微生物學(xué)課件

1、微生物的營養(yǎng)和培養(yǎng)基微生物的營養(yǎng)和培養(yǎng)基微生物學(xué)教程微生物學(xué)教程微生物的特點(diǎn)：微生物的特點(diǎn)：食譜廣、胃口大食譜廣、胃口大營養(yǎng)物質(zhì)營養(yǎng)物質(zhì)：那些能夠滿足微生物機(jī)體生長、繁殖和完成各種那些能夠滿足微生物機(jī)體生長、繁殖和完成各種 生理活動(dòng)所需的物質(zhì)。生理活動(dòng)所需的物質(zhì)。營養(yǎng)：微生物獲得和利用營養(yǎng)物質(zhì)的過程。營養(yǎng)：微生物獲得和利用營養(yǎng)物質(zhì)的過程。營養(yǎng)物質(zhì)是微生物生存的物質(zhì)基礎(chǔ)，而營養(yǎng)是生物維持和營養(yǎng)物質(zhì)是微生物生存的物質(zhì)基礎(chǔ)，而營養(yǎng)是生物維持和延續(xù)其生命形式的一種生理過程。延續(xù)其生命形式的一種生理過程。本章內(nèi)容：本章內(nèi)容： （微生物們需要吃什么？）（微生物們需要吃什么？）第三節(jié)第三節(jié) 培養(yǎng)基培養(yǎng)基（如

2、何給微生物們做飯）（如何給微生物們做飯）第二節(jié)第二節(jié) 營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的方式營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的方式（微生物們是怎樣吃東西的）（微生物們是怎樣吃東西的）第一節(jié)第一節(jié) 微生物的營養(yǎng)要求微生物的營養(yǎng)要求第一節(jié)第一節(jié) 微生物的營養(yǎng)要求微生物的營養(yǎng)要求一、微生物細(xì)胞的化學(xué)組成一、微生物細(xì)胞的化學(xué)組成微生物細(xì)胞微生物細(xì)胞水：水：70%-90%干物質(zhì)干物質(zhì)有機(jī)物有機(jī)物蛋白質(zhì)、糖、脂、核酸、維生素蛋白質(zhì)、糖、脂、核酸、維生素等及其降解產(chǎn)物。等及其降解產(chǎn)物。 無機(jī)物（鹽）無機(jī)物（鹽）微生物、動(dòng)物、植物之間存在微生物、動(dòng)物、植物之間存在“營養(yǎng)上的統(tǒng)一性營養(yǎng)上的統(tǒng)一性”細(xì)胞化學(xué)元素組成：細(xì)胞化學(xué)元素組成：主要元素主

3、要元素：碳、氫、氧、氮、磷、硫、鉀、鎂、鈣、鐵等；碳、氫、氧、氮、磷、硫、鉀、鎂、鈣、鐵等；微量元素微量元素：鋅、錳、鈉、氯、鉬、硒、鈷、銅、鎢、鎳、硼等。鋅、錳、鈉、氯、鉬、硒、鈷、銅、鎢、鎳、硼等。第一節(jié)第一節(jié) 微生物的營養(yǎng)要求微生物的營養(yǎng)要求二、營養(yǎng)物質(zhì)及其生理功能二、營養(yǎng)物質(zhì)及其生理功能微生物與動(dòng)植物營養(yǎng)要素的比較微生物與動(dòng)植物營養(yǎng)要素的比較微微生生物物動(dòng)動(dòng)物物（異異養(yǎng)養(yǎng)）異養(yǎng)自養(yǎng)綠綠色色植植物物（自自養(yǎng)養(yǎng)）碳碳源源糖類、脂肪糖、醇、有機(jī)酸等二氧化碳、碳酸鹽等二氧化碳氮氮源源蛋白質(zhì)及其降解物蛋白質(zhì)及其降解物、有機(jī)氮化物、無機(jī)氮化物、氮無機(jī)氮化物、氮無機(jī)氮化物能能源源與碳源同與碳源同氧化

4、無機(jī)物或利用日光能利用日光能生生長長因因子子維生素有些需要維生素等生長因子不需要不需要無無機(jī)機(jī)元元素素?zé)o機(jī)鹽無機(jī)鹽無機(jī)鹽無機(jī)鹽水水分分水水水水第一節(jié)第一節(jié) 微生物的營養(yǎng)要求微生物的營養(yǎng)要求二、營養(yǎng)物質(zhì)及其生理功能二、營養(yǎng)物質(zhì)及其生理功能一切能滿足微生物生長繁殖所需碳元素（碳骨架）的營一切能滿足微生物生長繁殖所需碳元素（碳骨架）的營養(yǎng)物，稱為養(yǎng)物，稱為碳源碳源。 碳源譜碳源譜 有機(jī)碳有機(jī)碳 無機(jī)碳無機(jī)碳 異養(yǎng)微生物異養(yǎng)微生物 自養(yǎng)微生物自養(yǎng)微生物 蛋白質(zhì)、糖類、有機(jī)酸類、醇類和脂類等。蛋白質(zhì)、糖類、有機(jī)酸類、醇類和脂類等。 COCO2 2、碳酸鹽等。碳酸鹽等。 1.1.碳源碳源碳源的功能碳源的功

5、能：構(gòu)成細(xì)胞及代謝產(chǎn)物的骨架；是大多數(shù)微：構(gòu)成細(xì)胞及代謝產(chǎn)物的骨架；是大多數(shù)微生物代謝所需的能量來源。生物代謝所需的能量來源。 二、營養(yǎng)物質(zhì)及其生理功能二、營養(yǎng)物質(zhì)及其生理功能1.1.碳源碳源第一節(jié)第一節(jié) 微生物的營養(yǎng)要求微生物的營養(yǎng)要求實(shí)驗(yàn)室常用的幾種碳源：實(shí)驗(yàn)室常用的幾種碳源：葡萄糖、蔗糖、乳糖、可溶性淀粉等。葡萄糖、蔗糖、乳糖、可溶性淀粉等。工業(yè)上常用的幾種碳源：工業(yè)上常用的幾種碳源：糖蜜、玉米粉、淀粉、馬鈴薯等。糖蜜、玉米粉、淀粉、馬鈴薯等。第一節(jié)第一節(jié) 微生物的營養(yǎng)要求微生物的營養(yǎng)要求二、營養(yǎng)物質(zhì)及其生理功能二、營養(yǎng)物質(zhì)及其生理功能凡能提供微生物生長繁殖所需氮元素的營養(yǎng)源稱為凡能提供

6、微生物生長繁殖所需氮元素的營養(yǎng)源稱為氮源氮源。 2.2.氮源氮源氮源功能氮源功能：為微生物提供合成細(xì)胞物質(zhì)代謝產(chǎn)物的原料，為微生物提供合成細(xì)胞物質(zhì)代謝產(chǎn)物的原料，氮源一般不做能源，只有硝化細(xì)菌利用銨鹽，亞硝酸鹽作氮源一般不做能源，只有硝化細(xì)菌利用銨鹽，亞硝酸鹽作氮源，同時(shí)也作能源。氮源，同時(shí)也作能源。分子態(tài)氮：固氮微生物以分子氮為唯一氮源。分子態(tài)氮：固氮微生物以分子氮為唯一氮源。 無機(jī)態(tài)氮：硝酸鹽、銨鹽幾乎所有微生物能利用。無機(jī)態(tài)氮：硝酸鹽、銨鹽幾乎所有微生物能利用。 有機(jī)態(tài)氮：蛋白質(zhì)及其降解產(chǎn)物有機(jī)態(tài)氮：蛋白質(zhì)及其降解產(chǎn)物 。遲效氮源和速效氮源遲效氮源和速效氮源氨基酸自養(yǎng)型微生物和氨基酸異養(yǎng)

