微生物营养和培养基

第四章微生物营养和培养基微生物细胞的化学组成微生物的营养要素微生物的营养类型微生物对营养物质的吸收方式培养基

一、微生物细胞的化学组成（一）化学元素(chemicalelement):大量元素(macroelement):碳、氢、氧、氮、磷、硫、钾、镁、钙、铁（其中前六种占细菌细胞干重的97%）。微量元素(traceelement):锌、锰、钠、氯、钼、硒、钴、铜、钨、镍、硼。第一节微生物细胞的化学组成

表4—1微生物细胞中几种主要元素的含量（干重的百分数）元素细菌酵母菌霉菌碳5049.847.9氮1512.45.2氢86.76.7氧2031.140.2磷3——硫1——微生物细胞物质中灰分元素含量的百分比灰分元素固氮菌酵母菌霉菌P2O5SO3K2ONa2OMgOCaOFe2O3SiO2CuO4.950.292.410.070.820.890.08----3.540.0392.34--0.4280.3830.0350.093--4.850.112.811.120.34--（二）元素在细胞内存在形式：上述元素主要以水、有机物、无机盐的形式存在于细胞中：1．有机物：蛋白质、糖、脂类、核酸、维生素及其降解产物.2．无机物：1)参与有机物组成，2)单独存在于细胞质内以无机盐的形式存在.3、水：约占细胞总重70%～90%，以游离水和结合水两种形式存在游离水：干重法可测得；结合水：不易蒸发、不冻结、也不能渗透,占水总量的17%—28%。（三）微生物细胞化学组成含量的变化

此组成可因菌种的种类、菌龄、培养基组成、培养条件、分析方法等而有所不同。表4—2微生物细胞的化学组成主要成分细菌酵母菌霉菌水分75~8570~8085~90（占细胞鲜重的%）蛋白质50~8032~7514~15占细碳水化合物12~2827~637~40胞干脂肪5~202~154~40重的核酸10~206~81%无机盐2~303.8~76~12营养物（nutrient）：

那些能够满足机体生长、繁殖和完成各种生理活动所需要的物质通常称为微生物的营养物质。

营养（或叫营养作用，nutrition）：

微生物获得与利用营养物质的过程通常称为营养。第二节微生物的营养要素生物类型营养要素动物（异养）微生物绿色植物（自养）异养自养碳源糖类脂肪糖、醇、有机酸等二氧化碳、碳酸盐等二氧化碳、碳酸盐氮源蛋白质或其降解物蛋白质或其降解物有机或无机氮化物、氮无机氮化物、氮无机氮化物能源与碳同与碳同氧化无机物或利用日光能利用日光能生长因子维生素一部分需要维生素等不需要不需要无机元素无机盐无机盐无机盐无机盐水分水水水水表4-3微生物和动物、植物营养要素的比较一、碳源（Carbonsource）◆定义：凡可被用来构成细胞物质或代谢产物中碳素来源的营养物质。◆功能：提供合成细胞物质及代谢物的原料;并为整个生理活动提供所需要能源（异养微生物）。◆种类:无机含碳化合物：如CO2和碳酸盐等。有机含碳化合物：糖与糖的衍生物（多糖：如淀粉、麸皮、米糠等；饴糖；单糖）,脂类、醇类。有机酸、烃类、芳香族化合物以及各种含氮的化合物。类型元素水平化合物水平培养基原料水平有机碳C·H·O·N·X复杂蛋白质、核酸等牛肉膏、蛋白胨、花生饼粉等C·H·O·N多数氨基酸、简单蛋白质等一般氨基酸、明胶等C·H·O糖、有机酸、醇、脂类等葡萄糖、蔗糖、各种淀粉、糖蜜等C·H烃类天然气、石油及其不同馏份、石蜡油等无机碳C(?)——C·OCO2CO2C·O·XNaHCO3NaHCO3、CaCO3、白垩等表4—4微生物的碳源谱1.异养微生物：凡必须利用有机碳源的微生物2.自养微生物：凡以无机碳源作为主要碳源的微生物3.碳源的利用顺序：C.H.O(糖类>醇类、有机酸和脂类，单糖>双糖和多糖，己糖>戊糖，葡萄糖、果糖>甘露糖、半乳糖，淀粉>纤维素、几丁质，纯多糖>杂多糖)4.双功能营养物：对一切异样微生物来说，其碳源同时又兼作能源。可以用作洋葱假单胞菌唯一碳源的化合物有:碳水化合物及其衍生物：19种脂肪酸：11种二羧酸：9种其它有机酸：12种伯醇：3种氨基酸：12种其它氮化合物：13种无氮环状化合物：9种微生物不同，利用上述含碳化合物的能力不同，如假单胞菌属中的某些种可以利用90种以上的不同类型的碳源物质；而某些甲基营养型细菌只能利用甲醇或甲烷等一碳化合物进行生长。

微生物工业发酵中用做碳源的原料传统种类：糖类（单糖，饴糖）、 淀粉（玉米粉、山芋粉、野生植物 淀粉等）、麸皮、各种米糠等代粮发酵：纤维素、石油、CO2、H2

氮源(nitrogensource)

凡是提供微生物营养所需的氮元素的营养源，称为氮源。

氮源物质的主要作用是合成细胞物质中含氮物质，少数自养细菌能利用铵盐、硝酸盐作为机体生长的氮源与能源，某些厌氧细菌在厌氧与糖类物质缺乏的条件下，也可以利用氨基酸作为能源物质。

二、氮源

表4—5微生物的氮源谱类型元素水平化合物水平培养基原料水平有机氮N·C·H·O·X复杂蛋白质、核酸等牛肉膏、酵母膏、饼粕粉、蚕蛹粉等N·C·H·O尿素、一般氨基酸、简单蛋白质等尿素、蛋白胨、明胶等无机氮N·HNH3、铵盐等(NH4)2SO4等N·O硝酸盐等KNO3等NN2空气1.氮源的利用顺序:N.C.H.O或N.C.H.O.X>N.H>N.O>N2.氨基酸自养型微生物：不需要以氨基酸作氮源，能把尿素、铵盐、硝酸盐甚至氮气等简单氮源自行合成所需要的一切氨基酸的微生物。3.氨基酸异养型微生物：需要从外界吸收现成的氨基酸作氮源的微生物。迟效氮源：蛋白氮必须通过水解之后降解成胨、肽、氨基酸等才能被机体利用。速效氮源：无机氮源或以蛋白质降解产物形式存在的有机氮源可以直接被菌体吸收利用。

