培养基分离培养基和细菌的利用方式

培养基分离培养基和细菌的利用方式第1页，共33页，2023年，2月20日，星期四味精生产菌北京棒状杆菌AS1299的一级种子（用摇床培养）培养基配方：葡萄糖3%玉米浆2.5~3.5%尿素0.3~0.5%K2HPO40.1~0.2%MgSO40.05%二级种子（1200升发酵罐）培养基配方：以水解糖3%代替葡萄糖3%，其他成分相同。3.3.2根据培养目的来分①种子培养基(seedculturemedium)———是为保证发酵生产获得大量优质种子而设计的培养基，特点是营养较丰富，氮源比例较高。有时为使菌种能迅速适应后面的发酵条件，还有意识地加入发酵培养基的基质。

②发酵培养基(fermentationmedium)——用于生产预定发酵产物，一般以碳为主要元素，碳源含量往往高于种子培养基。大规模生产时，原料应价廉易得，还应有利于下游的分离提取。第2页，共33页，2023年，2月20日，星期四3.3.3按对培养基成分的了解程度来分①天然培养基(complexmedium)：也称作chemicallyundefinedmedium。利用化学成分还不完全清楚或不恒定的天然物质，（如肉汤、蛋白胨、麦芽汁、酵母汁、豆芽汁、玉米粉、牛奶、血清等）制成的培养基，天然培养基比较经济，除实验室经常使用外，更适宜于在生产上用来大规模地培养微生物和生产微生物产品。②合成（组合）培养基(syntheticmedium)：也称作chemicallydefinedmedium.

由化学成分完全了解的物质配制而成的培养基，该类培养基的组成成分精确、清楚，重复性强，但微生物生长较慢，且价格昂贵，故一般适于在实验室范围内他有关研生物营养需要、代谢、分类鉴定、生物测定以及菌种选育、遗传分析等方面的研究工作。如高氏培养基、察氏培养基等.③半组合培养基(semi-definedmedium)：在合成培养基的基础上添加些天然成份，以更有效地满足微生物对营养物的需要.如马铃薯蔗糖培养基第3页，共33页，2023年，2月20日，星期四实验室常用天然培养基第4页，共33页，2023年，2月20日，星期四3.3.4按制备后培养基外观的物理状态来分③液体培养基(liquidmedium)：液体培养基不含任何凝固剂，菌体与培养基充分接触，操作方便，常用于大规模的工业生产以及在实验室进行微生物生理代谢等基本理论的研究工作。可据培养后的浊度判断微生物的生长程度.①固体培养基(solidmedium)：天然固体营养基质制成的培养基，或液体培养基中加入一定量凝固剂（琼脂1.5～2％)而呈固体状态的培养基。为微生物的生长提供营养表面。常用于微生物的分离、纯化、计数等方面的研究。可依使用目的不同而制成斜面、平板等形式.②半固体培养基(semi-solidmedium)：在液体培养基中加入0.2-0.7％的琼脂构成的培养基。常用来观察细菌运动的特征，以进行菌种鉴定和噬菌体效价滴定等方面的实验工作。第5页，共33页，2023年，2月20日，星期四1.不被微生物分解、利用、液化；2.不因消毒灭菌而被破坏；3.在微生物的生长温度内保持固态；4.凝固点的温度对微生物无害；5.透明度好，粘着力强理想凝固剂应具备的条件第6页，共33页，2023年，2月20日，星期四第7页，共33页，2023年，2月20日，星期四第8页，共33页，2023年，2月20日，星期四3.3.4按特殊用途划分①基础培养基(minimummedium):是含有一般微生物生长繁殖所需的基本营养物质的培养基；另外基础培养基也可作为一些特殊培养基的基础成分（如制备糖发酵培养基时）.②选择性培养基(selectivemedium)：是根据某种或某一类群微生物的特殊营养需要，或对某种化合物的敏感性不同而设计出来的一类培养基。利用这种培养基可用来将某种或某类微生物从混杂的微生物群体中分离出来.③鉴别性培养基(differentialmedium)：用于鉴别不同类型微生物的培养基，在普通培养基中加入能与某种代谢产物发生反应的指示剂或化学药品，从而产生某种明显的特征性变化，以区别不同的微生物，例：伊红美兰乳糖培养基（EosinMethyleneBlue）④加富培养基(enrichedmedium)：在普通培养基中加入某些特殊的营养物，如血、血清、动、植物组织液或其他营养物质（或生长因子）的一类营养丰富的培养基。用来培养营养要求苛刻的微生物，或用以富集（数量上占优势）和分离某中微生物.第9页，共33页，2023年，2月20日，星期四选择培养基(selectivemedium)第10页，共33页，2023年，2月20日，星期四选择培养基(selectivemedium)第11页，共33页，2023年，2月20日，星期四鉴别培养基(differentialmedium)伊红和美蓝二种苯胺染料可抑制G+细菌和一些难培养的G—细菌。在低酸度时，这二种染料结合形成沉淀，起着产酸指示剂的作用。试样中的多种肠道菌会在EMB培养基上产生相互易区分的特征菌落，因而易于辨。例如大肠杆菌强烈分解乳糖而产生大量的混合酸，菌体呈酸性，菌落被染成深紫色，从菌落表面的反射光中还可看到绿色金属闪光。第12页，共33页，2023年，2月20日，星期四4、微生物吸收营养物质的方式4.1单纯扩散(simplediffusionorpassivediffusion)被输送的物质，靠细胞内外浓度为动力，以透析或扩散的形式从高浓度区向低浓度区的扩散。第13页，共33页，2023年，2月20日，星期四特点：①扩散是非特异性的营养物质吸收方式：如营养物质通过细胞膜中的含水小孔，由高浓度的胞外环境向低浓度的胞内扩散；②在扩散过程中营养物质的结构不发生变化：即既不与膜上的分子发生反应，本身的分子结构也不发生变化；③物质运输的速率较慢：速率与胞内外营养物质的浓度差有关，即随细胞膜内外该物质浓度差的降低而减小，直到胞内外物质浓度相同；④不需要载体参与；扩散是一个不需要代谢能的运输方式：因此，物质不能进行逆浓度运输。⑤可运送的养料有限：限于水、溶于水的气体，及分子量小，脂溶性、极性小的营养物质。第14页，共33页，2023年，2月20日，星期四

