营养物质进入细胞的方式.

1、细胞膜是控制营养物质进出细胞的主要屏障，具选择通透性。细胞膜是控制营养物质进出细胞的主要屏障，具选择通透性。 影响营养物质进入细胞的主要因素：影响营养物质进入细胞的主要因素： (1)营养物质的性质（营养物质的性质（ 分子质量，电负性，结构等）分子质量，电负性，结构等） (2)细胞所处的环境（细胞所处的环境（ 温度，温度，pH值，渗透压，表面活性剂等）值，渗透压，表面活性剂等） (3)细胞的结构和功能（种类，菌龄，生理状态，代谢活性）细胞的结构和功能（种类，菌龄，生理状态，代谢活性） 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 一、一、 营养物质进入细胞的方式营养物质进入细胞的方

2、式 1、单纯、单纯扩散扩散( (simple diffusion)simple diffusion) 2 2、促进扩散、促进扩散( (facilitated diffusion)facilitated diffusion) 3 3、主动运输主动运输(active transport) 4、基团移位基团移位( (group translocation)group translocation) 1. 单纯扩散（单纯扩散（simple diffusion） 又称又称“被动扩散被动扩散”（passive transport） 属物理扩散。不需能量，无载体参与，以浓差为动力，属物理扩散。不需能量，无载体

3、参与，以浓差为动力， 高浓向低浓扩散高浓向低浓扩散 特点：特点： 非特异性，高浓向低浓扩散；非特异性，高浓向低浓扩散； 有一定选择性（原生质膜上含水小孔的大小和形状）；有一定选择性（原生质膜上含水小孔的大小和形状）； 不发生反应，性质（结构）不变；不发生反应，性质（结构）不变； 不需能，依靠浓差；不需能，依靠浓差； 运送速度随浓差降低而减小。运送速度随浓差降低而减小。 物质跨膜扩散的能力和速率与该物质的性质有关物质跨膜扩散的能力和速率与该物质的性质有关,分子量小、脂溶分子量小、脂溶 性、极性小的物质易通过扩散进出细胞。性、极性小的物质易通过扩散进出细胞。 扩散并不是微生物细胞吸收营养物质的主要

4、方式扩散并不是微生物细胞吸收营养物质的主要方式,水是唯一可通过扩水是唯一可通过扩 散自由通过原生质膜的分子散自由通过原生质膜的分子,脂肪酸、乙醇、甘油、苯、一些气体分脂肪酸、乙醇、甘油、苯、一些气体分 子子(O2、CO2)及某些氨基酸在一定程度上可通过扩散进出细胞。及某些氨基酸在一定程度上可通过扩散进出细胞。 2. 促进扩散（促进扩散（facilitated diffusion） 载体蛋白参与，不需能量，以浓差为动力，由高浓向低浓运送。载体蛋白参与，不需能量，以浓差为动力，由高浓向低浓运送。 运送物质：糖，氨基酸（真核微生物中作用明显）；运送物质：糖，氨基酸（真核微生物中作用明显）； 甘油（沙

5、门氏菌，非原核生物的重要运输方式）；甘油（沙门氏菌，非原核生物的重要运输方式）； 载体只影响物质的运输速率，并不改变该物质在膜内外形成载体只影响物质的运输速率，并不改变该物质在膜内外形成 的动态平衡状态（促进扩散速度比单纯扩散快）；的动态平衡状态（促进扩散速度比单纯扩散快）； 这种性质类似于酶的作用特征，因此载体蛋白也称为透过酶；这种性质类似于酶的作用特征，因此载体蛋白也称为透过酶； 透过酶大都是诱导酶透过酶大都是诱导酶,只有在环境中存在机体生长所需的营养只有在环境中存在机体生长所需的营养 物质时，相应的透过酶才合成。物质时，相应的透过酶才合成。 浓度梯度 运 输 速 度 被动扩散被动扩散 促

