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1、微生物的营养类型和方式第一页，讲稿共七十页哦主要内容n一、微生物的营养一、微生物的营养n二、微生物的生长二、微生物的生长n三、微生物的培养三、微生物的培养n四、对微生物生长繁殖的控制四、对微生物生长繁殖的控制第二页，讲稿共七十页哦本章的学习目的与要求本章的学习目的与要求：n了解微生物细胞的化学组成及所需的营养物质，微生物的了解微生物细胞的化学组成及所需的营养物质，微生物的四大营养类型及其对营养物质的吸收。四大营养类型及其对营养物质的吸收。n掌握微生物的生长的特点。掌握微生物的生长的特点。n掌握影响微生物的生长的环境因素，其调控机制在微掌握影响微生物的生长的环境因素，其调控机制在微生物培养和控制
2、中的应用。生物培养和控制中的应用。第三页，讲稿共七十页哦一、微生物的营养一、微生物的营养营营养养物物质质：微微生生物物为为了了生生存存就就必必须须从从环环境境中中吸吸取取各各种种物物质质以以合合成成细细胞胞物物质质、提提供供能能量量以以及及在在新新陈陈代代谢谢中中起起调调节节作作用用。这这些物质就称为营养物质。些物质就称为营养物质。营养的概念营养的概念：有机体吸取和利用营养物质的过程。有机体吸取和利用营养物质的过程。第四页，讲稿共七十页哦一、微生物的营养类型一、微生物的营养类型营养类型营养类型：是指根据微生物生长所需的主要营养要素即能：是指根据微生物生长所需的主要营养要素即能源和碳源的不同，而
3、划分的微生物类型，这种划分是相对源和碳源的不同，而划分的微生物类型，这种划分是相对的的。第五页，讲稿共七十页哦依能源不同：依能源不同：q 光能营养型光能营养型(phototrophs):光反应产能光反应产能 q 化能营养型化能营养型(chemotrophs):物质氧化产能物质氧化产能 依碳源不同：依碳源不同：q 异养型异养型(heterotrophs):不能以不能以CO2为主要或唯一碳源为主要或唯一碳源q 自养型自养型(autotrophs):能以能以CO2为主要或唯一碳源为主要或唯一碳源第六页，讲稿共七十页哦l光能自养型光能自养型l光能异养型光能异养型l化能自养型化能自养型l化能异样型化能异
4、样型营养类型营养类型 能源能源 氢供体氢供体 基本碳源基本碳源光光 无机物无机物 二氧化碳二氧化碳光光 有机物有机物 二氧化碳及简单有机物二氧化碳及简单有机物无机物无机物 无机物无机物 二氧化碳二氧化碳有机物有机物 有机物有机物 有机物有机物第七页，讲稿共七十页哦主要碳源主要碳源：CO2，能源能源：光：光以以无无机机物物H2S、Na2S2O3作作为为供供氢氢体体将将CO2还还原原成成细细胞胞物物质质.主要是主要是一些含光合色素一些含光合色素的细菌的细菌 光能光能 CO22H2S CH2O+2S+H2O 紫硫细菌紫硫细菌 光合色素光合色素 1、光能自养型、光能自养型光能自养型微生物光能自养型微生
5、物包括蓝细菌（含叶绿素）、红硫细菌和绿硫细菌等包括蓝细菌（含叶绿素）、红硫细菌和绿硫细菌等少数微生物（含细菌叶绿素），由于含有光合色素，因而能使光能转少数微生物（含细菌叶绿素），由于含有光合色素，因而能使光能转变成化学能（变成化学能（ATP），供机体直接利用。），供机体直接利用。第八页，讲稿共七十页哦2 2、光能异养型光能异养型不能以不能以CO2为主要或唯一的碳源；为主要或唯一的碳源；以有机物作为供氢体以有机物作为供氢体，利用光能将，利用光能将CO2还原为细胞物质；还原为细胞物质；在生长时大多数需要外源的生长因子；在生长时大多数需要外源的生长因子；例如，红螺菌属中的一些细菌能利用异丙醇作为供氢