速效氮源，通常是有利于机体的生长，迟效氮源有利于代谢产物的形成。实验室常用的氮源有碳酸铵、硝酸盐、硫酸铵、尿素、蛋白胨、牛肉膏、酵母膏等。生产上常用的氮源：有硝酸盐、铵盐、尿素、氨以及蛋白含量较高的鱼粉、蚕蛹粉、黄豆饼粉、花生饼份、玉米浆等。多数微生物可以利用无机含氮化合物作为氮源，也可以利用有机含氮化合物作为氮源。但有些微生物没有将无机氮合成有机氮的能力，它们不能把尿素、铵盐等这些无机氮源自行合成他们生长所需的氨基酸，而需要从外界吸收现成的氨基酸作为氮源才能生长，这类微生物叫做氨基酸异养型微生物，也叫营养缺陷型。氮源的种类

能源：指能为微生物的生命活动提供最初能量来源的营养物或辐射能。

微生物的能源谱：

有机物：化能异养微生物的能源（同碳源）化学物质能源谱：无机物：化能自养微生物的能源（不同于碳源）

辐射能：光能自养和光能异养微生物的能源

3、能源

化能自养微生物的能源物质：都是一些还原态的无机物质，例如：NH4+、NO2-、S、H2S、H2、Fe2+等，能利用这些物质作为能源的全部是细菌，如：硝酸细菌、亚硝酸菌、硫化细菌、硫细菌、铁细菌、硫细菌、氢细菌和铁细菌等。这些无机养料常常是双功能的（如：NH4+既是硝酸细菌的能源，又是它的氮源。）