6、进扩散促进扩散 特点：特点： 质膜上的载体蛋白具较高的专质膜上的载体蛋白具较高的专 一性；被运输物质的分子结构一性；被运输物质的分子结构 不发生变化；不发生变化；运输速率与胞内运输速率与胞内 外营养物质的浓度差成正比，外营养物质的浓度差成正比， 当浓度差达到一定值时，载体当浓度差达到一定值时，载体 产生饱和效应，运输速度不再产生饱和效应，运输速度不再 随胞内外物质的浓度差的增加随胞内外物质的浓度差的增加 而增加。而增加。 3. 主动运输（主动运输（active transport） 一类需要提供能量（包括一类需要提供能量（包括ATP、质子动势或离子泵等）并、质子动势或离子泵等）并 通过细胞膜上

7、特异性载体蛋白构型的变化，而使膜外环境中通过细胞膜上特异性载体蛋白构型的变化，而使膜外环境中 低浓度的溶质运入膜内的一种物质运送方式。低浓度的溶质运入膜内的一种物质运送方式。 运输物质所需能量运输物质所需能量 来源：来源： 好氧型微生物与好氧型微生物与 兼性厌氧微生物直兼性厌氧微生物直 接利用呼吸能；接利用呼吸能； 厌氧型微生物利厌氧型微生物利 用化学能用化学能(ATP)； 光合微生物利用光合微生物利用 光能；光能； 嗜盐细菌通过紫嗜盐细菌通过紫 膜利用光能膜利用光能 运送物质：运送物质： 无机离子（无机离子（ K+等）；等）； 糖（乳糖，麦芽糖，葡萄糖等糖（乳糖，麦芽糖，葡萄糖等 ）；）；

8、大部分氨基酸和有机酸。大部分氨基酸和有机酸。 特点：特点： 需载体蛋白参与；需载体蛋白参与； 载体蛋白具有较强的专一性；载体蛋白具有较强的专一性； 载体蛋白通过构象变化而改变与被运送物质之间的亲和载体蛋白通过构象变化而改变与被运送物质之间的亲和 力，载体蛋白构象变化需消耗能量；力，载体蛋白构象变化需消耗能量； 4. 基团转位基团转位(group translocation) 需载体蛋白，耗能，被运送物质分子结构发生变化需载体蛋白，耗能，被运送物质分子结构发生变化 特点：特点： 需能量；需能量； 需载体蛋白；需载体蛋白； 逆浓差运输；逆浓差运输； 运输具有专一性；运输具有专一性； 物质在运送过程

9、中物质在运送过程中 发生化学变化（磷发生化学变化（磷 酸化），磷酸基团酸化），磷酸基团 来源于来源于PEP (1) PEP + HPr 磷酸磷酸HPr + 丙酮酸丙酮酸 磷酸磷酸HPr +葡萄糖葡萄糖 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 + HPr 运送机制：运送机制： 磷酸转移酶系统（磷酸转移酶系统（PTS） 包括包括: 酶酶（非特异性，胞内）（非特异性，胞内） 酶酶a （非特异性，胞内）非特异性，胞内） 酶酶b （特异性，亲水性，接近膜）特异性，亲水性，接近膜） 酶酶c（特异性，疏水性，膜上特异性，疏水性，膜上） HPr （热稳载体蛋白）（热稳载体蛋白） （非特异性，膜上（非特异性，膜上） 基团转位

10、主要存在于厌氧型和兼性厌氧型细菌中，基团转位主要存在于厌氧型和兼性厌氧型细菌中， 主要用于糖的运输。主要用于糖的运输。 目前尚未在好氧型细菌及真核生物中发现这种运输目前尚未在好氧型细菌及真核生物中发现这种运输 方式；方式； 尚未发现氨基酸通过这种方式运输。尚未发现氨基酸通过这种方式运输。 第四节第四节 培养基（培养基（medium，media） 培养基是人工配制的，适合于微生物生长繁殖或产生培养基是人工配制的，适合于微生物生长繁殖或产生 代谢产物的营养基质。代谢产物的营养基质。 一、培养基的分类一、培养基的分类 按对培养基中材料的了解情况分按对培养基中材料的了解情况分 按培养基的物理状态分按培

11、养基的物理状态分 按培养基的功能分按培养基的功能分 按培养基使用的目的分按培养基使用的目的分 二、二、 配制培养基的原则配制培养基的原则 营养成分配比、渗透压营养成分配比、渗透压 、pHpH值值 、氧化还原电位、氧化还原电位 一、一、培养基的种类培养基的种类 1 1按对培养基成份的了解情况划分按对培养基成份的了解情况划分 （1 1）天然培养基）天然培养基(complex medium) 定义：指利用动植物、微生物或其它天然来源的难以确切定义：指利用动植物、微生物或其它天然来源的难以确切 知道其化学成分的原料所配成的培养基。知道其化学成分的原料所配成的培养基。 培养基可分为天然培养基、合成培养基

