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1、微生物吸收营养物质的方式 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望（二）配制方法的选择（二）配制方法的选择 实验室用培养基的配制方法与生产用培养基的配制实验室用培养基的配制方法与生产用培养基的配制方法具有较大的不同。方法具有较大的不同。1.1.实验室用培养基的配制方法实验室用培养基的配制方法包括包括：营养物质的溶解方法、：营养物质的溶解方法、PHPH的调整方法和灭（除）的调整方法和灭（除）菌方法。菌方法。（1 1）营养物质的溶解方法）营养物质的溶解方法：应当
2、注意溶解顺序。：应当注意溶解顺序。先溶解难溶性物质，后溶解易溶解性物质。先溶解难溶性物质，后溶解易溶解性物质。先溶解大分子物质，后溶解小分子物质。先溶解大分子物质，后溶解小分子物质。需加热溶解的，加热时蒸发的水分应当在冷却至室需加热溶解的，加热时蒸发的水分应当在冷却至室温后补足。温后补足。有些大分子物质必须经过酶水解生成小分子物质后有些大分子物质必须经过酶水解生成小分子物质后才能使用。才能使用。（2 2）PHPH的调整方法的调整方法 当培养基的当培养基的PHPH要求为自然要求为自然PHPH时，培养基的时，培养基的PHPH不需要不需要调整，除此之外都必须进行调整，除此之外都必须进行PHPH的调节
3、。的调节。调节调节PHPH应当待水溶解的营养物质完全溶解并冷却至室应当待水溶解的营养物质完全溶解并冷却至室温时才可进行。温时才可进行。在进行在进行PHPH调节前，应当预先测定待调节调节前，应当预先测定待调节PHPH的基质的基质PHPH，然后根据配方所然后根据配方所要求的要求的PHPH确定确定加酸量加酸量和和加碱量加碱量。应当注意调节应当注意调节PHPH所用酸或碱浓度适当。所用酸或碱浓度适当。酸或碱浓度过高酸或碱浓度过高，易使培养基局部酸或碱浓度过，易使培养基局部酸或碱浓度过高，也有可能使高，也有可能使PHPH调节过头。调节过头。酸或碱浓度过低酸或碱浓度过低，也会使酸或碱用量过多，导致，也会使酸
4、或碱用量过多，导致培养基中营养物质浓度降低。培养基中营养物质浓度降低。（3 3）灭（除）菌方法）灭（除）菌方法 确保培养基处于无菌状态，有利于进行微生物确保培养基处于无菌状态，有利于进行微生物的纯培养。的纯培养。配制培养基所需要设备、容器、工具以及培养基配制培养基所需要设备、容器、工具以及培养基应当采用高压湿热灭菌方法灭菌。应当采用高压湿热灭菌方法灭菌。如果培养基中存在热不稳定性营养物质，且培养如果培养基中存在热不稳定性营养物质，且培养基是液体培养基，此时应当采用超滤除菌技术除菌。基是液体培养基，此时应当采用超滤除菌技术除菌。（三）配制操作三）配制操作 配制培养基必须严格地依据操作规范进行准确
5、的配配制培养基必须严格地依据操作规范进行准确的配制操作。制操作。配制操作是配制方法的具体化，只有准确地进行配配制操作是配制方法的具体化，只有准确地进行配制操作，才能减少人为因素对培养配制质量的影响，制操作，才能减少人为因素对培养配制质量的影响，并实现配制培养的目的。并实现配制培养的目的。（四）配制结果的验证（四）配制结果的验证 适宜的方法和精确的操作也不可避免地带有一定的适宜的方法和精确的操作也不可避免地带有一定的误差，使得误差，使得配制结果配制结果和和培养基的理想配方培养基的理想配方之间存在一之间存在一定的差异，这种差异是客观存在的。只有通过努力逐定的差异，这种差异是客观存在的。只有通过努力