有机营养物常有双功能或三功能作用，既是异养微生物的能源，又是它们的碳源或氮源。光辐射能：是单功能的，只为光能微生物提供能源。

还原态的NH4:是双功能营养物（能源、氮源）

氨基酸：三功能营养物（碳源、氮源、能源）生长因子桃（gro岸wth父fac弯tor）呆：是一类蔬对微生喊物正常肃代谢必君不可少鼠且不能蔽用简单蚊的碳源膜或氮源偷自行合防成的有温机物。主要包别括维生突素、氨夹基酸、炮嘌呤和行嘧啶（胀碱基）标及其衍繁生物，吧此外还清有甾醇怨、胺齿类、脂颂肪酸等梳等。各挤种维生括素、氨桃基酸、阁嘌呤和膜嘧啶（孕碱基）阀的生理假功能见乘教材。缺乏合成浸生长因子呜能力的微甜生物称为利“营养缺许陷型”微生物开。四、生长在因子（g阔rowt递hf看acto直r）根据微碎生物对府生长因粉子的需苹要存在耻差异，泥可分为悦：1.野肯生型(wi哭ld平typ怖e)和原养型不需要生出长因子而赠能在基础稍培养基上生长欧的菌株2.侄营养缺糟陷型(au玻xot窝rop讯h)由于自处发或诱枝发突变单等原因咐从野生型菌株托产生的细需要提隆供特定大生长素匙物质才能绑生长的皮菌株1.生长理因子自养帅型微生物陕:不需要廉从外界胸吸收任竹何生长草因子就浸能正常控生长的师微生物劫(如E规.co桶li,森多数真凤菌、纺虑线菌、绿细菌)鼠。2.生长湖因子异养惭型微生物付：需要从站外界吸娱收多种王生长因财子才能钻维持正滚常生长惨的微生坑物（如伍乳酸菌镜、支原孤体和原约生动物徒等）。3.生菊长因子阿过量合壮成的微名生物：在其代谢通活动中，搂能够大量请合成分泌彩某些维生孤素等生长乒因子的微葛生物（如广阿舒假囊排酵母、链览霉菌、被快孢霉等）剃。根据微优生物对威生长因郊子的需目要分：无机盐：是微生物吩生长必不鼓可少的一向类营养物海质，它们尸为机体生趴长提供多是种重要的养生理功能竖（见下图棉），包括享大量元素耽和微量元科素。大量元素无：P、S脸、K、糠Mg、永Ca、趴Na、触Fe等捷。（微生物搂生长所需纲浓度在1姥0-3－10-4mol节/L）微量元绵素：Cu、婶Zn、桌Mn、券Mo、嫂Co等畅。（微生物前生长所需门浓度在1姨0-6－10-8mol/怨L）一般微脏生物生驾长所需豆要的无牙机盐有炎：硫酸咳盐、磷付酸盐、鞠氯化物茫以及含佣有钠、制钾、镁睛、铁等办金属元隶素的化旬合物。五、无扎机盐细胞内坟一般分冠子成分荡（P、洁S、C写a、M俊a、绩Fe等棉）一般功洋能秧渗予透压的廉维持（述Na+等）生理调节邀物质挠酶的激脱活剂（M宪a2+等）大量元么素炼pH占的稳定无该化能暑自养菌的内能源（S贤、Fe2+、NH4+、NO2-等）机所特冻殊功能盐梨无氧送呼吸时的岛氢受体（椅NO3-、SO42-等）酶的激筝活剂（忠Cu2+、Mn2+、Zn2+等）微量元俘素特殊分子索结构成分骂（Co、愉Mo等）无机盐捉的生理祸功能无机元降素的来扫源和功办能元素 人职为提供形泪式锅生敞理句功锹能P K淹H2PO4、K2HPO4核酸、坟磷酸和减辅酶的捞成分S Mg川SO4含硫氨予基酸、齿含硫维愧生素成仅分K KH2PO4、K2HPO4酶的辅迈因子、温维持电兆位差和翁渗透压Na得NaC烦l 维停持渗透拆压、某贵些细菌巧和蓝细绵菌需要Ca题Ca(出NO3)2、CaC债l2胞外酶稳塔定剂、蛋恒白酶辅因堤子、细菌丸芽孢和真建菌孢子形机成Mg M哨gSO4固氮酶辅辜因子、叶债绿素成分Fe F盗eSO4Cyt成易分；合成若叶绿素、库白喉毒素喘和氯高铁肃血红素所盖需Mn M该nSO4超氧化每物歧化陈酶、氨忌肽酶、仪L-阿涂拉伯糖螺异构酶缩慧等的辅询因子Cu活CuS洞O4氧化酶、筑酪氨酸酶沙的辅因子Co症CoS夏O4VB12复合物的究成分、肽扑酶的辅因庭子Zn Z拳nSO4碱性磷孩酸酶、萄脱氢酶搞、肽酶紫、脱羧习酶辅因刘子Mo肿(NH4)6Mo7O24固氮酶和区同化型及旋异化型硝眠酸盐还原敲酶的成分水分：水分是生摸物细胞的债主要化学絮成分，其繁重要的生宪理功能表旷现在下列棕几个方面既：1.细让胞的构成显成分2.良好武的溶剂，踪蝶一系列生大理生化反钞应的反应房诚介质3.参宿与许多佩生理生搅化反应4.却有效地剪控制细将胞内的村温度变推化六、水几种生物的游离水含量人体：60%海蛰：96%微生物孢子营养体霉菌孢子：~39%细菌芽孢：皮层：~70%核心：极低细菌：~80%酵母：~75%霉菌：~85%◆水在细壳胞中有两删种存在形离式：结合水和换游离水.◆不同细喝胞及不同燃细胞结构亏中游离水模的含量有载较大差别摄：根据生俯长所需双要的营耽养物质朴的性质符，可将歇生物分过成两种材基本的爷营养类沸型异养型湾生物：在生长政时需要犹以复杂孩的有机波物质作金为营养摆物质自养型生唉物：在生长时庭能以简单烫的无机物冻质作为营纯养物质动物属释于异养锡型生物善，植物愈，而微碰生物既赶有异养集型的也豪有自养苗型的，掩大多数谨微生物禾属于异涂养型生含物，少燃数微生烟物属于暗自养型腊生物。根据生缸长时能聋量的来斜源不同缩慧，又可途将生物怖分成两纪种类型化能营养医型生物：依靠化躲合物氧雀化释放限的能量究进行生寒长光能营养雁型生物：依靠光能本进行生长动物和大帐部分微生若物属于化尝能营养型傲生物，它往们从物质弓的氧化过坝程中获得眠能量。植继物和少部低分微生物兽属于光能钥营养型生作物第三节萄微尝生物的哄营养类德型分类标准营养类型1.以能源分光能营养型（phototroph）化能营养型（chemotroph）2.以氢供体分无机营养型（lithotroph）有机营养型(organotroph)3.以碳源分自养型(autotroph)异样型(heterotroph)4.以合成氨基酸能力分氨基酸自养型(aminoacidautotroph)氨基酸异养型(aminoacidheterotroph)5.以生长因子分原养型(prototroph)或野生型(wildtype)营养缺陷型(auxotroph)6.以取食方式分渗透营养型(osmotroph)吞噬营养型(phagotroph)7.以取得死或活有机物分寄生(saprophytism)腐生(parasitism)微生物午营养类筒型的分逼类营养类型营养类型能源氢供体基本碳源实例光能无机营养型（光能自养型）光无机物 CO2蓝细菌,紫硫细菌,绿硫细菌,藻类光能有机营养型（光能异养型）光有机物CO2及简单有机物红螺菌科的细菌（紫色无硫细菌）化能无机营养型（化能自养型）无机物无机物CO2硝化细菌,硫化细 菌,铁细菌,氢细菌,硫磺细菌等化能有机营养型（化能异养型）有机物 有机物有机物绝大多数细菌和 全部真核微生物光能自准养型微演生物：以C02作为唯泽一碳源嫌或主要浇碳源，盼并利用光能，以无机物如硫化淘氢、硫境代硫酸味钠或其绢他无机雀硫化物雁作为供巩氢体将鸭CO2讯还原成胸细胞物内质，同福时产生鸣元素硫光能CO2＋H2S祝[C与H2O]+员2S摩+H2O光合色素光能自筐养型微均生物包括蓝气细菌（女含叶绿狸素）、沈红硫细疤菌和绿禁硫细菌碍等少数梢微生物查（含细今菌叶绿浙素），膨由于含源有光合螺色素，盛因而能残使先能川转变成化学能诉（AT泛P），娱供机体吴直接利捧用。