12、和半合成培养基。培养基可分为天然培养基、合成培养基和半合成培养基。 特点：培养基化学成分复杂，营养丰富，原料来源充足，特点：培养基化学成分复杂，营养丰富，原料来源充足， 价格低廉。价格低廉。 用途：适宜于实验室和大生产之用。用途：适宜于实验室和大生产之用。 举例：培养酵母和霉菌的麦芽汁培养基属于此类。举例：培养酵母和霉菌的麦芽汁培养基属于此类。 营营养养物物质质 来来源源 主主要要成成份份 牛牛肉肉浸浸膏膏 瘦瘦牛牛肉肉组组织织浸浸出出汁汁浓浓缩缩而而 富富含含水水溶溶性性碳碳水水化化合合物物、有有机机 成成的的膏膏状状物物质质 氮氮化化合合物物、维维生生素素、盐盐等等 蛋蛋白白胨胨 将将肉肉

13、、酪酪素素或或明明胶胶用用酸酸或或 富富含含有有机机氮氮化化合合物物、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 些些维维生生素素和和碳碳水水化化合合物物 粉粉末末状状物物质质 酵酵母母浸浸膏膏 酵酵母母细细胞胞的的水水溶溶性性提提取取物物 富富含含B B类类维维生生素素, ,也也含含有有有有机机氮氮 浓浓缩缩而而成成的的膏膏状状物物质质 化化合合物物和和碳碳水水化化合合物物 实验室常用的天然营养物质实验室常用的天然营养物质 （2）合成培养基）合成培养基(synthetic medium) 定义：采用已知化学成分的纯试剂所配成的培养基，也定义：采用已知化学成分的纯试剂所配成

14、的培养基，也 称组合培养基称组合培养基( (chemically defined medium)chemically defined medium)。 特点：这类培养基成分明确，重复性强。特点：这类培养基成分明确，重复性强。 用途：适用于做分类鉴定，生物测定、选种育种等方面用途：适用于做分类鉴定，生物测定、选种育种等方面 的研究。的研究。 举例：培养放线菌的高氏一号培养基，培养真菌的查氏举例：培养放线菌的高氏一号培养基，培养真菌的查氏 培养基。培养基。 （3）半合成培养基）半合成培养基(semi-synthetic medium) 定义：主要以化学试剂配制，同时还加有某种或某些天定义：主要以化

15、学试剂配制，同时还加有某种或某些天 然成分的培养基，也称半组合培养基。即在合成培养基中加然成分的培养基，也称半组合培养基。即在合成培养基中加 入某种天然成分而制成的培养基。入某种天然成分而制成的培养基。 特点：培养基中部分成分清楚，部分成分不清楚。特点：培养基中部分成分清楚，部分成分不清楚。 用途：适合于大多数微生物的培养。大多数培养基都用途：适合于大多数微生物的培养。大多数培养基都 属此类。属此类。 举例：营养琼脂（举例：营养琼脂（NANA）中除含有天然的牛肉膏和蛋白）中除含有天然的牛肉膏和蛋白 胨外，还有成分明确的氯化钠。胨外，还有成分明确的氯化钠。 2 2根据物理状态划分根据物理状态划分

16、 固体培养基固体培养基(solid medium) 半固体培养基半固体培养基(semi-solid medium) 液体培养基液体培养基(liquid medium) 天然固体基质制成的固体培养基，如马铃薯块、麸皮天然固体基质制成的固体培养基，如马铃薯块、麸皮 培养基；二是在液体培养基中添加凝固剂而制成的固体培培养基；二是在液体培养基中添加凝固剂而制成的固体培 养基。用于微生物分离、鉴定、计数、测定、保藏等养基。用于微生物分离、鉴定、计数、测定、保藏等, ,生产生产 上固体种子培养，某些产品的发酵培养基。上固体种子培养，某些产品的发酵培养基。 液体培养基中加入少量的凝固剂而使之呈半固体状态液体

