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1、微生物课件微生物课件7 7微生物的特点：微生物的特点：食谱广、胃口大食谱广、胃口大营养物质营养物质：微生物取自于环境中的：微生物取自于环境中的能够满足其机体能够满足其机体生长、繁殖和完成各种生理活动所需的物质生长、繁殖和完成各种生理活动所需的物质营养：微生物获得和利用营养物质的过程营养：微生物获得和利用营养物质的过程营养物质是微生物生存的物质基础，而营养是生物维营养物质是微生物生存的物质基础，而营养是生物维持和延续其生命形式的一种生理过程。持和延续其生命形式的一种生理过程。氨基酸自养型生物：氨基酸自养型生物：氨基酸自养型生物：氨基酸自养型生物：能利用尿素、铵盐、硝酸盐甚至氮能利用尿素、铵盐、硝
2、酸盐甚至氮能利用尿素、铵盐、硝酸盐甚至氮能利用尿素、铵盐、硝酸盐甚至氮气的生物气的生物气的生物气的生物常用的蛋白质类氮源包括蛋白胨、鱼粉、蚕蛹、黄豆饼常用的蛋白质类氮源包括蛋白胨、鱼粉、蚕蛹、黄豆饼粉、玉米浆、牛肉浸膏、酵母浸膏等粉、玉米浆、牛肉浸膏、酵母浸膏等按氮源的不同生物可分为：按氮源的不同生物可分为：按氮源的不同生物可分为：按氮源的不同生物可分为：氨基酸异养型生物：氨基酸异养型生物：氨基酸异养型生物：氨基酸异养型生物：从外界吸收现成的氨基酸作为氮源从外界吸收现成的氨基酸作为氮源从外界吸收现成的氨基酸作为氮源从外界吸收现成的氨基酸作为氮源能源谱能源谱能源谱能源谱化学物质化学物质辐射能辐射
3、能化能异养微生物的能源化能异养微生物的能源有机物有机物无机物无机物化能自养微生物的能源化能自养微生物的能源光能自养和光能异养微生物的能源光能自养和光能异养微生物的能源能源：能源：能为微生物的生命活动提供最初能量来源的营能为微生物的生命活动提供最初能量来源的营养物或辐射能。养物或辐射能。三、能源三、能源微微 生生 物物 生长因子生长因子 需要量（需要量（ml-1金黄色葡萄球菌（金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）硫胺素硫胺素 0.5ng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
4、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生长因子：生长因子：那些微生物生长所必需而且需要量很小，但不能用那些微生物生长所必需而且需要量很小，但不能用简单的碳、氮源自行合成的有机物。由于它没有能源和碳、氨简单的碳、氮源自行合成的有机物。由于它没有能源和碳、氨源等结构材料的功能，因此需要量一般很少。源等结构材料的功能，因此需要量一般很少。四、生长因子四、生长因子广义的生长因子广义的生长因子除了维生素外，还包括碱基、卟啉及其衍除了维生素外，还包括碱基、卟啉及其衍
5、生物、甾醇、胺类、生物、甾醇、胺类、C4-C6的分支或直链脂肪酸等，的分支或直链脂肪酸等，狭义的生长因子狭义的生长因子一般仅指维生素。一般仅指维生素。根据微生物对生长因子的需要与否，将其分成根据微生物对生长因子的需要与否，将其分成3 3种类型：种类型：（1）生长因子自养型微生物（2）生长因子异养型微生物（3）生长因子过量合成的微生物作用作用作用作用参与微生物中氨基酸和酶的组成；参与微生物中氨基酸和酶的组成；调节微生物的原生质胶体状态，维持细胞的调节微生物的原生质胶体状态，维持细胞的渗透与平衡渗透与平衡酶的激活剂酶的激活剂微量元素：微量元素：是指那些在微生物生长过程中起重要作用，而机体是指那些在
6、微生物生长过程中起重要作用，而机体对这些元素的需要量极其微小的元素，通常需要量在对这些元素的需要量极其微小的元素，通常需要量在1010-6-6-10-10-8 8mol/Lmol/L：锌、锰、氯、钼、硒、钴、铜、钨、镍、硼等锌、锰、氯、钼、硒、钴、铜、钨、镍、硼等。根据微生物对矿质元素需要量大小可以把它分成：根据微生物对矿质元素需要量大小可以把它分成：大量元素：大量元素：NaNa、K K、MgMg、CaCa、S S、P P等。等。10-3-10-4mol/L五、矿质元素（无机盐）五、矿质元素（无机盐）四、水四、水1.微生物细胞的的组成成分；微生物细胞的的组成成分；2.是细胞营养物质和代谢产物的