一、光恐能自养窄型微生绢物光能异养伐型微生物圆：以CO2为主要摊碳源或偿唯一碳舰源，以有机物（如异合丙醇）辈作为供罚氢体，庆利用光能将CO2还原成细饥胞物质，施红螺菌属浇中的一些唱细菌属于秒此种营养天类型。光能2(H3C)2CHOH嗽+CO22CH3COC桥H3+[C诸H2O]+H2O光合色役素光能异养绪型细菌在统生长时大助多数采要徒外源的生周长因子二、光茫能异养坑型微生份物利用光能谋，以简单萄有机物（典醇、有机椒酸）为供氢会体同化CO2CH3│光能CO2+2CH2-CHO眼H---商-→[C眨H2O]+2讯CH3COC衣H3+H2O菌绿素例：红螺肚菌属（Rho闯dos害pir幸ill判um）光能异董养型微蜘生物红螺菌化能自心养型微包生物：以CO2或碳酸盐揭作为唯一刮或主要碳针源，以无机物氧化释放括的化学能文为能源,誓，利用电冈子供体如氢气、硫分化氢、二元价铁离子醒或亚硝酸债盐等使C朗O2还原成细变胞物质。这类微生炒物主要有联硫化细菌海、硝化细腊菌、氢细崇菌与铁细线菌。它们殃在自然界异物质转换昼过程中起抬着重要的夫作用。三、化能团自养型微延生物通过氧化纲无机物取稿得能量，奋并以CO2为唯一锣或主要田碳源1.硝狮化细菌:亚硝化细皂菌2NH4++3O2→2NO2-+2H2O+链4H++132奏Kcal硝化细菌NO2-+1/2浸O2→NO3-+18宾.1侍Kca涂l2.刺硫化细大菌:通过氧化昏还原态的尾无机硫化物（H2S、S、切S2O32-、SO32-）获得能量振（硫杆遭菌属，罚硫微螺截菌属）H2S+1/2O2→S劝+H2O+早50.1牲Kca堤lS+兼11/2O2+H2O→床H2SO4+149教.8K灾cal3.丑铁细菌艰：氧化Fe2+为Fe3+获取能纲量并同敲化CO22Fe2++1/2氏O2+2H+→2Fe3++H2O+2阿1.2算Kc粉al4.懂氢细菌洪：具有氢鼓化酶，巾从氢的步氧化获蝇取能量，同乞化CO2H2+1/侦2O2→H2O+鱼56.7墙Kca腥l硝化细去菌铁细菌多数微生龄物属于化埋能异养型据，其生长驳所需要能量和篇碳源通较常来自荒同一种架有机物蕉。根据化能略异养型微丢生物利用限有机物的钟特性，又杨可以将其任分为下列漏两种类型剥：腐生型省微生物埋：利用无生寨命活性的葵有机物作拢为生长的票碳源。寄生型稠微生物燃：寄生在冒生活的袋细胞内中，从寄恋生体内汁获得生暴长所需聚要的营炮养物质艘。存在于繁寄生与粘腐生之成间的中设间过渡纵类型微习生物，称为兼性叮腐生型或兼性寄生鹅型。四、化愿能异养堪型微生啊物肺炎链球泥菌幽门螺旋剑菌第四节祸微药生物吸胸收营养稠物质的文方式单纯扩散促进扩湾散主动运永输基团移素位1、单纯挎扩散(sim背ple旋dif省fusi访ono害rpa垂ssiv帜edi吹ffus倾ion)被输送的尖物质，靠浙细胞内外规浓度为动睛力，以透碍析或扩散多的形式从微高浓度区痛向低浓度勇区的扩散帽。1、单加纯扩散(si泪mpl势e核dif搜fus度ion笨or乏pa欣ssi惊ve册dif扇fus躁ion堤)特点：①扩散是非特异桶性的营约养物质扬吸收方约式：如营即养物质辛通过细催胞膜中鄙的含水写小孔，良由高浓够度的胞歉外环境坡向低浓蛇度的胞视内扩散恋；②在扩吐散过程括中营养嫌物质的状结构不骨发生变孤化：即既不误与膜上的均分子发生泥反应，本航身的分子鹅结构也不亏发生变化湖；③物质岛运输的许速率较储慢：速率与胞收内外营养葡物质的浓籍度差有关巩，即随细袄胞膜内外物该物质浓素度差的降红低而减小痒，直到胞傲内外物质册浓度相同系；④不需要载婆体参与；扩散是一野个不需要益代谢能的叼运输方式举，因此，凭物质不能衔进行逆浓即度运输。⑤可运送伤的养料有良限：限于水睁、溶于亿水的气君体，及吗分子量权小，脂瞒溶性、窜极性小粘的营养钟物质。smos留isflo底ws缺tow灯ard省sh妨igh郊sa眯lt吃con赔cen穷tra遭tio曲ns单纯扩散慢模式图细胞膜外细胞膜内细胞膜三营养较物在运但送过程挤中，通抽过与细局胞膜上刷特异载暮体蛋白垃（也称策作透过鬼酶perm齐ease桂）的可逆讽性结合萄来加快相其传递戴速度，巡寿但不消匠耗能量甜的一类省扩散性甩运送方警式。2.促进扩散(fac巩ilit愁ated米dif察fusi通on/t唇rans液port均)2.促进菌扩散(fa族cil信ita油ted逼di啊ffu奏sio允n)特点：在促进扩炼散过程中营养物丹质本身难在分子结幅构上也墨不会发向生变化不消耗述代谢能土量，故不鱼能进行坐逆浓度敬运输运输的惰速率由益胞内外倒该物质凑的浓度差决定需要细忘胞膜上靠的载体蛋涨白（透商过酶）参与物质乳运输被运输赖的物质字与载体芹蛋白有末高度的特异性养料浓度孤过高时,天与载体岭蛋白出现饱和效消应促进扩粘散的运刃输方式类多见于逐真核微导生物中粥，例如急通常在裁厌氧生随活的酵支母菌中库，某些告物质的紧吸收和品代谢产蛮物的分敲泌是通蠢过这种捎方式完箭成的。Embe捏ded沃prot曾ein:Pro呜tei煎nstha雹ta酿ct兆ascar瓦rie愿rsare伙to址ol广arg居et脾om倚ove壮ac茂ros踏st估he铁mem辨bra关ne.撇Th允ey谣are手tr他ans萍mem费bra死ne线pro卡tei压ns.驼Th询ey突cyc添le缴bet足wee述ntwo税co娇nfo达rma雹tio友nsinw款hich版as赴olut晚ebi裹ndin疾gsi袋tei傻sac范cess庸ible希on惧one没side济of竖the立memb喉rane极or合the笑othe懂r.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构象改变or牵act贡ive诸an横spo旬rt3.主刮动运输(Ac坐tiv梢et贝ran奶spo延rt)在代谢能保的推动下是，通过膜陆上特殊载呜体蛋白构耳象的变化暗，逆养料贯浓度梯度萌吸收营养谁物质的过狐程。主动运输(Ac周tiv碌et腊ran系spo岸rt)特点：物质在窗主动运协输的过匠程中需要消挣耗代谢能可以进廊行逆浓度运输的角运输方阅式需要载体蛋钩白参与对被运输宫的物质有陪高度的立体专兔一性被运输的啊物质在转举移的过程间中不发生拿任何化振学变化不同的微浩生物在主洋动运输过裤程中所需偶的能量的盏来源不同妹，好氧微牌生物中直灶接来自呼致吸能，厌弦氧微生物总主要来自量化学能，膏光合微生眨物中则主婶要来自光恰能。主动运淡输是微匪生物吸录收营养诵物质的蛋主要方糊式。

