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1、第四章第四章 微生物微生物的营养和培养基的营养和培养基本章重点：微生物的各类营本章重点：微生物的各类营养素、营养类型、培养基养素、营养类型、培养基的种类及配制的种类及配制 第一节第一节 微生物的营养及营养类型微生物的营养及营养类型一、微生物的营养素及其功能一、微生物的营养素及其功能 (一一)、碳源碳源 几种菌的元素组成（干重几种菌的元素组成（干重%）元素名元素名细菌细菌酵母酵母霉菌霉菌C505345504063H77N12157.511710P230.82.60.44.5S0.210.010.240.10.5K14.5140.22.5Na0.510.010.10.020.5Ca0.011.50
2、.10.30.11.4Mg0.10.50.10.50.10.51、作用：、作用：2、种类、种类(1)糖类及醇类糖类及醇类 单糖单糖：葡萄糖、果糖、甘露糖、半乳糖、乙醇、甘露：葡萄糖、果糖、甘露糖、半乳糖、乙醇、甘露醇、甘油等醇、甘油等 寡糖寡糖：蔗糖、麦芽糖、异麦芽糖、乳糖、蜜二糖、海：蔗糖、麦芽糖、异麦芽糖、乳糖、蜜二糖、海藻糖、纤维二糖、绵子糖。藻糖、纤维二糖、绵子糖。多糖多糖：淀粉、纤维素、半纤维素、果胶、果聚糖、葡：淀粉、纤维素、半纤维素、果胶、果聚糖、葡聚糖、甲壳质、阿拉伯聚糖。聚糖、甲壳质、阿拉伯聚糖。(2)酯类：脂肪、磷脂及低级酯（如乙酸乙酯）酯类：脂肪、磷脂及低级酯（如乙酸乙酯
3、）(3)有机酸及其他有机酸及其他 有机酸：乳酸、柠檬酸、低级脂肪酸、高级脂肪酸有机酸：乳酸、柠檬酸、低级脂肪酸、高级脂肪酸 其他：碳酸盐、芳香族化合物、氰化物、酚、蛋白其他：碳酸盐、芳香族化合物、氰化物、酚、蛋白质、肽、核酸、质、肽、核酸、CO2、烃等烃等(二二)、氮源氮源 1、作用：、作用：2、种类及特点、种类及特点 蛋白胨、牛肉膏、玉米浆、酵母膏蛋白胨、牛肉膏、玉米浆、酵母膏 有机有机氮氮 各种饼粉：大豆、花生、蚕蛹、鱼粉各种饼粉：大豆、花生、蚕蛹、鱼粉 嘌呤、嘧啶、胺、酰胺等嘌呤、嘧啶、胺、酰胺等 氮源氮源 N2 硝酸盐硝酸盐 无机氮无机氮 铵盐铵盐 尿素、氰化物尿素、氰化物(三三)、生
4、长因子、生长因子 1、作用：、作用：2、种类及特点、种类及特点 维生素、氨基酸、嘌呤、嘧啶维生素、氨基酸、嘌呤、嘧啶(四四)、无机盐、无机盐 1、P：核酸、核蛋白、磷脂、辅酶及核酸、核蛋白、磷脂、辅酶及ATP等高能分子等高能分子的成分，作为缓冲系统调节培养基的成分，作为缓冲系统调节培养基pH 2、S：含硫氨基酸、维生素的成分，谷光甘肽可调节含硫氨基酸、维生素的成分，谷光甘肽可调节胞内氧化还原电位。胞内氧化还原电位。3、Ca：某些酶的辅因子、酶的稳定性、芽孢及孢子某些酶的辅因子、酶的稳定性、芽孢及孢子所需。所需。4、Mg：一些酶的活性中心组分，叶绿素成分一些酶的活性中心组分，叶绿素成分 5、Na
5、：细胞运输系统组分，维持渗透压及酶稳定性细胞运输系统组分，维持渗透压及酶稳定性 6、K：酶的辅因子、维持渗透压酶的辅因子、维持渗透压。7、Fe：细胞色素及酶组分，某些铁细菌的能源物质细胞色素及酶组分，某些铁细菌的能源物质 8、微量元素、微量元素 锌、锰、钼、硒、钴、铜、钨、镍等：多与酶的活动锌、锰、钼、硒、钴、铜、钨、镍等：多与酶的活动密切相关，或作为活性基成分，或酶的激活剂。密切相关，或作为活性基成分，或酶的激活剂。(五五)、水、水二、微生物的营养类型二、微生物的营养类型 营养类型营养类型电子供体电子供体碳源碳源能源能源举例举例光能无机自光能无机自养型养型H2、H2S、S、H2OCO2光能光
6、能着色细菌、蓝着色细菌、蓝细菌、藻类细菌、藻类光能有机异光能有机异养型养型有机物有机物有机物有机物光能光能红螺细菌红螺细菌化能无机自化能无机自养型养型H2、H2S、Fe2+、NH3或或NO2-CO2化学能化学能(无无机物氧化机物氧化)硝化、硫化、硝化、硫化、铁、氢细菌等铁、氢细菌等化能有机异化能有机异养型养型有机物有机物有机物有机物化学能化学能(有有机物氧化机物氧化)绝大多数细菌绝大多数细菌和全部真核微和全部真核微生物生物第二节第二节 营养物质进入细胞的方式营养物质进入细胞的方式一、单纯扩散一、单纯扩散 1、运送物质：、运送物质：O2、CO2、乙醇及氨基酸。乙醇及氨基酸。2、运送机理：物理扩散