7、溶剂；是细胞营养物质和代谢产物的溶剂；3.是细胞中各种生化反应的良好介质；是细胞中各种生化反应的良好介质；4.水还能维持微生物细胞的膨压；水还能维持微生物细胞的膨压；5.水具有较高的比热，稳定细胞内环境温度。水具有较高的比热，稳定细胞内环境温度。水的生物学作用水的生物学作用第一节第一节 微生物的营养物质微生物的营养物质第二节第二节 微生物的营养类型微生物的营养类型第三节第三节 营养物质进入细胞的方式营养物质进入细胞的方式 第四节第四节 培养基培养基 异养型生物异养型生物自养型生物自养型生物生长所需要的营养物质生长所需要的营养物质生物生长过程中能量的来源生物生长过程中能量的来源光能营养型光能营养
8、型化能营养型化能营养型根据微生物利用碳源、能源及供氢体的不同，将其划分为根据微生物利用碳源、能源及供氢体的不同，将其划分为4个类群个类群:光能无机营养型光能无机营养型（photolithotroph）光能有机营养型光能有机营养型（photoorganotroph）化能无机营养型化能无机营养型（chemolithotroph）化能有机营养型化能有机营养型（chemoorganotroph）P87营养类型是根据微生物生长所需的主要营养要素即营养类型是根据微生物生长所需的主要营养要素即营养类型是根据微生物生长所需的主要营养要素即营养类型是根据微生物生长所需的主要营养要素即碳源和能源的不同，而划分的微
9、生物类型碳源和能源的不同，而划分的微生物类型碳源和能源的不同，而划分的微生物类型碳源和能源的不同，而划分的微生物类型化能有机营养型化能有机营养型 以有机物的氧化获得能量，生长依赖于有机营养物质以有机物的氧化获得能量，生长依赖于有机营养物质光能无机营养型光能无机营养型 以光为能源，不依赖任何有机物即可正常生长以光为能源，不依赖任何有机物即可正常生长光能有机营养型光能有机营养型 以光为能源，但生长需要一定的有机营养以光为能源，但生长需要一定的有机营养化能无机营养型化能无机营养型 以无机物的氧化获得能量，生长不依赖有机营养物以无机物的氧化获得能量，生长不依赖有机营养物1 1光能无机营养型（光能自养型
10、）光能无机营养型（光能自养型）能以能以COCO2 2为唯一或主要碳源；为唯一或主要碳源；进行光合作用获取生长所需要的能量；进行光合作用获取生长所需要的能量；以无机物如以无机物如H H2 2、H H2 2S S、S S等作为供氢体或电子供体，使等作为供氢体或电子供体，使COCO2 2还原为细胞物质；还原为细胞物质；例如例如:藻类及蓝细菌藻类及蓝细菌等和植物一样，以水为电子供体（供氢体），等和植物一样，以水为电子供体（供氢体），进行产氧型的光合作用，合成细胞物质。而红硫细菌，以进行产氧型的光合作用，合成细胞物质。而红硫细菌，以H H2 2S S为为电子供体，产生细胞物质，并伴随硫元素的产生。电子供
11、体，产生细胞物质，并伴随硫元素的产生。CO2+2H2S光能光能光合色素光合色素 CH2O+2S+2S+H2O能以能以COCO2 2及简单有机物为主要或唯一的碳源；及简单有机物为主要或唯一的碳源；以有机物作为供氢体，利用光能将以有机物作为供氢体，利用光能将COCO2 2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，例如，红螺菌属红螺菌属中的一些细菌能利用异丙醇作为供氢体，将中的一些细菌能利用异丙醇作为供氢体，将COCO2 2还原成细胞物质，同时积累丙酮。还原成细胞物质，同时积累丙酮。CHOH+CHOH+CO2H H3 3C CH H3
12、3C C2光能光能光合色素光合色素2 2CHCH3 3C0CHC0CH3 3+CH2O+H2O2 2光能有机营养型（光能异养型）光能有机营养型（光能异养型）3 3化能无机营养型（化能自养型）化能无机营养型（化能自养型）生长所需要的能量来自无机物氧化过程中放出的化学能；生长所需要的能量来自无机物氧化过程中放出的化学能；以以COCO2 2或碳酸盐作为唯一或主要碳源进行生长时，利用或碳酸盐作为唯一或主要碳源进行生长时，利用H H2 2、H H2 2S S、FeFe2+2+、NHNH3 3或或NONO2-2-等作为电子供体使等作为电子供体使COCO2 2还原还原成细胞物质。成细胞物质。化能无机自养型化