7、型微生物氨基酸自養(yǎng)型微生物和氨基酸異養(yǎng)型微生物 氮源譜氮源譜2.2.氮源氮源實(shí)驗(yàn)室常用的幾種有機(jī)氮源：實(shí)驗(yàn)室常用的幾種有機(jī)氮源： 蛋白胨蛋白胨 牛肉浸膏牛肉浸膏 酵母浸膏酵母浸膏 蛋白胨是蛋白類物質(zhì)的消化產(chǎn)物蛋白胨是蛋白類物質(zhì)的消化產(chǎn)物，可以用酶法或者，可以用酶法或者酸法水解制備。酸法水解制備。牛肉浸膏就是牛肉浸液通過離心和過濾除去脂肪和牛肉浸膏就是牛肉浸液通過離心和過濾除去脂肪和不溶性物質(zhì)，再經(jīng)低溫濃縮而成。不溶性物質(zhì)，再經(jīng)低溫濃縮而成。 從酵母細(xì)胞中獲得的一種類似于蛋白胨的物質(zhì)，它從酵母細(xì)胞中獲得的一種類似于蛋白胨的物質(zhì)，它采用自溶、離心或壓濾、濃縮等工藝制成。采用自溶、離心或壓濾、濃縮等

8、工藝制成。 第一節(jié)第一節(jié) 微生物的營養(yǎng)要求微生物的營養(yǎng)要求二、營養(yǎng)物質(zhì)及其生理功能二、營養(yǎng)物質(zhì)及其生理功能3.3.能源能源 能為微生物生命活動(dòng)提供最初能量來源的營養(yǎng)物或輻能為微生物生命活動(dòng)提供最初能量來源的營養(yǎng)物或輻射能，稱為射能，稱為能源能源。對于各種異養(yǎng)微生物來說，它們的能。對于各種異養(yǎng)微生物來說，它們的能源就是其碳源?；茏责B(yǎng)微生物的能源十分獨(dú)特，它們源就是其碳源。化能自養(yǎng)微生物的能源十分獨(dú)特，它們都是一些還原態(tài)的無機(jī)物質(zhì)，能利用這些能源的微生物都是一些還原態(tài)的無機(jī)物質(zhì)，能利用這些能源的微生物都是一些原核生物，包括亞硝酸細(xì)菌、硝酸細(xì)菌、硫化都是一些原核生物，包括亞硝酸細(xì)菌、硝酸細(xì)菌、硫化

9、細(xì)菌、氫細(xì)菌和鐵細(xì)菌等。由于化能自養(yǎng)型微生物的存細(xì)菌、氫細(xì)菌和鐵細(xì)菌等。由于化能自養(yǎng)型微生物的存在，使人們擴(kuò)大了對生物圈的認(rèn)識，改變了以往認(rèn)為生在，使人們擴(kuò)大了對生物圈的認(rèn)識，改變了以往認(rèn)為生物界只是直接或間接利用太陽能的舊觀念。物界只是直接或間接利用太陽能的舊觀念。二、營養(yǎng)物質(zhì)及其生理功能二、營養(yǎng)物質(zhì)及其生理功能第一節(jié)第一節(jié) 微生物的營養(yǎng)要求微生物的營養(yǎng)要求4.4.生長因子生長因子生長因子生長因子是一類調(diào)節(jié)微生物正常代謝所必需，但不能用簡是一類調(diào)節(jié)微生物正常代謝所必需，但不能用簡單的碳、氮源自行合成的有機(jī)物。單的碳、氮源自行合成的有機(jī)物。 微生物生長不可缺少的微量有機(jī)物質(zhì)叫生長因子。微生物生

10、長不可缺少的微量有機(jī)物質(zhì)叫生長因子。狹義的生長因子：維生素狹義的生長因子：維生素廣義的生長因子：維生素、氨基酸、堿基、卟啉及其廣義的生長因子：維生素、氨基酸、堿基、卟啉及其 衍生物等。衍生物等。二、營養(yǎng)物質(zhì)及其生理功能二、營養(yǎng)物質(zhì)及其生理功能4.4.生長因子生長因子維生素維生素：有的微生物自己不能合成維生素，需要外加，主要：有的微生物自己不能合成維生素，需要外加，主要 是是B B族維生素、硫胺素、葉酸、泛酸、核黃素等，如族維生素、硫胺素、葉酸、泛酸、核黃素等，如 生產(chǎn)味精需加生物素（是生產(chǎn)味精需加生物素（是B B族中的一種即族中的一種即VHVH）。）。 堿基堿基：嘧啶和嘌呤是核酸和輔嘧啶和嘌呤

11、是核酸和輔E的重要組分，是許多微生物必的重要組分，是許多微生物必 須的生長因素。須的生長因素。 有些微生物不僅不能合成嘧啶和嘌呤，有些微生物不僅不能合成嘧啶和嘌呤， 而且不能將補(bǔ)充的嘧啶和嘌呤結(jié)合在核苷酸上，還必須而且不能將補(bǔ)充的嘧啶和嘌呤結(jié)合在核苷酸上，還必須 供給核苷酸，有的菌需補(bǔ)充卟啉或其衍生物，還有的菌供給核苷酸，有的菌需補(bǔ)充卟啉或其衍生物，還有的菌 需供給（低碳）脂肪酸等。需供給（低碳）脂肪酸等。氨基酸：氨基酸：各種菌合成各種菌合成AA的能力有很大差別，一般的能力有很大差別，一般G菌強(qiáng)于菌強(qiáng)于G，大腸桿菌自己能合成全部氨基酸，沙門氏菌能合成大部分大腸桿菌自己能合成全部氨基酸，沙門氏菌

12、能合成大部分氨基酸，有的菌合成氨基酸能力極弱，如腸道串珠菌需從氨基酸，有的菌合成氨基酸能力極弱，如腸道串珠菌需從外界補(bǔ)充外界補(bǔ)充19種氨基酸。種氨基酸。有些微生物自己不能合成某種氨基酸，必須給予補(bǔ)有些微生物自己不能合成某種氨基酸，必須給予補(bǔ) 充，充，如賴氨酸發(fā)酵所用的黃色短桿菌不能合成環(huán)絲氨酸，為環(huán)如賴氨酸發(fā)酵所用的黃色短桿菌不能合成環(huán)絲氨酸，為環(huán)絲氨酸缺陷型菌株，在培養(yǎng)基中必須添加含環(huán)絲氨酸的氮絲氨酸缺陷型菌株，在培養(yǎng)基中必須添加含環(huán)絲氨酸的氮源。如豆餅水解液或毛發(fā)水解液等。源。如豆餅水解液或毛發(fā)水解液等。4.4.生長因子生長因子二、營養(yǎng)物質(zhì)及其生理功能二、營養(yǎng)物質(zhì)及其生理功能4.4.生長因

13、子生長因子二、營養(yǎng)物質(zhì)及其生理功能二、營養(yǎng)物質(zhì)及其生理功能生長因子的微生物分析法生長因子的微生物分析法 當(dāng)微生物喪失合成某種生長因子的能力時(shí)，必須從培養(yǎng)基中當(dāng)微生物喪失合成某種生長因子的能力時(shí)，必須從培養(yǎng)基中取得方能生長。利用微生物的這種特性可以分析食物、藥品取得方能生長。利用微生物的這種特性可以分析食物、藥品等物質(zhì)中的維生素、氨基酸及其他生長因素的含量。等物質(zhì)中的維生素、氨基酸及其他生長因素的含量。原理原理：根據(jù)微生物的生長量與它所必需的生長因子的濃度：根據(jù)微生物的生長量與它所必需的生長因子的濃度在一定的范圍內(nèi)成正比關(guān)系。在一定的范圍內(nèi)成正比關(guān)系。 二、營養(yǎng)物質(zhì)及其生理功能二、營養(yǎng)物質(zhì)及其生

14、理功能4.4.生長因子生長因子按微生物對生長因子的需要與否，可以將它們分成按微生物對生長因子的需要與否，可以將它們分成3 3種類型：種類型： 生長因子自養(yǎng)型微生物生長因子自養(yǎng)型微生物 它們不需要從外界吸收任何生長因子，多數(shù)真菌、放它們不需要從外界吸收任何生長因子，多數(shù)真菌、放線菌和不少細(xì)菌都屬于這類。線菌和不少細(xì)菌都屬于這類。 生長因子異養(yǎng)型微生物生長因子異養(yǎng)型微生物 它們需要從外界吸收多種生長因子才能維持正常生長，它們需要從外界吸收多種生長因子才能維持正常生長，如各種乳酸菌、動(dòng)物致病菌、支原體和原生動(dòng)物。如各種乳酸菌、動(dòng)物致病菌、支原體和原生動(dòng)物。 生長因子過量合成的微生物生長因子過量合成的