17、培养基中加入少量的凝固剂而使之呈半固体状态 的一类培养基。的一类培养基。(0.2(0.20.70.7琼脂琼脂) )。常用于观察细菌运动。常用于观察细菌运动 特征，噬菌体效价鉴定以及厌氧菌培养等。特征，噬菌体效价鉴定以及厌氧菌培养等。 不含任何凝固剂，其组分均匀，呈液体状态，用途广不含任何凝固剂，其组分均匀，呈液体状态，用途广 泛。常用于微生物生理代谢的各种研究，也是大规模工业泛。常用于微生物生理代谢的各种研究，也是大规模工业 发酵生产上普遍采用的培养基。发酵生产上普遍采用的培养基。 凝固剂特点和种类凝固剂特点和种类 不被微生物液化、分解和利用；不被微生物液化、分解和利用； 在微生物生长的温度范

18、围内保持固体状态；在微生物生长的温度范围内保持固体状态； 凝固点的温度对微生物无害；凝固点的温度对微生物无害； 不会因高温灭菌而受到破坏；不会因高温灭菌而受到破坏； 透明度好、凝固力强；透明度好、凝固力强； 配制方便，价格低廉。配制方便，价格低廉。 理想的凝固剂应具备以下条件：理想的凝固剂应具备以下条件： 琼脂和明胶用作凝固剂的性能比较琼脂和明胶用作凝固剂的性能比较 凝固剂凝固剂微生物利用程度微生物利用程度融化温度融化温度 凝固点凝固点化学本质化学本质常用量常用量 琼脂琼脂绝大多数不利用绝大多数不利用964045 聚半乳糖硫酸酯聚半乳糖硫酸酯0.52% 明胶明胶大多数利用（作氮源）大多数利用（

19、作氮源）2520动物蛋白动物蛋白512% （1）鉴别培养基）鉴别培养基(differential medium) 一类含有某种代谢产一类含有某种代谢产 物指示剂的培养基。微生物指示剂的培养基。微生 物在这类培养基上生长后，物在这类培养基上生长后， 分泌的代谢产物与指示剂分泌的代谢产物与指示剂 起反应产生某种明显的特起反应产生某种明显的特 征性变化，根据这种变化征性变化，根据这种变化 将该种微生物与其它微生将该种微生物与其它微生 物区分开来。物区分开来。 3 3按功能划分按功能划分 培养基分成鉴别培养基和选择培养基培养基分成鉴别培养基和选择培养基 伊红伊红-美兰培养基（美兰培养基（EMB）可用于

20、鉴别大肠杆菌、沙门氏）可用于鉴别大肠杆菌、沙门氏 菌、志贺氏菌等肠道微生物。大肠杆菌能强烈分解乳糖而产生菌、志贺氏菌等肠道微生物。大肠杆菌能强烈分解乳糖而产生 大量的混合酸，使菌体表面带大量的混合酸，使菌体表面带H+，染上酸性染料伊红，又因伊，染上酸性染料伊红，又因伊 红与美兰结合，引起菌落被染上深紫色，反射光下呈绿色金属红与美兰结合，引起菌落被染上深紫色，反射光下呈绿色金属 光泽。光泽。 培养基名称培养基名称 加入化学物质加入化学物质 微生物代谢产物微生物代谢产物 培养基特征性变化培养基特征性变化 主要用途主要用途 酪素培养基酪素培养基 酪素酪素 胞外蛋白酶胞外蛋白酶 蛋白水解圈蛋白水解圈

21、鉴别产蛋白酶菌株鉴别产蛋白酶菌株 明胶培养基明胶培养基 明胶明胶 胞外蛋白酶胞外蛋白酶 明胶液化明胶液化 鉴别产蛋白酶菌株鉴别产蛋白酶菌株 油脂培养基油脂培养基 食用油食用油、土温、土温、 胞外脂肪酶胞外脂肪酶 由淡红色变成深红色由淡红色变成深红色 鉴别产脂肪酶菌株鉴别产脂肪酶菌株 中性红指示剂中性红指示剂 淀粉培养基淀粉培养基 可溶性淀粉可溶性淀粉 胞外淀粉酶胞外淀粉酶 淀粉水解圈淀粉水解圈 鉴别产淀粉酶菌株鉴别产淀粉酶菌株 H2S试验培养基试验培养基 醋酸铅醋酸铅 H2S 产生黑色沉淀产生黑色沉淀 鉴别产鉴别产H2S菌株菌株 糖发酵培养基糖发酵培养基 溴甲酚紫溴甲酚紫 乳酸、醋酸、丙酸等乳

