微生物營養(yǎng)與培養(yǎng)基

關于微生物營養(yǎng)與培養(yǎng)基第1頁，講稿共80頁，2023年5月2日，星期三

你認識到了嗎了解、認識了各種微生物的形態(tài)和繁殖特點，就為進一步認識、研究并利用微生物打下了基礎。要研究、利用微生物的有益特性以及防止、控制微生物的有害影響，就必須首先能夠培養(yǎng)它，才能進一步研究其生理生化、生長代謝以及遺傳變異等特征，使之盡量在人類的掌控之內?！虼?，學習微生物的營養(yǎng)和培養(yǎng)基知識，是實現(xiàn)認識、利用和研究微生物的必要基礎。？。。。第2頁，講稿共80頁，2023年5月2日，星期三營養(yǎng)物質(nutrient)：那些能夠滿足微生物機體生長、繁殖和完成各種生理活動所需的物質(具有營養(yǎng)功能的物質），還包括非常規(guī)物質形式的光輻射能在內。營養(yǎng)(nutrition)：指生物體從外部環(huán)境中攝取對其生命活動必需的能量和物質，以滿足正常生長和繁殖需要的一種最基本的生理功能。營養(yǎng)物質是微生物生存的物質基礎，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。第3頁，講稿共80頁，2023年5月2日，星期三本章內容：

（微生物們需要吃什么）第三節(jié)營養(yǎng)物質進入細胞的方式（微生物們是怎樣吃東西的）第四節(jié)培養(yǎng)基（如何給微生物們做飯）第一節(jié)微生物的6大營養(yǎng)要素第二節(jié)微生物的營養(yǎng)類型第4頁，講稿共80頁，2023年5月2日，星期三第一節(jié)微生物的6類營養(yǎng)要素★根據(jù)營養(yǎng)物質在機體中的生理功能不同水微生物營養(yǎng)物質碳源氮源無機鹽生長因子能源第5頁，講稿共80頁，2023年5月2日，星期三1微生物菌體的化學組成——元素水平主要元素：碳、氫、氧、氮、磷、硫、鉀、鎂、鈣等微量元素：鋅、錳、氯、鉬、硒、鈷、銅等

占細胞干重的97%第6頁，講稿共80頁，2023年5月2日，星期三2微生物的營養(yǎng)要素營養(yǎng)六要素：碳源、氮源、能源、生長因子、無機鹽和水按照營養(yǎng)物質在菌體中的生理作用的不同，可以將它們分成六大類。

無論從元素水平還是營養(yǎng)要素水平，微生物的營養(yǎng)要求與攝食型的動物（含人類）和光合自養(yǎng)型的植物都十分接近?！镏g存在“營養(yǎng)上的統(tǒng)一性”第7頁，講稿共80頁，2023年5月2日，星期三（一）碳源微生物細胞含碳量占細胞干重的50%。功能：提供合成細胞物質及代謝物的原料、構成微生物有機分子的骨架、大多數(shù)微生物的能源物質。甘薯、玉米粉、麩皮、米糠、野生植物的淀粉、酒糟、造紙廠亞硫酸液有機物葡萄糖、果糖、蔗糖、麥芽糖、淀粉有機酸、醇類、脂類微生物可利用的碳源種類無機物：CO2、碳酸鹽自養(yǎng)微生物異養(yǎng)微生物從微生物的整體來看，可利用的碳源物質的范圍稱碳源譜。第8頁，講稿共80頁，2023年5月2日，星期三碳源譜有機碳C.H.O無機碳C.O,C.O.X異養(yǎng)微生物自養(yǎng)微生物甘薯、玉米粉、麩皮、野生植物的淀粉、酒糟、米糠、造紙廠亞硫酸液有機物葡萄糖、果糖、蔗糖、麥芽糖、淀粉有機酸、醇類、脂類無機物：CO2、碳酸鹽第9頁，講稿共80頁，2023年5月2日，星期三對大多數(shù)異養(yǎng)菌來說，其最適碳源是“C.H.O”型碳源，其中：

糖類——最廣泛、最經濟

酸醇脂類——次要

糖類中：單糖>雙糖、多糖己糖>戊糖葡萄糖、果糖>半乳糖、甘露糖等淀粉>纖維素、幾丁質等一般不把含蛋白質、氨基酸的牛肉膏、蛋白胨等原料降格做碳源使用。目前在微生物發(fā)酵工業(yè)中所利用的碳源物質主要有：

單糖、蔗糖、淀粉、糖蜜、麩皮、米糠.第10頁，講稿共80頁，2023年5月2日，星期三根據(jù)不同微生物對碳源利用的情況，可以做什么工作？不同的微生物利用碳源的情況也有差異洋蔥假單胞菌：100多種碳源物質纖維素分解菌：只利用纖維素甲烷氧化菌：甲烷、甲醇從整體上看，微生物是自然界中碳源譜最廣的生命形式。從某種角度來說，世界上存在的所有有機物，幾乎沒有微生物不能利用的??！——微生物的生物多樣性第11頁，講稿共80頁，2023年5月2日，星期三注意：