13、能无机自养型只存在于微生物只存在于微生物中，可在完全无机中，可在完全无机及无光的环境中生长。它们广泛分布于土壤及水环境及无光的环境中生长。它们广泛分布于土壤及水环境中中,参与地球物质循环；参与地球物质循环；硝化细菌科硝化细菌科 氨氨 化化 作作 用用 硝硝 化化 作作 用用亚硝化单胞菌亚硝化单胞菌 硝化杆菌硝化杆菌4 4化能有机营养型（化能异养型）化能有机营养型（化能异养型）生长所需要的能量均来自有机物氧化过程中放出的化学能；生长所需要的能量均来自有机物氧化过程中放出的化学能；生长所需要的生长所需要的碳源碳源主要是一些有机化合物，如淀粉、主要是一些有机化合物，如淀粉、糖类、纤维素、有机酸等。糖
14、类、纤维素、有机酸等。有机物通常既是碳源也是能源；有机物通常既是碳源也是能源；大多数细菌、真菌、原生动物都是化能有机异养型微生物；大多数细菌、真菌、原生动物都是化能有机异养型微生物；所有致病微生物均为化能有机异养型微生物所有致病微生物均为化能有机异养型微生物不同营养类型之间的界限并非绝对不同营养类型之间的界限并非绝对异养型微生物并非绝对不能利用异养型微生物并非绝对不能利用COCO2 2；自养型微生物也并非不能利用有机物进行生长；自养型微生物也并非不能利用有机物进行生长；有些微生物在不同生长条件下生长时有些微生物在不同生长条件下生长时,其营养类型也会发生改变；其营养类型也会发生改变；例如紫色非硫
15、细菌例如紫色非硫细菌(purple nonsulphur bacteria)purple nonsulphur bacteria)：没有有机物时，同化没有有机物时，同化COCO2 2，为为自养型微生物；自养型微生物；有机物存在时，利用有机物进行生长，为有机物存在时，利用有机物进行生长，为异养型微生物；异养型微生物；光照和厌氧条件下，利用光能生长，为光照和厌氧条件下，利用光能生长，为光能营养型微生物；光能营养型微生物；黑暗与好氧条件下，依靠有机物氧化产生的化学能生长，为黑暗与好氧条件下，依靠有机物氧化产生的化学能生长，为化能营养型微生物化能营养型微生物微生物营养类型的可变性无疑有利于提高其对环境
16、条件变化的适应能力微生物营养类型的可变性无疑有利于提高其对环境条件变化的适应能力第一节第一节 微生物的营养物质微生物的营养物质第二节第二节 微生物的营养类型微生物的营养类型第三节第三节 营养物质进入细胞的方式营养物质进入细胞的方式 第四节第四节 培养基培养基 变形虫正在变形虫正在吞噬吞噬一个草履虫一个草履虫变形虫变形虫猎食时覆盖它的猎物，猎食时覆盖它的猎物，把猎把猎物裹起来，这样就产生了一个食物物裹起来，这样就产生了一个食物泡，泡，食物泡可以消化吸收猎物。食物泡可以消化吸收猎物。动态中的食物泡动态中的食物泡.食物泡中充满了食物泡中充满了酶，用来消化猎物酶，用来消化猎物.消化过程很容易消化过程很
17、容易用显微镜观察。用显微镜观察。原生动物对营养的吸收原生动物对营养的吸收吞噬吞噬 胞饮胞饮微生物通过微生物通过细胞膜的渗透和选择吸收作用细胞膜的渗透和选择吸收作用吸取营养物质吸取营养物质营养物质能否进入细胞取决于三个方面的因素：营养物质能否进入细胞取决于三个方面的因素：营养物质本身的性质（营养物质本身的性质（相对分子量、质量、溶解性、电负性等相对分子量、质量、溶解性、电负性等)微生物所处的环境（微生物所处的环境（温度、温度、PHPH等等）；）；微生物细胞的透过屏障（微生物细胞的透过屏障（原生质膜、细胞壁、荚膜等原生质膜、细胞壁、荚膜等）。）。细胞膜运送营养物质有细胞膜运送营养物质有4种方式：种
18、方式：n n单纯扩散（单纯扩散（simple diffusion）n n促进扩散促进扩散(facilitated diffusion)n n主动运输主动运输(active transport)n n基团转移基团转移(group translocation)原生质膜是一种半透性膜，营养物质通过原生质膜上的小原生质膜是一种半透性膜，营养物质通过原生质膜上的小孔，由高浓度的胞外环境向低浓度的胞内进行扩散。孔，由高浓度的胞外环境向低浓度的胞内进行扩散。特点特点特点特点物质在扩散过程中没有发生任何反应；物质在扩散过程中没有发生任何反应；不消耗能量；不能逆浓度运输；不消耗能量；不能逆浓度运输；运输速率与膜