22、酸、醋酸、丙酸等 由紫色变成黄色由紫色变成黄色 鉴别肠道细菌鉴别肠道细菌 远藤氏培养基远藤氏培养基 碱性复红、亚硫酸钠碱性复红、亚硫酸钠 酸、乙醛酸、乙醛 带金属光泽深红色菌落带金属光泽深红色菌落 鉴别水中大肠菌群鉴别水中大肠菌群 伊红美蓝培养基伊红美蓝培养基 伊红、美蓝伊红、美蓝 酸酸 带金属光泽深紫色菌落带金属光泽深紫色菌落 鉴别水中大肠菌群鉴别水中大肠菌群 鉴别培养基举例鉴别培养基举例 （2）选择培养基）选择培养基(selective medium) 根据某类微生物的根据某类微生物的 特殊营养要求或对某种特殊营养要求或对某种 物理化学因子的抗性而物理化学因子的抗性而 设计出来的一类培养基

23、。设计出来的一类培养基。 即根据被分离微生即根据被分离微生 物的特性，采用物的特性，采用“投其投其 所好、取其所抗所好、取其所抗”的原的原 则设计的培养基。则设计的培养基。 目的：增殖少数目的：增殖少数 手段：手段：“投其所好投其所好” 混合样品混合样品 选择性培养基选择性培养基 成为成为 中劣势菌中劣势菌 优势菌优势菌 目的：抑制多数菌目的：抑制多数菌 手段：手段：“取其所抗取其所抗” 选择培养基选择培养基 基础培养基基础培养基+嗜好营养物嗜好营养物 基础培养基基础培养基+抑制剂抑制剂 以纤维素或石蜡油为唯一碳源的选择性培养基，可以从混杂的以纤维素或石蜡油为唯一碳源的选择性培养基，可以从混杂

24、的 微生物群体中分离出能分解纤维素或石蜡油的微生物。微生物群体中分离出能分解纤维素或石蜡油的微生物。 缺乏氮源的选择性培养基可用来分离固氮微生物缺乏氮源的选择性培养基可用来分离固氮微生物 抑制剂：抑制剂： 青霉素（抑制青霉素（抑制G+细菌）细菌） 分离分离G-细菌细菌 抗生素抗生素 氯霉素，链霉素（抑制细菌）氯霉素，链霉素（抑制细菌） 分离酵母菌，霉菌分离酵母菌，霉菌 放线菌酮（抑制酵母，霉菌）放线菌酮（抑制酵母，霉菌） 分离细菌，放线菌分离细菌，放线菌 结晶紫：抑制结晶紫：抑制G+ 分离分离G- 染料染料 胆盐：抑制胆盐：抑制G+ 分离分离G- 孟加拉红：抑制细菌、放线菌孟加拉红：抑制细菌、

25、放线菌 分离酵母，霉菌分离酵母，霉菌 其它其它 叠氮化钠：抑制霉菌叠氮化钠：抑制霉菌 分离乳酸菌分离乳酸菌 10%酚数滴：抑制细菌，霉菌酚数滴：抑制细菌，霉菌 分离放线菌分离放线菌 用于选择性的物理因素有：温度，氧气，用于选择性的物理因素有：温度，氧气，pH值，渗透压等值，渗透压等 如何从土样中分离产蛋白酶或淀粉酶的芽孢杆菌？如何从土样中分离产蛋白酶或淀粉酶的芽孢杆菌？ 1）将样品接入装有肉汤培养基的三角瓶中，）将样品接入装有肉汤培养基的三角瓶中，80 水浴处理水浴处理10分钟，然后分钟，然后 37振荡培养振荡培养24h； 2）将菌液适当稀释后，在酪素平板或淀粉平板（鉴将菌液适当稀释后，在酪素