“碳源譜廣泛”是針對整個微生物界來說的，對某一具體微生物來說，差異很大。對一切異養(yǎng)菌來說，其碳源可同時兼作能源，因此碳源是它們的雙功能營養(yǎng)物。對天然來源的碳源營養(yǎng)物（如糖蜜、淀粉質原料）來說，除主要提供碳源營養(yǎng)外，其中還含有氨基酸、無機鹽等多種營養(yǎng)成分。第12頁，講稿共80頁，2023年5月2日，星期三（二）氮源微生物可利用的氮源：功能：構成細胞物質、少數(shù)微生物的能源物質。分子氮：N2（固氮菌、根瘤菌、少數(shù)放線菌和光合細菌、藍細菌）無機氮：NH4＋、NO3－、NO2－（多數(shù)微生物）有機氮：蛋白質、多肽、氨基酸（多數(shù)微生物）牛肉膏、蛋白胨、尿素、酵母高、玉米漿、餅粕第13頁，講稿共80頁，2023年5月2日，星期三遲效氮源：以蛋白質形式存在、需要進一步降解成肽和氨基酸等才能被菌體吸收利用的氮源。如，黃豆餅粉、花生餅粉。速效氮源：無機氮源或以蛋白質降解產物形式存在的有機氮源可以直接被菌體吸收利用，這種氮源叫做速效氮源，如，玉米漿。速效氮源：通常有利于機體的生長遲效氮源：有利于代謝產物的形成第14頁，講稿共80頁，2023年5月2日，星期三氨基酸自養(yǎng)型生物：不利用氨基酸作氮源，把尿素、氨鹽、硝酸鹽、N2轉換氨基酸自行合成。氨基酸異養(yǎng)型生物：需要從外界吸收現(xiàn)成的氨基酸。所有的動物和大量的異養(yǎng)微生物屬于？所有的綠色植物屬于？按對氨基酸的需要的不同，可將微生物生物分為：第15頁，講稿共80頁，2023年5月2日，星期三

一般而言，能利用有機氮的也以利用無機氮

但是，能利用無機氮的不一定能利用有機氮。對大多數(shù)異養(yǎng)菌來說，其最適氮源是“N.C.H.O”型或“N.C.H.O.X”型氮源(有機氮源)，“N.H”型氮源(無機氮源，如NH4+)次之。在論及微生物培養(yǎng)基成分時，最常用的有機氮源是牛肉膏、蛋白胨、酵母膏及餅粕粉（黃豆餅、花生麩）蠶蛹粉、魚粉等第16頁，講稿共80頁，2023年5月2日，星期三（三）能源為微生物生命活動提供最初能量來源的營養(yǎng)物或輻射能。

有機物：化能異養(yǎng)無機物（NH4+、NO2-、S、H2S、H2等）：化能自養(yǎng)類型注：化能異養(yǎng)微生物的能源就是其碳源自養(yǎng)微生物的能源是還原態(tài)無機物或光能化學能輻射能——光能一些原核生物如亞硝酸細菌、硝酸細菌、硫化細菌、硫細菌、氫細菌等。單功能營養(yǎng)物：光輻射能（能源）雙功能營養(yǎng)物：還原態(tài)的NH4+（能源、N源）三功能營養(yǎng)物：氨基酸類（C源、N源、能源）第17頁，講稿共80頁，2023年5月2日，星期三（四）生長因子微生物正常生長所必須但需求量很小，而依靠簡單的碳源、氮源不能合成或合成量不足以滿足機體生長需要的有機化合物。種類：嘌呤和嘧啶:參與核酸物質的合成、構成某些的酶的輔酶或輔基

氨基酸:參與蛋白質合成

維生素:作為酶的輔酶或輔基參與代謝反應酶簡單蛋白結合蛋白=蛋白+輔助因子輔酶(與酶結合松馳)輔基(與酶結合牢固)微生物生長因子需要量（/ml）III型肺炎鏈球菌（Streptococcuspneumoniae） 膽堿 6ug

金黃色葡萄球菌（Staphylococcusaureus） 硫胺素0.5ng 白喉棒桿菌（Cornebacteriumdiphtherriae） B-丙氨酸1.5ug 破傷風梭狀芽孢桿菌（Clostridiumtetani） 尿嘧啶 0-4ug 腸膜狀串珠菌（Leuconostocmesenteroides） 吡哆醛 0.025ug第18頁，講稿共80頁，2023年5月2日，星期三并非所有微生物都需要外界提供生長因子

