高中生物竞赛辅导课件【备课精讲精研精析】微生物的生长所需培养基

微生物生长所需培养基培养基(culturemedium)：人工配制的，适合微生物生长繁殖或产生代谢产物的营养基质培养基几乎是一切对微生物进行研究和利用工作的基础任何培养基都应该具备微生物生长所需要六大营养要素：碳源、氮源、无机盐、能源(化能型)、生长因子、水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：15磅灭菌：0.1MPa，121℃，15-30min；8磅灭菌：0.06MPa，112℃，15-30min；某些成分进行分别灭菌；过滤除菌；微生物生长所需培养基一、选用和设计培养基的原则和方法二、培养基的类型及应用微生物生长所需培养基一、选用和设计培养基的原则和方法1、选择适宜的营养物质2、营养物的浓度及配比合适3、物理、化学条件适宜4、经济节约5、精心设计、试验比较

在微生物学研究和生产实践中，配制合适的培养基是一项最基本的要求。微生物生长所需培养基一、选用和设计培养基的原则和方法1、选择适宜的营养物质培养不同的微生物应根据其特点采用不同的培养条件；培养目的不同，原料的选择和配比不同；实验室的常用培养基：细菌：牛肉膏蛋白胨培养基(或简称普通肉汤培养基)放线菌：高氏1号合成培养基培养(主要成分为淀粉)酵母菌：麦芽汁培养基霉菌：查氏合成培养基并非绝对！！微生物生长所需培养基一、选用和设计培养基的原则和方法1、选择适宜的营养物质培养不同的微生物应根据其特点采用不同的培养条件；培养目的不同，原料的选择和配比不同；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；生理、代谢研究：选用相应的培养基配方；枯草芽胞杆菌：一般培养：肉汤培养基或LB培养基自然转化：基础培养基观察芽胞：生胞子培养基(营养相对不足)产蛋白酶：玉米粉、黄豆饼粉为主的产酶培养基枯草芽胞杆菌能进入一种状态，这种状态下能从外界摄取遗传物质，发生重组等微生物生长所需培养基一、选用和设计培养基的原则和方法2、营养物质浓度及配比合适1)营养物质的浓度适宜高浓度糖类物质、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(或)代谢产物的形成和积累，其中碳氮比(C/N)的影响较大发酵生产谷氨酸时：碳氮比为4/1时，菌体大量繁殖，谷氨酸积累少碳氮比为3/1时，菌体繁殖受到抑制，谷氨酸产量则大量增加2)营养物质之间的配比适宜微生物生长所需培养基一、选用和设计培养基的原则和方法3、物理化学条件适宜pH和氧化还原电位（1）pH培养基的pH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通常培养条件：细菌与放线菌：pH7~7.5酵母菌和霉菌：pH4.5~6范围内生长微生物生长所需培养基一、选用和设计培养基的原则和方法3、物理化学条件适宜pH和氧化还原电位为了维持培养基pH的相对恒定，通常在培养基中加入pH缓冲剂，或在进行工业发酵时补加酸、碱微生物生长繁殖和代谢过程中，由于营养物质被分解利用和代谢产物的形成与积累，会导致培养基pH发生变化，若不对培养基pH进行控制，往往导致微生物生长速率或(和)代谢产物产量降低pH缓冲剂：一氢和二氢磷酸盐(如K2HPO4和KH2PO4)组成的混合物难溶的碳酸盐(如CaCO3)(乳酸菌大量产酸)天然的缓冲系统，如氨基酸、肽、蛋白质都属于两性电解质（1）pH微生物生长所需培养基一、选用和设计培养基的原则和方法3、物理化学条件适宜pH和氧化还原电位（2）氧化还原电位(Ф)又称氧化还原电势，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的一种指标，其单位是V(伏)或mV(毫伏)正如微生物与pH的关系一样，不同类型微生物生长对氧化还原电位(Ф)的要求不同好氧性微生物：+0.1伏以上时可正常生长，以+0.3～+0.4伏为宜兼性厌氧微生物：+0.1伏以上时进行好氧呼吸，+0.1伏以下时进行发酵厌氧性微生物：低于+0.1伏条件下生长；常规配置，一般不用考虑氧化还原电位需要考虑氧化还原电位微生物生长所需培养基一、选用和设计培养基的原则和方法3、物理化学条件适宜pH和氧化还原电位（2）氧化还原电位(Ф)氧化还原电位与氧分压和pH有关，也受培养基成分和某些微生物代谢产物的影响增加通气量(如振荡培养、搅拌)提高培养基的氧分压，或加入氧化剂，从而增加Ф值反之，煮沸驱氧后将培养基与空气隔绝，以及在培养基中加入抗坏血酸(0.1%)、硫化氢(0.025%)、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Ф值微生物生长所需培养基一、选用和设计培养基的原则和方法3、物理化学条件适宜pH和氧化还原电位（2）氧化还原电位(Ф)氧化还原电位与氧分压和pH有关，也受培养基成分和某些微生物代谢产物的影响增加通气量(如振荡培养、搅拌)提高培养基的氧分压，或加入氧化剂，从而增加Ф值；反之，煮沸驱氧后将培养基与空气隔绝，以及在培养基中加入抗坏血酸（0.1%）、硫化氢(0.025%)、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Ф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微生物生长所需培养基一、选用和设计培养基的原则和方法4、经济节约以粗代精对微生物来说，各种粗原料营养更加完全，效果更好。而且在经济上也节约牛肉膏蛋白胨培养基用水选择：自来水(最便宜、效果也更好)蒸馏水纯净水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，特别是在发酵工业中，以降低生产成本微生物生长所需培养基一、选用和设计培养基的原则和方法4、经济节约以“野”代“家”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，可以部分取代粮食用于工业发酵的碳源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，特别是在发酵工业中，以降低生产成本微生物生长所需培养基一、选用和设计培养基的原则和方法4、经济节约以废代好以工农业生产中易污染环境的废弃物作为培养微生物的原料。