15、微生物 少數(shù)微生物在其代謝活動(dòng)中，能合成并大量分泌某些維少數(shù)微生物在其代謝活動(dòng)中，能合成并大量分泌某些維生素等生長因子，因此可作為有關(guān)維生素的生產(chǎn)菌種。生素等生長因子，因此可作為有關(guān)維生素的生產(chǎn)菌種。 二、營養(yǎng)物質(zhì)及其生理功能二、營養(yǎng)物質(zhì)及其生理功能5.5.無機(jī)鹽無機(jī)鹽 構(gòu)成微生物細(xì)胞以構(gòu)成微生物細(xì)胞以C C、H H、O O、N N、P P、S S六種元六種元素為主，約占細(xì)胞干重的素為主，約占細(xì)胞干重的9595以上；以上； 凡生長所需濃度在凡生長所需濃度在1010-3-31010-4-4mol/Lmol/L范圍內(nèi)的元范圍內(nèi)的元素，可稱為素，可稱為大量元素大量元素，如，如P P、S S、K K、

16、MgMg、NaNa和和FeFe等。以無機(jī)鹽陽離子形式被吸收，配培養(yǎng)基進(jìn)要等。以無機(jī)鹽陽離子形式被吸收，配培養(yǎng)基進(jìn)要加磷酸鹽、硫酸鹽；凡所需濃度在加磷酸鹽、硫酸鹽；凡所需濃度在1010-6-61010- -8 8mol/Lmol/L范圍內(nèi)的元素，可稱為范圍內(nèi)的元素，可稱為微量元素微量元素，如，如CuCu、ZnZn、MnMn、CoCo等，這些微量元素，在微生物培養(yǎng)中等，這些微量元素，在微生物培養(yǎng)中有有0.10.1PPMPPM就可以了，配置時(shí)不需另加。就可以了，配置時(shí)不需另加。二、營養(yǎng)物質(zhì)及其生理功能二、營養(yǎng)物質(zhì)及其生理功能6.6.水水由于水在微生物代謝活動(dòng)中的不可缺少性，所以仍由于水在微生物代謝活

17、動(dòng)中的不可缺少性，所以仍把它作為營養(yǎng)要素來考慮。把它作為營養(yǎng)要素來考慮。 （1 1）水是地球上整個(gè)生命系統(tǒng)存在和發(fā)展的必要條件。）水是地球上整個(gè)生命系統(tǒng)存在和發(fā)展的必要條件。 （2 2）水在生物體內(nèi)的功能）水在生物體內(nèi)的功能穩(wěn)定生物大分子的構(gòu)象，使之表現(xiàn)出特異的生物活性；作穩(wěn)定生物大分子的構(gòu)象，使之表現(xiàn)出特異的生物活性；作為體內(nèi)通用的介質(zhì)，使各類生物化學(xué)反應(yīng)得以順利進(jìn)行；為體內(nèi)通用的介質(zhì)，使各類生物化學(xué)反應(yīng)得以順利進(jìn)行；用作營養(yǎng)物質(zhì)或代謝廢物的載體，把它們輸送到生物體的用作營養(yǎng)物質(zhì)或代謝廢物的載體，把它們輸送到生物體的各有關(guān)部位；由于水的熱容量大，故可用來調(diào)節(jié)溫度、平各有關(guān)部位；由于水的熱容量

18、大，故可用來調(diào)節(jié)溫度、平衡溫度；對體內(nèi)各運(yùn)動(dòng)部位起潤滑作用。衡溫度；對體內(nèi)各運(yùn)動(dòng)部位起潤滑作用。 第一節(jié)第一節(jié) 微生物的營養(yǎng)要求微生物的營養(yǎng)要求三、微生物的營養(yǎng)類型三、微生物的營養(yǎng)類型異養(yǎng)型生物異養(yǎng)型生物自養(yǎng)型生物自養(yǎng)型生物生長所需要的營養(yǎng)物質(zhì)生長所需要的營養(yǎng)物質(zhì)生物生長過程中能量的來源生物生長過程中能量的來源光能營養(yǎng)型光能營養(yǎng)型化能營養(yǎng)型化能營養(yǎng)型光能自養(yǎng)型：以光為能源，不依賴任何有機(jī)物即可正常生長光能自養(yǎng)型：以光為能源，不依賴任何有機(jī)物即可正常生長光能異養(yǎng)型：以光為能源，但生長需要一定的有機(jī)營養(yǎng)光能異養(yǎng)型：以光為能源，但生長需要一定的有機(jī)營養(yǎng)化能自養(yǎng)型：以無機(jī)物的氧化獲得能量，生長不依賴有

19、機(jī)營養(yǎng)物化能自養(yǎng)型：以無機(jī)物的氧化獲得能量，生長不依賴有機(jī)營養(yǎng)物化能異養(yǎng)型：以有機(jī)物的氧化獲得能量，生長依賴于有機(jī)營養(yǎng)物質(zhì)化能異養(yǎng)型：以有機(jī)物的氧化獲得能量，生長依賴于有機(jī)營養(yǎng)物質(zhì)第一節(jié)第一節(jié) 微生物的營養(yǎng)要求微生物的營養(yǎng)要求三、微生物的營養(yǎng)類型三、微生物的營養(yǎng)類型劃劃分分依依據(jù)據(jù) 營營養(yǎng)養(yǎng)類類型型 特特點(diǎn)點(diǎn) 碳碳源源 自自養(yǎng)養(yǎng)型型(autotrophs) 以以CO2 為為唯唯一一或或主主要要碳碳源源 異異養(yǎng)養(yǎng)型型(heterotrophs) 以以有有機(jī)機(jī)物物為為碳碳源源 能能源源 光光能能營營養(yǎng)養(yǎng)型型(phototrophs) 以以光光為為能能源源 化化能能營營養(yǎng)養(yǎng)型型(chemotroph

20、s) 以以有有機(jī)機(jī)物物氧氧化化釋釋放放的的化化學(xué)學(xué)能能為為能能源源 電電子子供供體體 無無機(jī)機(jī)營營養(yǎng)養(yǎng)型型(lithotrophs) 以以還還原原性性無無機(jī)機(jī)物物為為電電子子供供體體 有有機(jī)機(jī)營營養(yǎng)養(yǎng)型型(organotrophs) 以以有有機(jī)機(jī)物物為為電電子子供供體體 微生物營養(yǎng)類型微生物營養(yǎng)類型()第一節(jié)第一節(jié) 微生物的營養(yǎng)要求微生物的營養(yǎng)要求三、微生物的營養(yǎng)類型三、微生物的營養(yǎng)類型微生物的營養(yǎng)類型微生物的營養(yǎng)類型()()營營養(yǎng)養(yǎng)類類型型電電子子供供體體碳碳源源能能源源舉舉例例光光能能無無機(jī)機(jī)自自養(yǎng)養(yǎng)型型（光光能能自自養(yǎng)養(yǎng)型型）H2、 H2S、 S或H2OCO2光能著色細(xì)菌、藍(lán)細(xì)菌、藻類光

21、光能能有有機(jī)機(jī)異異養(yǎng)養(yǎng)型型（光光能能異異養(yǎng)養(yǎng)型型）有機(jī)物有機(jī)物光能紅螺細(xì)菌化化能能無無機(jī)機(jī)自自養(yǎng)養(yǎng)型型（化化能能自自養(yǎng)養(yǎng)型型）H2、H2S、Fe2+、NH3或NO2-CO2化學(xué)能(無機(jī)物氧化)氫細(xì)菌、硫桿菌、亞硝化單胞 菌 屬 (Nitrosomonas) 、 甲烷桿菌屬(Methanobacterium) 、 醋 桿菌屬(Acetobacter)化化能能有有機(jī)機(jī)異異養(yǎng)養(yǎng)型型（化化能能異異養(yǎng)養(yǎng)型型）有機(jī)物有機(jī)物化學(xué)能（有機(jī)物氧化)假單胞菌屬、芽孢桿菌屬、乳酸菌屬、真菌、原生動(dòng)物第一節(jié)第一節(jié) 微生物的營養(yǎng)要求微生物的營養(yǎng)要求三、微生物的營養(yǎng)類型三、微生物的營養(yǎng)類型1 1光能無機(jī)營養(yǎng)型（光能自養(yǎng)型