6、逐步缩小这种差异。步缩小这种差异。配制结果的验证配制结果的验证:通过对配制后的培养基进行理化分通过对配制后的培养基进行理化分析，将测试结果与培养基配方相比较析，将测试结果与培养基配方相比较,了解两者之间的了解两者之间的差异差异,从而为进一步改进过程奠定基础。同时进行无菌从而为进一步改进过程奠定基础。同时进行无菌检验。检验。培养基是微生物赖以生存的外部环境，培养基是微生物赖以生存的外部环境，只有合理配制培养基才能实现有效控制微只有合理配制培养基才能实现有效控制微生物生物和发酵的目的。生物生物和发酵的目的。不同类型的培养基具有不同的特点和作不同类型的培养基具有不同的特点和作用，确定培养基的营养物质
7、及其配比是培用，确定培养基的营养物质及其配比是培养基配制的核心。养基配制的核心。第四节第四节 微生物对营养物质的吸收方式微生物对营养物质的吸收方式 微生物体积微小，结构简单，没有专门摄取营微生物体积微小，结构简单，没有专门摄取营养物质的器官，它们所需要的营养物质的吸收和代养物质的器官，它们所需要的营养物质的吸收和代谢产物的排出，均依靠谢产物的排出，均依靠微生物细胞膜微生物细胞膜的功能来完成。的功能来完成。大分子的营养物质大分子的营养物质(如蛋白质、多糖和脂肪等如蛋白质、多糖和脂肪等)需被微生物分泌的酶，水解成小分子的可溶性物质需被微生物分泌的酶，水解成小分子的可溶性物质后，才能被吸收。后，才能
8、被吸收。根据微生物周围存在根据微生物周围存在营养物质的种类和浓度，营养物质的种类和浓度，按照细胞膜上按照细胞膜上有无载体参与、有无载体参与、运送过程是否运送过程是否消耗能消耗能量量及营养物是否及营养物是否发生变化发生变化等，将微生物吸收营养物等，将微生物吸收营养物质的方式分为以下质的方式分为以下四种四种:：被动扩散被动扩散 促进扩散、主动运输、基团转位促进扩散、主动运输、基团转位1.1.被动扩散被动扩散 简单扩散简单扩散,当细胞外营养物的浓度当细胞外营养物的浓度高于细胞内时高于细胞内时,利用浓度差利用浓度差,从高浓度处向低浓度处进从高浓度处向低浓度处进行扩散。营养物质达到细胞内外平衡时，便不再
9、扩散。行扩散。营养物质达到细胞内外平衡时，便不再扩散。用此种方式运输的物质有：用此种方式运输的物质有：低分子量的简单物质，低分子量的简单物质，如水、二氧化碳、乙醇和某些氨基酸分子。如水、二氧化碳、乙醇和某些氨基酸分子。特点：特点：(1)(1)扩散是非特异性的扩散是非特异性的,速度取决于浓度差、分速度取决于浓度差、分子大小、溶解性，子大小、溶解性，PHPH、离子强度和温度等。、离子强度和温度等。(2)(2)利用浓度差进行。由于细胞被动接受透入的物质，利用浓度差进行。由于细胞被动接受透入的物质，不消耗能量。不消耗能量。(3)(3)不需要载体蛋白不需要载体蛋白,不能逆浓度进行不能逆浓度进行,运输运输
10、速度慢速度慢,养养料有限。料有限。缺点缺点：很难满足微生物生活的需要。：很难满足微生物生活的需要。不是不是主要的主要的吸收吸收营养物质方式营养物质方式,原因不能通过它来选择必需的营养成分。原因不能通过它来选择必需的营养成分。2.2.促进扩散促进扩散 或称协助扩散或称协助扩散,依靠依靠浓度差浓度差进行，进行，需要需要细胞膜上的透酶或载体蛋白细胞膜上的透酶或载体蛋白的可逆性结合来加快养料的的可逆性结合来加快养料的传递速度。传递速度。细胞膜可诱导产生多种载体蛋白，每种细胞膜可诱导产生多种载体蛋白，每种载体蛋白帮助一种物质运输。载体蛋白帮助一种物质运输。过程：过程：载体蛋白载体蛋白在膜外与高浓度的营养
11、物质发生可逆性结合，在膜外与高浓度的营养物质发生可逆性结合，扩散到膜内再将营养物质释放。扩散到膜内再将营养物质释放。特点是：特点是：（1 1）动力是由细胞内外该养料的浓度差。动力是由细胞内外该养料的浓度差。（2 2）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。（3 3）需要细胞膜上的载体蛋白（诱导酶）参与物质运输。能）需要细胞膜上的载体蛋白（诱导酶）参与物质运输。能提前达到提前达到达到动态平衡。达到动态平衡。（）营养物质本身在分（）营养物质本身在分子结构上不会发生变化。子结构上不会发生变化。（5 5）具有特异性具有特异性，被运输的物被运输的物质有高度的专一性质
