水在細(xì)胞中有兩種存在形式：水在細(xì)胞中有兩種存在形式： 結(jié)合水和游離水結(jié)合水和游離水. 不同細(xì)胞及不同細(xì)胞結(jié)構(gòu)中游離水的含量有較大不同細(xì)胞及不同細(xì)胞結(jié)構(gòu)中游離水的含量有較大差別。差別。（六）水（六）水主要生理功能：主

21、要生理功能： 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；維持蛋白質(zhì)、核酸等生物大分子穩(wěn)定的天然構(gòu)象；微生物通過水合作用與脫水作用控制由多亞基組成微生物通過水合作用與脫水作用控制由多亞基組成的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu) 有效的控制細(xì)胞內(nèi)溫度的變化有效的控制細(xì)胞內(nèi)溫度的變化;保持充足的水分是細(xì)胞維持正常形態(tài)的重要因素保持充足的水分是細(xì)胞維持正常形態(tài)的重要因素;溶劑和運(yùn)輸介質(zhì)溶劑和運(yùn)輸介質(zhì)參與化學(xué)反應(yīng)參與化學(xué)反應(yīng)維持生物大分子的天然構(gòu)象維持生物大分子的天然構(gòu)象控制體內(nèi)溫度控制體內(nèi)溫度維持細(xì)胞的正常形態(tài)維持細(xì)

22、胞的正常形態(tài)控制有多亞基組成的結(jié)構(gòu)控制有多亞基組成的結(jié)構(gòu)合成含氮物質(zhì)合成含氮物質(zhì)提供能量提供能量合成含碳物質(zhì)及細(xì)胞結(jié)構(gòu)合成含碳物質(zhì)及細(xì)胞結(jié)構(gòu)提供能量提供能量提供微生物細(xì)胞重提供微生物細(xì)胞重要的化學(xué)物質(zhì)和輔要的化學(xué)物質(zhì)和輔助因子的組分助因子的組分, , 參參與代謝。與代謝。提供元素；維持細(xì)胞提供元素；維持細(xì)胞結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性；與酶結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性；與酶的組成和活力；用作的組成和活力；用作受氫體；維持滲透壓；受氫體；維持滲透壓；提供能源提供能源營養(yǎng)物質(zhì)營養(yǎng)物質(zhì)水水碳源碳源氮源氮源無機(jī)無機(jī)鹽鹽生長(zhǎng)生長(zhǎng)因子因子能能源源提供能量提供能量根據(jù)碳源、能源及氫供體的需求的不同根據(jù)碳源、能源及氫供體的需求的不同，可可將

23、微生物分為：將微生物分為：光能無機(jī)自養(yǎng)型光能無機(jī)自養(yǎng)型(photolithoautotrphy)光能有機(jī)異養(yǎng)型光能有機(jī)異養(yǎng)型(photoorganoheterotrphy)化能無機(jī)自養(yǎng)型化能無機(jī)自養(yǎng)型(chemolithoautotrphy)化能有機(jī)異養(yǎng)型化能有機(jī)異養(yǎng)型(chemoorganoheterotrophy)第二節(jié)微生物的營養(yǎng)類型第二節(jié)微生物的營養(yǎng)類型1 1光能無機(jī)自養(yǎng)型（光能自養(yǎng)型）光能無機(jī)自養(yǎng)型（光能自養(yǎng)型）這類微生物利用光作為能源，以這類微生物利用光作為能源，以CO2為基本為基本碳源；還原碳源；還原CO2的的氫供體是還原態(tài)無機(jī)化合物氫供體是還原態(tài)無機(jī)化合物（H2O、H2S等）等

24、）真核藻類和藍(lán)細(xì)菌真核藻類和藍(lán)細(xì)菌紫硫細(xì)菌和綠硫細(xì)菌紫硫細(xì)菌和綠硫細(xì)菌碳源碳源氫供體氫供體能源能源2 2光能有機(jī)異養(yǎng)型（光能異養(yǎng)型）光能有機(jī)異養(yǎng)型（光能異養(yǎng)型）以光為能源，以以光為能源，以CO2CO2或簡(jiǎn)單的有機(jī)碳化合物（甲酸、或簡(jiǎn)單的有機(jī)碳化合物（甲酸、乙酸、丁酸、甲醇、丙酮、乳酸）作為碳源與氫乙酸、丁酸、甲醇、丙酮、乳酸）作為碳源與氫供體營光合生長(zhǎng)的微生物。供體營光合生長(zhǎng)的微生物。紅螺菌科紅螺菌科碳源碳源能源能源氫供體氫供體3 3化能無機(jī)自養(yǎng)型（化能自養(yǎng)型）化能無機(jī)自養(yǎng)型（化能自養(yǎng)型）利用無機(jī)化合物氧化過程中釋放的能量，以二利用無機(jī)化合物氧化過程中釋放的能量，以二氧化碳為碳源、氧化碳為碳源

25、、氫供體是還原態(tài)無機(jī)化合物而氫供體是還原態(tài)無機(jī)化合物而生長(zhǎng)的微生物生長(zhǎng)的微生物CO2+4H2 CH4+2H2O產(chǎn)甲烷細(xì)菌產(chǎn)甲烷細(xì)菌5 56 6. .7 7千千卡卡O OH HO O2 21 1H H2 22 22 2氫供體氫供體能源能源碳源碳源4 4化能有機(jī)異養(yǎng)型（化能異養(yǎng)型）化能有機(jī)異養(yǎng)型（化能異養(yǎng)型）以有機(jī)碳化合物作為能源、碳源和氫供體以有機(jī)碳化合物作為能源、碳源和氫供體的微生物的微生物有機(jī)物通常既是碳源也是能源；有機(jī)物通常既是碳源也是能源；大多數(shù)細(xì)菌、真菌、原生動(dòng)物都是化能有機(jī)異養(yǎng)型微生物；大多數(shù)細(xì)菌、真菌、原生動(dòng)物都是化能有機(jī)異養(yǎng)型微生物；所有致病微生物均為化能有機(jī)異養(yǎng)型微生物；所有致