22、）光能無機(jī)營養(yǎng)型（光能自養(yǎng)型）能以能以CO2為主要唯一或主要碳源；為主要唯一或主要碳源；進(jìn)行光合作用獲取生長所需要的能量；進(jìn)行光合作用獲取生長所需要的能量；以無機(jī)物如以無機(jī)物如H2、H2S、S等作為供氫體或電子供體，等作為供氫體或電子供體，使使CO2還原為細(xì)胞物質(zhì)；還原為細(xì)胞物質(zhì)；例如，藻類及藍(lán)細(xì)菌等和植物一樣，以水為電子供體（供氫體），例如，藻類及藍(lán)細(xì)菌等和植物一樣，以水為電子供體（供氫體），進(jìn)行產(chǎn)氧型的光合作用，合成細(xì)胞物質(zhì)。而紅硫細(xì)菌，以進(jìn)行產(chǎn)氧型的光合作用，合成細(xì)胞物質(zhì)。而紅硫細(xì)菌，以H2S為為電子供體，產(chǎn)生細(xì)胞物質(zhì)，并伴隨硫元素的產(chǎn)生。電子供體，產(chǎn)生細(xì)胞物質(zhì)，并伴隨硫元素的產(chǎn)生。CO

23、2+ + 2H2S光能光能光合色素光合色素 CH2O + 2S+ + 2S+ H2O第一節(jié)第一節(jié) 微生物的營養(yǎng)要求微生物的營養(yǎng)要求三、微生物的營養(yǎng)類型三、微生物的營養(yǎng)類型2 2光能有機(jī)營養(yǎng)型（光能異養(yǎng)型）光能有機(jī)營養(yǎng)型（光能異養(yǎng)型）不能以不能以CO2為主要或唯一的碳源；為主要或唯一的碳源；以有機(jī)物作為供氫體，利用光能將以有機(jī)物作為供氫體，利用光能將CO2還原為細(xì)胞物質(zhì)；還原為細(xì)胞物質(zhì)；在生長時(shí)大多數(shù)需要外源的生長因子；在生長時(shí)大多數(shù)需要外源的生長因子；例如，紅螺菌屬中的一些細(xì)菌能利用異丙醇作為供氫體，將例如，紅螺菌屬中的一些細(xì)菌能利用異丙醇作為供氫體，將CO2還原成細(xì)胞物質(zhì)，同時(shí)積累丙酮。還原

24、成細(xì)胞物質(zhì)，同時(shí)積累丙酮。CHOH +CHOH + CO2H H3 3C CH H3 3C C2光能光能光合色素光合色素2 2 CHCH3 3C0CHC0CH3 3 + + CH2O + + H2O第一節(jié)第一節(jié) 微生物的營養(yǎng)要求微生物的營養(yǎng)要求三、微生物的營養(yǎng)類型三、微生物的營養(yǎng)類型3 3化能無機(jī)營養(yǎng)型（化能自養(yǎng)型）化能無機(jī)營養(yǎng)型（化能自養(yǎng)型）生長所需要的能量來自無機(jī)物氧化過程中放出的化學(xué)能；生長所需要的能量來自無機(jī)物氧化過程中放出的化學(xué)能；以以CO2或碳酸鹽作為唯一或主要碳源進(jìn)行生長時(shí)，利用或碳酸鹽作為唯一或主要碳源進(jìn)行生長時(shí)，利用H2、H2S、Fe2+、NH3或或NONO2 2- -等作為

25、電子供體使等作為電子供體使CO2還原成細(xì)胞物質(zhì)。還原成細(xì)胞物質(zhì)?；軣o機(jī)自養(yǎng)型只存在于微生物中，可在完全無機(jī)及無光的化能無機(jī)自養(yǎng)型只存在于微生物中，可在完全無機(jī)及無光的環(huán)境中生長。環(huán)境中生長。它們廣泛分布于土壤及水環(huán)境中它們廣泛分布于土壤及水環(huán)境中, ,參與地球物質(zhì)循環(huán)；參與地球物質(zhì)循環(huán)；第一節(jié)第一節(jié) 微生物的營養(yǎng)要求微生物的營養(yǎng)要求三、微生物的營養(yǎng)類型三、微生物的營養(yǎng)類型4 4化能有機(jī)營養(yǎng)型（化能異養(yǎng)型）化能有機(jī)營養(yǎng)型（化能異養(yǎng)型）生長所需要的能量均來自有機(jī)物氧化過程中放出的化學(xué)能；生長所需要的能量均來自有機(jī)物氧化過程中放出的化學(xué)能；生長所需要的碳源主要是一些有機(jī)化合物，生長所需要的碳源主要

26、是一些有機(jī)化合物， 如淀粉、糖類、纖維素、有機(jī)酸等。如淀粉、糖類、纖維素、有機(jī)酸等。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；所有致病微生物均為化能有機(jī)異養(yǎng)型微生物；第一節(jié)第一節(jié) 微生物的營養(yǎng)要求微生物的營養(yǎng)要求三、微生物的營養(yǎng)類型三、微生物的營養(yǎng)類型4 4化能有機(jī)營養(yǎng)型（化能異養(yǎng)型）化能有機(jī)營養(yǎng)型（化能異養(yǎng)型）腐生型腐生型( (metatrophy)metatrophy)：可利用無生命的有機(jī)物可利用無生命的有機(jī)物( (如動(dòng)植物尸體和殘?bào)w

27、如動(dòng)植物尸體和殘?bào)w) )作為碳源；作為碳源；寄生型寄生型( (paratrophy)paratrophy)：寄生在活的寄主機(jī)體內(nèi)吸取營養(yǎng)物質(zhì)寄生在活的寄主機(jī)體內(nèi)吸取營養(yǎng)物質(zhì), ,離開寄主就不能生存；離開寄主就不能生存；在腐生型和寄生型之間還存在中間類型：在腐生型和寄生型之間還存在中間類型： 兼性腐生型兼性腐生型( (facultive metatrophy)facultive metatrophy)； 兼性寄生型兼性寄生型( (facultive paratrophy)facultive paratrophy)；三、微生物的營養(yǎng)類型三、微生物的營養(yǎng)類型不同營養(yǎng)類型之間的界限并非絕對不同營養(yǎng)類型

28、之間的界限并非絕對：異養(yǎng)型微生物并非絕對不能利用異養(yǎng)型微生物并非絕對不能利用CO2；自養(yǎng)型微生物也并非不能利用有機(jī)物進(jìn)行生長；自養(yǎng)型微生物也并非不能利用有機(jī)物進(jìn)行生長；有些微生物在不同生長條件下生長時(shí)有些微生物在不同生長條件下生長時(shí),其營養(yǎng)類型也會發(fā)生改變；其營養(yǎng)類型也會發(fā)生改變；例如紫色非硫細(xì)菌例如紫色非硫細(xì)菌(purple nonsulphur bacteria)：沒有有機(jī)物時(shí)，同化沒有有機(jī)物時(shí)，同化CO2， 為為自養(yǎng)型微生物；自養(yǎng)型微生物；有機(jī)物存在時(shí)，利用有機(jī)物進(jìn)行生長，為有機(jī)物存在時(shí)，利用有機(jī)物進(jìn)行生長，為異養(yǎng)型微生物異養(yǎng)型微生物；光照和厭氧條件下，利用光能生長，為光照和厭氧條件下，

29、利用光能生長，為光能營養(yǎng)型微生物；光能營養(yǎng)型微生物；黑暗與好氧條件下，依靠有機(jī)物氧化產(chǎn)生的化學(xué)能生長，黑暗與好氧條件下，依靠有機(jī)物氧化產(chǎn)生的化學(xué)能生長， 為為化能營養(yǎng)型微生物；化能營養(yǎng)型微生物；微生物營養(yǎng)類型的可變性無疑有利于提高其對環(huán)境條件變化的適應(yīng)能力微生物營養(yǎng)類型的可變性無疑有利于提高其對環(huán)境條件變化的適應(yīng)能力三、微生物的營養(yǎng)類型三、微生物的營養(yǎng)類型第一節(jié)第一節(jié) 微生物的營養(yǎng)要求微生物的營養(yǎng)要求5 5營養(yǎng)缺陷型營養(yǎng)缺陷型 某些菌株發(fā)生突變某些菌株發(fā)生突變( (自然突變或人工誘變自然突變或人工誘變) )后，失去合成某種或后，失去合成某種或某些對該菌株生長必不可少的物質(zhì)某些對該菌株生長必不可