糖蜜(制糖工业中含有蔗糖的废液)、乳清(乳制品工业中含有乳糖的废液)、豆制品工业废液及黑废液(造纸工业中含有戊糖和己糖的亚硫酸纸浆)等都可作为培养基的原料工业上的甲烷发酵主要利用废水、废渣作原料农村已推广利用粪便及禾草为原料发酵生产甲烷作为燃料大量的农副产品或制品，如麸皮、米糠、玉米浆、酵母浸膏、酒糟、豆饼、花生饼、蛋白胨等都是常用的发酵工业原料微生物生长所需培养基一、选用和设计培养基的原则和方法4、经济节约以简代繁某制药厂改进链霉素发酵液中的原有配方，设法减去30%-50%的黄豆饼粉、25%的葡萄糖和20%硫酸铵，结果反而提高了产量微生物生长所需培养基一、选用和设计培养基的原则和方法4、经济节约以纤代糖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、燃料及人类的食品及饮料以无机氮代蛋白以大气氮、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蛋白质或含氮的发酵产物供人们利用微生物生长所需培养基一、选用和设计培养基的原则和方法5、精心设计、试验比较进行生态模拟，研究某种微生物的培养条件；文献查阅，设计特定微生物的培养基配方；试验比较，确定特定微生物的最佳培养条件；微生物生长所需培养基一、选用和设计培养基的原则和方法二、培养基的类型及应用微生物生长所需培养基二、培养基的类型及应用1．按成份不同划分（1）天然培养基（2）合成培养基微生物生长所需培养基二、培养基的类型及应用1．按成份不同划分以化学成分还不清楚或化学成分不恒定的天然有机物组成成本较低，常用于实验室及工业上大规模的微生物发酵生产牛肉膏蛋白胨培养基、麦芽汁培养基、LB培养基营养物质来源主要成分牛肉膏瘦牛肉组织浸出汁浓缩而成的膏状物质