26、病微生物均為化能有機(jī)異養(yǎng)型微生物；結(jié)核桿菌 化能異養(yǎng)型微生物的分類：化能異養(yǎng)型微生物的分類：（生活場(chǎng)所、獲取養(yǎng)料方式）生活場(chǎng)所、獲取養(yǎng)料方式）兼性寄主菌：既營寄生又營腐生生活的。兼性寄主菌：既營寄生又營腐生生活的。(結(jié)核桿菌結(jié)核桿菌)寄生菌：只能在活寄主體吸收營養(yǎng)物生活的。寄生菌：只能在活寄主體吸收營養(yǎng)物生活的。腐生菌：利用無生命的有機(jī)物作為營養(yǎng)物質(zhì)。腐生菌：利用無生命的有機(jī)物作為營養(yǎng)物質(zhì)。微生物的營養(yǎng)類型微生物的營養(yǎng)類型 營養(yǎng)類型營養(yǎng)類型能源能源氫供體氫供體碳源碳源舉例舉例光能光能無機(jī)無機(jī)自養(yǎng)自養(yǎng)型型光能光能H2 、H2S、S 、H2O等等無機(jī)物無機(jī)物CO2光合細(xì)菌（紫硫光合細(xì)菌（紫硫細(xì)菌、

27、綠硫細(xì)菌、細(xì)菌、綠硫細(xì)菌、藍(lán)細(xì)菌）、藻類藍(lán)細(xì)菌）、藻類光能光能有機(jī)有機(jī)異養(yǎng)異養(yǎng)型型光能光能有機(jī)物有機(jī)物簡(jiǎn)單有機(jī)簡(jiǎn)單有機(jī)物物紅螺細(xì)菌紅螺細(xì)菌化能化能無機(jī)無機(jī)自養(yǎng)自養(yǎng)型型化學(xué)能化學(xué)能(無機(jī)無機(jī)物氧化物氧化)H2 、H2S、Fe2+、NH3或或NO2-等等無機(jī)無機(jī)物物CO2硝化、硫化、鐵、硝化、硫化、鐵、氫細(xì)菌等氫細(xì)菌等化能化能有機(jī)有機(jī)異養(yǎng)異養(yǎng)型型化學(xué)能化學(xué)能(有機(jī)有機(jī)物氧化物氧化)有機(jī)物有機(jī)物有機(jī)物有機(jī)物絕大多數(shù)細(xì)菌和絕大多數(shù)細(xì)菌和全部真核微生物全部真核微生物紫色非硫細(xì)紫色非硫細(xì)菌菌無有機(jī)物時(shí)無有機(jī)物時(shí)自養(yǎng)型微生物自養(yǎng)型微生物有有機(jī)物時(shí)有有機(jī)物時(shí)異養(yǎng)型微生物異養(yǎng)型微生物光照與厭氧時(shí)光照與厭氧時(shí)光能

28、營養(yǎng)型微生物光能營養(yǎng)型微生物黑暗與好氧時(shí)黑暗與好氧時(shí)化能營養(yǎng)型微生物化能營養(yǎng)型微生物營養(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：營養(yǎng)物質(zhì)本身的性質(zhì)（相對(duì)分子量、質(zhì)量、溶解性、營養(yǎng)物質(zhì)本身的性質(zhì)（相對(duì)分子量、質(zhì)量、溶解性、電荷性等電荷性等) )微生物所處的環(huán)境（溫度、微生物所處的環(huán)境（溫度、pHpH、滲透壓等）；、滲透壓等）；微生物細(xì)胞的透性屏障微生物細(xì)胞的透性屏障（原生質(zhì)膜、細(xì)胞壁、莢膜等）。（原生質(zhì)膜、細(xì)胞壁、莢膜等）。第三節(jié)營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的方式第三節(jié)營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的方式根據(jù)物質(zhì)運(yùn)輸過程的特點(diǎn)根據(jù)物質(zhì)運(yùn)輸過程的特點(diǎn)，可將物質(zhì)的運(yùn)輸方式分為可將物質(zhì)的

29、運(yùn)輸方式分為單純擴(kuò)散單純擴(kuò)散促進(jìn)擴(kuò)散促進(jìn)擴(kuò)散主動(dòng)運(yùn)送主動(dòng)運(yùn)送基團(tuán)移位基團(tuán)移位一、單純擴(kuò)散一、單純擴(kuò)散被吸收物質(zhì)依靠其在細(xì)胞內(nèi)外的濃度梯度為動(dòng)力，被吸收物質(zhì)依靠其在細(xì)胞內(nèi)外的濃度梯度為動(dòng)力，從濃度從濃度高高的部位向濃度的部位向濃度低低的部位的擴(kuò)散的過程。的部位的擴(kuò)散的過程。運(yùn)送的物質(zhì)主要有：水、脂肪酸、乙醇、甘油、一些運(yùn)送的物質(zhì)主要有：水、脂肪酸、乙醇、甘油、一些氣體（氣體（O2O2、CO2CO2）及某些氨基酸等。及某些氨基酸等。 特特點(diǎn)點(diǎn) 物質(zhì)在擴(kuò)散過程中沒有發(fā)生任何反應(yīng)；物質(zhì)在擴(kuò)散過程中沒有發(fā)生任何反應(yīng)； 不消耗能量；不消耗能量； 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