Comp辆aris阁ono土fpa察ssiv投ean扬dac柿tive堵tra断nspo课rt.主动运仓输模式双图细胞膜细胞膜泛外细胞膜内恢复原木构象移位再循环结合构象改变ADP+PiATPNa+-K+-ATP酶系统Na+-K+-ATP乓ase是存在于杆原生质师膜上的烫一种重彼要离子鉴通道蛋爬白功能：利用ATP能量将梦Na+由细胞内“泵”出胞外，醒并将K+“泵”入胞内西。该酶旁由大小竿两个亚队基组成而（MW:安12万，玻5.5万）作用步骤田:1.A夜TP酶(昏E)在细清胞内侧与飞3个Na+结合，源同时消余耗能量纳；2.砖磷酸化袋ATP芝酶(E+)构象惰变化将遗Na+排除胞外歌，并与2父个K+结合；3.理K+激发E+脱磷酸印化恢复处为E，流同时将挠K+运入细胞俩。基因转位座是一种特总殊的主动辆运输，与裁普通的主攻动运输相转比，营养垃物质在运垒输的过程黄中发生了化学变化（糖在运庸输的过程碎中发生了曾磷酸化）扫。其余特砖点与主动爽运输相同使。基因转位谣主要存在狮于厌氧和币兼性厌氧奏型细菌中敲，也主要恨是用于单丑（或双）骡糖与糖的迹衍生物，惕以及核苷贝与脂肪散该的运输计。4.基神团转位偏(Gr渣oup缩慧t撒ran愈slo昂cat殖ion基)在酶Ⅰ的品作用下H垃Pr被激删活在酶Ⅱ的烧作用下P要-HPr勉将磷酸转笨移给糖运送机制:是依靠撞磷酸转移价酶系统,寸即磷酸烯僻醇式丙酮炉酸-己糖他磷酸转移侍酶系统.运送步淹骤:1.热稳忧载体蛋白逐(HPr墙)的激活细胞内否高能化挣合物磷肚酸烯醇旬式丙酮纤酸（PEP框）的磷酸基氏团把HPr激活。酶ⅠPEP景+HP赶r丙酮酸张+P-HP县rHPr是一种穷低分子岩量的可室溶性蛋粥白，结垮合在细沈胞膜上柜，具有灶高能磷排酸载体挽的作用服。2、糖稍被磷酸那化后运既入膜内膜外环碧境中的站糖先与院外膜表耽面的酶Ⅱ结合辰，再被廊转运到宫内膜表竿面。这弹时，糖使被P-泄HPr上的磷副酸激活涉，并通海过酶Ⅱ的作用旷将糖-磷须酸释放到细群胞内。酶ⅡP-HP爷r+糖妹糖桥-P+H积Pr酶Ⅱ是一种百结合于叼细胞膜亿上的蛋秆白，它尘对底物贱具有特冶异性选尸择作用雨，因此蚂细胞膜估上可诱触导出一细系列与程底物分漂子相应巡寿的酶Ⅱ。基团移位模式图细胞膜外细胞膜内SSSS细胞膜Enz2cEnz2bEnz2cEnz2aSSHPrP~PHPr~Enz1+PEP丙酮酸四种运掉输营养杏物质方颠式的比阿较比较项目单纯扩散促进扩散主动运输基团转位特异载体蛋白运输速度物质运输方向胞内外浓度运输分子能量消耗运输后物质的结构载体饱和效应与溶质类似物运送抑制剂运送对象举例无慢由浓至稀相等无特异性不需要不变无无竞争性无H2O、CO2、O2、甘油、乙醇、盐类有快由浓至稀相等特异性不需要不变有有竞争性有SO42-、PO43-、糖有快由稀至浓胞内浓度高特异性需要不变有有竞争性有氨基酸、乳糖等糖类，Na+、Ca2+等无机粒子有快由稀至浓胞内浓度高特异性需要改变有有竞争性有葡萄糖、果糖、甘露糖、嘌呤、核苷、脂肪酸5.膜泡痰运输原生动田物吸收起营养物珠质的方迈式，有胞吞和胞饮两种类参型Spec既ial回Case卷s1.雨En案doc冰yto辛sis2.行Ex夸ocy宜tos掏isTher恒ear救efo铸urt阴ypes握of挽carr朗ier-叉medi漆ated巴tra并nspo斑rts厌yste遍msi芹npr著ocar抬yote资s.T饼hec乘arri冷eri歪sa番prot斩ein亏(or勾grou慕pof呼pro衫tein怜s)t毯hat墙func唤tion摩in充the贫pass辉age枪ofa减sma蜡llm鬼olec编ule泉from对one虾sid拿eof映am址embr量ane久toa气noth螺er.鲜Atr再ansp盛ort舞syst视emm奇ayb佩ea姐sing哲let租rans汇memb耽rano资usp堤rote瞒int坑hat步form伯sa胖chan翠nel疏that刘adm跟its国pass墨age薄ofa屡spe愁cifi都cso怀lute愁.Or纤at值rans遗port睛sys笑tem内may乌bea堆coo碑rdin歌ated周sys退tem灭ofp言rote傻ins丸that煌bin藏dsa晨nds但eque换ntia揭lly葬pass思esa蹈sma闲llm阀olec仓ule幻玉thro贫ugh炊memb晋rane职.Tr毛ansp筑ort菊syst挂ems年have迁the斩pro息pert把yof柏spe伯cifi糖city伸for拜the销sol稠ute梅tran踏spor鄙ted.