7、、运送机理：物理扩散 3、运送特点：见表、运送特点：见表4-5二、促进扩散二、促进扩散 1、运送物质：糖、氨基酸、维生素及无机阴离子。、运送物质：糖、氨基酸、维生素及无机阴离子。2、运送机理：借助膜上特异蛋白构象的变化，不耗能。、运送机理：借助膜上特异蛋白构象的变化，不耗能。3、运送特点：见表、运送特点：见表4-5特异特异蛋白蛋白三、主动运送三、主动运送 1、运送物质：糖、氨基酸及无机阳离子。、运送物质：糖、氨基酸及无机阳离子。2、运送机理：借助膜上特异蛋白构象的变化，、运送机理：借助膜上特异蛋白构象的变化，耗能。耗能。3、运送特点：见表、运送特点：见表4-5四、基团移位四、基团移位 1、运送
8、物质：糖、嘌呤、脂肪酸等。、运送物质：糖、嘌呤、脂肪酸等。2、运送机理：运送糖时、运送机理：运送糖时PEP上的磷酸基团逐步上的磷酸基团逐步 通过酶通过酶I、HPr的磷酸化和去磷酸化作用，最终的磷酸化和去磷酸化作用，最终在酶在酶II的作用的作用 下转移到糖，生成磷酸糖释放于下转移到糖，生成磷酸糖释放于细胞质中。细胞质中。3、运送特点：见表、运送特点：见表4-5第三节第三节 培养基培养基一、配制培养基的原则一、配制培养基的原则 1、选择适宜的营养物质、选择适宜的营养物质 2、营养物质浓度及配比合适、营养物质浓度及配比合适 浓度：过低不能满足生长需要，过高则抑制或浪费。浓度：过低不能满足生长需要，过
9、高则抑制或浪费。配比：主要为配比：主要为C:N，会影响产物形成、会影响产物形成、pH或造成浪费。或造成浪费。3、控制、控制pH条件条件 (1)微生物适宜的生长微生物适宜的生长pH：细菌细菌 78；放线菌；放线菌 7.58.5 酵母菌酵母菌 3.86.0；霉菌；霉菌 4.05.8；藻类；藻类 67；原生动；原生动 物物 68。(2)初始及生长过程中初始及生长过程中pH的控制的控制 4、渗透压和水活度、渗透压和水活度 5、氧化还原电位、氧化还原电位 6、原料来源的选择、原料来源的选择 7、灭菌处理、灭菌处理 分：混合灭菌、单独灭菌及过滤除菌。分：混合灭菌、单独灭菌及过滤除菌。二、培养基的类型及应用
10、二、培养基的类型及应用(一一)、按成分分类、按成分分类 1、天然培养基：如麦芽汁、牛肉膏蛋白胨培养基。、天然培养基：如麦芽汁、牛肉膏蛋白胨培养基。用途：实验室及工业生产菌种培养及特殊产物菌种发用途：实验室及工业生产菌种培养及特殊产物菌种发酵用。酵用。2、组合培养基：由已知成分的化学试剂精确计量后配、组合培养基：由已知成分的化学试剂精确计量后配制而成。制而成。用途：用于一些生理生化实验、遗传、育种及生物测用途：用于一些生理生化实验、遗传、育种及生物测定等特殊培养。定等特殊培养。3、半组合培养基：由化学试剂加天然成分培养基配制、半组合培养基：由化学试剂加天然成分培养基配制而成。而成。用途：实验室各
11、种培养、工业生产菌种培养及一些发用途：实验室各种培养、工业生产菌种培养及一些发酵培养。酵培养。(二二)、按状态分类、按状态分类 1、液体培养基、液体培养基 明胶明胶 固化培养基固化培养基 琼脂琼脂 2、固体培养基、固体培养基 非可逆固化培养基非可逆固化培养基 天然固态培养基：如酒曲、大豆、天然固态培养基：如酒曲、大豆、动物组织、滤膜动物组织、滤膜 3、半固体培养基、半固体培养基 上述三类培养基的用途上述三类培养基的用途 (三三)、按用途分类、按用途分类 1、基础培养基：缺乏一类主要成分的培养基。、基础培养基：缺乏一类主要成分的培养基。可以此培养基作为基础对培养基的这类成分进可以此培养基作为基础
12、对培养基的这类成分进行实验。行实验。2、加富培养基：加一种某微生物特需营养物、加富培养基：加一种某微生物特需营养物的培养基的培养基 3、鉴别培养基：加入可与微生物代谢产物反、鉴别培养基：加入可与微生物代谢产物反应产色，从而很容易鉴别这种（或这类）微应产色，从而很容易鉴别这种（或这类）微生物的培养基。生物的培养基。4、选择培养基：为得到产某种代谢产物的微、选择培养基：为得到产某种代谢产物的微生物所设计的针对性很强的培养基。生物所设计的针对性很强的培养基。如：筛选产酶菌：酯酶、蛋白酶纤维素酶等如：筛选产酶菌：酯酶、蛋白酶纤维素酶等 筛选乳酸菌筛选乳酸菌 筛选固氮菌等。筛选固氮菌等。5、其他：分析培养基、还原性培养基、组织、其他：分析培养基、还原性培养基、组织培养物培养基等。培养物培养基等。透明圈透明圈变色圈变色圈