30、少的物質(zhì)( (通常是生長因子如氨基酸、通常是生長因子如氨基酸、維生素維生素) )的能力，必須從外界環(huán)境獲得該物質(zhì)才能生長繁殖，這的能力，必須從外界環(huán)境獲得該物質(zhì)才能生長繁殖，這種突變型菌株稱為營養(yǎng)缺陷型種突變型菌株稱為營養(yǎng)缺陷型( (auxotroph)auxotroph)，相應(yīng)的野生型菌株相應(yīng)的野生型菌株稱為原養(yǎng)型稱為原養(yǎng)型( (prototroph)prototroph)。營養(yǎng)缺陷型菌株經(jīng)常用來進(jìn)行微生物遺傳學(xué)方面的研究。營養(yǎng)缺陷型菌株經(jīng)常用來進(jìn)行微生物遺傳學(xué)方面的研究。微生物生長需要的生長因子與營養(yǎng)缺陷型之間的關(guān)系？微生物生長需要的生長因子與營養(yǎng)缺陷型之間的關(guān)系？第二節(jié)第二節(jié) 營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)

31、入細(xì)胞的方式營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的方式一、單純一、單純擴(kuò)散擴(kuò)散( (diffusion)diffusion)二、促進(jìn)擴(kuò)散二、促進(jìn)擴(kuò)散( (facilitated diffusion)facilitated diffusion)三、三、主動(dòng)運(yùn)輸主動(dòng)運(yùn)輸(active transport)四、四、基團(tuán)移位基團(tuán)移位( (group translocation)group translocation)第二節(jié)第二節(jié) 營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的方式營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的方式一、單純一、單純擴(kuò)散擴(kuò)散( (diffusion)diffusion)第二節(jié)第二節(jié) 營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的方式營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的方式一、單純一、單純擴(kuò)散擴(kuò)

32、散( (diffusion)diffusion)特點(diǎn)：特點(diǎn)：物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的動(dòng)力是細(xì)胞內(nèi)外的濃度差；這種運(yùn)輸方物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的動(dòng)力是細(xì)胞內(nèi)外的濃度差；這種運(yùn)輸方式不消耗能量；沒有特異性，被運(yùn)輸物質(zhì)不與膜上物質(zhì)式不消耗能量；沒有特異性，被運(yùn)輸物質(zhì)不與膜上物質(zhì)發(fā)生任何反應(yīng)，物質(zhì)不發(fā)生化學(xué)變化。發(fā)生任何反應(yīng)，物質(zhì)不發(fā)生化學(xué)變化。第二節(jié)第二節(jié) 營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的方式營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的方式一、單純一、單純擴(kuò)散擴(kuò)散( (diffusion)diffusion)物質(zhì)跨膜擴(kuò)散的能力和速率與該物質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)物質(zhì)跨膜擴(kuò)散的能力和速率與該物質(zhì)的性質(zhì)有關(guān), ,分子量小、脂分子量小、脂溶性、極性小的物質(zhì)易通過擴(kuò)散進(jìn)出細(xì)胞。

33、溶性、極性小的物質(zhì)易通過擴(kuò)散進(jìn)出細(xì)胞。擴(kuò)散并不是微生物細(xì)胞吸收營養(yǎng)物質(zhì)的主要方式擴(kuò)散并不是微生物細(xì)胞吸收營養(yǎng)物質(zhì)的主要方式, ,水是唯一可以通過擴(kuò)散水是唯一可以通過擴(kuò)散自由通過原生質(zhì)膜的分子自由通過原生質(zhì)膜的分子, ,脂肪酸、乙醇、甘油、苯、一些氣體分子脂肪酸、乙醇、甘油、苯、一些氣體分子( (O O2 2、COCO2 2) )及某些氨基酸在一定程度上也可通過擴(kuò)散進(jìn)出細(xì)胞。及某些氨基酸在一定程度上也可通過擴(kuò)散進(jìn)出細(xì)胞。第二節(jié)第二節(jié) 營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的方式營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的方式二、二、促進(jìn)擴(kuò)散促進(jìn)擴(kuò)散( (facilitated diffusion)facilitated diffusion)被

34、動(dòng)的物質(zhì)跨膜運(yùn)輸方式；被動(dòng)的物質(zhì)跨膜運(yùn)輸方式；物質(zhì)運(yùn)輸過程中不消耗能量；物質(zhì)運(yùn)輸過程中不消耗能量；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。通過促進(jìn)擴(kuò)散進(jìn)行跨膜運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)需要借助與載體通過促進(jìn)擴(kuò)散進(jìn)行跨膜運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)需要借助與載體(carrier)的作用才能進(jìn)入細(xì)胞，而且每種載體只運(yùn)輸相應(yīng)的物質(zhì)，的作用才能進(jìn)入細(xì)胞，而且每種載體只運(yùn)輸相應(yīng)的物質(zhì)，具有較高的專一性。具有較高的專一性。二、二、促進(jìn)擴(kuò)散促進(jìn)擴(kuò)散( (facilitated diffusi

35、on)facilitated diffusion)載體只影響物質(zhì)的運(yùn)輸速率，并不改變該物質(zhì)在膜內(nèi)外形成的動(dòng)載體只影響物質(zhì)的運(yùn)輸速率，并不改變該物質(zhì)在膜內(nèi)外形成的動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)；態(tài)平衡狀態(tài)；這種性質(zhì)都類似于酶的作用特征，因此載體蛋白也稱為透過酶；這種性質(zhì)都類似于酶的作用特征，因此載體蛋白也稱為透過酶；透過酶大都是誘導(dǎo)酶透過酶大都是誘導(dǎo)酶, ,只有在環(huán)境中存在機(jī)體生長所需的營養(yǎng)物只有在環(huán)境中存在機(jī)體生長所需的營養(yǎng)物質(zhì)時(shí)，相應(yīng)的透過酶才合成。質(zhì)時(shí)，相應(yīng)的透過酶才合成。第二節(jié)第二節(jié) 營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的方式營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的方式三、主動(dòng)運(yùn)輸三、主動(dòng)運(yùn)輸(active transport)在物質(zhì)運(yùn)輸過程中需

36、要消耗能量可以進(jìn)行逆濃度運(yùn)輸。在物質(zhì)運(yùn)輸過程中需要消耗能量可以進(jìn)行逆濃度運(yùn)輸。第二節(jié)第二節(jié) 營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的方式營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的方式運(yùn)輸物質(zhì)所需能量來源運(yùn)輸物質(zhì)所需能量來源：好氧型微生物與兼性厭氧微生物直接利：好氧型微生物與兼性厭氧微生物直接利用呼吸能；厭氧型微生物利用化學(xué)能用呼吸能；厭氧型微生物利用化學(xué)能(ATP)；光合微生物利用光光合微生物利用光能；嗜鹽細(xì)菌通過紫膜能；嗜鹽細(xì)菌通過紫膜(purple membrane)利用光能。利用光能。主動(dòng)運(yùn)輸是廣泛存在于微生物中的一種主要的物質(zhì)運(yùn)輸方式。主動(dòng)運(yùn)輸是廣泛存在于微生物中的一種主要的物質(zhì)運(yùn)輸方式。三、主動(dòng)運(yùn)輸三、主動(dòng)運(yùn)輸(active t

37、ransport)第二節(jié)第二節(jié) 營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的方式營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的方式三、主動(dòng)運(yùn)輸三、主動(dòng)運(yùn)輸(active transport)1、初級主動(dòng)運(yùn)輸、初級主動(dòng)運(yùn)輸(primary active transport)第二節(jié)第二節(jié) 營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的方式營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的方式三、主動(dòng)運(yùn)輸三、主動(dòng)運(yùn)輸(active transport)1、初級主動(dòng)運(yùn)輸、初級主動(dòng)運(yùn)輸(primary active transport)第二節(jié)第二節(jié) 營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的方式營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的方式三、主動(dòng)運(yùn)輸三、主動(dòng)運(yùn)輸(active transport)2、次級主動(dòng)運(yùn)輸、次級主動(dòng)運(yùn)輸(secondary active