6、体，将例如，红螺菌属中的一些细菌能利用异丙醇作为供氢体，将CO2还原还原成细胞物质，同时积累丙酮。成细胞物质，同时积累丙酮。CHOH+CHOH+CO2H H3 3C CH H3 3C C2光能光能光合色素光合色素2 CH2 CH3 3C0CHC0CH3 3+CH2O+H2O第九页，讲稿共七十页哦u 以以CO2作为唯一或主要作为唯一或主要碳源碳源，u 以以无机物无机物氧化释放的化学能为能源氧化释放的化学能为能源,u 电子供体电子供体如如氢气、硫化氢、二价铁离子或亚氢气、硫化氢、二价铁离子或亚硝酸盐硝酸盐等使等使CO2还原成细胞物质。还原成细胞物质。3、化能自养型、化能自养型这类微生物主要有这类微
7、生物主要有硫化细菌、硝化细菌、氢细菌与铁细菌。硫化细菌、硝化细菌、氢细菌与铁细菌。它们在自然界物质转换过程中起着重要的作用。它们在自然界物质转换过程中起着重要的作用。第十页，讲稿共七十页哦（1 1）硝化细菌）硝化细菌:亚硝化细菌亚硝化细菌 2NH4+3O22NO2-+2H2O+4H+132Kcal硝化细菌硝化细菌 NO2-+1/2O2 NO3-+18.1 Kcal（2 2）硫化细菌硫化细菌:通过氧化还原态的无机通过氧化还原态的无机硫化物（硫化物（H2S、S、S2O32-、SO32-）获）获得能量（硫杆菌属，硫微螺菌属）得能量（硫杆菌属，硫微螺菌属）H2S+1/2 O2 S+H2O+50.1 K
8、cal S+1 1/2 O2+H2O H2SO4+149.8 Kcal第十一页，讲稿共七十页哦（4）氢细菌）氢细菌：具有氢化酶，从氢的氧化获取能具有氢化酶，从氢的氧化获取能 量，同化量，同化CO2 H2+1/2 O2 H2O+56.7 Kcal（3）铁细菌）铁细菌：氧化氧化Fe2+为为Fe3+获取能量并同化获取能量并同化CO22Fe2+1/2O2+2H+2Fe3+H2O+21.2Kcal第十二页，讲稿共七十页哦u有机碳化合物为有机碳化合物为基本碳源基本碳源，u有机物氧化过程中释放的有机物氧化过程中释放的化学能为能源化学能为能源，u有机物为供氢体有机物为供氢体u基本碳源、能源物质、能量代谢中的供
9、氢体均为有机物。基本碳源、能源物质、能量代谢中的供氢体均为有机物。u生长所需要的碳源如淀粉、糖类、纤维素、有机酸等，主要是生长所需要的碳源如淀粉、糖类、纤维素、有机酸等，主要是一些有机含碳化合物。一些有机含碳化合物。u有机物通常既是它们生长的碳原物质又是能源物质和供氢体。有机物通常既是它们生长的碳原物质又是能源物质和供氢体。4、化能异养型、化能异养型第十三页，讲稿共七十页哦微生物的营养类型微生物的营养类型 营养类型营养类型能能 源源碳源碳源实例实例光能自养型光能自养型光能光能CO2蓝细菌蓝细菌紫硫细菌紫硫细菌绿硫细菌绿硫细菌藻类藻类光能异养型光能异养型光能光能CO2及及简单有机物简单有机物红螺
10、细菌红螺细菌化能自养型化能自养型 无机物无机物CO2硝化细菌硝化细菌硫化细菌硫化细菌铁细菌铁细菌氢细菌氢细菌 化能异养型化能异养型有机物有机物有机物有机物绝绝大大多多数数微微生物，生物，原生动物原生动物第十四页，讲稿共七十页哦n水水(Water)n碳源（碳源（Carbonsource）n氮源（氮源（Nitrogensource)n无机无机盐(Inorganicsalt)n生生长因子（因子（Growthfactor)n能源（能源（Energysource)n参与微生物参与微生物细胞胞的的组成成n提供微生物机体提供微生物机体进行各种生理活行各种生理活动所需的能量所需的能量n形成微生物代形成微生物代
11、谢产物的来源物的来源按照营养物质在机体中的生理作用不同，可以分成六大类。按照营养物质在机体中的生理作用不同，可以分成六大类。二、微生物的营养要素二、微生物的营养要素第十五页，讲稿共七十页哦（一）水（一）水生理功能主要有生理功能主要有起到溶剂与运输介质的作用；起到溶剂与运输介质的作用；参与细胞内一系列化学反应；参与细胞内一系列化学反应；维持蛋白质、核酸等生物大分子稳定的天然构象；维持蛋白质、核酸等生物大分子稳定的天然构象；通过水合作用与脱水作用控制由多亚基组成的结构通过水合作用与脱水作用控制由多亚基组成的结构热的良好导体；热的良好导体；第十六页，讲稿共七十页哦几种生物的几种生物的游离水含量游离水