26、平板或淀粉平板（鉴 别性培养基）上进行涂布分离；别性培养基）上进行涂布分离； 3）挑取透明圈直径与菌落直径比值较大的菌落，保）挑取透明圈直径与菌落直径比值较大的菌落，保 存于斜面，然后进行摇瓶发酵，测定其发酵性能。存于斜面，然后进行摇瓶发酵，测定其发酵性能。 （1）种子培养基）种子培养基 用于培养菌种，营养成分相对比较丰富。以长好菌体为用于培养菌种，营养成分相对比较丰富。以长好菌体为 目标，同时兼顾菌种对发酵培养基的适应能力。目标，同时兼顾菌种对发酵培养基的适应能力。 4 4按培养基使用目的划分按培养基使用目的划分 （2）发酵培养基）发酵培养基 以获得最大强度的代谢产物为目的。它的原料来源一般

27、以获得最大强度的代谢产物为目的。它的原料来源一般 较粗放，有时还在发酵培养基中添加前体、促进剂或抑制剂，较粗放，有时还在发酵培养基中添加前体、促进剂或抑制剂， 以利获得最多的发酵产品。以利获得最多的发酵产品。 （3）生化测定培养基）生化测定培养基 主要用于测定某种微生物的特定生理特征所用的培养基。主要用于测定某种微生物的特定生理特征所用的培养基。 一般为合成培养基，组成成分明确、恒定，以保证测定工作一般为合成培养基，组成成分明确、恒定，以保证测定工作 的可靠性和重复性。的可靠性和重复性。 任何培养基都应该具备微生物生长所需要六大营养要素任何培养基都应该具备微生物生长所需要六大营养要素 任何培养

28、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 常规高压蒸汽灭菌：常规高压蒸汽灭菌： 0.1MPa,(121),15-30min0.1MPa,(121),15-30min； 0. 0.056MPa,(112.6),15-30min056MPa,(112.6),15-30min 有时某些成分进行分别灭菌；有时某些成分进行分别灭菌； 加热容易造成结构破坏的成分需过滤除菌加热容易造成结构破坏的成分需过滤除菌 二、配制培养基的原则二、配制培养基的原则 配制培养基的配制培养基的4个基本原则：个基本原则： 1. 营养协调；营养协调； 2.物理、化学条件适宜；物理、化学条件适宜；

29、3.目的明确；目的明确； 4. 经济节约经济节约 1. 营养协调营养协调 营养物质的浓度适宜；营养物质的浓度适宜； 营养物质之间的配比适宜。营养物质之间的配比适宜。 高浓度糖类物质、无机盐、重金属离子等不仅不能维持高浓度糖类物质、无机盐、重金属离子等不仅不能维持 和促进微生物的生长，反而起到抑制或杀菌作用。和促进微生物的生长，反而起到抑制或杀菌作用。 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 的生长繁殖和的生长繁殖和(或或)代谢产物的形成和积累，其中碳氮比代谢产物的形成和积累，其中碳氮比(C/N) 的影响较大。的影响较大。 C/N比：培养

30、基所含碳源中碳原子的摩尔数与氮源中氮原子的比：培养基所含碳源中碳原子的摩尔数与氮源中氮原子的 摩尔数之比。摩尔数之比。 发酵生产谷氨酸时：发酵生产谷氨酸时： C/N比为比为4/1时，菌体大量繁殖，谷氨酸积累少；时，菌体大量繁殖，谷氨酸积累少； C/N比为比为3/1时，菌体繁殖受到抑制，谷氨酸产量则大量增加。时，菌体繁殖受到抑制，谷氨酸产量则大量增加。 2. 理化条件适宜理化条件适宜 （1）渗透压；）渗透压； （2）pH值；值； （3）氧化还原电位；）氧化还原电位； 渗透压大小由溶液中所含的分子或离子的质点数决定。渗透压大小由溶液中所含的分子或离子的质点数决定。 等重的物质，如果其分子或离子越小

31、，则质点数越等重的物质，如果其分子或离子越小，则质点数越 多，因而产生的渗透压越大。多，因而产生的渗透压越大。 等渗溶液：适宜微生物生长；等渗溶液：适宜微生物生长； 高渗溶液：细胞发生质壁分离；高渗溶液：细胞发生质壁分离； 低渗溶液：细胞吸水膨胀低渗溶液：细胞吸水膨胀 （1）渗透压）渗透压（osmotic presure）和和水活度水活度 （2）pH 培养基的培养基的pH必须控制在一定的范围内，以满足不同类型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。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： 细细 菌：菌：pH7.08.0; 放线菌：放线菌：