30、差成正比 不能逆濃度運(yùn)輸；不能逆濃度運(yùn)輸；二、促進(jìn)擴(kuò)散（協(xié)助擴(kuò)散）二、促進(jìn)擴(kuò)散（協(xié)助擴(kuò)散）以細(xì)胞內(nèi)外的濃度梯度為動(dòng)力，在以細(xì)胞內(nèi)外的濃度梯度為動(dòng)力，在載體蛋白載體蛋白參與下，物質(zhì)參與下，物質(zhì)從濃度從濃度高高的胞外向濃度的胞外向濃度低低的胞內(nèi)擴(kuò)散。的胞內(nèi)擴(kuò)散。促進(jìn)擴(kuò)散模式圖促進(jìn)擴(kuò)散模式圖細(xì)胞膜細(xì)胞膜外細(xì)胞膜內(nèi)恢復(fù)原構(gòu)象移位再循環(huán)結(jié)合結(jié)合構(gòu)象改變 通過促進(jìn)擴(kuò)散進(jìn)入細(xì)胞的營養(yǎng)物質(zhì)主要有氨基通過促進(jìn)擴(kuò)散進(jìn)入細(xì)胞的營養(yǎng)物質(zhì)主要有氨基酸、單糖、維生素及無機(jī)鹽等。酸、單糖、維生素及無機(jī)鹽等。載體蛋白特點(diǎn)：載體蛋白特點(diǎn)：1、具有、具有特異性特異性，一般微生物通過專一的載體蛋白運(yùn)輸相應(yīng)，一般微生物通過專一的載體

31、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完成。蛋白來完成。2、其構(gòu)象發(fā)生改變不消耗能量、其構(gòu)象發(fā)生改變不消耗能量 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)生變化不消耗能量不消耗能量不能進(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載體參與需要載體參與三、主動(dòng)運(yùn)送：為微生物吸收營養(yǎng)的主要方式三、主動(dòng)運(yùn)送：為微生物吸收營養(yǎng)的主要方式需要從外界提供需要從外界提供能量能量，由載體蛋白參與的，由載體蛋白參與的逆濃度逆濃度梯度梯度的物質(zhì)轉(zhuǎn)

32、運(yùn)方式稱為的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)方式稱為-細(xì)胞膜細(xì)胞膜外細(xì)胞膜內(nèi)恢復(fù)原構(gòu)象移位再循環(huán)結(jié)合構(gòu)象改變ADP+PiATP轉(zhuǎn)運(yùn)的物質(zhì)：無機(jī)離子、糖、氨基酸和有機(jī)酸等轉(zhuǎn)運(yùn)的物質(zhì)：無機(jī)離子、糖、氨基酸和有機(jī)酸等可以進(jìn)行逆濃度運(yùn)輸可以進(jìn)行逆濃度運(yùn)輸物質(zhì)運(yùn)輸過程中需要消耗能量物質(zhì)運(yùn)輸過程中需要消耗能量物質(zhì)運(yùn)輸過程中需要載體物質(zhì)運(yùn)輸過程中需要載體四、基團(tuán)移位四、基團(tuán)移位基團(tuán)移位是一類既需要基團(tuán)移位是一類既需要載體蛋白載體蛋白的參與，又需要的參與，又需要消耗能量消耗能量的物質(zhì)運(yùn)送方式，且的物質(zhì)運(yùn)送方式，且溶質(zhì)溶質(zhì)在運(yùn)送前后還會(huì)在運(yùn)送前后還會(huì)發(fā)發(fā)生分子結(jié)構(gòu)的變化生分子結(jié)構(gòu)的變化。大腸桿菌吸收葡萄糖采用的是磷酸轉(zhuǎn)移酶系統(tǒng)（大腸桿

33、菌吸收葡萄糖采用的是磷酸轉(zhuǎn)移酶系統(tǒng)（PTS），即磷酸烯醇式丙酮酸即磷酸烯醇式丙酮酸己糖磷酸轉(zhuǎn)移酶運(yùn)輸系統(tǒng)。己糖磷酸轉(zhuǎn)移酶運(yùn)輸系統(tǒng)。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)定蛋白質(zhì)（種亞基）和一種低相對(duì)分子量的熱穩(wěn)定蛋白質(zhì)（HPr）。）。運(yùn)送的物質(zhì)主要有：各種糖類、核苷酸、丁酸和腺嘌呤等物質(zhì)運(yùn)送的物質(zhì)主要有：各種糖類、核苷酸、丁酸和腺嘌呤等物質(zhì)運(yùn)送步驟運(yùn)送步驟: :1.1.熱穩(wěn)載體蛋白熱穩(wěn)載體蛋白( (HPr)HPr)的激活的激活 磷酸烯酸式丙酮酸（磷酸烯酸式丙酮酸（PEPPEP）+HPr +HPr 丙酮

34、酸丙酮酸+ +P PHPrHPr2、糖被磷酸化后運(yùn)入膜內(nèi)、糖被磷酸化后運(yùn)入膜內(nèi) 酶酶II PHPr+糖糖 糖糖P +HPr酶酶I在酶的作用下HPr被激活在酶的作用下P-HPr將磷酸轉(zhuǎn)移給糖大腸桿菌磷酸轉(zhuǎn)移酶體系與葡萄糖的運(yùn)輸需要能量需要能量需要載體需要載體可以逆濃度運(yùn)輸可以逆濃度運(yùn)輸運(yùn)送物質(zhì)結(jié)構(gòu)在運(yùn)輸過程中會(huì)發(fā)生化學(xué)變化運(yùn)送物質(zhì)結(jié)構(gòu)在運(yùn)輸過程中會(huì)發(fā)生化學(xué)變化營營養(yǎng)養(yǎng)物物質(zhì)質(zhì)運(yùn)運(yùn)送送入入細(xì)細(xì)胞胞的的4種種方方式式 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)轉(zhuǎn)位基團(tuán)轉(zhuǎn)位特異載體蛋白特異載體蛋白運(yùn)輸速度運(yùn)輸速度物質(zhì)運(yùn)輸方向物質(zhì)運(yùn)輸方向胞內(nèi)外濃度胞內(nèi)外濃度運(yùn)輸分子運(yùn)輸分子能量