12、含量人体：人体：60%60%海蛰：海蛰：96%96%微生物微生物孢子孢子营养体营养体霉菌孢子：霉菌孢子：39%39%细菌芽孢：细菌芽孢：皮层：皮层：70%70%核心：极低核心：极低细菌：细菌：80%80%酵母：酵母：75%75%霉菌：霉菌：85%85%水在细胞中有两种存在形式：水在细胞中有两种存在形式：结合水和自由水结合水和自由水.不同细胞及不同细胞结构中自由水的含量有较大差别：不同细胞及不同细胞结构中自由水的含量有较大差别：游离水：干重法可测得；游离水：干重法可测得；结合水：不易蒸发、不冻结、也结合水：不易蒸发、不冻结、也不能渗透不能渗透第十七页，讲稿共七十页哦（二）碳源（二）碳源 定义定义
13、：凡可被用来构成细胞物质或代谢产物中：凡可被用来构成细胞物质或代谢产物中碳素来源的营养物质。碳素来源的营养物质。功能功能：提供合成细胞物质及代谢物的原料：提供合成细胞物质及代谢物的原料;并为整个生理活动提供所需要并为整个生理活动提供所需要能源（异养微生物）。能源（异养微生物）。种类种类:无机含碳化合物无机含碳化合物：如：如COCO2 2和碳酸盐等。和碳酸盐等。有机含碳化合物有机含碳化合物：葡萄糖等：葡萄糖等第十八页，讲稿共七十页哦对于为数众多的化能异养微生物来说，碳源是兼有能源对于为数众多的化能异养微生物来说，碳源是兼有能源功能营养物。功能营养物。微生物利用的碳源物质主要有糖类、有机酸、醇、脂
14、类、烃、微生物利用的碳源物质主要有糖类、有机酸、醇、脂类、烃、CO2及碳酸盐等。及碳酸盐等。第十九页，讲稿共七十页哦u功能：功能：1 1）提供合成细胞中含氮物，如蛋白质、核酸，以及含氮代谢）提供合成细胞中含氮物，如蛋白质、核酸，以及含氮代谢物等的原料；物等的原料；2 2）氮源氮源一般不做能源一般不做能源，只有硝化细菌利用铵盐，亚硝酸盐，只有硝化细菌利用铵盐，亚硝酸盐作氮源作氮源,同时也作能源。同时也做能源。同时也作能源。同时也做能源。（三）氮源（三）氮源u定义定义：凡用来构成菌体物质或代谢产物中氮素来源的物质：凡用来构成菌体物质或代谢产物中氮素来源的物质第二十页，讲稿共七十页哦类型 元素水平
15、化合物水平培养基原料水平有机氮NCHOX复杂蛋白质、核酸等牛肉膏、酵母膏、鱼粉NCHO尿素、一般氨基酸、简单蛋白质等尿素、蛋白胨、明胶等无机氮NHNH3、铵盐等(NH4)2SO4等NO硝酸盐等KNO3等NN2空气 微生物的氮源谱微生物的氮源谱第二十一页，讲稿共七十页哦（四）无机盐（四）无机盐大量元素：大量元素：P、S、K、Mg、Ca、Na、Fe （微生物生长所需（微生物生长所需浓度在浓度在10-310-4mol/L）微量元素：微量元素：CuCu、ZnZn、MnMn、MoMo、Co Co（微生物生长所需浓度在（微生物生长所需浓度在10-610-8mol/L）u定义：定义：为微生物细胞生长提供碳、
16、氮源以外的多种重要元素为微生物细胞生长提供碳、氮源以外的多种重要元素的物质，多以无机盐的形式供给。的物质，多以无机盐的形式供给。第二十二页，讲稿共七十页哦无机盐功能无机盐功能n构成微生物细胞的组成成分构成微生物细胞的组成成分n调解微生物细胞的渗透压，调解微生物细胞的渗透压，PH值和氧化还原电值和氧化还原电位位n有些无机盐如有些无机盐如S、Fe还可做为自养微生物的能源还可做为自养微生物的能源n构成酶活性基的组成成分，维持构成酶活性基的组成成分，维持E活性。活性。Mg、Ca、K是是多种多种E的激活剂的激活剂第二十三页，讲稿共七十页哦（五）生长因子（五）生长因子定义定义:是一类对微生物正常生活所不可
17、缺少微量有机是一类对微生物正常生活所不可缺少微量有机营养物质。营养物质。作用作用：辅酶或酶活化：辅酶或酶活化所需所需种类种类：微生物、氨基酸、嘌呤碱和嘧啶碱：微生物、氨基酸、嘌呤碱和嘧啶碱。第二十四页，讲稿共七十页哦（六）能（六）能源源u定义定义:提供微生物生命活动所需能量的物质提供微生物生命活动所需能量的物质第二十五页，讲稿共七十页哦微微 生生 物物 生长因子生长因子 需要量（需要量（ml-1III型肺炎链球菌（型肺炎链球菌（Streptococcus pneumoniae）胆碱）胆碱 6ug金黄色葡萄球菌（金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）硫胺素）硫胺素 0.5n