娱Som阿etr妄ansp骡ort仇syst匹ems用tran成spor月ta趋sing价les焦olut搬ewi大tht团hes秋ame索spec缓ific阶ity巡寿and诵kine除tics头as芳ane吃nzym姥e.S井ome领tran张spor身tsy垒stem秀swi俗llt晚rans息port筒(st岭ruct独ural狠ly)香rela尼ted耳mole钉cule骨s,a冲ltho职ugh务atr份educ炕ede贱ffic家ienc备yco讯mpar让edt通oth临eir谎prim脂ary寒subs等trat锣e.M觉ost台tran拆spor鸦tsy塑stem伶str鸭ansp须ort项spec零ific揪sug钢ars,接ami营noa订cids赵,an雕ions蹄or家cati征ons直that爱are至of幕nutr布itio较nal训valu党eto亮the毕bac痰teri谎um.Figu献re1凯2.T杆rans开port坝pro区cess深esi巨nba嫁cter甩ial抢cell酱s.S纽奉olut森ese劝nter贱or仅exit吉fro导mba汤cter健ial且cell菠sby宝mea旱nso摇fon拨eof拨thr漂eep脆roce蚕sses朝:un掉ipor适t,s桑ympo担rt(患also厌cal缎led善cotr铲ansp抽ort)大and组ant瓦ipor松t(a笑lso剑call畜ede锋xcha援nge雀diff互usio统n).新Tran娱spor粒tsy肉stem择s(F跑igur逼e13遥bel堂ow)晋oper伟ate逗byo择neo洒ran主othe振rof锄the盒sep泳roce示sses枪.第五节柱培养基培养基(轻medi凑um):是人工配杨制的适合欲于不同微着生物生长箩繁殖或积沉累代谢产吼物的营养扒基质。它殖是进行科肾学研究，佣发酵生产兼微生物制忘品等的基研础。第五节险培养轨基(med循ium)定义：应科研眉或生产况的需要球，由人南工配制吗的、适改合于不复同微生胳物生长滤繁殖或橡积累代变谢产物鸣用的营赶养基质绕（混合泼养料）叠。特点：任何培养摧基都应具农备微生物滴所需要的照六大营养狠要素，且宅应比例适味当。所以但一旦配成气必须立即回灭菌。用途：促使微生奸物生长；连积累代谢何产物；分孤离微生物涉菌种；鉴震定微生物豪种类；微的生物细胞矛计数；菌摘种保藏；羽制备微生蛾物制品一、选缸用和设资计培养导基的原助则和方刑法（一）培铸养基组分删应适合微朴生物的营酒养特点（目的员明确）（二）江营养物铜的浓度还与比例劳应恰当询（营养秀协调）（三）够物理化煎学条件卡适宜（岭理化适敞宜）（四）金根据培交养目的准选择原甜料及其叹来源（经济节胸约）（一）培迅养基组分民应适合微叔生物的营挑养特点即根据不球同微生物似的营养需棋要配制不寒同的培养本基。不同营养类型的微生物击，其对营额养物的需蹲求差异很妇大。如自养型微生物荐的培养锤基完全帅可以（污或应该要）由简肚单的无奇机物质厅组成。拘异养做从生物的能培养基晚至少需铸要含有喜一种有伪机物质絮，但有昼机物的祥种类需视适应所萝培养菌哄的特点舟。按微生茅物的主证要类群来说，它昌们所需要闻的培养基日成分也不蒜同：细菌：朵牛肉膏碌蛋白胨守培养基樱L字B(Lu反ria披-Be肤rta江ni)放线菌：贱高贞氏一号培逮养基真菌：赶查氏合谢成培养妈基苍PDA(Po沙tat分o-D耽ext养ros割e-A箱gar饶)酵母菌：麦芽汁、啊豆芽汁当对试验锁菌营养需耽求特点不纪清楚的时心候，可以摄采用‘生长谱’法进行受测定。（二）营选养物的浓发度与比例啄应恰当●浓度过高乱——微生乒物的生长集起抑制作浆用，浓度过小异——不能舰满足微生落物生长的尊需要。●碳氮比（提C/N）直接影嫂响微生搬物生长狂与繁殖诸及代谢爬物的形验成与积撑累，故斧常作为定考察培色养基组哪成时的镰一个重烟要指标倡；●速效性氮贝（或碳）扩源与迟效忆性氮（或蠢碳）源的伴比例●各种金葡属离子占间的比秧例碳源中的戴碳原子的六mol数氮源中所坟含的氮原旅子的mo骂l数C/N馅比值=例：谷氨渗酸生产中C/N棉＝4/1梨时，菌体黎大量繁殖必，谷氨酸寇积累少；C/N置＝3/拿1时德，菌体者生长受驼抑制，向而谷氨呢酸大量情增加。（三）物求理化学条卫件适宜（1）研pH:各类微裙生物的室最适生蔑长pH贤值各不昼相同：细皂菌唇：7.倍0~8兼.0势放线菌们：7.庙5~8瞧.5酵母菌：外3.8~置6.0黑霉词菌：4复.0~5露.8在微生根物的生页长和代侵谢过程抄中，由耻于营养亦物质的爬利用和悟代谢产势物的形梅成与积红累，培咐养基的妄初始p缎H值会滋发生改六变，为微了维持侨培养基扯pH值差的相对塔恒定，迹通常采紫用下列滥两种方瞧式：内源调节示：在培养敲基里加胁一些缓底冲剂或促不溶性次的碳酸剃盐；调蛾节培养右基的碳霸氮比。外源调坟节：按实际需跨要不断向乘发酵液流旷加酸或碱屋液☆磷酸缓冲液：pH值从6.0~7.6之间K2HPO4+HClKH2PO4+KClKH2PO4+KOHK2HPO4+H2O☆加入CaCO3：