35、消耗能量消耗運(yùn)輸后物質(zhì)的結(jié)構(gòu)運(yùn)輸后物質(zhì)的結(jié)構(gòu)無無慢慢由濃至稀由濃至稀相等相等無特異性無特異性不需要不需要不變不變有有快快由濃至稀由濃至稀相等相等特異性特異性不需要不需要不變不變有有快快由稀至濃由稀至濃胞內(nèi)濃度高胞內(nèi)濃度高特異性特異性需要需要不變不變有有快快由稀至濃由稀至濃胞內(nèi)濃度高胞內(nèi)濃度高特異性特異性需要需要改變改變培養(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，適合微生物生長(zhǎng)繁殖或產(chǎn)生代謝產(chǎn)物用的混合營養(yǎng)料。謝產(chǎn)物用的混合營養(yǎng)料。特點(diǎn)：特點(diǎn)：1 1、任何培養(yǎng)基都應(yīng)該具備微生物生長(zhǎng)所需要六大營養(yǎng)要、任何培養(yǎng)基都應(yīng)該具備微生物生長(zhǎng)所需要六大營養(yǎng)要素素碳源、氮源、無機(jī)鹽、能源、

36、生長(zhǎng)因子、水碳源、氮源、無機(jī)鹽、能源、生長(zhǎng)因子、水2 2、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；第四節(jié)培養(yǎng)基第四節(jié)培養(yǎng)基用途：用途：促使微生物生長(zhǎng)；積累代謝產(chǎn)物；分離微生物菌種；鑒促使微生物生長(zhǎng)；積累代謝產(chǎn)物；分離微生物菌種；鑒定微生物種類；微生物細(xì)胞計(jì)數(shù)；菌種保藏；制備微生定微生物種類；微生物細(xì)胞計(jì)數(shù)；菌種保藏；制備微生物制品。物制品。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養(yǎng)協(xié)調(diào)營養(yǎng)協(xié)調(diào)理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1 1）何菌）何菌培養(yǎng)培養(yǎng)化能自養(yǎng)型化能自養(yǎng)型的氧化硫桿

37、菌的培養(yǎng)基組成為：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 O 0.5g （NHNH4 4) )2 2SOSO4 4 0.4g 0.4g FeSOFeSO4 4 0.01g H 0.01g H2 2POPO4 4 4g CaCl 4g CaCl2 2 0.25g H 0.25g H2 2O 1000mlO 1000ml培養(yǎng)培養(yǎng)化能異養(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：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 NHg NH4 4H H2 2POPO4 4 1g NaCl 5g MgSO 1g

38、NaCl 5g MgSO4.4.7H2O 7H2O 0.2g K0.2g K2 2HPOHPO4 4 1g H 1g H2 2O 1000mlO 1000ml2 2）何產(chǎn)物）何產(chǎn)物獲得菌體獲得菌體N源高源高一些；一些；獲得代謝產(chǎn)物獲得代謝產(chǎn)物N源低源低一些一些3 3）何規(guī)模）何規(guī)模實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)、種子培養(yǎng)、發(fā)酵培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)、種子培養(yǎng)、發(fā)酵培養(yǎng)常見的培養(yǎng)四大類微生物的培養(yǎng)基常見的培養(yǎng)四大類微生物的培養(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 1000mlO 1000ml放線菌（

39、高氏放線菌（高氏1 1號(hào)）號(hào)）淀粉淀粉 20 20g Kg K2 2HPOHPO4 4 0.5g NaCl 0.5g MgSO 0.5g NaCl 0.5g MgSO4 4.7H.7H2 2O 0.5g O 0.5g KNOKNO3 3 1g FeSO 1g FeSO4 4 0.01g H 0.01g H2 2O 1000mlO 1000ml酵母菌酵母菌( (麥芽汁培養(yǎng)基麥芽汁培養(yǎng)基) )葡萄糖葡萄糖1g KCl1.8g 1g KCl1.8g 酵母浸膏酵母浸膏2.5g 2.5g 醋酸鈉醋酸鈉8.2g 8.2g H2O 1000ml霉菌（查氏合成培養(yǎng)基）霉菌（查氏合成培養(yǎng)基）NaNONaNO3

40、3 3g K 3g K2 2HPOHPO4 4 1g KCl 0.5g MgSO 1g KCl 0.5g MgSO4 4.7H.7H2 2O 0.5g O 0.5g FeSOFeSO4 4 0.01g 0.01g 蔗糖蔗糖 30 30g Hg H2 2O 1000mlO 1000ml2、營養(yǎng)協(xié)調(diào)、營養(yǎng)協(xié)調(diào)1）選擇適宜的營養(yǎng)物質(zhì)）選擇適宜的營養(yǎng)物質(zhì) 2）營養(yǎng)物質(zhì)濃度及配比合適）營養(yǎng)物質(zhì)濃度及配比合適培養(yǎng)基中各營養(yǎng)物質(zhì)之間的濃度配比也直接影響培養(yǎng)基中各營養(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)物的形成和積累微生物的生長(zhǎng)繁殖和代謝產(chǎn)物的形成和積累對(duì)大多數(shù)微生物來說，它們各種營養(yǎng)物質(zhì)的比