19、内外物质的浓度差成正比运输速率与膜内外物质的浓度差成正比一、单纯扩散一、单纯扩散 物质扩散的动力物质扩散的动力物质扩散的动力物质扩散的动力:膜内外的浓度差膜内外的浓度差膜内外的浓度差膜内外的浓度差 被运输的物质：被运输的物质：被运输的物质：被运输的物质：小分子量和脂溶性物，小分子量和脂溶性物，小分子量和脂溶性物，小分子量和脂溶性物，水，气体、甘油和某些离子水，气体、甘油和某些离子水，气体、甘油和某些离子水，气体、甘油和某些离子 借助膜上的载体蛋白，具有高度的立体专一性。载体借助膜上的载体蛋白，具有高度的立体专一性。载体借助膜上的载体蛋白，具有高度的立体专一性。载体借助膜上的载体蛋白，具有高度的
20、立体专一性。载体蛋白能促进物质运输，但不能进行逆浓度梯度运输。蛋白能促进物质运输，但不能进行逆浓度梯度运输。蛋白能促进物质运输，但不能进行逆浓度梯度运输。蛋白能促进物质运输，但不能进行逆浓度梯度运输。常见于真核微生物，如厌氧生活的酵母菌中。常见于真核微生物，如厌氧生活的酵母菌中。常见于真核微生物，如厌氧生活的酵母菌中。常见于真核微生物，如厌氧生活的酵母菌中。二、促进扩散二、促进扩散特点特点不消耗能量不消耗能量参与运输的物质本身的分子结构不发生变化参与运输的物质本身的分子结构不发生变化不能进行逆浓度运输不能进行逆浓度运输运输速率与膜内外物质的浓度差成正比运输速率与膜内外物质的浓度差成正比需要载体
21、参与需要载体参与 通过促进扩散进入细胞的营养物质主要有通过促进扩散进入细胞的营养物质主要有氨基酸、氨基酸、单糖、维生素及无机盐单糖、维生素及无机盐等。等。特点特点:消耗能量消耗能量有特异载体蛋白有特异载体蛋白可可逆浓度运输逆浓度运输主要是无机离子、有机离子主要是无机离子、有机离子和一些糖类和一些糖类三、主动运输三、主动运输主动运输是广泛存在于微生物中的一种主动运输是广泛存在于微生物中的一种主要的物主要的物质运输方式质运输方式。四、基团移位四、基团移位基团移位是另一种类型的主动运输，它与主动运输方式的基团移位是另一种类型的主动运输，它与主动运输方式的不同之处在于它有一个复杂的运输系统来完成物质的
22、运输，而不同之处在于它有一个复杂的运输系统来完成物质的运输，而物质在运输过程中物质在运输过程中发生化学变化发生化学变化。其机制在其机制在E.coli中研究得较为清楚：中研究得较为清楚：主要靠磷酸转移酶系统即主要靠磷酸转移酶系统即磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸己糖磷酸转移酶己糖磷酸转移酶系统系统（PTSPTS）进行。进行。PTS PTS 通常由五种蛋白质组成，包括酶通常由五种蛋白质组成，包括酶I I、酶酶IIII（包括包括a a、b b、c 3c 3种亚基）和一种低相对分子量的热稳定蛋白质（种亚基）和一种低相对分子量的热稳定蛋白质（HPrHPr）。）。主要存在于厌氧型和兼性厌氧型细菌中主要存在
23、于厌氧型和兼性厌氧型细菌中主要用于主要用于各种糖类及脂肪酸、核苷、碱基各种糖类及脂肪酸、核苷、碱基等物质的运输等物质的运输葡萄糖通过基团移位运输的步骤：葡萄糖通过基团移位运输的步骤：1 1）热稳定载体蛋白（）热稳定载体蛋白（）热稳定载体蛋白（）热稳定载体蛋白（HPrHPr）的激活）的激活）的激活）的激活PEPPEP（磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸）+HPrHPr 酶酶酶酶I I 磷酸磷酸磷酸磷酸 HPrHPr+丙酮酸丙酮酸丙酮酸丙酮酸 2 2）糖经磷酸化进入细胞膜内）糖经磷酸化进入细胞膜内）糖经磷酸化进入细胞膜内）糖经磷酸化进入细胞膜内磷酸磷酸磷酸磷酸 HPr