（1）生長因子自養(yǎng)型微生物：不需要外界提供任何生長因子。（2）生長因子異養(yǎng)型微生物：包括各種乳酸菌、動物致病菌、支原體和原生動物等（3）生長因子過量合成型：少數(shù)微生物在其代謝活動中，能合成并分泌某些維生素等生長因子。例如某些乳酸桿菌生長需要核苷；某些酵母菌和真菌生長需要肌醇；某些肺炎球菌生長需要膽堿等。包括多數(shù)真菌、放線菌和不少細菌。如阿舒假囊酵母生產VB2；若干鏈霉菌和產烷菌生產B12等。第19頁，講稿共80頁，2023年5月2日，星期三不同的微生物，它們生長所需要的生長因子各不相同

微生物生長所需要的生長因子會隨著外界條件的變化而變化

生長因子未知微生物的培養(yǎng)——加入天然成分

克氏桿菌：生物素、對氨基苯甲酸腸膜明串珠菌：十七種氨基酸魯毛霉：厭氧時需維生素B與生物素好氧時無需生長因子酵母膏、牛肉膏或動物、植物的組織液。用作培養(yǎng)基的酵母膏、玉米漿、麥芽汁等本身就含豐足的生長因子。第20頁，講稿共80頁，2023年5月2日，星期三（五）無機鹽為微生物細胞生長提供碳、氮源以外的多種重要元素的物質，多以無機鹽的形式供給。種類：大量元素：含量在10-3~10-4范圍內的元素，如P、S、K、Mg、Ca、Na、Fe等；微量元素：10-6~10-8范圍內的元素，如Cu、Zn、Mn、Mo、Co、Ni、Sn、Se等。培養(yǎng)基最好用K2HPO4和MgSO4第21頁，講稿共80頁，2023年5月2日，星期三無機鹽的生理功能酶活性中心的組成部分維持細胞結構穩(wěn)定性調節(jié)并維持細胞滲透壓平衡控制細胞氧化還原電位某些微生物生長的能源物質等配制培養(yǎng)基時，大量元素一般首選K2HPO4、MgSO4等，可同時提供4種大量元素。常用天然水、自來水來配制培養(yǎng)基以提供各種微量元素.第22頁，講稿共80頁，2023年5月2日，星期三生理功能主要有：①起到溶劑與運輸介質的作用；②參與細胞內一系列化學反應；③維持蛋白質、核酸等生物大分子穩(wěn)定的天然構象；⑤通過水合作用與脫水作用控制由多亞基組成的結構.④高比熱、高汽化熱等，以保證微生物的生命活動；

微生物細胞含水量很高，細菌、酵母和霉菌菌體分別是80%、75%和85%，而霉菌孢子含水39%，細菌芽孢含水很低，約為30%左右。（六）水

第23頁，講稿共80頁，2023年5月2日，星期三第二節(jié)、微生物的營養(yǎng)類型分類標準營養(yǎng)類型1．以能源分光能營養(yǎng)型（phototroph）化能營養(yǎng)型（chemotroph）2．以氫供體分無機營養(yǎng)型（lithotroph）有機營養(yǎng)型（organotroph）3．以碳源分自養(yǎng)型（autotroph）異養(yǎng)型（heterotroph）4．以合成氨基酸能力分氨基酸自養(yǎng)型（aminoacidautotroph）氨基酸異養(yǎng)型（aminoacidheterotroph）5．以生長因子分原養(yǎng)型（prototroph）或野生型（wildtype）營養(yǎng)缺陷型（auxotroph）6．以取食方式分滲透營養(yǎng)型（osmotroph）吞噬營養(yǎng)型（phagotroph）7．以取得死或活有機物分腐生（saprophytism）寄生（parasitism）8．以所需營養(yǎng)成物濃度貧養(yǎng)菌富養(yǎng)菌第24頁，講稿共80頁，2023年5月2日，星期三★通常根據(jù)微生物對能源、氫供體和基本碳源的需要來劃分營養(yǎng)類型能源氫供體基本碳源實例光能自養(yǎng)型（光能無機營養(yǎng)型）光無機物CO2藍細菌、紫硫細菌、藻類光能異養(yǎng)型（光能有機營養(yǎng)型）光有機物CO2及簡單有機物紅螺菌科化能自養(yǎng)型（化能無機營養(yǎng)型）無機物無機物CO2硝化細菌、硫化細菌等化能異養(yǎng)型（化能有機營養(yǎng)型）有機物有機物有機物絕大多數(shù)細菌和全部真核微生物第25頁，講稿共80頁，2023年5月2日，星期三1．光能無機自養(yǎng)型（光能自養(yǎng)型）

能以CO2為主要唯一或主要碳源，進行光合作用獲取生長所需要的能量；

以無機物如H2、H2S、S等作為供氫體或電子供體，使CO2還原為細胞物質；例如：藻類及藍細菌等和植物一樣，以水為電子供體（供氫體），進行產氧型的光合作用，合成細胞物質。而紅硫細菌，以H2S為電子供體，產生細胞物質，并伴隨硫元素的產生。CO2+2H2S光能光合色素[