单纯扩散模式图细胞膜外细胞膜内细胞膜第15页，共33页，2023年，2月20日，星期四4.2促进扩散(facilitateddiffusion)特点：被动的物质跨膜运输方式物质运输过程中不消耗能量参与运输的物质本身的分子结构不发生变化不能进行逆浓度运输运输速率与膜内外物质的浓度差成正比。通过促进扩散进行跨膜运输的物质需要借助与载体(carrier)的作用才能进入细胞，而且每种载体只运输相应的物质，具有较高的专一性。营养物通过与细胞膜上载体蛋白（也称作透过酶permease）的可逆性结合来加快其传递速度促进扩散的运输方式多见于真核微生物中，例如通常在厌氧生活的酵母菌中，某些物质的吸收和代谢产物的分泌是通过这种方式完成的。第16页，共33页，2023年，2月20日，星期四Embededprotein第17页，共33页，2023年，2月20日，星期四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；这种性质都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,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。第18页，共33页，2023年，2月20日，星期四促进扩散模式图细胞膜细胞膜外细胞膜内恢复原构象移位再循环结合结合构象改变第19页，共33页，2023年，2月20日，星期四4.3主动运输(activetransport)◆在物质运输过程中需要消耗能量◆可以进行逆浓度运输主动运输是广泛存在于微生物中的一种主要的物质运输方式运输物质所需能量来源：好氧型微生物与兼性厌氧微生物直接利用呼吸能；厌氧型微生物利用化学能(ATP)；光合微生物利用光能；嗜盐细菌通过紫膜(purplemembrane)利用光能；在代谢能的推动下，通过膜上特殊载体蛋白逆养料浓度梯度吸收营养物质的过程第20页，共33页，2023年，2月20日，星期四主动运输模式图细胞膜细胞膜外细胞膜内恢复原构象移位再循环结合构象改变ADP+PiATP第21页，共33页，2023年，2月20日，星期四4.3.1初级主动运输(primaryactivetransport)第22页，共33页，2023年，2月20日，星期四初级主动运输(primaryactivetransport)第23页，共33页，2023年，2月20日，星期四4.3.2、次级主动运输(secondaryactivetransport)同向运输(symport)逆向运输(antiport)单向运输(uniport)为什么被称为：次级主动运输？第24页，共33页，2023年，2月20日，星期四4.3.3Na+,K+-ATP酶(Na+,K+-ATPase)系统第25页，共33页，2023年，2月20日，星期四Na+-K+-ATP酶系统Na+-K+-ATPase是存在于原生质膜上的一种重要离子通道蛋白功能:

利用ATP能量将Na+由细胞内“泵”出胞外,并将K+“泵”入胞内。该酶由大小两个亚基组成（MW:12万,5.5万）第26页，共33页，2023年，2月20日，星期四作用步骤:1.ATP酶(E)在细胞内侧与3个Na+结合,同时消耗能量;2.磷酸化ATP酶(E+)构象变化将Na+排除胞外,并与2个K+

结合;3.K+激发E+脱磷酸化恢复为E,同时将K+运入细胞.第27页，共33页，2023年，2月20日，星期四第28页，共33页，2023年，2月20日，星期四4.3.4基团转位(grouptranslocation)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。脂肪酸、核苷、碱基等也可通过这种方式运输。有一个复杂的运输系统来完成物质的运输,物质在运输过程中发生化学变化；基因转位是一种特殊的主动运输，与普通的主动运输相比，营养物质在运输的过程中发生了化学变化（糖在运输的过程中发生了磷酸化）。其余特点与主动运输相同。第29页，共33页，2023年，2月20日，星期四在酶Ⅰ的作用下HPr被激活在酶Ⅱ的作用下P-HPr将磷酸转移给糖第30页，共33页，2023年，2月20日，星期四运送机制:是依靠磷酸转移酶系统,即磷酸烯醇式丙酮酸-己糖磷酸转移酶系统.运送步骤:(1)热稳载体蛋白(HPr)的激活

细胞内高能化合物磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）的磷酸基团把HPr激活。酶1

PEP+HPr丙酮酸+P-HPrHPr是一种低分子量的可溶性蛋白，结合在细胞膜上，具有高能磷酸载体的作用。第31页，共33页，2023年，2月20日，星期四(2)、糖被磷酸化后运入膜内膜外环境中的糖先与外膜表面的酶2结合，再被转运到内膜表面。这时，糖被P-HPr上的磷酸激活，并通过酶2的作