24、HPr +葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖 酶酶酶酶IIII 6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖+HPrHPr 特点：特点：特点：特点：可逆浓度运输可逆浓度运输可逆浓度运输可逆浓度运输 消耗能量消耗能量消耗能量消耗能量 需要载体需要载体需要载体需要载体 底物在运输过程发生底物在运输过程发生底物在运输过程发生底物在运输过程发生化学变化化学变化化学变化化学变化 比较项目比较项目 单纯扩散单纯扩散 促进扩散促进扩散 主动运输主动运输 基团移位基团移位特异载体蛋白特异载体蛋白 无无 有有 有有 有有运送速度运送速度 慢慢 快快 快快 快快溶质运送方向溶质运送方向 由浓至稀由浓至稀 由浓至稀由浓至
25、稀 由稀至浓由稀至浓由稀至浓由稀至浓平衡时内外浓度平衡时内外浓度 内外相等内外相等 内外相等内外相等 内部高内部高内部高内部高运送分子运送分子 无特异性无特异性 特异性特异性 特异性特异性特异性特异性能量消耗能量消耗 不需要不需要 需要需要 需要需要需要需要运送前后溶质分子运送前后溶质分子 不变不变 不变不变 不变不变改变改变载体饱和效应载体饱和效应无无 有有 有有 有有与溶质类似物与溶质类似物 无竞争性无竞争性有竞争性有竞争性有竞争性有竞争性有竞争性有竞争性运送抑制剂运送抑制剂 无无 有有 有有 有有运送对象举例运送对象举例 水、水、O O2 2 糖、糖、SOSO4 42-2-氨基酸、乳糖氨
26、基酸、乳糖 葡萄糖葡萄糖 嘌呤嘌呤四种运送营养方式的比较四种运送营养方式的比较p89p89第一节第一节 微生物的营养物质微生物的营养物质第二节第二节 微生物的营养类型微生物的营养类型第三节第三节 微生物对营养物质的吸收微生物对营养物质的吸收 第四节第四节 培养基培养基 n n任何培养基都应该具备微生物生长所需要六大任何培养基都应该具备微生物生长所需要六大任何培养基都应该具备微生物生长所需要六大任何培养基都应该具备微生物生长所需要六大营养要素：营养要素：营养要素：营养要素：n n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任何培养基一旦配成，必须立即进行灭菌处
27、理任何培养基一旦配成，必须立即进行灭菌处理碳源、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、水常规高压蒸汽灭菌：常规高压蒸汽灭菌：1.05 1.05kg/cmkg/cm2 2,121.3 15-30,121.3 15-30分钟；分钟；0.560.56kg/cmkg/cm2 2,112.615-30,112.615-30分钟分钟 由人工配制的能够满足微生物生长、繁殖或由人工配制的能够满足微生物生长、繁殖或积累代谢产物所用的营养基质积累代谢产物所用的营养基质。培养基培养基（medium）一、选用和设计培养基的原则一、选用和设计培养基的原则目的明确目的明确营养协调营养协调理化
28、条件适宜理化条件适宜经济节约经济节约1 1、目的明确、目的明确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。常见的培养四大类微生物的培养基常见的培养四大类微生物的培养基细菌（牛肉膏蛋白胨培养基）：细菌（牛肉膏蛋白胨培养基）：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放线菌（高氏放线菌（高氏1 1号）号）淀淀粉粉 2020g g K K2 2HPOHPO4 4 0.5g 0.5g NaCl NaCl 0.5g 0.5g MgSOMgSO4 4.7H.7H2 2
29、O O 0.5g 0.5g KNOKNO3 3 1g FeSO1g FeSO4 4 0.01g H 0.01g H2 2O 1000mlO 1000ml酵母菌酵母菌(麦芽汁培养基麦芽汁培养基)干干麦麦芽芽粉粉加加四四倍倍水水，在在50-6050-60保保温温糖糖化化3-43-4小小时时，用用碘碘液液试试验验检检查查至至糖糖化化完完全全为为止止，调调整整糖糖液液浓浓度度为为1010。巴巴林林，煮煮沸沸后后，沙沙布布过过滤滤，调调PHPH为为6.06.0。霉菌（查氏合成培养基）霉菌（查氏合成培养基）NaNONaNO3 3 3g 3g K K2 2HPOHPO4 4 1g 1g KCl KCl 0.