富含水溶性糖类、有机氮化合物、维生素、盐等蛋白胨将肉、酪素或明胶用酸或蛋白酶水解后干燥而成的粉末状物质富含有机氮化合物，也含有一些维生素和糖类酵母浸膏酵母细胞的水溶性提取物浓缩而成的膏状物质富含B类维生素，也含有有机氮化合物和糖类（1）天然培养基微生物生长所需培养基二、培养基的类型及应用1．按成份不同划分（2）合成培养基由化学成份完全了解的物质配制而成的培养基，也称化学限定培养基高氏一号培养基、查氏培养基重复性强，成本高，微生物生长慢，适用于实验室(营养需求、代谢、分类鉴定...)微生物生长所需培养基二、培养基的类型及应用2．根据物理状态划分固体培养基半固体培养基液体培养基微生物生长所需培养基二、培养基的类型及应用2．根据物理状态划分固体培养基：含有一定的凝固剂(琼脂1.5%～2%)凝固剂的要求：不被所培养的微生物分解利用在微生物生长的温度范围内保持固体状态凝固点温度不能太低，否则将不利于微生物的生长对所培养的微生物无毒害作用在灭菌过程中不会被破坏透明度好,黏着力强配制方便且价格低廉常用的凝固剂有琼脂、明胶和硅胶凝固点较低不含有机物，适合配制自养型微生物的培养基微生物生长所需培养基二、培养基的类型及应用2．根据物理状态划分半固体培养基：琼脂含量0.2%～0.7%应用：观察微生物的运动特征、分类鉴定液体培养基应用：大规模工业生产，实验室基础理论研究微生物生长所需培养基二、培养基的类型及应用3．根据用途划分（1）基础培养基（2）加富培养基（3）鉴别培养基（4）选择培养基（5）基本培养基和完全培养基（6）富集培养基（7）其他培养基微生物生长所需培养基二、培养基的类型及应用3．根据用途划分（1）基础培养基在一定条件下含有某种微生物生长繁殖所需的基本营养物质的培养基可作为一些特殊培养基的基础成分，根据微生物的特殊营养需求，在基础培养基中加入所需营养物质(氨基酸、生长因子)微生物生长所需培养基二、培养基的类型及应用3．根据用途划分（2）加富培养基在基础培养基(如肉汤蛋白胨培养基)中加入某些特殊营养物质制成的一类营养丰富的培养基血液、血清、酵母浸膏、动植物组织液等应用：培养营养要求比较苛刻的异养型微生物，如培养百日咳博德氏菌(Bordetellapertussis)需要含有血液的加富培养基微生物生长所需培养基二、培养基的类型及应用3．根据用途划分（3）鉴别培养基用于鉴别不同类型微生物的培养基，特殊化学物质发生特定的化学反应，产生明显的特征性变化，根据这种特征性变化，可将该种微生物与其他微生物区分开来产蛋白酶菌添加牛奶或酪素产生蛋白酶透明的蛋白质水解圈不产生蛋白酶无水解圈应用：微生物的快速分类鉴定，分离和筛选产生某种代谢产物的微生物菌种微生物生长所需培养基二、培养基的类型及应用3．根据用途划分（4）选择培养基

用于将某种或某类微生物从混杂的微生物群体中分离出来的培养基根据不同种类微生物的特殊营养需求或对某种化学物质的敏感性不同，在培养基中加入相应的特殊营养物质或化学物质，抑制不需要的微生物的生长，有利于所需微生物的生长选择对象抑制剂及其用量(200μg/ml)抑制对象一般细菌四环素(200)黑曲霉，酵母四环素(100)酱油曲霉，根霉放线菌酮(20)酵母放线菌酮(50)酱油曲霉放线菌酮(100)根霉放线菌酮(200)黑根霉真菌素(Cabicdin)(100)酱油曲霉，酵母G+细菌多粘菌素B(5)G-细菌G-细菌青霉素(1)G+细菌乳酸菌山梨酸(0.2%，pH6)芽胞杆菌叠氮化钠(0.005%，pH7)曲霉真菌素(20)酵母肠道细菌胆汁酸(1.5~5mg/mL)G+细菌微球菌山梨酸(0.2%，pH6)芽胞杆菌用于选择性培养基的若干抑制剂微生物生长所需培养基微生物生长所需培养基选择对象抑制剂及其用量(200μg/ml)抑制对象放线菌放线菌酮(50)霉菌制霉菌素(50)霉菌丙酸钠(4mg/mL)霉菌霉菌氯霉素(100)细菌青霉素(20)细菌链霉素(40)细菌青霉素(100)细菌氯霉素(100)+放线菌酮(10)细菌，酵母用于选择性培养基的若干抑制剂微生物生长所需培养基用于选择性培养基的若干抑制剂选择对象抑制剂及其用量(200μg/ml)抑制对象酵母丙酸钠(0.2%)曲霉，根霉，杆菌丙酸钠(0.1～0.15%)青霉，微球菌，醋酸菌CuSO4•5H2O(0.05%，pH3.8)乳酸菌，乳链球菌四环素(50)细菌氯霉素(20)细菌链霉素(20～100)细菌青霉素(50)细菌金霉素(100)细菌真菌素(200)细菌微生物生长所需培养基二、培养基的类型及应用3．根据用途划分（5）基本培养基和完全培养基基本培养基(minimalmedium)是能使野生型菌株