18、g白喉棒杆菌（白喉棒杆菌（Cornebacterium diphtherriae）B-丙氨酸丙氨酸 1.5ug破伤风梭状芽孢杆菌（破伤风梭状芽孢杆菌（Clostridium tetani）尿嘧啶）尿嘧啶 0-4ug肠膜状串珠菌（肠膜状串珠菌（Leuconostoc mesenteroides）吡哆醛）吡哆醛 0.025ug第二十六页，讲稿共七十页哦三、微生物的培养基三、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产生代谢产培养基是人工配制的，适合微生物生长繁殖或产生代谢产物的营养基质。物的营养基质。碳源、氮源、无机盐、能源、生长因子、水碳源、氮源、无机盐、能源、生长因子、水第二十七页
19、，讲稿共七十页哦（一）培养基的配制原则（一）培养基的配制原则1 1、培养基组分应适合微生物的营养特点（、培养基组分应适合微生物的营养特点（有的放矢有的放矢）2 2、营养物的浓度与比例应恰当（、营养物的浓度与比例应恰当（营养协调营养协调）3 3、物理化学条件适宜（、物理化学条件适宜（条件适宜条件适宜）4、根据培养目的选择原料及其来源（、根据培养目的选择原料及其来源（经济节约经济节约）第二十八页，讲稿共七十页哦n培养的种类培养的种类n培养的目的培养的目的n培养的规模培养的规模1、有的放矢、有的放矢第二十九页，讲稿共七十页哦2 2、营养协调、营养协调浓度过高浓度过高微生物的生长起抑制作用，微生物的生
20、长起抑制作用，浓度过小浓度过小不能满足微生物生长的需要。不能满足微生物生长的需要。碳氮比（碳氮比（C/NC/N）直接影响微生物生长与繁殖及代谢物直接影响微生物生长与繁殖及代谢物的形成与积累，故常作为考察培养基组成时的一个的形成与积累，故常作为考察培养基组成时的一个重要重要指标；指标；碳源中的碳原子的碳源中的碳原子的mol数数氮源中所含的氮原子的氮源中所含的氮原子的mol数数C/NC/N比值比值=第三十页，讲稿共七十页哦3 3、条件适宜、条件适宜各各类类微生物的微生物的最适生最适生长长pH值值各不相同各不相同：细细 菌：菌：7.08.0放放线线菌：菌：7.58.5酵母菌：酵母菌：3.86.0霉霉
21、 菌：菌：4.05.8 在在微微生生物物的的生生长长和和代代谢谢过过程程中中，由由于于营营养养物物质质的的利利用用和和代代谢谢产产物物的的形形成成与与积积累累，pH值值会会发发生生改改变变，为为了了维维持持培培养养基基pH值值的的相相对对恒恒定定，通常采用下列两种方式：通常采用下列两种方式：外源外源调节调节：加酸：加酸HCL或碱液或碱液NaoH内内源源调调节节：在在培培养养基基里里加加一一些些缓缓冲冲剂剂或或不不溶溶性性的的碳碳酸酸盐盐；调调节节培培养养基基的碳氮比。的碳氮比。（1）pH:第三十一页，讲稿共七十页哦磷酸缓冲液：磷酸缓冲液：pH值从值从6.47.2之间之间K2HPO4+H+KH2
22、PO4+K+KH2PO4+OH-K2HPO4+H2O加入加入CaCO3：CO32 HCO3 H2CO3 CO2+H2O+H+H+H+H培养基中所含氨基酸、肽、蛋白质等物质也可起到缓冲作用。培养基中所含氨基酸、肽、蛋白质等物质也可起到缓冲作用。第三十二页，讲稿共七十页哦（2）渗透压和）渗透压和aw等渗溶液等渗溶液适宜微生物生长适宜微生物生长高渗溶液高渗溶液细胞发生质壁分离细胞发生质壁分离低渗溶液低渗溶液细胞吸水膨胀，直至破裂细胞吸水膨胀，直至破裂第三十三页，讲稿共七十页哦4、经济节约、经济节约以粗代精以粗代精以野代家以野代家以废代好以废代好以国代进以国代进以简代繁以简代繁以氮代朊以氮代朊以烃代粮