30、5g 0.5g MgSOMgSO4 4.7H.7H2 2O O 0.5g 0.5g FeSOFeSO4 4 0.01g 0.01g 蔗糖蔗糖 30 30g Hg H2 2O 1000mlO 1000ml2.2.营养协调营养协调培养基中营养物质浓度合适时微生物才能生长良好，营养物培养基中营养物质浓度合适时微生物才能生长良好，营养物质浓度过低时不能满足微生物正常生长所需，浓度过高时则可能质浓度过低时不能满足微生物正常生长所需，浓度过高时则可能对微生物生长起抑制作用。对微生物生长起抑制作用。培养基中各营养物质之间的浓度配比也直接影响微生物培养基中各营养物质之间的浓度配比也直接影响微生物的生长繁殖和代
31、谢产物的形成和积累，其中碳氮比（的生长繁殖和代谢产物的形成和积累，其中碳氮比（C/NC/N）的的影响较大。影响较大。C/N指微生物培养基中所含的碳源中的碳原子摩尔数与指微生物培养基中所含的碳源中的碳原子摩尔数与氮源中的碳原子摩尔数之比。氮源中的碳原子摩尔数之比。例如，在利用微生物发酵生产谷氨酸的过程中，培养基例如，在利用微生物发酵生产谷氨酸的过程中，培养基C/NC/N为为4/14/1时，菌时，菌体大量繁殖，谷氨酸积累少；当培养基体大量繁殖，谷氨酸积累少；当培养基C/NC/N为为3/13/1时，菌体繁殖受到抑制，时，菌体繁殖受到抑制，谷氨酸产量则大量增加。谷氨酸产量则大量增加。一般而言，真菌需一
32、般而言，真菌需C/N 比较高的培养基，细菌需比较高的培养基，细菌需C/N 比较低比较低的培养基。的培养基。3.理化条件适宜理化条件适宜pH水活度水活度氧化还原电位氧化还原电位a.pH 培养基的培养基的pHpH必须控制在一定的范围内，以满足不必须控制在一定的范围内，以满足不同类型微生物的生长繁殖或产生代谢产物。同类型微生物的生长繁殖或产生代谢产物。通常培养条件：通常培养条件：细菌与放线菌：细菌与放线菌：pH77.5酵母菌和霉菌：酵母菌和霉菌：pH4.56范围内生长范围内生长n n 维持培养基维持培养基维持培养基维持培养基pHpHpHpH的方法的方法的方法的方法n n使用磷酸缓冲剂：使用磷酸缓冲剂
33、：使用磷酸缓冲剂：使用磷酸缓冲剂：K K K K2 2 2 2HPOHPOHPOHPO4 4 4 4/KH/KH/KH/KH2 2 2 2POPOPOPO4 4 4 4n n采用采用采用采用“备用碱备用碱备用碱备用碱”CaCOCaCOCaCOCaCO3 3 3 3 、CaHCOCaHCOCaHCOCaHCO3 3 3 3 一些微生物在生长、代谢过程中会产生引起培养基一些微生物在生长、代谢过程中会产生引起培养基pHpH改变的改变的代谢产物，为了维持培养基代谢产物，为了维持培养基pHpH的相对恒定，通常在培养基中加入的相对恒定，通常在培养基中加入pHpH缓冲剂，或在进行工业发酵时补加酸、碱。缓冲剂
34、，或在进行工业发酵时补加酸、碱。b.b.水活度水活度在天然环境中，微生物可实际利用的自由水或游离水的含量，在天然环境中，微生物可实际利用的自由水或游离水的含量，一般用在一定的温度和压力条件下一般用在一定的温度和压力条件下,溶液的蒸汽压力与同样条溶液的蒸汽压力与同样条件下纯水蒸汽压力之比表示，即：件下纯水蒸汽压力之比表示，即：w w=Pw/P=Pw/Po ow w式中式中PwPw代表溶液蒸汽压力代表溶液蒸汽压力,P PO Ow w代表纯水蒸汽压力。代表纯水蒸汽压力。纯水纯水w w为为1.00,1.00,溶液中溶质越多溶液中溶质越多,w w越小。越小。微生物一般在微生物一般在w w为为0.600.