38、 transport)同向運(yùn)輸同向運(yùn)輸(symport)逆向運(yùn)輸逆向運(yùn)輸(antiport)單向運(yùn)輸單向運(yùn)輸(uniport)為什么被稱為：為什么被稱為：次級主動(dòng)運(yùn)輸？次級主動(dòng)運(yùn)輸？第二節(jié)第二節(jié) 營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的方式營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的方式三、主動(dòng)運(yùn)輸三、主動(dòng)運(yùn)輸(active transport)3、NaNa+ +,K,K+ +-ATP-ATP酶酶( (NaNa+ +,K,K+ +-ATPase)-ATPase)系統(tǒng)系統(tǒng)第二節(jié)第二節(jié) 營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的方式營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的方式四、基團(tuán)移位四、基團(tuán)移位(group translocation)基團(tuán)轉(zhuǎn)位主要存在于厭氧型和兼性厭氧型細(xì)菌中，主要用

39、于糖基團(tuán)轉(zhuǎn)位主要存在于厭氧型和兼性厭氧型細(xì)菌中，主要用于糖的運(yùn)輸。脂肪酸、核苷、堿基等也可通過這種方式運(yùn)輸。的運(yùn)輸。脂肪酸、核苷、堿基等也可通過這種方式運(yùn)輸。有一個(gè)復(fù)雜的運(yùn)輸系統(tǒng)來完成物質(zhì)的運(yùn)輸；有一個(gè)復(fù)雜的運(yùn)輸系統(tǒng)來完成物質(zhì)的運(yùn)輸；物質(zhì)在運(yùn)輸過程中發(fā)生化學(xué)變化；物質(zhì)在運(yùn)輸過程中發(fā)生化學(xué)變化；第二節(jié)第二節(jié) 營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的方式營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的方式四、基團(tuán)移位四、基團(tuán)移位(group translocation)第二節(jié)第二節(jié) 營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的方式營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的方式五、膜泡運(yùn)輸五、膜泡運(yùn)輸( (memberane vesicle transport)memberane vesicle t

40、ransport)膜泡運(yùn)輸主要存在于原生動(dòng)物中，特別是變形蟲膜泡運(yùn)輸主要存在于原生動(dòng)物中，特別是變形蟲( (amoeba)amoeba)，為這類微生物的一種營養(yǎng)物質(zhì)的運(yùn)輸方式為這類微生物的一種營養(yǎng)物質(zhì)的運(yùn)輸方式) )。第二節(jié)第二節(jié) 營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的方式營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的方式第三節(jié)第三節(jié) 培養(yǎng)基培養(yǎng)基培養(yǎng)基幾乎是一切對微生物進(jìn)行研究和利用工作的基礎(chǔ)培養(yǎng)基幾乎是一切對微生物進(jìn)行研究和利用工作的基礎(chǔ)培養(yǎng)基（培養(yǎng)基（medium）是人工配制的，適合微生物生長繁殖或是人工配制的，適合微生物生長繁殖或產(chǎn)生代謝產(chǎn)物的營養(yǎng)基質(zhì)產(chǎn)生代謝產(chǎn)物的營養(yǎng)基質(zhì)。任何培養(yǎng)基都應(yīng)該具備微生物生長所需要六大營養(yǎng)要素：任何培養(yǎng)

41、基都應(yīng)該具備微生物生長所需要六大營養(yǎng)要素：碳源、氮源、無機(jī)鹽、能源、生長因子、水碳源、氮源、無機(jī)鹽、能源、生長因子、水任何培養(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)行滅菌處理常規(guī)高壓蒸汽滅菌：常規(guī)高壓蒸汽滅菌：某些成分進(jìn)行分別滅菌；某些成分進(jìn)行分別滅菌；過濾除菌；過濾除菌；第三節(jié)第三節(jié) 培養(yǎng)基培養(yǎng)基一、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)基的原則和方法在微生物學(xué)研究和生長實(shí)踐中，配置合適的培養(yǎng)基是一項(xiàng)最基本的要求。在微生物學(xué)研究和生長實(shí)踐中，配置合適的培養(yǎng)基是一項(xiàng)最基本的要求。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)物的濃度及配比合適、營養(yǎng)物的濃度及

42、配比合適3、物理、化學(xué)條件適宜、物理、化學(xué)條件適宜4、經(jīng)濟(jì)節(jié)約、經(jīng)濟(jì)節(jié)約5、精心設(shè)計(jì)、試驗(yàn)比較、精心設(shè)計(jì)、試驗(yàn)比較一、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1、選擇適宜的營養(yǎng)物質(zhì)、選擇適宜的營養(yǎng)物質(zhì)培養(yǎng)不同的微生物必須采用不同的培養(yǎng)條件；培養(yǎng)不同的微生物必須采用不同的培養(yǎng)條件；培養(yǎng)目的不同，原料的選擇和配比不同；培養(yǎng)目的不同，原料的選擇和配比不同；實(shí)驗(yàn)室的常用培養(yǎng)基：實(shí)驗(yàn)室的常用培養(yǎng)基：細(xì)菌：細(xì)菌： 牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基（或簡稱普通肉湯培養(yǎng)基）；牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基（或簡稱普通肉湯培養(yǎng)基）；放線菌：高氏放線菌：高氏1號合成培養(yǎng)基培養(yǎng)；號合成培養(yǎng)基培養(yǎng)；酵母菌：麥芽汁培養(yǎng)基；酵

43、母菌：麥芽汁培養(yǎng)基；霉菌：霉菌： 查氏合成培養(yǎng)基；查氏合成培養(yǎng)基；實(shí)驗(yàn)室一般培養(yǎng)：普通常用培養(yǎng)基；實(shí)驗(yàn)室一般培養(yǎng)：普通常用培養(yǎng)基；遺傳研究：成分清楚的合成培養(yǎng)基；遺傳研究：成分清楚的合成培養(yǎng)基；生理、代謝研究：選用相應(yīng)的培養(yǎng)基配方；生理、代謝研究：選用相應(yīng)的培養(yǎng)基配方；例如枯草芽孢桿菌：例如枯草芽孢桿菌：一般培養(yǎng)：肉湯培養(yǎng)基或一般培養(yǎng)：肉湯培養(yǎng)基或LB培養(yǎng)基；培養(yǎng)基；自然轉(zhuǎn)化：基礎(chǔ)培養(yǎng)基；自然轉(zhuǎn)化：基礎(chǔ)培養(yǎng)基；觀察芽孢：生孢子培養(yǎng)基；觀察芽孢：生孢子培養(yǎng)基；產(chǎn)蛋白酶：以玉米粉、黃豆餅粉為主的產(chǎn)酶培養(yǎng)基；產(chǎn)蛋白酶：以玉米粉、黃豆餅粉為主的產(chǎn)酶培養(yǎng)基；成成份份 氧氧化化硫硫硫硫 大大腸腸桿桿菌菌

44、牛牛肉肉膏膏蛋蛋 高高氏氏一一號號 查查氏氏合合成成 L LB B 主主要要 桿桿菌菌培培養(yǎng)養(yǎng)基基 培培養(yǎng)養(yǎng)基基 白白胨胨培培養(yǎng)養(yǎng)基基 合合成成培培養(yǎng)養(yǎng)基基 培培養(yǎng)養(yǎng)基基 培培養(yǎng)養(yǎng)基基 作作用用牛牛肉肉膏膏 5 5 碳碳源源（能能源源） 、氮氮源源、 無無機(jī)機(jī)鹽鹽、生生長長因因子子蛋蛋白白胨胨 1 10 0 1 10 0 氮氮源源、碳碳源源（能能源源） 、生生長長因因子子酵酵母母浸浸膏膏 5 5 生生長長因因子子、氮氮源源、碳碳源源（能能源源）葡葡萄萄糖糖 5 5 碳碳源源（能能源源）蔗蔗糖糖 3 30 0 碳碳源源（能能源源）可可溶溶性性淀淀粉粉 2 20 0 碳碳源源（能能源源）CO2 （