CH2O]+2S+H2O光葉綠素H2O＋CO2(CH2O)+O2↑念珠藍細菌第26頁，講稿共80頁，2023年5月2日，星期三2．光能有機異養(yǎng)型（光能異養(yǎng)型）不能以CO2為主要或唯一的碳源；以有機物作為碳源和供氫體，利用光能將CO2還原為細胞物質；在生長時大多數(shù)需要外源的生長因子；紫色非硫細菌CHOH+CO2H3CH3C2光能光合色素2CH3COCH3+[CH2O]+H2O例如，紅螺菌屬的一些細菌能利用異丙醇作為供氫體，將CO2還原成細胞物質，同時積累丙酮光能自養(yǎng)型和光能異養(yǎng)型微生物可利用光能生長，在地球早期生態(tài)環(huán)境的演化過程中起重要作用。第27頁，講稿共80頁，2023年5月2日，星期三3．化能無機自養(yǎng)型（化能自養(yǎng)型）生長所需要的能量來自無機物氧化過程中放出的化學能；以CO2或碳酸鹽作為唯一或主要碳源進行生長時，利用H2、H2S、Fe2+、NH3或NO2-等作為電子供體使CO2還原成細胞物質?；軣o機自養(yǎng)型只存在于微生物中，可在完全無機及無光的環(huán)境中生長。它們廣泛分布于土壤及水環(huán)境中,參與地球物質循環(huán)；這類微生物主要有硫化細菌、硝化細菌、氫細菌與鐵細菌。

此種細菌常見于礦山的水坑中，可使金屬硫化物氧化成硫酸，使礦物中的金屬被溶解，已用于低品位銅礦等礦物的開采，稱為細菌浸礦。

硫化細菌廣泛分布于土壤和水中，其氧化作用提供了植物可利用的硫酸態(tài)硫素營養(yǎng)。

第28頁，講稿共80頁，2023年5月2日，星期三4．化能有機異養(yǎng)型（化能異養(yǎng)型）生長所需要的能量均來自有機物氧化過程中放出的化學能；生長所需要的碳源主要是一些有機化合物，如淀粉、糖類、纖維素、有機酸等。有機物通常既是碳源也是能源；大多數(shù)細菌、真菌、原生動物都是化能有機異養(yǎng)型微生物；所有致病微生物均為化能有機異養(yǎng)型微生物；第29頁，講稿共80頁，2023年5月2日，星期三腐生型(metatrophy)：可利用無生命的有機物(如動植物尸體和殘體)作為碳源；如：引起腐敗的梭狀芽孢桿菌、毛霉、根霉、曲霉等。

寄生型(paratrophy)：寄生在活的寄主機體內吸取營養(yǎng)物質，離開寄主就不能生存；如：病原性微生物★根據(jù)化能有機營養(yǎng)型微生物利用的有機物性質不同在腐生型和寄生型之間還存在中間類型：兼性腐生型(facultivemetatrophy)兼性寄生型(facultiveparatrophy)第30頁，講稿共80頁，2023年5月2日，星期三微生物營養(yǎng)類型劃分的相對性：微生物營養(yǎng)類型的可變性有利于提高其對環(huán)境條件變化的適應能力異養(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物進行生長。有些微生物在不同生長條件下生長時，其營養(yǎng)類型也會發(fā)生改變。例如紫色非硫細菌(purplenonsulphurbacteria)：沒有有機物時，同化CO2，

為自養(yǎng)型微生物；有機物存在時，利用有機物進行生長，為異養(yǎng)型微生物；光照和厭氧條件下，利用光能生長，為光能營養(yǎng)型微生物；黑暗與好氧條件下，依靠有機物氧化產生的化學能生長，為化能營養(yǎng)型微生物；第31頁，講稿共80頁，2023年5月2日，星期三5．營養(yǎng)缺陷型（auxotroph）某些菌株發(fā)生突變(自然突變或人工誘變)后，失去合成某種(或某些)對該菌株生長必不可少的物質(通常是生長因子如氨基酸、維生素)的能力，必須從外界環(huán)境獲得該物質才能生長繁殖，這種突變型菌株稱為營養(yǎng)缺陷型。相應的野生型菌株稱為原養(yǎng)型(prototroph)。

在實驗室，營養(yǎng)缺陷型菌株經常用來進行微生物遺傳學方面的研究。

在工業(yè)上，利用營養(yǎng)缺陷型突變株進行氨基酸和核苷酸的生產。第32頁，講稿共80頁，2023年5月2日，星期三不同營養(yǎng)類型之間的界限并非是絕對的異養(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物進行生長；有些微生物在不同生長條件下生長時,其營養(yǎng)類型也會發(fā)生改變:

例如紫色非硫細菌(purplenonsulphurbacteria)：沒有有機物時，同化CO2，

為自養(yǎng)型微生物；有機物存在時，利用有機物進行生長，為異養(yǎng)型微生物；光照和厭氧條件下，利用光能生長，為光能營養(yǎng)型微生物；黑暗與有氧條件下，依靠有機物氧化產生的化學能生長，為化能營養(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)境變化的適應能力第33頁，講稿共80頁，2023年5月2日，星期三一、影響微生物對營養(yǎng)物質吸收的因素1、細胞膜細胞膜、細胞壁、細胞莢膜、粘液層2、微生物細胞生活的環(huán)境

pH值、溫度(影響物質的溶解度、細胞膜的流動性和運輸系統(tǒng)的活性)3、被吸收物質的特性脂溶性、分子量、溶解度第二節(jié)營養(yǎng)物質進入細胞的方式第34頁，講稿共80頁，2023年5月2日，星期三營養(yǎng)物質能否進入細胞取決于三個方面的因素：①營養(yǎng)物質本身的性質（相對分子量、質量、溶解性、電負性等;②微生物所處的環(huán)境（溫度、pH等）；③微生物細胞的透過屏障（原生質膜、細胞壁、莢膜等）。

除原生動物外，各種微生物都是通過細胞膜的滲透和選擇性吸收作用而從外界吸收營養(yǎng)物質的。第35頁，講稿共80頁，2023年5月2日，星期三二、微生物對營養(yǎng)物質的吸收方式是否消耗能量是否需要載體是否發(fā)生被吸收物的

化學變化。。。。。。。單純擴散促進擴散主動運輸基團移位★根據(jù)微生物對物質的吸收過程中第36頁，講稿共80頁，2023年5月2日，星期三1．單純擴散(simplediffusion)被吸收物質依靠其在細胞內外的濃度梯度為動力，從濃度高的地區(qū)向濃度低的胞內擴散的過程。單純擴散模式圖細胞膜外細胞膜內細胞膜特點：①運送的非特異性②運輸動力③營養(yǎng)物質結構不發(fā)生變化④不需要載體蛋白⑤可運送的物質有限第37頁，講稿共80頁，2023年5月2日，星期三單純擴散又稱自由擴散、簡單擴散

原生質膜是一種半透性膜，營養(yǎng)物質通過原生質膜上的小孔，通過物理擴散方式由高濃度的胞外環(huán)境向低濃度的胞內進行擴散。第38頁，講稿共80頁，2023年5月2日，星期三物質跨膜擴散的能力和速率與該物質的性質有關,分子量小、脂溶性、極性小的物質易通過擴散進出細胞。甘油色氨酸

擴散并不是微生物細胞吸收營養(yǎng)物質的主要方式，水是唯一可以通過擴散自由通過原生質膜的分子，脂肪酸、乙醇、甘油、苯、一些氣體分子(O2、CO2)及某些氨基酸在一定程度上也可通過擴散進出細胞。第39頁，講稿共80頁，2023年5月2日，星期三2．促進擴散(facilitateddiffusion)以細胞內外的濃度梯度為動力，在載體物質參與下，物質從濃度高的胞外向濃度低的胞內擴散。（真核微生物）第40頁，講稿共80頁，2023年5月2日，星期三

特點

①不消耗能量，運輸效率高②需要載體參與，載體專一性強，③不能進行逆濃度運輸④運輸速率與膜內外物質的濃度差成正比，濃度過高時會出現(xiàn)載體飽和效應⑤參與運輸?shù)奈镔|的分子結構不發(fā)生本身變化，但運輸速度加快細胞外溶質借助于細胞膜上的載體蛋白（酶）的協(xié)助，向胞內運送的方式,。第41頁，講稿共80頁，2023年5月2日，星期三

通過促進擴散進入細胞的營養(yǎng)物質主要有氨基酸、單糖、維生素及無機鹽等。一般微生物通過專一的載體蛋白運輸相應的物質，但也有微生物對同一物質的運輸由一種以上的載體蛋白來完成。