35、600.990.99的条件下生长。的条件下生长。微生物不同，其生长的最适微生物不同，其生长的最适w w不同（不同（P94P94表）。表）。n n不同类型的微生物对氧化还原电位的要求不同不同类型的微生物对氧化还原电位的要求不同n n好氧微生物：好氧微生物：好氧微生物：好氧微生物：较高较高较高较高0.30.30.30.30.4V0.4V0.4V0.4Vn n兼性厌氧微生物：兼性厌氧微生物：兼性厌氧微生物：兼性厌氧微生物：0.1V0.1V0.1V0.1Vn n厌氧微生物：厌氧微生物：厌氧微生物：厌氧微生物：0.1V0.1V0.1V0.1V以下，培养时要注意调节（驱走空以下，培养时要注意调节（驱走空以
36、下，培养时要注意调节（驱走空以下，培养时要注意调节（驱走空气中的氧气，添加还原剂）气中的氧气，添加还原剂）气中的氧气，添加还原剂）气中的氧气，添加还原剂）氧化还原势又称氧化还原电位，是度量某还原系统中还原氧化还原势又称氧化还原电位，是度量某还原系统中还原氧化还原势又称氧化还原电位，是度量某还原系统中还原氧化还原势又称氧化还原电位，是度量某还原系统中还原剂释放电子或氧化剂接受电子趋势的一种指标。剂释放电子或氧化剂接受电子趋势的一种指标。剂释放电子或氧化剂接受电子趋势的一种指标。剂释放电子或氧化剂接受电子趋势的一种指标。单位为单位为单位为单位为V V或或或或mVmV。C.C.氧化还原势氧化还原势以
37、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以烃代粮以纤代糖以纤代糖4.经济节约经济节约二、培养基的类型及应用二、培养基的类型及应用培养基种类繁多，根据其成分、物理状态和用途可将培养培养基种类繁多，根据其成分、物理状态和用途可将培养分成多种类型。分成多种类型。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采用动、植物组织或微生物浸出采用动、植物组织或微生物浸出物为原料配制而成的培养基。物为原料配制而成的培养基。牛肉膏蛋白胨培养基、麦芽汁培养基牛肉膏蛋白胨培养基、麦芽汁培养基采用化学成分完全了解的物质配采用化学成分完
38、全了解的物质配制而成的培养基制而成的培养基.高氏高氏1 1号培养基、查氏培养基号培养基、查氏培养基半合成培养基半合成培养基介于合成培养基和天然培养基间，主要以化介于合成培养基和天然培养基间，主要以化学试剂配制，同时添加某种或某些天然成分学试剂配制，同时添加某种或某些天然成分如如PDA按按培培养养基基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适量凝固剂，在液体培养基中加入适量凝固剂，使其成为固体状态，琼脂含量一般使其成为固体状态，琼脂含量一般为为1.5%-2.0%1.5%-2.0%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
39、进行微生物的分离、鉴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定、活菌计数及菌种保藏 观察微生物的运动特征、分类鉴定及观察微生物的运动特征、分类鉴定及噬菌体效价滴定噬菌体效价滴定 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 在液体培养基中加入少量凝固剂，在液体培养基中加入少量凝固剂，使其成为半固体状态，琼脂含量使其成为半固体状态，琼脂含量一般为一般为0.2%-0.7%0.2%-0.7%培养基凝固剂琼脂与明胶若干特性的比较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