CO32–HCO3–H2CO3CO2+H2O+H+–H–+H+–H–☆培养基中所含氨基酸、肽、蛋白质等物质也可起到缓冲作用。（2）渗雀透压和aw渗透压等渗溶搞液 适粗宜微生淹物生长高渗溶液负细胞发秃生质壁分割离低渗溶液犬细胞吸劫水膨胀，蹲直至破裂大多数微户生物适合牲在等渗的焦环境下生泊长，而有樱的菌如Stap狭hylo应cocc晚usa义ureu猎s则能在3韵mol/越LN番aCl的辱高渗溶液忍中生长。辉能在高盐虫环境（2结.8~6灶.2/L纤Na熟Cl）生种长的微生介物常被称平为嗜盐微戚生物（衬Hal碌oph指ile挡s）。◆微生物汽对水的击需要程婚度（水傍对微生费物生长想的影响乒）常用处环境（编或基质堆）中的水活度值衣（wat痛era味ctiv祖ity,w）表示。所怒谓w就是水泽的有效糊浓度。◆定义皆：水活俩度为在棒一定的咬温度条埋件下，俩溶液的谊蒸汽压盏（材料达上部蒸气相衬中水浓度竞）与纯抚水的蒸抛汽压（筑即纯水量上部蒸浩气相中谊水浓度敬）之比振，即：w=/拜o表巾示溶液绑的蒸汽哈压o表示渐纯水的蒸颂汽压◆在w为0.6匠0~0.抵99的环揉境条件均距有微生物刚生长，但桐对某种微劫生物而言鼻，它对w的要求邀是一定回的，微写生物对絮水的需询求有相渣当的变抱化程度卧。即微阵生物不震同，其生长的金最适w亦不同捎。表4-7貌几年类微生物庭生长最适w微生物w一般细菌0.91酵母菌0.88霉菌0.80噬盐细菌0.70噬盐真菌0.65嗜高渗酵母0.60◆为了表恋示微生物唱生长与水挡的关系，剪有时也常浩用相对湿度茶（RH)的概念（w×10谦0=拖RH肉）；通犹常也用绍测定蒸浓气相中偷相对湿蒙度的方团法得知夺溶液或顶物质的样水活度绑。（3）氧化还渡原电势(re厦dox膜po棚yen蜡tia橡l)是度量某卵氧化还原妄系统中还列原剂释放顾电子或氧天化剂接受宴电子趋势延的一种指泉标。各种微生敌物对培养异基的氧化方还原电势骄的要求：好氧微免生物：款+0.邻3~+拿0.4刷V,(市在>0渣.1V朋以上的锄环境中寨均能生织长).约厌氧微歉生物：依只能在吼+0.黄1V以饲下生长兼性厌氧妹微生物：夹+0.1颗V以上呼结吸、+0键.1V以辫下发酵培养基喇是多氧化还辈原偶的复杂昂电化学科系统，继测出的验Eh值仅代表电其综合结嗽果。对微生物音影响最大治的是：分子氧删和分子柴氢的浓猛度培养基中期常用的还萌原剂：巯基乙酸凤、抗坏血玻酸、硫化胳氢、半胱圈氨酸、谷钳胱甘肽、此二硫苏糖毯醇等。（四）朗根据培富养基的敞应用目姥的选择烫原料及忆其来源该培养基袄的应用目补的：是培养菌倦体还是积箱累代谢产辅物？是实验轿室种子渡培养还优是大规聪模发酵叨？代谢产物放是初级代漫谢产物还数是次级代亮谢产物？☆用于培养菌体剃种子的培养基俱营养应丰碍富，氮源礼含量宜高焰（碳氮比脚低）；☆用于大衣量生产代谢产物的培养飘基其氮纲源一般伍应比种回子培养为基稍低歉，（但坊若发酵循产物是吧含氮化往合物时且，有时哲还应提听高培养沉基的氮体源含量俯）；若蓄代谢产漆物是次级代谢帖产物时要考姻虑是否香加入特熔殊元素格或特定绪的代谢勉产物；☆当所设计爬的是大规模携发酵用的培减养基时层，应重坏视培养归基中各引成份的凑来源和搏价格，群应选择失来源广落泛、价螺格低廉哄的原辽料，提俯倡以粗介代精，鲜以废代访好。配制培养芽基时，应浪尽量考虑呆利用价廉区并且易于奖获得的原淹料作为培军养基的成灶分，特别纲是在工业秆发酵中，笔培养基用罪量很大，床更应该考驶虑到这一崖点，以便龄降低产品蠢成本。1.以粗直代精兽2范.以野代按家3.以爸废代好牢4.姨以简代异繁5.以宅氮代朊贪6.崖以纤代民糖7.以烃服代粮院8功.以国代撇进4.经瞎济节约1.生态料模拟调查所株培养菌败的生态殊条件，禾查看“自嗜好”晶，对“洗症”下赛料——浑—初级穷天然培干养基.2.查蜓阅文献查阅、耻分析文俊献，调黑查前人弃的工作劣资料，充借鉴人种家的经伐验，以赵便从中糊得到启继发设计提有自己欺特色的狱培养基栽配方.3.精奴心设计借助优选疾法或正交试验鲜设计法等方法厅.二、设计丘培养基的淋方法4、实殃验比别较：不同培养随基配方的津选择比较单种成少分来源音和数量酱的比较几种成达分浓度皱比例调圾配的比盒较小型试战验放大杨到大型干生产条蜻件的比毕较pH和温饶度试验◆附1：配置培庆养基时豪应注意蝇的几个庆问题及烛解决方纯法：1、沉淀史2、胶骄体强度的舞破坏3、褐旋色物质跳的形成色4跟、pH喉发生变行化高压蒸气站灭菌一般培鹊养基:1.05残Kg/霜cm2,1棕21.牲3℃,碑15终-30洗mi叔n含糖培养炼基:0.56特Kg/若cm2,11粱2.6络℃,1肚5-30曲min过滤灭路菌，分恰别灭菌祸，间歇临灭菌的辽应用附2：培袜养基的灭慢菌附图：过羽滤灭菌附3：柔器皿的穷灭菌及坚无菌室伍的消毒器皿的灭晓菌：干热空气共：16怀0℃，戚2小时无菌室榜的消毒建：紫外光化学药殿物熏蒸俊（苯酚村；高锰傅酸钾+没甲醛）三、培火养基的度类型及贩其应用★-1根据所瘦培养微嚷生物的传微生物镰类群来蚕分①细菌障培养基菊②放线鸭菌培养箩基诉③霉传菌培养兼基★-2驼根据培养坡目的来分①种子膀培养基裳(se殿ed搜cul归tur索em浅edi镇um)———犁是为保怠证发酵映生产获制得大量逢优质种俯子而设膀计的培卫养基，怕特点是擦营养较杂丰富，瞧氮源比披例较高链。有时陵为使菌初种能迅该速适应抛后面的碎发酵条故件，还顺有意识历地加入垂发酵培苦养基的耍基质。②发酵低培养基允(fe挤rme霸nta阿tio伟nm平edi展um)柿——用于生健产预定离发酵产续物，一洲般以碳屡为主要切元素，蜻碳源含谎量往往盾高于种指子培养磨基。大呆规模生诱产时，膊原料应竹价廉易伏得，还壳应有利览于下游并的分离皱提取。★-1细菌培裙养基—繁—营养钢肉汤（共nut恶rie娃nt训bro激th)善：牛肉膏存3g券；蛋白胆胨醉5辰g；堆水滋1著000尼ml；汁pH偷7.2猫~7.炊4放线菌培蠢养基——冲高氏1号袍：可溶性淀喊粉疼20g泰；K扩NO31g;器K2HPO41g；MgSO40.5田g凤；NaCl镜1g勒;冶F惨eSO4•7H2O0虽.5g；拳水10甲00ml得;p风H7.谎2~7.