第42頁，講稿共80頁，2023年5月2日，星期三在代謝能的推動下，通過膜上特殊載體蛋白逆濃度梯度吸收營養(yǎng)物質的過程。特點：①需要消耗能量②可以逆濃度梯度運輸③營養(yǎng)物質結構不發(fā)生變化④需要特異載體蛋白參與3．主動運輸(activetransport)主動運輸是廣泛存在于微生物中的一種主要的物質運輸方式，對于很多生存于低濃度營養(yǎng)環(huán)境中的微生物來說，主動運輸是影響其生存的重要營養(yǎng)吸收方式。第43頁，講稿共80頁，2023年5月2日，星期三主動運輸?shù)闹饕绞剑海?）初級主動運輸－電子傳遞系統(tǒng)質子運輸方式（2）次級主動運輸－偶聯(lián)其它物質3、Na+,K+-ATP酶(Na+,K+－ATPase)系統(tǒng)第44頁，講稿共80頁，2023年5月2日，星期三磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）在酶I作用下，將高能磷酸基團轉移給熱穩(wěn)載體蛋白（HPr）使之激活。高能磷酸基團經酶Ⅱa傳給Ⅱb。葡萄糖等糖與特異的受體酶Ⅱc結合。酶Ⅱb將磷酸基團轉移給糖，酶Ⅱc將磷酸糖釋放到細胞質中。4．基團移位(grouptranslocation)被吸收物質以微生物的代謝能為動力，通過一個復雜的運輸系統(tǒng)從胞外轉運到胞內，并發(fā)生化學變化。需要載體蛋白復雜的運輸系統(tǒng)來完成物質的運輸在物質運輸過程中需要消耗能量物質在運輸過程中發(fā)生化學變化第45頁，講稿共80頁，2023年5月2日，星期三5．膜泡運輸(Membranevesicletransport主要存在于原生動物特別是變形蟲中。變形蟲通過趨向性運動靠近營養(yǎng)物質，并將該物質吸附到膜表面，然后在該物質附近的細胞膜開始內陷，逐步將營養(yǎng)物質包圍，最后形成一個含有該營養(yǎng)物質的膜泡，之后膜泡釋放于細胞質中。胞吞作用－固體物質胞飲作用－液體物質物質狀態(tài)第46頁，講稿共80頁，2023年5月2日，星期三三、幾種主要營養(yǎng)物質的吸收方式糖：促進擴散、基團轉位、主動運輸肽與氨基酸：主動運輸、促進擴散離子：主動運輸?shù)?7頁，講稿共80頁，2023年5月2日，星期三項目單純擴散促進擴散主動運輸基團轉移特異載體蛋白無有有有運輸速度慢快快快養(yǎng)分運輸方向高濃度->低濃度高濃度->低濃度低濃度->高濃度低濃度->高濃度平衡時內外濃度C內=C外C內=C外C內＞C外C內＞C外運輸分子無特異性特異性特異性特異性能量消耗不耗能不耗能耗能耗能運送前后養(yǎng)分分子不變不變不變改變載體飽和效應無有有有養(yǎng)分類似物無競爭性有競爭性有競爭性

有競爭性運輸抑制劑

無有有

有運輸對象舉例

H２O,CO２,O２,甘油,乙醇,少數(shù)氨基酸,鹽類,代謝抑制劑SO４２－,PO４３－;糖(真核生物)

氨基酸,乳糖等糖類,Na＋,Ca２＋等無機離子

葡萄糖，果糖，甘露糖，嘌呤，核苷，脂肪酸等第48頁，講稿共80頁，2023年5月2日，星期三第四節(jié)培養(yǎng)基培養(yǎng)基：是人工配制的適合微生物生長繁殖或積累代謝產物的營養(yǎng)物質。培養(yǎng)基的作用：

為微生物提供理想的人工培養(yǎng)環(huán)境，以進行微生物生命活動規(guī)律的研究和微生物生物制品的生產。難養(yǎng)菌（少數(shù)寄生或共生微生物）：不能在人工培養(yǎng)基上生長。類支原體、類立克次氏體、少數(shù)寄生真菌第49頁，講稿共80頁，2023年5月2日，星期三絕大多數(shù)微生物都可以在人工培養(yǎng)基上生長，除少數(shù)嚴格寄生或共生的微生物(難養(yǎng)菌)外。

另外，有一種觀點，認為自然界中還存在著一類不可培養(yǎng)的微生物。目前這類微生物作為一種資源已受到廣泛關注。微生物培養(yǎng)基的用途：促進微生物生長繁殖；積累代謝產物；分離微生物菌種；鑒定微生物種類；微生物細胞計數(shù)；菌種保藏；制備微生物制品第50頁，講稿共80頁，2023年5月2日，星期三一、配制培養(yǎng)基的基本原則目的明確營養(yǎng)協(xié)調理化適宜經濟節(jié)約在微生物學研究和生長實踐中，配置合適的培養(yǎng)基是一項最基本的要求。第51頁，講稿共80頁，2023年5月2日，星期三1、目的明確生理特點不同細菌放線菌霉菌酵母菌營養(yǎng)要求不同牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基高氏一號培養(yǎng)基馬鈴薯培養(yǎng)基或察氏培養(yǎng)基麥芽汁培養(yǎng)基或馬鈴薯培養(yǎng)基（1）從類群的角度看（2）從培養(yǎng)目的角度看一般培養(yǎng)：普通常規(guī)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：相應的培養(yǎng)基配方培養(yǎng)何種微生物？例如Bacillussubtilis：一般培養(yǎng)：牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基觀察芽孢：生孢子培養(yǎng)基產蛋白酶：以玉米粉、黃豆餅粉為主的產酶培養(yǎng)基第52頁，講稿共80頁，2023年5月2日，星期三2、培養(yǎng)基中各種營養(yǎng)成分的比例協(xié)調（1）濃度適中原則（2）營養(yǎng)比例原則C/N要素：H2O>C+能源>N源>P、S>K、Mg>生長因子含量：~10-1~10-2~10-3~10-4~10-5~10-6