23、以烃代粮以纤代糖以纤代糖5、无菌状态、无菌状态第三十四页，讲稿共七十页哦称量称量 (高温灭菌时易分解或变色的成分需另行配制高温灭菌时易分解或变色的成分需另行配制)溶解溶解:自来水或蒸溜水自来水或蒸溜水 (防止无机物之间的沉淀防止无机物之间的沉淀)pH调节调节:盐酸或氢氧化钠盐酸或氢氧化钠(1N以下以下)灭菌灭菌(高压灭菌高压灭菌)（二）培养基的配制步骤二）培养基的配制步骤配制方法因培养基种类不同而变化配制方法因培养基种类不同而变化第三十五页，讲稿共七十页哦高压蒸气灭菌高压蒸气灭菌 一般培养基一般培养基:1.05 Kg/cm2,121.3,15-30 min 含糖培养基含糖培养基:0.56 Kg
24、/cm2,112.6,15-30 min 培养基的灭菌培养基的灭菌任何培养基一旦配成，必须立即进行灭菌处理；任何培养基一旦配成，必须立即进行灭菌处理；第三十六页，讲稿共七十页哦（三）培养基的类型及其应用（三）培养基的类型及其应用 细菌培养基细菌培养基 放线菌培养基放线菌培养基 霉菌培养基霉菌培养基酵母菌培养基酵母菌培养基1、根据所培养微生物的微生物类群来分根据所培养微生物的微生物类群来分第三十七页，讲稿共七十页哦-1细菌培养基细菌培养基营养肉汤（营养肉汤（nutrient broth)：牛肉膏牛肉膏 3g；水水 1000ml；蛋白胨蛋白胨 5g；pH 7.27.4放线菌培养基放线菌培养基高氏高
25、氏1号：号：可溶性淀粉可溶性淀粉 20g；KNO3 1g;K2HPO4 1g MgSO4 0.5g NaCl 1g;FeSO47H2O 0.5g 水水 1000ml;pH 7.27.4霉菌培养基霉菌培养基查氏（查氏（zapek)培养基：培养基：蔗糖蔗糖 30g;KCl 0.5g;MgSO4.H2O 0.5g;FeSO4 0.5g 水水 1000ml;K2HPO4 1g;NaNO3 3g;pH 6.7酵母菌培养基酵母菌培养基麦芽汁培养基麦芽汁培养基 第三十八页，讲稿共七十页哦根据不同的微生物的营养要求配制针对强的培养基。根据不同的微生物的营养要求配制针对强的培养基。培养化能自养型的氧化硫杆菌的培
26、养基组成为：培养化能自养型的氧化硫杆菌的培养基组成为：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 0.01g H H2 2POPO4 4 4g CaCl 4g CaCl2 2 0.25g H 0.25g H2 2O 1000mlO 1000ml培养化能异养的大肠杆菌一种培养基是由下列化学成分组成：培养化能异养的大肠杆菌一种培养基是由下列化学成分组成：葡萄糖葡萄糖 5g NH4H2PO4 1g NaCl 5g MgSO4.7H2O 0.2g 5g NH4
27、H2PO4 1g NaCl 5g MgSO4.7H2O 0.2g K2HPO4 1g H2O 1000mlK2HPO4 1g H2O 1000ml第三十九页，讲稿共七十页哦2、根据培养基成分分为、根据培养基成分分为按按成成分分不不同同划划分分天然培养基天然培养基合成培养基合成培养基含用化学成分还不清楚或化学含用化学成分还不清楚或化学成分不恒定的天然有机物成分不恒定的天然有机物牛肉膏蛋白胨培养基、麦芽牛肉膏蛋白胨培养基、麦芽汁培养基汁培养基化学成分完全了解的物质配制化学成分完全了解的物质配制而成的培养基而成的培养基高氏高氏1 1号培养基、查氏培养基号培养基、查氏培养基半组合培养基半组合培养基第四
28、十页，讲稿共七十页哦原材料产品特点营养成分牛肉膏beefextract瘦牛肉加热抽提并浓缩而成的膏状物富含水溶性动物组织的营养物，如糖类、有机含氮物、水溶性维生素和无机盐等蛋白胨(peptone)由酪素或明胶等蛋白质经酸或酶(胰蛋白酶、胃蛋白酶或木瓜蛋白酶等)水解而成。是营养丰富的有机氮源，其中还含有若干维生素和糖类。如胰酶水解的酪蛋白约含总氮12.9%，氨基氮6.6%酵母膏yeastextract)由酵母细胞水提取物浓缩而成的膏状物富含B族维生素，也含丰富的有机氮和碳化物琼脂(agar)从某些海藻(有十几种红藻)中加热提取出来的复杂糖类是配制固体培养基时最常用的凝固剂，无营养价值第四十一页，