40、生长繁殖所需的含有一般微生物生长繁殖所需的基本营养物质的培养基基本营养物质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微生物产生某种代谢产物，与培养基中的微生物产生某种代谢产物，与培养基中的特殊化学物质发生特定的化学反应，产生特殊化学物质发生特定的化学反应，产生明显的特征变化明显的特征变化牛肉膏蛋白胨培养基是最常用的基础牛肉膏蛋白胨培养基是最常用的基础培养基培养基利用该分离对象对某种抑制物质所特有的抗性，利用该分离对象对某种抑制物质所特有的抗性，在培养基中加入该抑制在培养基中加入该抑制物质，抑制不需要的微生物的生长，以利于所需微生物的生长物质，抑制不
41、需要的微生物的生长，以利于所需微生物的生长一类根据某微生物的特殊营养要求或其对一类根据某微生物的特殊营养要求或其对某化学、物理因素的抗性而设计的培养基，某化学、物理因素的抗性而设计的培养基，具有使混合菌样中的劣势菌变成优势菌的具有使混合菌样中的劣势菌变成优势菌的功能功能取其所抗取其所抗利用该分离对象对某种营养的特殊嗜好，在培养基中利用该分离对象对某种营养的特殊嗜好，在培养基中加入该物质，使原先极少量的筛选对象大量生长，达加入该物质，使原先极少量的筛选对象大量生长，达到富集或增殖的目的到富集或增殖的目的投其所好投其所好石蜡油可富集分解石油的微生物石蜡油可富集分解石油的微生物纤维素可富集纤维分解菌
42、纤维素可富集纤维分解菌添加抗生素则只有对该抗生素添加抗生素则只有对该抗生素有抗性的微生物可生长有抗性的微生物可生长n n伊红美兰乳糖培养基（伊红美兰乳糖培养基（伊红美兰乳糖培养基（伊红美兰乳糖培养基（EMBEMB）n n伊红和美蓝两种苯胺染料可抑制伊红和美蓝两种苯胺染料可抑制伊红和美蓝两种苯胺染料可抑制伊红和美蓝两种苯胺染料可抑制GG+和一些难培养的和一些难培养的和一些难培养的和一些难培养的GG-生长。生长。生长。生长。n n伊红为酸性染料，美蓝为碱性染料，试样中的多种肠道细伊红为酸性染料，美蓝为碱性染料，试样中的多种肠道细伊红为酸性染料，美蓝为碱性染料，试样中的多种肠道细伊红为酸性染料，美蓝
43、为碱性染料，试样中的多种肠道细菌在伊红美蓝培养基上形成能相互区分的菌落：菌在伊红美蓝培养基上形成能相互区分的菌落：菌在伊红美蓝培养基上形成能相互区分的菌落：菌在伊红美蓝培养基上形成能相互区分的菌落：n n其中其中其中其中大肠杆菌大肠杆菌大肠杆菌大肠杆菌能强烈发酵乳糖能强烈发酵乳糖能强烈发酵乳糖能强烈发酵乳糖产生大量混合酸产生大量混合酸产生大量混合酸产生大量混合酸，菌体带，菌体带，菌体带，菌体带HH+，可与酸性染料伊红结合，美蓝再与伊红结合，使菌落可与酸性染料伊红结合，美蓝再与伊红结合，使菌落可与酸性染料伊红结合，美蓝再与伊红结合，使菌落可与酸性染料伊红结合，美蓝再与伊红结合，使菌落在在在在透射光下呈紫色透射光下呈紫色透射光下呈紫色透射光下呈紫色，反射光下呈绿色反射光下呈绿色反射光下呈绿色反射光下呈绿色金属光泽。金属光泽。金属光泽。金属光泽。n n产酸力弱产酸力弱产酸力弱产酸力弱的沙雷氏等属细菌菌落为的沙雷氏等属细菌菌落为的沙雷氏等属细菌菌落为的沙雷氏等属细菌菌落为棕色棕色棕色棕色；n n不发酵乳糖不发酵乳糖不发酵乳糖不发酵乳糖不产酸不产酸不产酸不产酸的沙门氏等属细菌呈的沙门氏等属细菌呈的沙门氏等属细菌呈的沙门氏等属细菌呈无色透明菌落无色透明菌落无色透明菌落无色透明菌落。培养基的配制过程培养基的配制过程称量称量溶解溶解调调pH分装分装灭菌灭菌