41、例大體對(duì)大多數(shù)微生物來說，它們各種營養(yǎng)物質(zhì)的比例大體 水水 碳源碳源 氮源氮源 P/ S K/ Mg 生長(zhǎng)因子生長(zhǎng)因子10-1 10-2 10-3 10-4 10-5 10-6其中碳氮比（其中碳氮比（C/N）的影響較大的影響較大碳氮比碳氮比指微生物培養(yǎng)基中所含碳源中碳原子的指微生物培養(yǎng)基中所含碳源中碳原子的摩爾數(shù)與氮源中氮原子的摩爾數(shù)之比。摩爾數(shù)與氮源中氮原子的摩爾數(shù)之比。例：谷氨酸生產(chǎn)中例：谷氨酸生產(chǎn)中 C/N 3/1時(shí)，菌體大量繁殖，谷氨酸積累少；時(shí)，菌體大量繁殖，谷氨酸積累少；C/N4/1 時(shí)，菌體生長(zhǎng)受抑制，而谷氨酸大量增加。時(shí)，菌體生長(zhǎng)受抑制，而谷氨酸大量增加。真菌需真菌需C/N較高

42、的培養(yǎng)基，相當(dāng)于動(dòng)物的較高的培養(yǎng)基，相當(dāng)于動(dòng)物的“素食素食”細(xì)菌尤其是動(dòng)物病原菌需細(xì)菌尤其是動(dòng)物病原菌需C/N比較低，相當(dāng)于動(dòng)物的比較低，相當(dāng)于動(dòng)物的“葷葷食食”。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勢(shì)氧化還原電勢(shì)滲透壓滲透壓1） pH培養(yǎng)基的培養(yǎng)基的pH必須控制在一定的范圍內(nèi)，以滿足不同類型必須控制在一定的范圍內(nèi)，以滿足不同類型微生物的生長(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：細(xì)菌：pH6.57.5放線菌：放線菌：pH7.58.5酵母菌：酵母菌：pH3.86.0霉菌：霉菌：pH4.05.8磷酸緩沖液：磷酸緩沖液：pH值從值從

43、6.07.6之間之間K2HPO4+HCl KH2PO4+KClKH2PO4+KOH K2HPO4+H2O加入加入CaCO3：CO32 HCO3 H2CO3 CO2+H2O+H+H+H+H培養(yǎng)基中所含氨基酸、肽、蛋白質(zhì)等物質(zhì)也可起到緩沖作用。培養(yǎng)基中所含氨基酸、肽、蛋白質(zhì)等物質(zhì)也可起到緩沖作用。為了維持培養(yǎng)基為了維持培養(yǎng)基pH值的相對(duì)恒定，通常采用下列兩種方值的相對(duì)恒定，通常采用下列兩種方式：式：u內(nèi)源調(diào)節(jié)：內(nèi)源調(diào)節(jié)：在培養(yǎng)基里加一些緩沖劑或不溶性的碳酸鹽；在培養(yǎng)基里加一些緩沖劑或不溶性的碳酸鹽；調(diào)節(jié)培養(yǎng)基的碳氮比。調(diào)節(jié)培養(yǎng)基的碳氮比。u外源調(diào)節(jié)：外源調(diào)節(jié)：按實(shí)際需要不斷向發(fā)酵液流加酸或堿液按實(shí)

44、際需要不斷向發(fā)酵液流加酸或堿液2）滲透壓）滲透壓等滲溶液等滲溶液適宜微生物生長(zhǎng)適宜微生物生長(zhǎng)高滲溶液高滲溶液細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離低滲溶液低滲溶液細(xì)胞吸水膨脹，直至破裂細(xì)胞吸水膨脹，直至破裂3) 水活度水活度在天然或人工環(huán)境中，微生物可實(shí)際利用的自由水或游離水的含在天然或人工環(huán)境中，微生物可實(shí)際利用的自由水或游離水的含量量. .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=P/Pw=P/Po o式中式中P P代表溶液蒸汽壓力代表溶液蒸汽壓力, , P PO

45、O代表純水蒸汽壓力。代表純水蒸汽壓力。純水純水ww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過低時(shí)過低時(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。各種微生物生長(zhǎng)繁殖范圍和各種食品的水活度4) 氧化還原電勢(shì)氧化還原電勢(shì)氧化還原電勢(shì)又稱氧化還原電位（氧化還原電勢(shì)又稱氧化還原電位（redox potential），），是度量是度量某氧化還原系

46、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）。不同類型微生物生長(zhǎng)對(duì)氧化還原電位的要求不同不同類型微生物生長(zhǎng)對(duì)氧化還原電位的要求不同高高 +0.1V 低低好氧好氧兼性兼性厭氧厭氧調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)增加：攪拌、振蕩、加氧化劑增加：攪拌、振蕩、加氧化劑降低：驅(qū)除氧氣、加入還原劑降低：驅(qū)除氧氣、加入還原劑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代進(jìn)以國代進(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研究某種微生物的培養(yǎng)條件；研究某種微生