32、pH7.58.5; 酵母菌：酵母菌：pH3.86.0; 霉霉 菌：菌： pH4.05.8; 为了维持培养基为了维持培养基pH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pH缓缓 冲剂，或在进行工业发酵时补加酸、碱。冲剂，或在进行工业发酵时补加酸、碱。 内源调节内源调节 缓冲液：缓冲液：K2HPO4/KH2PO4（pH 6.47.2） 调节方式调节方式 固体碳酸盐：固体碳酸盐：CaCO3 外源调节：流加酸或碱外源调节：流加酸或碱 调节调节pH值的方法还有流加碳源（降低值的方法还有流加碳源（降低pH）或氮源）或氮源(升高升高pH)， 也可以通过控制通气量。也可以通过控制通气量。 （

33、3）氧化还原电位）氧化还原电位 氧化还原电位又称氧化还原电势（氧化还原电位又称氧化还原电势（redox potential），），是度是度 量某氧化还原系统中的还原剂释放电子或氧化剂接受电子趋势量某氧化还原系统中的还原剂释放电子或氧化剂接受电子趋势 的一种指标，其单位是的一种指标，其单位是V（伏）或伏）或mV（毫伏）。毫伏）。 不同类型微生物生长对氧化还原电位不同类型微生物生长对氧化还原电位()的要求不同的要求不同 好氧性微生物：好氧性微生物：+0.1伏以上时可正常生长伏以上时可正常生长,以以+0.3+0.4伏为宜；伏为宜； 厌氧性微生物：低于厌氧性微生物：低于+0.1伏条件下生长；伏条件下生

34、长； 兼性厌氧微生物：兼性厌氧微生物：+0.1伏以上时进行好氧呼吸伏以上时进行好氧呼吸,+0.1伏以下时进行伏以下时进行 发酵。发酵。 氧化还原电位与氧分压和氧化还原电位与氧分压和pH有关有关,也受某些微生物代谢产物的影响也受某些微生物代谢产物的影响 增加通气量增加通气量(如振荡培养、搅拌如振荡培养、搅拌)提高培养基的氧分压，或加入提高培养基的氧分压，或加入 氧化剂，从而增加氧化剂，从而增加值；值； 培养基中加入抗坏血酸培养基中加入抗坏血酸(0.1%)、硫化氢、硫化氢(0.025%)、半胱氨酸、半胱氨酸 (0.05%)、谷胱甘肽、二硫苏糖醇、庖肉等还原性物质可降低、谷胱甘肽、二硫苏糖醇、庖肉等

35、还原性物质可降低值。值。 培养基中加入氧化还原指示剂刃天青可对氧化还原电位进行间接测定培养基中加入氧化还原指示剂刃天青可对氧化还原电位进行间接测定 刃天青在无氧条件下呈无色；在有氧条件下，其颜色与溶刃天青在无氧条件下呈无色；在有氧条件下，其颜色与溶 液的液的pH有关，一般在中性时呈紫色，酸性时为红色；在微含氧有关，一般在中性时呈紫色，酸性时为红色；在微含氧 溶液中，呈粉红色。溶液中，呈粉红色。 3. 目的明确目的明确 实验室的常用培养基：实验室的常用培养基： 细菌：牛肉膏蛋白胨培养基（或普通肉汤培养基）；细菌：牛肉膏蛋白胨培养基（或普通肉汤培养基）； 放线菌：高氏放线菌：高氏1号合成培养基；号

36、合成培养基； 酵母菌：麦芽汁培养基；酵母菌：麦芽汁培养基； 霉菌：霉菌： 查氏合成培养基；查氏合成培养基； 实验室一般培养：普通常用培养基；实验室一般培养：普通常用培养基； 遗传研究：成分清楚的合成培养基；遗传研究：成分清楚的合成培养基； 生理、代谢研究：选用相应的培养基配方。生理、代谢研究：选用相应的培养基配方。 例如枯草芽孢杆菌：例如枯草芽孢杆菌： 一般培养：肉汤培养基或一般培养：肉汤培养基或LB培养基；培养基； 自然转化：基础培养基；自然转化：基础培养基； 观察芽孢：生孢子培养基；观察芽孢：生孢子培养基； 产蛋白酶：以玉米粉、黄豆饼粉为主的产酶培养基产蛋白酶：以玉米粉、黄豆饼粉为主的产酶