29、讲稿共七十页哦（1）天然培养基天然培养基（Complexmedium）（forthegrowthofbacteria）ComponentAmountFunction of component牛肉膏牛肉膏1.5 gSource of vitamins and other growth factors酵母膏酵母膏3.0 gSource of vitamins and other growth factors蛋白胨蛋白胨6.0 gSource of amino acids,N,S,and P琼脂琼脂15.0 gInert solidifying agentwater1000 mlpH 6.6第四十二
30、页，讲稿共七十页哦第四十三页，讲稿共七十页哦（2）合成培养基合成培养基（Definedmedium）（forthegrowthofThiobacillus thiooxidans,alithoautotrophicbacterium(硫杆菌硫杆菌)）ComponentAmountFunction of componentNH4Cl0.52 gN sourceKH2PO40.28 gP and K sourceMgSO4 7H2O0.25 gS and Mg+sourceCaCl2 2H2O0.07 gCa+sourceElemental Sulfur1.56 gEnergy sourceCO2
31、5%*C sourcewater1000 mlpH 3.0第四十四页，讲稿共七十页哦（3）半组合培养基）半组合培养基(semi-definedmedium)：在合成培养基的基础上添加些天然成份，以更有效在合成培养基的基础上添加些天然成份，以更有效地满足微生物对营养物的需要，如马铃薯蔗糖培养基。地满足微生物对营养物的需要，如马铃薯蔗糖培养基。第四十五页，讲稿共七十页哦3 3、按按物物理理状状态态不不同同划划分分固体培养基固体培养基液体培养基液体培养基在液体培养基中加入一定量凝固剂，在液体培养基中加入一定量凝固剂，使其成为固体状态，使其成为固体状态，琼脂含量一般为琼脂含量一般为1.5%-2.0%1
32、.5%-2.0%琼脂含量一般为琼脂含量一般为0.2%-0.7%不加任何不加任何凝固剂凝固剂半固体培养基半固体培养基固体培养基常用来进行微生物的分离、固体培养基常用来进行微生物的分离、鉴定、活菌计数及菌种保藏鉴定、活菌计数及菌种保藏 观察微生物的运动特征、分类鉴观察微生物的运动特征、分类鉴定及噬菌体效价滴定定及噬菌体效价滴定 大规模工业生产及在实验室进行微生大规模工业生产及在实验室进行微生物的基础理论和应用方面的研究物的基础理论和应用方面的研究 第四十六页，讲稿共七十页哦细细菌菌在在不不同同培培养养基基上上的的生生长长第四十七页，讲稿共七十页哦琼脂和明胶的区别琼脂和明胶的区别第四十八页，讲稿共七
33、十页哦4 4、按按用用途途不不同同划划分分基础培养基基础培养基鉴别培养基鉴别培养基含有一般微生物生长繁殖所需含有一般微生物生长繁殖所需的基本营养物质的培养基的基本营养物质的培养基用来将某种或某类微生物从混杂的微用来将某种或某类微生物从混杂的微生物群体中分离出来的培养基生物群体中分离出来的培养基用于鉴别不同类型微生物的培养基用于鉴别不同类型微生物的培养基选择培养基选择培养基在基础培养基中加入某些特殊营养物质制在基础培养基中加入某些特殊营养物质制成的一类营养丰富的培养基成的一类营养丰富的培养基牛肉膏蛋白胨培养基是最常用的牛肉膏蛋白胨培养基是最常用的基础培养基基础培养基加富培养基加富培养基第四十九页
34、，讲稿共七十页哦加富培养基加富培养基(Selectiveenrichmentmedium)forgrowthofextremehalophiles(极端噬盐生物极端噬盐生物)ComponentAmountFunction of componentCas amino acids7.5 gSource of amino acids,N,S and PYeast extract10.0 gSource of growth factorsTrisodium citrate3.0 gC and energy sourceKCl2.0 gK+sourceMgSO4 7 H2O20.0 gS and Mg+