47、物的培養(yǎng)條件；設(shè)計(jì)特定微生物的培養(yǎng)基配方；設(shè)計(jì)特定微生物的培養(yǎng)基配方；確定特定微生物的最佳培養(yǎng)條件；確定特定微生物的最佳培養(yǎng)條件；1）不同培養(yǎng)基配方的比較）不同培養(yǎng)基配方的比較2）單成分來源和數(shù)量的比較）單成分來源和數(shù)量的比較3）幾種成分濃度比例調(diào)配的比較）幾種成分濃度比例調(diào)配的比較4）小型實(shí)驗(yàn)放大到大型生產(chǎn)條件的比較）小型實(shí)驗(yàn)放大到大型生產(chǎn)條件的比較5）PH和溫度實(shí)驗(yàn)和溫度實(shí)驗(yàn)按培養(yǎng)基成分分按培養(yǎng)基成分分按物理性狀分按物理性狀分按培養(yǎng)基的用途分按培養(yǎng)基的用途分第三節(jié)第三節(jié) 培養(yǎng)基培養(yǎng)基二、培養(yǎng)基的類型及應(yīng)用二、培養(yǎng)基的類型及應(yīng)用培養(yǎng)基類型培養(yǎng)基類型天然培養(yǎng)基天然培養(yǎng)基組合培養(yǎng)基組合培養(yǎng)基半組

48、合培養(yǎng)基半組合培養(yǎng)基基本培養(yǎng)基基本培養(yǎng)基鑒別培養(yǎng)基鑒別培養(yǎng)基選擇培養(yǎng)基選擇培養(yǎng)基固體培養(yǎng)基固體培養(yǎng)基液體培養(yǎng)基液體培養(yǎng)基半固體培養(yǎng)基半固體培養(yǎng)基脫水培養(yǎng)基脫水培養(yǎng)基二、培養(yǎng)基的類型二、培養(yǎng)基的類型a. 天然培養(yǎng)基天然培養(yǎng)基 以動(dòng)物、植物或微生物體包括其提取物為原料配制的培養(yǎng)基。以動(dòng)物、植物或微生物體包括其提取物為原料配制的培養(yǎng)基。牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基 牛肉膏牛肉膏 3.0 克克蛋白胨蛋白胨 10.0 克克食鹽食鹽 5.0 克克蒸餾水（自來水）蒸餾水（自來水） 1000毫升毫升1、按照培養(yǎng)基成分分：、按照培養(yǎng)基成分分：優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：營養(yǎng)豐富、種類多樣、配方方便、價(jià)格低廉營養(yǎng)豐富、種

49、類多樣、配方方便、價(jià)格低廉缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：成分不清楚、不穩(wěn)定成分不清楚、不穩(wěn)定適用于：適用于：實(shí)驗(yàn)室菌種的培養(yǎng)；發(fā)酵工業(yè)中生產(chǎn)菌種；某些發(fā)酵實(shí)驗(yàn)室菌種的培養(yǎng)；發(fā)酵工業(yè)中生產(chǎn)菌種；某些發(fā)酵產(chǎn)物的生產(chǎn)產(chǎn)物的生產(chǎn)b. 組合培養(yǎng)基組合培養(yǎng)基 用化學(xué)成分和濃度完全清楚的物質(zhì)配制的培養(yǎng)基。用化學(xué)成分和濃度完全清楚的物質(zhì)配制的培養(yǎng)基。高氏一號(hào)合成培養(yǎng)基高氏一號(hào)合成培養(yǎng)基 可溶性淀粉可溶性淀粉 20.0克克KNO3 1.0克克K2HPO4 0.5克克MgSO47H2O 0.5 克克NaCl 0.5克克FeSO4 7H2O 溶液溶液2滴（滴（10%）蒸餾水蒸餾水 1000毫升毫升優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：成分清楚、重演性高成分清

50、楚、重演性高缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：價(jià)格較貴、配制麻煩、微生物生長(zhǎng)比較一般價(jià)格較貴、配制麻煩、微生物生長(zhǎng)比較一般適用于：適用于：營養(yǎng)、代謝、生理、生化、遺傳、育種、菌種鑒定或營養(yǎng)、代謝、生理、生化、遺傳、育種、菌種鑒定或生物測(cè)定等對(duì)定量要求較高的研究工作中生物測(cè)定等對(duì)定量要求較高的研究工作中C.半組合培養(yǎng)基半組合培養(yǎng)基 主要以化學(xué)試劑配制，同時(shí)還加有某種或某些天然成分主要以化學(xué)試劑配制，同時(shí)還加有某種或某些天然成分酵母菌酵母菌(麥芽汁培養(yǎng)基麥芽汁培養(yǎng)基)葡萄糖葡萄糖 1g KCl 1.8g 酵母浸膏酵母浸膏 2.5g 醋酸鈉醋酸鈉 8.2g H2O 1000ml2、按照培養(yǎng)基的物理性狀、按照培養(yǎng)基的物理性

51、狀b. 液體培養(yǎng)基液體培養(yǎng)基 未加凝固劑呈液態(tài)的培養(yǎng)基稱為液體培養(yǎng)基。未加凝固劑呈液態(tài)的培養(yǎng)基稱為液體培養(yǎng)基。c. 半固體培養(yǎng)基半固體培養(yǎng)基 在液體培養(yǎng)基中加入少量瓊脂在液體培養(yǎng)基中加入少量瓊脂（0.2-0.5%） 。a. 固體培養(yǎng)基固體培養(yǎng)基在液體培養(yǎng)基中加入在液體培養(yǎng)基中加入凝固劑凝固劑使呈固體狀態(tài)，稱為固體培養(yǎng)基。使呈固體狀態(tài)，稱為固體培養(yǎng)基。(瓊瓊脂脂1.5-2%)脫水培養(yǎng)基脫水培養(yǎng)基含有除水以外的一切營養(yǎng)成分的商品培養(yǎng)基含有除水以外的一切營養(yǎng)成分的商品培養(yǎng)基固體培養(yǎng)基常用來進(jìn)行微生物的分離、鑒定、活菌計(jì)數(shù)及菌種保藏固體培養(yǎng)基常用來進(jìn)行微生物的分離、鑒定、活菌計(jì)數(shù)及菌種保藏 大規(guī)模工業(yè)