37、培养基 成份成份 氧化硫硫氧化硫硫 大肠杆菌大肠杆菌 牛肉膏蛋牛肉膏蛋 高氏一号高氏一号 查氏合成查氏合成 LB LB 主要主要 杆菌培养基杆菌培养基 培养基培养基 白胨培养基白胨培养基 合成培养基合成培养基 培养基培养基 培养基培养基 作用作用 牛肉膏牛肉膏 5 5 碳源碳源（能源）（能源） 、氮源氮源、 无机盐无机盐、生长因子生长因子 蛋白胨蛋白胨 10 10 10 10 氮源氮源、碳源碳源（能源）（能源） 、生长因子生长因子 酵母浸膏酵母浸膏 5 5 生长因子生长因子、氮源氮源、碳源碳源（能源）（能源） 葡萄糖葡萄糖 5 5 碳源碳源（能源）（能源） 蔗糖蔗糖 30 30 碳源碳源（能源

38、）（能源） 可溶性淀粉可溶性淀粉 20 20 碳源碳源（能源）（能源） CO2 （来自空气）（来自空气） 碳源碳源 （NH4）2SO4 0.4 氮源氮源、无机盐无机盐 NH4H2PO4 1 氮源氮源、无机盐无机盐 KNO3 1 氮源氮源、无机盐无机盐 NaNO3 3 氮源氮源、无机盐无机盐 MgSO47H7H2 2O 0.5 O 0.5 0 0. .2 2 0 0. .5 05 0. .5 5 无机盐无机盐 FeSO4 0.01 0.01 0.01 无机盐无机盐 KH2PO4 4 无机盐无机盐 K2HPO4 1 0.5 1 无机盐无机盐 NaCl 5 5 0.5 10 无机盐无机盐 KCl 0

39、.5 无机盐无机盐 CaCl2 0.25 无机盐无机盐 S 10 能源能源 H2O 1000 1000 1000 1000 1000 1000 溶剂溶剂 pH 7.0 7.0-7.2 7.0-7.2 7.2-7.4 自然自然 7.0 灭菌条件灭菌条件 12120分分 11230分分 12120分分 12120分分 12120分分 12120分分 4、经济节约、经济节约 配制培养基时应尽量利用廉价且易于获得的原料作为培养配制培养基时应尽量利用廉价且易于获得的原料作为培养 基成份基成份, 特别是在发酵工业中特别是在发酵工业中,以降低生产成本。以降低生产成本。 以粗代精以粗代精 以以“野野”代代 “

40、家家” 以废代好以废代好 粗原料营养更完全，效果更好粗原料营养更完全，效果更好,价格便宜。价格便宜。 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 都是富含淀粉质的野生植物，可以部分取代粮食。都是富含淀粉质的野生植物，可以部分取代粮食。 糖蜜、乳清、豆制品工业废液及造纸黑废液等都可作为糖蜜、乳清、豆制品工业废液及造纸黑废液等都可作为 培养基的原料。培养基的原料。 以纤代糖以纤代糖 以无机氮代蛋白以无机氮代蛋白 开发利用纤维素这种世界上含量最丰富的可再生资源。开发利用纤维素这种世界上含量最丰富的可再生资源。 将大量的纤维素农副产品转变为优质饲料、工业发酵原料、将大量的纤维素农副产品转变为优质饲料、工业发酵原料、 燃料及人类的食品及饮料。燃料及人类的食品及饮料。 以大气氮、铵盐、硝酸盐或尿素等一类非蛋白质或非氨以大气氮、铵盐、硝酸盐或尿素等一类非蛋白质或非氨 基酸廉价原料用作发酵培养基的原料，让微生物转化成菌体基酸廉价原料用作发酵培养基的原料，让微生物转化成菌体 蛋白质或含氮的发酵产物供人们利用。蛋白质或含氮的发酵产物供人们利用。 以简代繁以简代繁 某药厂改进链霉素发酵培养基，设法减去某药厂改进链霉素发酵培养基，设