45、來來自自空空氣氣） 碳碳源源（NH4）2SO4 0.4 氮氮源源、無無機(jī)機(jī)鹽鹽NH4H2PO4 1 氮氮源源、無無機(jī)機(jī)鹽鹽KNO3 1 氮氮源源、無無機(jī)機(jī)鹽鹽NaNO3 3 氮氮源源、無無機(jī)機(jī)鹽鹽MgSO47 7H H2 2O O 0 0. .5 5 0 0. .2 2 0 0. .5 5 0 0. .5 5 無無機(jī)機(jī)鹽鹽FeSO4 0.01 0.01 0.01 無無機(jī)機(jī)鹽鹽KH2PO4 4 無無機(jī)機(jī)鹽鹽K2HPO4 1 0.5 1 無無機(jī)機(jī)鹽鹽NaCl 5 5 0.5 10 無無機(jī)機(jī)鹽鹽KCl 0.5 無無機(jī)機(jī)鹽鹽CaCl2 0.25 無無機(jī)機(jī)鹽鹽S 10 能能源源H2O 1000 1000

46、 1000 1000 1000 1000 溶溶劑劑pH 7.0 7.0-7.2 7.0-7.2 7.2-7.4 自自然然 7.0滅滅菌菌條條件件 12120分分 11230分分 12120分分 12120分分 12120分分 12120分分一、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)濃度及配比合適營養(yǎng)物質(zhì)的濃度適宜；營養(yǎng)物質(zhì)的濃度適宜；營養(yǎng)物質(zhì)之間的配比適宜；營養(yǎng)物質(zhì)之間的配比適宜；高濃度糖類物質(zhì)、無機(jī)鹽、重金屬離子等不僅不能高濃度糖類物質(zhì)、無機(jī)鹽、重金屬離子等不僅不能維持和促進(jìn)微生物的生長，反而起到抑制或殺菌作用。維持和促進(jìn)微生物的生長

47、，反而起到抑制或殺菌作用。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繁殖和繁殖和(或或)代謝產(chǎn)物的形成和積累，其中碳氮比代謝產(chǎn)物的形成和積累，其中碳氮比(C/N)的影響較大。的影響較大。發(fā)酵生產(chǎn)谷氨酸時(shí)：發(fā)酵生產(chǎn)谷氨酸時(shí)：碳氮比為碳氮比為4/1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；碳氮比為碳氮比為3/1時(shí)，菌體繁殖受到抑制，谷氨酸產(chǎn)量則大量增加。時(shí)，菌體繁殖受到抑制，谷氨酸產(chǎn)量則大量增加。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3、物理化學(xué)條件適宜、物理化學(xué)條件適宜pHpH；水活

48、度；水活度；氧化還原電位；氧化還原電位；滲透壓；滲透壓； 微生物 最低 pH 最適 pH 最高 pH 細(xì)菌 35 6.57.5 810 酵母菌 23 4.55.5 78 霉菌 13 4.55.5 78 放線菌 7.58.5 3、物理化學(xué)條件適宜、物理化學(xué)條件適宜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繁殖或產(chǎn)生代謝產(chǎn)物。微生物的生長繁殖或產(chǎn)生代謝產(chǎn)物。通常培養(yǎng)條件：通常培養(yǎng)條件：細(xì)菌與放線菌：細(xì)菌與放線菌：pH77.5酵母菌和霉菌：酵母菌和霉菌：pH4.56范圍內(nèi)生長范圍內(nèi)生長1）pH3、物理化學(xué)條件適宜、物理化學(xué)條件

49、適宜pHpH對微生物生長的影響：對微生物生長的影響： pHpH對酶的影響；對酶的影響；pHpH對營養(yǎng)物質(zhì)吸收的影響。對營養(yǎng)物質(zhì)吸收的影響。pHpH的調(diào)節(jié)：的調(diào)節(jié)：內(nèi)源調(diào)節(jié)：磷酸緩沖液；以內(nèi)源調(diào)節(jié)：磷酸緩沖液；以CaCOCaCO3 3作為作為“備用堿備用堿”；蛋；蛋白質(zhì)、肽類、氨基酸等天然緩沖系統(tǒng)白質(zhì)、肽類、氨基酸等天然緩沖系統(tǒng)外源調(diào)節(jié)：外源調(diào)節(jié)：進(jìn)行工業(yè)發(fā)酵時(shí)補(bǔ)加酸、堿。進(jìn)行工業(yè)發(fā)酵時(shí)補(bǔ)加酸、堿。3、物理化學(xué)條件適宜、物理化學(xué)條件適宜2）水活度水活度在天然環(huán)境中，微生物可實(shí)際利用的自由水或游離水的含量，在天然環(huán)境中，微生物可實(shí)際利用的自由水或游離水的含量，一般用在一定的溫度和壓力條件下一般用在

50、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=Pw/w=Pw/P Po ow w 式中式中PwPw代表溶液蒸汽壓力代表溶液蒸汽壓力, , P Po ow w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的條件下生長的條件下生長, , ww過低時(shí)過低時(shí), ,微生物生長的遲緩期延長微生物生長的遲緩期延長, ,比生長速率和總生長量減少。比生長速率和總生長量減少。微生物不同，

51、其生長的最適微生物不同，其生長的最適ww不同。不同。3、物理化學(xué)條件適宜、物理化學(xué)條件適宜2）水活度水活度3、物理化學(xué)條件適宜、物理化學(xué)條件適宜3）氧化還原電位）氧化還原電位氧化還原電位又稱氧化還原電勢（氧化還原電位又稱氧化還原電勢（redox potential），），是度量是度量某氧化還原系統(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）。就向微生物與就向微生物與pH的關(guān)系一樣，不同類型微生物生長對的關(guān)系一樣，不同類型微生物生長對氧化還原電位氧化還原電位()的要求不同的要

52、求不同好氧性微生物：好氧性微生物：+0.1+0.1伏以上時(shí)可正常生長伏以上時(shí)可正常生長, ,以以+0.3+0.3+0.4+0.4伏為宜；伏為宜；厭氧性微生物：低于厭氧性微生物：低于+0.1+0.1伏條件下生長；伏條件下生長；兼性厭氧微生物：兼性厭氧微生物：+0.1+0.1伏以上時(shí)進(jìn)行好氧呼吸伏以上時(shí)進(jìn)行好氧呼吸, , +0.1 +0.1伏以下時(shí)進(jìn)行發(fā)酵。伏以下時(shí)進(jìn)行發(fā)酵。3、物理化學(xué)條件適宜、物理化學(xué)條件適宜3）氧化還原電位）氧化還原電位氧化還原電位與氧分壓和氧化還原電位與氧分壓和pHpH有關(guān)有關(guān), ,也受某些微生物代謝產(chǎn)物的影響也受某些微生物代謝產(chǎn)物的影響增加通氣量增加通氣量( (如振蕩培養(yǎng)

53、、攪拌如振蕩培養(yǎng)、攪拌) )提高培養(yǎng)基的氧分壓，或加入提高培養(yǎng)基的氧分壓，或加入氧化劑，從而增加氧化劑，從而增加值；值；在培養(yǎng)基中加入抗壞血酸（在培養(yǎng)基中加入抗壞血酸（0.1%0.1%）、硫化氫）、硫化氫(0.025%)(0.025%)、半胱氨酸、半胱氨酸(0.05%)(0.05%)、谷胱甘肽、二硫蘇糖醇、庖肉等還原性物質(zhì)可降低、谷胱甘肽、二硫蘇糖醇、庖肉等還原性物質(zhì)可降低值。值。培養(yǎng)基中加入氧化還原指示劑刃天青可對氧化還原電位進(jìn)行間接測定培養(yǎng)基中加入氧化還原指示劑刃天青可對氧化還原電位進(jìn)行間接測定3、物理化學(xué)條件適宜、物理化學(xué)條件適宜3）氧化還原電位）氧化還原電位氧化還原電位與氧分壓和氧化還