52、生產(chǎn)及在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行微生物的基礎(chǔ)理論和應(yīng)用方面的研究大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)及在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行微生物的基礎(chǔ)理論和應(yīng)用方面的研究 觀察微生物的運(yùn)動(dòng)特征、分類鑒定及噬菌體效價(jià)滴定觀察微生物的運(yùn)動(dòng)特征、分類鑒定及噬菌體效價(jià)滴定 瓊脂、瓊脂、明膠、海藻酸膠、硅膠等明膠、海藻酸膠、硅膠等3、按照培養(yǎng)用途：、按照培養(yǎng)用途：二、培養(yǎng)基的類型二、培養(yǎng)基的類型b. 選擇培養(yǎng)基選擇培養(yǎng)基 用來將某種或某類微生物從混雜的微生物群體中分離出來的用來將某種或某類微生物從混雜的微生物群體中分離出來的培養(yǎng)基。培養(yǎng)基。c. 鑒別培養(yǎng)基鑒別培養(yǎng)基 根據(jù)微生物的代謝特點(diǎn)，通過指示劑的呈色反應(yīng)，用以鑒別根據(jù)微生物的代謝特點(diǎn)，通過指示劑的呈色反應(yīng)，

53、用以鑒別不同微生物的培養(yǎng)基。不同微生物的培養(yǎng)基。伊紅伊紅-美藍(lán)培養(yǎng)基美藍(lán)培養(yǎng)基鑒別大腸桿菌鑒別大腸桿菌(菌落小菌落小,綠色光澤綠色光澤)和產(chǎn)氣腸桿菌和產(chǎn)氣腸桿菌(菌落大菌落大,灰棕色灰棕色)）a. 基本培養(yǎng)基基本培養(yǎng)基 含有一般微生物生長(zhǎng)繁殖所需的基本營養(yǎng)物的培養(yǎng)基。含有一般微生物生長(zhǎng)繁殖所需的基本營養(yǎng)物的培養(yǎng)基。加富性選擇培養(yǎng)基加富性選擇培養(yǎng)基-投其所好投其所好抑制性選擇培養(yǎng)基抑制性選擇培養(yǎng)基-取其所抗取其所抗選擇培養(yǎng)基選擇培養(yǎng)基鑒別培養(yǎng)基鑒別培養(yǎng)基微微生生物物的的營營養(yǎng)養(yǎng)和和培培養(yǎng)養(yǎng)營養(yǎng)六要素：營養(yǎng)六要素：營養(yǎng)類型：營養(yǎng)類型：進(jìn)入細(xì)胞的方式：進(jìn)入細(xì)胞的方式：培養(yǎng)基配制培養(yǎng)基配制目的明確、營

54、養(yǎng)協(xié)調(diào)、目的明確、營養(yǎng)協(xié)調(diào)、理化條件適宜、經(jīng)濟(jì)節(jié)約理化條件適宜、經(jīng)濟(jì)節(jié)約培養(yǎng)基培養(yǎng)基類類型及應(yīng)用型及應(yīng)用天然培養(yǎng)基、組合培養(yǎng)基、天然培養(yǎng)基、組合培養(yǎng)基、半組合培養(yǎng)基半組合培養(yǎng)基基本培養(yǎng)基、鑒別培養(yǎng)基、基本培養(yǎng)基、鑒別培養(yǎng)基、選擇培養(yǎng)基選擇培養(yǎng)基碳源、氮源、能源、生長(zhǎng)因子、無機(jī)鹽、水碳源、氮源、能源、生長(zhǎng)因子、無機(jī)鹽、水光能無機(jī)自養(yǎng)型、光能有機(jī)異養(yǎng)型、光能無機(jī)自養(yǎng)型、光能有機(jī)異養(yǎng)型、化能無機(jī)自養(yǎng)型、化能有機(jī)異養(yǎng)型化能無機(jī)自養(yǎng)型、化能有機(jī)異養(yǎng)型單純擴(kuò)散、促進(jìn)擴(kuò)散、單純擴(kuò)散、促進(jìn)擴(kuò)散、主動(dòng)運(yùn)送、基團(tuán)移位主動(dòng)運(yùn)送、基團(tuán)移位原則：原則：方法：方法：按培養(yǎng)基成分分：按培養(yǎng)基成分分：按物理性狀分：按物理性狀

55、分：固體培養(yǎng)基、液體培養(yǎng)基、固體培養(yǎng)基、液體培養(yǎng)基、半固體培養(yǎng)基、脫水培養(yǎng)基半固體培養(yǎng)基、脫水培養(yǎng)基按培養(yǎng)基的用途分：按培養(yǎng)基的用途分：知識(shí)結(jié)構(gòu)知識(shí)結(jié)構(gòu)1、大、大 多多 數(shù)數(shù) 微微 生生 物物 的的 營營 養(yǎng)養(yǎng) 類類 型型 屬屬 于：于：光光 能能 自自 養(yǎng)養(yǎng) B. 光光 能能 異異 養(yǎng)養(yǎng) C. 化化 能能 自自 養(yǎng)養(yǎng) D. 化化 能能 異異 養(yǎng)養(yǎng)2、藍(lán)、藍(lán) 細(xì)細(xì) 菌菌 的的 營營 養(yǎng)養(yǎng) 類類 型型 屬屬 于于:A光光 能能 自自 養(yǎng)養(yǎng) B. 光光 能能 異異 養(yǎng)養(yǎng) C化化 能能 自自 養(yǎng)養(yǎng) D. 化化 能能 異異 養(yǎng)養(yǎng)3、碳、碳 素素 營營 養(yǎng)養(yǎng) 物物 質(zhì)質(zhì) 的的 主主 要要 功功 能能 是