12、有高度的专一性。3.3.主动运输主动运输在提供能量的前提下，借助于载体蛋白在提供能量的前提下，借助于载体蛋白(或渗透酶）的作用，将体外的营养物质逆浓度差运送至细胞内。或渗透酶）的作用，将体外的营养物质逆浓度差运送至细胞内。特点：特点：（1 1）消耗代谢能量。）消耗代谢能量。（2 2）逆浓度）逆浓度进行进行的运输方式。的运输方式。（3 3）需要载体蛋白参与，运输后物质的结构不变。）需要载体蛋白参与，运输后物质的结构不变。（4 4）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。不同的微生物在主动运输过程中所需的能量的来源不同，不同的微生物在主动运输过程中所需的能量的来源不同
13、，好氧微生物中直接来自呼吸能，厌氧微生物主要来自化学能，好氧微生物中直接来自呼吸能，厌氧微生物主要来自化学能，光合微生物中则主要来自光能。光合微生物中则主要来自光能。如大肠杆菌运送乳糖。如大肠杆菌运送乳糖。主动运输是微生物吸收营养物质主要方式。主动运输是微生物吸收营养物质主要方式。主动运送的营养物质有：无机离子、有机离子和一些糖类（葡主动运送的营养物质有：无机离子、有机离子和一些糖类（葡萄糖、蜜二糖）萄糖、蜜二糖）。4.4.基团转位基团转位是一种既需要特异性载体蛋白，又需要消是一种既需要特异性载体蛋白，又需要消耗能量的运输方式，且被运送的营养物质在运送前后耗能量的运输方式，且被运送的营养物质在
14、运送前后会发生分子结构的变化。会发生分子结构的变化。特点：特点：（1 1）运送物质时需要提供能量。）运送物质时需要提供能量。（2 2）它可逆浓度梯度进行运送）它可逆浓度梯度进行运送。（3 3）被运送的营养物质在运送后分子结构）被运送的营养物质在运送后分子结构会会发生变化。发生变化。（4 4）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。基团转位主要用于运送：基团转位主要用于运送：葡萄糖、果糖葡萄糖、果糖 、甘露糖、核苷、甘露糖、核苷 酸、丁酸和腺嘌呤等酸、丁酸和腺嘌呤等物质。物质。n细胞膜运输营养物质的四种方式细胞膜运输营养物质的四种方式：被动扩散、促进扩散、主动运送和
15、基团移位被动扩散、促进扩散、主动运送和基团移位n主要方式：主动运输主要方式：主动运输n四种方式之间的主要差别：四种方式之间的主要差别：细胞膜上无载体蛋白细胞膜上无载体蛋白：被动扩散被动扩散细胞膜上有载体蛋白细胞膜上有载体蛋白 不消耗能量不消耗能量:促进扩散促进扩散 耗能量耗能量 主动运输主动运输 基因移位基因移位 运送前后溶质分子不变：主动运输运送前后溶质分子不变：主动运输耗能量耗能量 运送前后溶质分子改变：基团移位运送前后溶质分子改变：基团移位（按物质运送类型）（按物质运送类型）四种运输营养物质方式的比较四种运输营养物质方式的比较比较项目比较项目被动扩散被动扩散促进扩散促进扩散主动运输主动运输基团转位基团转位特异载体蛋白特异载体蛋白运输速度运输速度物质运输方向物质运输方向细胞内外浓度细胞内外浓度运输分子运输分子能量消耗能量消耗运输后物质结构运输后物质结构无无慢慢由浓至稀由浓至稀相等相等无特异性无特异性不需要不需要不变不变有有快快由浓至稀由浓至稀相等相等特异性特异性不需要不需要不变不变有有快快由稀至浓由稀至浓胞内浓度高胞内浓度高特异性特异性需要需要不变不变有有快快由稀至浓由稀至浓胞内浓度高胞内浓度高特异性特异性需要需要改变改变作业：作业：微生物细胞吸收物质的方式有哪几种？它们之微生物细胞吸收物质的方式有哪几种？它们之间有何不同？间有何不同？