54、原電位與氧分壓和pHpH有關(guān)有關(guān), ,也受某些微生物代謝產(chǎn)物的影響也受某些微生物代謝產(chǎn)物的影響一、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4、經(jīng)濟(jì)節(jié)約經(jīng)濟(jì)節(jié)約配制培養(yǎng)基時(shí)應(yīng)盡量利用廉價(jià)且易于獲得的原料作為培養(yǎng)基成份配制培養(yǎng)基時(shí)應(yīng)盡量利用廉價(jià)且易于獲得的原料作為培養(yǎng)基成份, ,特別是在發(fā)酵工業(yè)中特別是在發(fā)酵工業(yè)中, ,以降低生產(chǎn)成本。以降低生產(chǎn)成本。以粗代精以粗代精以以“野野”代代“家家”以廢代好以廢代好以簡代繁以簡代繁以烴代糧以烴代糧以纖代糖以纖代糖以無機(jī)氮代蛋白以無機(jī)氮代蛋白對微生物來說，各種粗原料營養(yǎng)更加完全，效果更好。對微生物來說，各種粗原料營養(yǎng)更加完全，效果更好。而

55、且在經(jīng)濟(jì)上也節(jié)約。而且在經(jīng)濟(jì)上也節(jié)約。以野生植物原料代替栽培植物原料，如木薯、橡子、薯芋等以野生植物原料代替栽培植物原料，如木薯、橡子、薯芋等都是富含淀粉質(zhì)的野生植物，可以部分取代糧食用于工業(yè)發(fā)都是富含淀粉質(zhì)的野生植物，可以部分取代糧食用于工業(yè)發(fā)酵的碳源。酵的碳源。以工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中易污染環(huán)境的廢棄物作為培養(yǎng)微生物的原料。以工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中易污染環(huán)境的廢棄物作為培養(yǎng)微生物的原料。例如，糖蜜例如，糖蜜( (制糖工業(yè)中含有蔗糖的廢液制糖工業(yè)中含有蔗糖的廢液) )、乳清、乳清( (乳制品工業(yè)中含有乳制品工業(yè)中含有乳糖的廢液乳糖的廢液) )、豆制品工業(yè)廢液及黑廢液、豆制品工業(yè)廢液及黑廢液( (造紙工業(yè)中含有戊

56、糖和己造紙工業(yè)中含有戊糖和己糖的亞硫酸紙漿糖的亞硫酸紙漿) )等都可作為培養(yǎng)基的原料。等都可作為培養(yǎng)基的原料。工業(yè)上的甲烷發(fā)酵主要利用廢水、廢渣作原料工業(yè)上的甲烷發(fā)酵主要利用廢水、廢渣作原料, ,在我國農(nóng)村，已推廣利用糞便及禾草為原料發(fā)酵生產(chǎn)甲烷作為燃料。在我國農(nóng)村，已推廣利用糞便及禾草為原料發(fā)酵生產(chǎn)甲烷作為燃料。另外另外, ,大量的農(nóng)副產(chǎn)品或制品，如麩皮、米糠、玉米漿、酵母浸膏、大量的農(nóng)副產(chǎn)品或制品，如麩皮、米糠、玉米漿、酵母浸膏、酒糟、豆餅、花生餅、蛋白胨等都是常用的發(fā)酵工業(yè)原料。酒糟、豆餅、花生餅、蛋白胨等都是常用的發(fā)酵工業(yè)原料。某制藥廠改進(jìn)鏈霉素發(fā)酵液中的原有配方，設(shè)法減去某制藥廠改進(jìn)

57、鏈霉素發(fā)酵液中的原有配方，設(shè)法減去30-50%30-50%的的黃豆餅粉、黃豆餅粉、25%25%的葡萄糖和的葡萄糖和20%20%硫酸銨，結(jié)果反而提高了產(chǎn)量。硫酸銨，結(jié)果反而提高了產(chǎn)量。以石油或天然氣副產(chǎn)品代替糖質(zhì)原料來培養(yǎng)微生物。以石油或天然氣副產(chǎn)品代替糖質(zhì)原料來培養(yǎng)微生物。生產(chǎn)石油蛋白生產(chǎn)石油蛋白將石油產(chǎn)品轉(zhuǎn)化成一些產(chǎn)值更高的高級醇、脂肪酸、環(huán)烷酸等將石油產(chǎn)品轉(zhuǎn)化成一些產(chǎn)值更高的高級醇、脂肪酸、環(huán)烷酸等化工產(chǎn)品和若干合成物；化工產(chǎn)品和若干合成物；對石油產(chǎn)品的品質(zhì)進(jìn)行改良，如脫硫、脫蠟等。對石油產(chǎn)品的品質(zhì)進(jìn)行改良，如脫硫、脫蠟等。開發(fā)利用纖維素這種世界上含量最豐富的可再生資源。將大量的開發(fā)利用纖

58、維素這種世界上含量最豐富的可再生資源。將大量的纖維素農(nóng)副產(chǎn)品轉(zhuǎn)變?yōu)閮?yōu)質(zhì)飼料、工業(yè)發(fā)酵原料、燃料及人類的纖維素農(nóng)副產(chǎn)品轉(zhuǎn)變?yōu)閮?yōu)質(zhì)飼料、工業(yè)發(fā)酵原料、燃料及人類的食品及飲料。食品及飲料。以大氣氮、銨鹽、硝酸鹽或尿素等一類非蛋白質(zhì)或非氨基酸廉價(jià)以大氣氮、銨鹽、硝酸鹽或尿素等一類非蛋白質(zhì)或非氨基酸廉價(jià)原料用作發(fā)酵培養(yǎng)基的原料，讓微生物轉(zhuǎn)化成菌體蛋白質(zhì)或含氮原料用作發(fā)酵培養(yǎng)基的原料，讓微生物轉(zhuǎn)化成菌體蛋白質(zhì)或含氮的發(fā)酵產(chǎn)物供人們利用。的發(fā)酵產(chǎn)物供人們利用。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5 5、精心設(shè)計(jì)、試驗(yàn)比較、精心設(shè)計(jì)、試驗(yàn)比較進(jìn)行生態(tài)模擬，研究某種微生物的培養(yǎng)條件；

59、進(jìn)行生態(tài)模擬，研究某種微生物的培養(yǎng)條件；文獻(xiàn)查閱，設(shè)計(jì)特定微生物的培養(yǎng)基配方；文獻(xiàn)查閱，設(shè)計(jì)特定微生物的培養(yǎng)基配方；試驗(yàn)比較，確定特定微生物的最佳培養(yǎng)條件；試驗(yàn)比較，確定特定微生物的最佳培養(yǎng)條件；第三節(jié)第三節(jié) 培養(yǎng)基培養(yǎng)基二、二、培養(yǎng)基的類型及應(yīng)用培養(yǎng)基的類型及應(yīng)用1 1按成份不同劃分按成份不同劃分天然培養(yǎng)基天然培養(yǎng)基以化學(xué)成分還不清楚或化學(xué)成分不恒定的天然有機(jī)物組成以化學(xué)成分還不清楚或化學(xué)成分不恒定的天然有機(jī)物組成如：牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基、麥芽汁培養(yǎng)基。如：牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基、麥芽汁培養(yǎng)基。營營 養(yǎng)養(yǎng) 物物 質(zhì)質(zhì) 來來 源源 主主要要 成成 份份牛牛 肉肉 浸浸 膏膏 瘦瘦 牛牛 肉肉 組組

60、織織 浸浸 出出 汁汁 濃濃 縮縮 而而 富富 含含 水水 溶溶 性性碳碳 水水 化化 合合 物物 、 有有 機(jī)機(jī) 成成 的的 膏膏 狀狀 物物 質(zhì)質(zhì) 氮氮 化化 合合 物物 、維維 生生 素素 、 鹽鹽 等等蛋蛋 白白 胨胨 將將 肉肉 、 酪酪 素素 或或 明明 膠膠 用用 酸酸 或或 富富 含含 有有 機(jī)機(jī) 氮氮化化 合合 物物 、 也也 含含 有有 一一 蛋蛋 白白 酶酶 水水 解解 后后 干干 燥燥 而而 成成 的的 些些 維維 生生 素素 和和碳碳 水水 化化 合合 物物 粉粉 末末 狀狀 物物 質(zhì)質(zhì)酵酵 母母 浸浸 膏膏 酵酵 母母 細(xì)細(xì) 胞胞 的的 水水 溶溶 性性 提提 取取