56、是:A.構(gòu)構(gòu) 成成 細(xì)細(xì) 胞物胞物 質(zhì)質(zhì) B.提提 供供 能能 量量 C.A,B 兩兩 者者4、占、占 微微 生生 物物 細(xì)細(xì) 胞胞 總總 重重 量量 70%-90% 以以 上上 的的 細(xì)細(xì) 胞組胞組 分分 是是:A.碳碳 素素 物物 質(zhì)質(zhì) B.氮氮 素素 物物 質(zhì)質(zhì) C.水水5、能、能 用用 分分 子子 氮氮 作作 氮氮 源源 的的 微微 生生 物物 有：有：A.酵酵 母母 菌菌 B.藍(lán)藍(lán) 細(xì)細(xì) 菌菌 C.蘇蘇 云云 金金 桿桿 菌菌6、腐、腐 生生 型型 微微 生生 物物 的的 特特 征征 是是：A.以以 死死 的的 有有 機(jī)機(jī) 物物 作作 營營 養(yǎng)養(yǎng) 物物 質(zhì)質(zhì)B.以以 有有 生生 命命

57、 活活 性性 的的 有有 機(jī)機(jī) 物物 作作 營營 養(yǎng)養(yǎng) 物物 質(zhì)質(zhì)C.A,B 兩兩 者者7、自、自 養(yǎng)養(yǎng) 型型 微微 生生 物物 和和 異異 養(yǎng)養(yǎng) 型型 微微 生生 物物 的的 主主 要要 差差 別是：別是：A.所所 需需 能能 源物源物 質(zhì)質(zhì) 不不 同同 B.所所 需需 碳碳 源不源不 同同 C.所所 需需 氮氮 源不源不 同同8、基、基 團(tuán)團(tuán) 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 位位 和和 主主 動(dòng)動(dòng) 運(yùn)運(yùn) 輸輸 的的 主主 要要 差差 別別 是：是：A.運(yùn)運(yùn) 輸輸 中中 需要需要 各各 種種 載載 體體 參參 與與 B.需需 要要 消消 耗能耗能 量量 C.改改 變變 了了 被運(yùn)被運(yùn) 輸輸 物物 質(zhì)質(zhì) 的的 化化 學(xué)

58、學(xué) 結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu)9、單、單 純純 擴(kuò)擴(kuò) 散散 和和 促促 進(jìn)進(jìn) 擴(kuò)擴(kuò) 散散 的的 主主 要要 區(qū)區(qū) 別別 是：是：A.物物 質(zhì)質(zhì) 運(yùn)運(yùn) 輸?shù)妮數(shù)?濃濃 度度 梯梯 度度 不不 同同B.前前 者者 不不 需能需能 量量 , 后后 者者 需需 要要 能能 量量C. 前前 者者 不不 需需 要要 載載 體體 , 后后 者者 需需 要要 載載 體體10、微、微 生生 物物 生生 長(zhǎng)長(zhǎng) 所所 需需 要要 的的 生生 長(zhǎng)長(zhǎng) 因因 子子 ( 生生 長(zhǎng)長(zhǎng) 因因 素素 ) 是：是：A.微微 量量 元元 素素 B.氨氨 基基 酸酸 和堿和堿 基基C.維維 生生 素素 D.B,C 二二 者者11、能、能 用用 分分

59、子子 氮氮 作作 氮氮 源源 的的 微微 生生 物物 有：有：A.酵酵 母母 菌菌 B.藍(lán)藍(lán) 細(xì)細(xì) 菌菌 C.蘇蘇 云云 金金 桿桿 菌菌12、自、自 養(yǎng)養(yǎng) 型型 微微 生生 物物 和和 異異 養(yǎng)養(yǎng) 型型 微微 生生 物物 的的 主主 要要 差差 別是：別是：A.所所 需需 能能 源物源物 質(zhì)質(zhì) 不不 同同 B.所所 需需 碳碳 源不源不 同同 C.所所 需需 氮氮 源不源不 同同13、基、基 團(tuán)團(tuán) 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 位位 和和 主主 動(dòng)動(dòng) 運(yùn)運(yùn) 輸輸 的的 主主 要要 差差 別別 是：是：A.運(yùn)運(yùn) 輸輸 中中 需要需要 各各 種種 載載 體體 參參 與與 B.需需 要要 消消 耗能耗能 量量 C.改改

60、變變 了了 被運(yùn)被運(yùn) 輸輸 物物 質(zhì)質(zhì) 的的 化化 學(xué)學(xué) 結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu)14、單、單 純純 擴(kuò)擴(kuò) 散散 和和 促促 進(jìn)進(jìn) 擴(kuò)擴(kuò) 散散 的的 主主 要要 區(qū)區(qū) 別別 是：是：A.物物 質(zhì)質(zhì) 運(yùn)運(yùn) 輸?shù)妮數(shù)?濃濃 度度 梯梯 度度 不不 同同B.前前 者者 不不 需能需能 量量 , 后后 者者 需需 要要 能能 量量C. 前前 者者 不不 需需 要要 載載 體體 , 后后 者者 需需 要要 載載 體體15、細(xì)、細(xì) 菌菌 中中 存存 在在 的的 一一 種種 主主 要要 運(yùn)運(yùn) 輸輸 方方 式式 為：為：A.單單 純純 擴(kuò)擴(kuò) 散散 B.促促 進(jìn)進(jìn) 擴(kuò)擴(kuò) 散散 C.主主 動(dòng)動(dòng) 運(yùn)運(yùn) 輸輸 D.基基 團(tuán)團(tuán) 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)