C/N比：是指培養(yǎng)基所含碳源中的碳原子摩爾數(shù)與氮源中的氮原子摩爾數(shù)之比。但也有用還原糖與粗蛋白含量之比。同一種微生物在不同C/N培養(yǎng)基培養(yǎng)時，表現(xiàn)不同。短棒桿菌的谷氨酸發(fā)酵培養(yǎng)基C/N=4:1，菌體繁殖；

C/N=3:1，谷氨酸形成不同的微生物，所需營養(yǎng)物C/N不同。細菌、酵母菌細胞的C/N=5:1，而霉菌=10:1第53頁，講稿共80頁，2023年5月2日，星期三3、理化適宜pHO2CO2滲透壓微生物生長繁殖或代謝產物積累培養(yǎng)條件影響影響微生物培養(yǎng)體系各類微生物的最適pH類群最適pH細菌7.0～8.0放線菌7.5～8.5酵母菌3.8～6.0霉菌4.0-5.8第54頁，講稿共80頁，2023年5月2日，星期三培養(yǎng)基pH值的控制a.根據(jù)各類微生物的特點來調節(jié)培養(yǎng)基的pH值

b.使用pH緩沖劑

內源性調節(jié)外源性調節(jié)磷酸鹽、碳酸鹽、蛋白胨、氨基酸(配制培養(yǎng)基時加入)酸或堿（培養(yǎng)過程中加入）

。霉菌、酵母菌適于酸性，pH4.5-6.0細菌、放線菌喜中性或偏堿性pH7.0-7.5第55頁，講稿共80頁，2023年5月2日，星期三配制培養(yǎng)基時應盡量利用廉價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，以降低生產成本。以粗代精以“野”代“家”以廢代好以簡代繁以氮代朊以纖代糖以烴代糧4、經濟節(jié)約以“國”代“進”第56頁，講稿共80頁，2023年5月2日，星期三生態(tài)模擬調查所培養(yǎng)菌的生態(tài)條件，查看其“嗜好”，對“癥”下料———初級天然培養(yǎng)基.查閱文獻查閱、分析文獻，調查前人的工作資料，借鑒人家的經驗，以便從中得到啟發(fā)設計有自己特色的培養(yǎng)基配方.

精心設計借助優(yōu)選法或正交試驗設計法等方法.

3設計培養(yǎng)基的方法第57頁，講稿共80頁，2023年5月2日，星期三

試驗比較*不同培養(yǎng)基配方的選擇比較*單種成分來源和數(shù)量的比較*幾種成分濃度比例調配的比較*小型試驗放大到大型生產條件的比較*pH和溫度試驗第58頁，講稿共80頁，2023年5月2日，星期三◆附1：培養(yǎng)基配制時應注意的幾個問題：1、沉淀2、瓊脂膠體強度的破壞3、褐色物質的形成4、pH發(fā)生變化第59頁，講稿共80頁，2023年5月2日，星期三高壓蒸氣滅菌一般培養(yǎng)基:

1.05Kg/cm2,121.3℃,15-20min

含糖培養(yǎng)基:

0.56Kg/cm2,105-112.6℃,20-30min

過濾滅菌分別滅菌間歇滅菌的應用附2：培養(yǎng)基的滅菌第60頁，講稿共80頁，2023年5月2日，星期三附圖：過濾滅菌第61頁，講稿共80頁，2023年5月2日，星期三附3：器皿的滅菌及無菌室的消毒器皿的滅菌：