羡4霉菌培养它基——查闲氏（za剩pek)睬培养基：蔗糖慨3着0g;诸KC稼l弓0.5殿g;感Mg具SO4.H2O扩0.5g船;Fe壤SO40.5渣g；水唐100窃0ml虑;很K2HPO41g;羡Na糕NO33g;摘pH帅6.7酵母菌培伙养基——切麦芽汁培雪养基味精生产党菌北京棒旦状杆菌A龟S129鼓9的一级婆种子（用摇床客培养）培养基雀配方：葡萄糖积3%玉米浆致2.底5~3.晒5%尿素炼0娇.3~巾0.5猎%K2HPO40.1~刻0.2%MgS取O40.05抛%二级种子码（120尝0升发酵寺罐）培养洗基配方：以水解糖析3%代替页葡萄糖3秘%，其他赌成分相同拔。①天然培无养基(c蜂ompl惜exm霞ediu鲜m)：也剑称作ch横emic贸ally铲und么efin弯edm通ediu瞧m。利用化学成炉分还不颂完全清宰楚或不究恒定的天然物端质，（如抗肉汤、蛋绵白胨、麦要芽汁、酵斥母汁、豆散芽汁、玉东米粉、牛讲奶、血清廊等）制成竞的培养基帖，天然培斜养基比较挥经济，除声实验室经匪常使用外葬，更适宜铜于在生产剩上用来大弃规模地培凳养微生物啊和生产微村生物产品状。★-3鞭按对培养笑基成分的浇了解程度羊来分②合成脑（组合迹）培养牲基(s钥ynt矮het急ic障med罚ium译)：也称作c瘦hemi年call叙yde端fine印dme企dium挖.由化学摔成分完为全了解值的物质紫配制而惨成的培辅养基，缓该类培软养基的组成成柿分精确枕、清楚，重复性棒强，但微定生物生长编较慢，且夫价格昂贵免，故一般朗适于在实充验室范围发内他有关痛研生物营虾养需要、火代谢、分林类鉴定、杀生物测定差以及菌种猜选育、遗焰传分析等女方面的研萝究工作。旷如高氏培蓬养基、察逼氏培养基域等.③半组哀合培养贴基(s司emi习-de苏fin糖ed弊med翁ium众)：在合成培捡养基的基章础上添加续些天然成甚份，以更昼有效地满救足微生物凡对营养物滤的需要.厨如马铃薯厨蔗糖培养寄基液体培雕养基(佳liq惧uid茄me浩diu盲m)：液体培瞎养基不早含任何榴凝固剂损，菌体政与培养前基充分采接触，艇操作方膛便，常扇用于大如规模的金工业生摊产以及曾在实验既室进行烫微生物撤生理代毫谢等基约本理论短的研究衫工作。工可据培母养后的绕浊度判液断微生工物的生奥长程度是.★-4所按制备后士培养基外复观的物理虎状态来分②固体梁培养基倍(so菌lid纹me怀diu肌m)：天然固名体营养猾基质制同成的培卧养基，线或液体支培养基腰中加入都一定量培凝固剂柱（琼脂刘1.5箩～2％苍)而呈赔固体状歼态的培糊养基。固为微生田物的生征长提供盲营养表穴面。常块用于微曲生物的础分离、铅纯化、绑计数等鞭方面的盒研究。纸可依使求用目的病不同而代制成斜旨面、平犬板等形禽式.（1）固腊化培养基稼：1％－危2％琼廊脂或5伸％－1暂0％明开胶（2）负非可逆浅性固化烤培养基番：血清培养稻基或无机杯硅胶培养阅基（3）天割然固态培字养基（4）滤覆膜：醋酸机纤维薄膜③半牢固体培哪养基(运sem袋i-s惕oli葬dm厚edi乓um)输：在液体码培养基哀中加入泪0.2涨-0.讯7％的奔琼脂构捐成的培姜养基。仙常用来来观察细沃菌运动款的特征境，以进狂行菌种煎鉴定和否噬菌体净效价滴瞧定等方婶面的实炸验工作薯。4.脱水请培养基：脱水商宾品培养等基或预袄制干燥冷培养基1.不被忘微生物分生解、利用冻、液化；2.不梅因消毒估灭菌而僚被破坏饲；3.在微较生物的生笛长温度内欺保持固态情；4.凝预固点的掘温度对掩微生物岭无害；5.透膀明度好后，粘着炭力强理想凝辜固剂应检具备的假条件①基础杂培养基撒(mi雕nim皱um辉med汪ium是):是含有一叉般微生物谨生长繁殖栽所需的基侧本营养物粮质的培养牺基；另斧外基础培阅养基也可些作为一些葱特殊培养约基的基础娇成分（如邮制备糖发馆酵培养基表时）.②选择象性培养年基(s仆ele泳cti伸ve粮med陪ium仙)：是根据某县种或某一剩类群微生测物的特殊仅营养需要尚，或对某丢种化合物奴的敏感性锤不同而设蹲计出来的物一类培养便基。利用驼这种培养越基可用来芬将某种或蛾某类微生线物从混杂轮的微生物塞群体中分扣离出来.★-5身按特殊用棚途划分③鉴别性才培养基(耀diff颈eren底tial以med怪ium)吗：用于鉴别姻不同类型巴微生物的拘培养基，失在普通培崇养基中加搜入能与某麦种代谢产罪物发生反覆应的指示匪剂或化学亡药品，从绣而产生某拾种明显的勾特征性变秩化，以区肢别不同的国微生物，例：伊红美兰群乳糖培养军基（Eo执sin击Meth娱ylen毒eBl勿ue）④加富榆培养基美(en净ric殊hed张me础diu度m)：在普通培万养基中加雕入某些特演殊的营养兼物，如血瓜、血清、尚动、植物饱组织液或魂其他营养漏物质（或舞生长因子若）的一类魂营养丰富班的培养基前。用来培负养营养要叛求苛刻的橡微生物，仇或用以富集（数歼量上占优场势）和分离某炮中微生物弦.TYPESOFCULTUREMEDIA

TYPEPURPOSEChemicallydefinedGrowthofchemoautotrophsandphotoautotrophs,andmicrobiologicalassays.

Complex

Growthofmostchemoheterotrophicorganisms.

Selective

Suppressionofunwantedmicrobes;encouragingdesiredmicrobes.

Differential

Differentiationofcoloniesofdesiredmicrobesfromothers.

Enrichment

Similartoselectivemediabutdesignedtoincreasenumbersofdesiredmicrobestodetectablelevels.

Tabl耕e4a霸.Mi禁nima浪lme叛dium流for谢the镰gro壳wth羊ofB吉acil希lus姜mega自teri钱um.泪Ane元xamp掘leo旧fa料chem灯ical腥ly-d林efin狡edm某ediu至mfo萌rgr蔑owth挨of毛ahe遥tero吐trop烘hic姜bact柳eriu使m.ComponentAmountFunctionofcompon