35、sourceFeCl20.023 gFe+sourceNaCl250 gNa+source for halophiles and inhibitory to nonhalophileswater1000 mlpH 7.4第五十页，讲稿共七十页哦鉴别性培养基鉴别性培养基(differentialmedium)：用于鉴别不同类型微用于鉴别不同类型微生物的培养基，在普通培养基中加入能与某种代谢产物发生物的培养基，在普通培养基中加入能与某种代谢产物发生反应的指示剂或化学药品，从而产生某种明显的特征性生反应的指示剂或化学药品，从而产生某种明显的特征性变化，以区别不同的微生物，例：变化，以区别不同的微生物
36、，例：伊红美兰乳糖培养基伊红美兰乳糖培养基（EosinMethyleneBlue）第五十一页，讲稿共七十页哦一些鉴别培养基第五十二页，讲稿共七十页哦伊红美兰乳糖培养基伊红美兰乳糖培养基(EosinMethyleneblue)蛋白胨10g乳糖5gK2HPO42g伊红Y0.4g美兰0.065g水1000mlpH=7.2第五十三页，讲稿共七十页哦G+菌受抑制菌受抑制G-菌菌能发酵乳糖产酸能发酵乳糖产酸(菌落有色菌落有色)不发酵乳糖不产酸，不发酵乳糖不产酸，菌落无色透明菌落无色透明产酸力强，产酸力强，菌落呈紫绿菌落呈紫绿色金属光泽色金属光泽产酸力弱，产酸力弱，菌落棕色菌落棕色肠杆菌属肠杆菌属克雷伯氏菌
37、属克雷伯氏菌属哈夫尼菌属哈夫尼菌属沙雷伯氏菌属沙雷伯氏菌属变形菌属变形菌属沙门氏菌属沙门氏菌属志贺氏菌属志贺氏菌属大肠大肠 杆菌杆菌试试样样EMB在鉴别各种肠道杆菌中的作用：在鉴别各种肠道杆菌中的作用：第五十四页，讲稿共七十页哦EMB(Eosin Methylene Blue)Figure 14.Left:Escherichia coli cells.Right:E.coli colonies on EMB Agar.第五十五页，讲稿共七十页哦四、物质进出微生物细胞的方式四、物质进出微生物细胞的方式营营养养物物质质的的吸吸收收与与代代谢谢产产物物的的分分泌泌，涉涉及及到到物物质质的的运运输输、
38、营营养养物物吸吸收收至至胞胞内内被被利利用用、代代谢谢物物分分泌泌到到胞胞外外以以免积累，这就是免积累，这就是物质运输过程。物质运输过程。第五十六页，讲稿共七十页哦n自由扩散自由扩散n促进扩散促进扩散n主动运输主动运输n基团转位基团转位第五十七页，讲稿共七十页哦一、自由扩散一、自由扩散(simple diffusion)特点：特点：1 1、扩散是非特异性的、扩散是非特异性的：由高浓度的胞外环境向低浓度的胞内扩散：由高浓度的胞外环境向低浓度的胞内扩散2 2、物质运输的速率较慢：、物质运输的速率较慢：速率速率与胞内外营养物质的浓度差有关与胞内外营养物质的浓度差有关 3 3、不需要载体和代谢能、不需
39、要载体和代谢能 4 4、可可运运送送的的养养料料有有限限：限限于于水水、溶溶于于水水的的气气体体，及及分分子子量量小小，脂脂溶溶性性、极性小的营养物质。极性小的营养物质。K为扩散系数，为扩散系数，A为膜面积，为膜面积，C为浓度为浓度D为膜厚度。为膜厚度。第五十八页，讲稿共七十页哦 自由扩散模式图自由扩散模式图细胞膜外细胞膜外细胞膜内细胞膜内细胞膜细胞膜第五十九页，讲稿共七十页哦三三营养物通过与细胞膜上载体蛋白的可逆性结合来加营养物通过与细胞膜上载体蛋白的可逆性结合来加快其传递速度的方式快其传递速度的方式二、促进扩散二、促进扩散(facilitateddiffusion/transport)特点