干熱空氣：160℃，2小時無菌室的消毒：

紫外線化學藥物熏蒸（苯酚；高錳酸鉀+甲醛）第62頁，講稿共80頁，2023年5月2日，星期三二、培養(yǎng)基的種類1、根據(jù)對培養(yǎng)基成分的了解程度分類2、根據(jù)培養(yǎng)基的物理狀態(tài)分類3、根據(jù)培養(yǎng)基的功能分類第63頁，講稿共80頁，2023年5月2日，星期三1、天然培養(yǎng)基(Complexmedium)用化學成分還不清楚或化學成分不恒定的天然有機物制成的培養(yǎng)基，也稱為非化學限定培養(yǎng)基。如：牛肉膏蛋白胨、麥芽汁培養(yǎng)基2、合成培養(yǎng)基(Syntheticmedium)用化學成分完全了解的物質制成的培養(yǎng)基，也稱為化學限定培養(yǎng)基或組合培養(yǎng)基。如：高氏一號、查氏培養(yǎng)基3、半合成培養(yǎng)基(Semi-syntheticmedium)主要用化學成分完全了解的物質制成，同時加有天然成分的培養(yǎng)基，半組合培養(yǎng)基。如：馬鈴薯蔗糖（PDA）培養(yǎng)基（一）根據(jù)對培養(yǎng)基成分的了解程度分類高氏一號培養(yǎng)基淀粉20gKNO31gNaCl0.5gK2HPO40.5gMgSO40.5gFeSO40.01g瓊脂20g蒸餾水1000ml第64頁，講稿共80頁，2023年5月2日，星期三（二）根據(jù)培養(yǎng)基的物理狀態(tài)分類1、固體培養(yǎng)基(Solidmedium)在液體培養(yǎng)基中加入一定量凝固劑。瓊脂1.5-2%、明膠、硅膠2、半固體培養(yǎng)基(Semi-solidmedium)培養(yǎng)基中加入的凝固劑量比較少。瓊脂0.2%~0.7%3、液體培養(yǎng)基(Liquidmedium)培養(yǎng)基中未加任何凝固劑4、脫水培養(yǎng)基(Dehydratedmedium)預配制好的不含水分的商品化的培養(yǎng)基。如營養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基。第65頁，講稿共80頁，2023年5月2日，星期三半固體培養(yǎng)物的生長情況：第66頁，講稿共80頁，2023年5月2日，星期三液體培養(yǎng)物生長情況連續(xù)液體培養(yǎng)裝置示意圖第67頁，講稿共80頁，2023年5月2日，星期三1、選擇培養(yǎng)基(selectivemedium)用于將某種或某類微生物從混雜的微生物群體中分離出來的培養(yǎng)基。根據(jù)某種微生物的特殊營養(yǎng)要求或其對某化學、物理因素的抗性而設計的培養(yǎng)基，其作用是混合菌中的劣勢菌變成優(yōu)勢菌，從而達到分離篩選該微生物的目的。（三）按培養(yǎng)基的功能分類第68頁，講稿共80頁，2023年5月2日，星期三加富性選擇培養(yǎng)基抑制性選擇培養(yǎng)基取其所抗投其所好

選擇培養(yǎng)基有通過加入不妨礙目的微生物生長而抑制非目的微生物生長的物質以達到選擇的目的。

選擇培養(yǎng)基也可通過在培養(yǎng)基中加入目的微生物特別需要的營養(yǎng)物質而使它們加富以達到選擇目的。這種選擇培養(yǎng)基就是加富培養(yǎng)基。第69頁，講稿共80頁，2023年5月2日，星期三第70頁，講稿共80頁，2023年5月2日，星期三第71頁，講稿共80頁，2023年5月2日，星期三2、鑒別培養(yǎng)基(differentialmedium)是一類在培養(yǎng)基中添加某種化學物質而將目的或對象微生物的菌落與同一平板上的其他微生物菌落區(qū)別開來的培養(yǎng)基。用于鑒別不同類型微生物的培養(yǎng)基。在普通培養(yǎng)基中加入能與目的菌某種無色代謝產物發(fā)生顯色反應的指示劑或化學藥品，從而產生某種明顯的特征性變化，以區(qū)別不同的微生物。第72頁，講稿共80頁，2023年5月2日，星期三培養(yǎng)基名稱

加入化學物質

微生物代謝產物

培養(yǎng)基特征性變化

主要用途酪素培養(yǎng)基

酪素

胞外蛋白酶

蛋白水解圈

鑒別產蛋白酶菌株明膠培養(yǎng)基

明膠

胞外蛋白酶

明膠液化

鑒別產蛋白酶菌株油脂培養(yǎng)基

食用油、土溫、

胞外脂肪酶

由淡紅色變成深紅色

鑒別產脂肪酶菌株

中性紅指示劑淀粉培養(yǎng)基

可溶性淀粉

胞外淀粉酶

淀粉水解圈

鑒別產淀粉酶菌株H2S試驗培養(yǎng)基

醋酸鉛H2S產生黑色沉淀

鑒別產H2S菌株糖發(fā)酵培養(yǎng)基

溴甲酚紫

乳酸、醋酸、丙酸等

由紫色變成黃色

鑒別腸道細菌遠藤氏培養(yǎng)基

堿性復紅、亞硫酸鈉

乙酸、乙醛

帶金屬光澤深紅色菌落

鑒別水中大腸菌群伊紅美藍培養(yǎng)基

伊紅、美藍

酸

帶金屬光澤深紫色菌落

鑒別水中大腸菌群第73頁，講稿共80頁，2023年5月2日，星期三伊紅和美藍二種苯胺染料可抑制G+細菌和一些難培養(yǎng)的G-細菌。在低酸度時，這二種染料結合形成沉淀，起著產