40、：特点：不消耗代谢能量，故不能进行逆浓度运输不消耗代谢能量，故不能进行逆浓度运输运输的速率由胞内外该物质的浓度差决定运输的速率由胞内外该物质的浓度差决定需要细胞膜上的载体蛋白（透过酶）参与物质需要细胞膜上的载体蛋白（透过酶）参与物质运输运输被运输的物质与载体蛋白有高度的特异性被运输的物质与载体蛋白有高度的特异性输送机制：输送机制：被输送的物质与相应的载体之间存在一种被输送的物质与相应的载体之间存在一种亲和力亲和力第六十页，讲稿共七十页哦第六十一页，讲稿共七十页哦促进扩散模式图促进扩散模式图细胞膜细胞膜外细胞膜内恢复原构象移位再循环结合结合构象改变第六十二页，讲稿共七十页哦三、主动运输三、主动运
41、输(activetransport)在代谢能的推动下，通过膜上特殊载体在代谢能的推动下，通过膜上特殊载体蛋白逆养料浓度梯度吸收营养物质的过程蛋白逆养料浓度梯度吸收营养物质的过程p需要消耗代谢能需要消耗代谢能p可以进行逆浓度运输的运输方式可以进行逆浓度运输的运输方式p需要载体蛋白参与需要载体蛋白参与p对被运输的物质有高度的立体专一性对被运输的物质有高度的立体专一性p被运输的物质在转移的过程中不发生任何被运输的物质在转移的过程中不发生任何化学变化化学变化第六十三页，讲稿共七十页哦主动运输模式图主动运输模式图细胞膜细胞膜外细胞膜内恢复原构象移位再循环结合构象改变ADP+PiATP输送机制：代谢能量改
42、变底物与载体之间的输送机制：代谢能量改变底物与载体之间的结合力。结合力。第六十四页，讲稿共七十页哦四、四、基团基团移移位位(grouptranslocation)定义：定义：被输送的基质分子在膜内经受了被输送的基质分子在膜内经受了共价的改变共价的改变（糖（糖在运输的过程中发生了磷酸化）在运输的过程中发生了磷酸化）以被修饰的形式进以被修饰的形式进入细胞质的输送机制入细胞质的输送机制特点特点：输送动力：代谢能量输送动力：代谢能量,PEP上的高能磷酸键上的高能磷酸键输送方向：逆浓度梯度输送方向：逆浓度梯度载体蛋白：磷酸转移酶系统载体蛋白：磷酸转移酶系统被输送物质在输送前后发生变化：在细胞膜内被磷酸化
43、被输送物质在输送前后发生变化：在细胞膜内被磷酸化第六十五页，讲稿共七十页哦在酶在酶的作用下的作用下HPr被激活被激活在酶在酶的作用下的作用下P-HPr将磷酸将磷酸转移给糖转移给糖酶酶2是结合于细胞膜上的蛋白是结合于细胞膜上的蛋白第六十六页，讲稿共七十页哦运送机制运送机制:是依靠磷酸转移酶系统是依靠磷酸转移酶系统,即磷酸烯醇式丙酮酸即磷酸烯醇式丙酮酸-己己糖磷酸转移酶系统糖磷酸转移酶系统.运送步骤运送步骤:1.1.热稳载体蛋白热稳载体蛋白(HPr)HPr)的激活的激活 细胞内磷酸烯醇式丙酮酸（细胞内磷酸烯醇式丙酮酸（PEPPEP）的磷酸基团把的磷酸基团把HPrHPr激活。激活。酶酶1 1 PEP
44、+HPr PEP+HPr 丙酮酸丙酮酸+P-HPrP-HPrHPrHPr是一种低分子量的可溶性蛋白，结合在细胞膜上，具有高能是一种低分子量的可溶性蛋白，结合在细胞膜上，具有高能磷酸载体的作用。磷酸载体的作用。第六十七页，讲稿共七十页哦2 2、糖被磷酸化后运入膜内、糖被磷酸化后运入膜内 膜外环境中的糖先与外膜表面的酶膜外环境中的糖先与外膜表面的酶2 2结合，再被转运结合，再被转运到内膜表面。这时，糖被到内膜表面。这时，糖被P-HPrP-HPr上的磷酸激活，并通上的磷酸激活，并通过酶过酶2 2的作用将糖的作用将糖-磷酸释放到细胞内。磷酸释放到细胞内。酶酶2 2 P-HPr+P-HPr+糖糖 糖糖-P+HPrP+HPr酶酶2 2是一种结合于细胞膜上的蛋白，它对底物具有特是一种结合于细胞膜上的蛋白，它对底物具有特异性选择作用。异性选择作用。第六十八页，讲稿共七十页哦GroupTranslocation第六十九页，讲稿共七十页哦基团移位模式图基团移位模式图细胞膜外细胞膜外细胞膜内细胞膜内S SS SS SS S细胞膜细胞膜Enz2Enz2Enz2Enz2Enz2Enz2Enz2Enz2S SS SHPrP P P PHPr Enz1+PEP丙酮酸第七十页，讲稿共七十页哦