微生物营养与培养基2

关于微生物营养与培养基2

你认识到了吗了解、认识了各种微生物的形态和繁殖特点，就为进一步认识、研究并利用微生物打下了基础。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响，就必须首先能够培养它，才能进一步研究其生理生化、生长代谢以及遗传变异等特征，使之尽量在人类的掌控之内。——因此，学习微生物的营养和培养基知识，是实现认识、利用和研究微生物的必要基础。？。。。第2页,共80页，2024年2月25日，星期天营养物质(nutrient)：那些能够满足微生物机体生长、繁殖和完成各种生理活动所需的物质(具有营养功能的物质），还包括非常规物质形式的光辐射能在内。营养(nutrition)：指生物体从外部环境中摄取对其生命活动必需的能量和物质，以满足正常生长和繁殖需要的一种最基本的生理功能。营养物质是微生物生存的物质基础，而营养是生物维持和延续其生命形式的一种生理过程。第3页,共80页，2024年2月25日，星期天本章内容：

（微生物们需要吃什么）第三节营养物质进入细胞的方式（微生物们是怎样吃东西的）第四节培养基（如何给微生物们做饭）第一节微生物的6大营养要素第二节微生物的营养类型第4页,共80页，2024年2月25日，星期天第一节微生物的6类营养要素★根据营养物质在机体中的生理功能不同水微生物营养物质碳源氮源无机盐生长因子能源第5页,共80页，2024年2月25日，星期天1微生物菌体的化学组成——元素水平主要元素：碳、氢、氧、氮、磷、硫、钾、镁、钙等微量元素：锌、锰、氯、钼、硒、钴、铜等

占细胞干重的97%第6页,共80页，2024年2月25日，星期天2微生物的营养要素营养六要素：碳源、氮源、能源、生长因子、无机盐和水按照营养物质在菌体中的生理作用的不同，可以将它们分成六大类。

无论从元素水平还是营养要素水平，微生物的营养要求与摄食型的动物（含人类）和光合自养型的植物都十分接近。——生物之间存在“营养上的统一性”第7页,共80页，2024年2月25日，星期天（一）碳源微生物细胞含碳量占细胞干重的50%。功能：提供合成细胞物质及代谢物的原料、构成微生物有机分子的骨架、大多数微生物的能源物质。甘薯、玉米粉、麸皮、米糠、野生植物的淀粉、酒糟、造纸厂亚硫酸液有机物葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖、淀粉有机酸、醇类、脂类微生物可利用的碳源种类无机物：CO2、碳酸盐自养微生物异养微生物从微生物的整体来看，可利用的碳源物质的范围称碳源谱。第8页,共80页，2024年2月25日，星期天碳源谱有机碳C.H.O无机碳C.O,C.O.X异养微生物自养微生物甘薯、玉米粉、麸皮、野生植物的淀粉、酒糟、米糠、造纸厂亚硫酸液有机物葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖、淀粉有机酸、醇类、脂类无机物：CO2、碳酸盐第9页,共80页，2024年2月25日，星期天对大多数异养菌来说，其最适碳源是“C.H.O”型碳源，其中：

糖类——最广泛、最经济

酸醇脂类——次要

糖类中：单糖>双糖、多糖己糖>戊糖葡萄糖、果糖>半乳糖、甘露糖等淀粉>纤维素、几丁质等一般不把含蛋白质、氨基酸的牛肉膏、蛋白胨等原料降格做碳源使用。目前在微生物发酵工业中所利用的碳源物质主要有：

单糖、蔗糖、淀粉、糖蜜、麸皮、米糠.第10页,共80页，2024年2月25日，星期天根据不同微生物对碳源利用的情况，可以做什么工作？不同的微生物利用碳源的情况也有差异洋葱假单胞菌：100多种碳源物质纤维素分解菌：只利用纤维素甲烷氧化菌：甲烷、甲醇从整体上看，微生物是自然界中碳源谱最广的生命形式。从某种角度来说，世界上存在的所有有机物，几乎没有微生物不能利用的！！——微生物的生物多样性第11页,共80页，2024年2月25日，星期天注意：

“碳源谱广泛”是针对整个微生物界来说的，对某一具体微生物来说，差异很大。对一切异养菌来说，其碳源可同时兼作能源，因此碳源是它们的双功能营养物。对天然来源的碳源营养物（如糖蜜、淀粉质原料）来说，除主要提供碳源营养外，其中还含有氨基酸、无机盐等多种营养成分。第12页,共80页，2024年2月25日，星期天（二）氮源微生物可利用的氮源：功能：构成细胞物质、少数微生物的能源物质。分子氮：N2（固氮菌、根瘤菌、少数放线菌和光合细菌、蓝细菌）无机氮：NH4＋、NO3－、NO2－（多数微生物）有机氮：蛋白质、多肽、氨基酸（多数微生物）牛肉膏、蛋白胨、尿素、酵母高、玉米浆、饼粕第13页,共80页，2024年2月25日，星期天迟效氮源：以蛋白质形式存在、需要进一步降解成肽和氨基酸等才能被菌体吸收利用的氮源。如，黄豆饼粉、花生饼粉。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，这种氮源叫做速效氮源，如，玉米浆。速效氮源：通常有利于机体的生长迟效氮源：有利于代谢产物的形成第14页,共80页，2024年2月25日，星期天氨基酸自养型生物：不利用氨基酸作氮源，把尿素、氨盐、硝酸盐、N2转换氨基酸自行合成。氨基酸异养型生物：需要从外界吸收现成的氨基酸。所有的动物和大量的异养微生物属于？所有的绿色植物属于？按对氨基酸的需要的不同，可将微生物生物分为：第15页,共80页，2024年2月25日，星期天

一般而言，能利用有机氮的也以利用无机氮

但是，能利用无机氮的不一定能利用有机氮。对大多数异养菌来说，其最适氮源是“N.C.H.O”型或“N.C.H.O.X”型氮源(有机氮源)，“N.H”型氮源(无机氮源，如NH4+)次之。在论及微生物培养基成分时，最常用的有机氮源是牛肉膏、蛋白胨、酵母膏及饼粕粉（黄豆饼、花生麸）蚕蛹粉、鱼粉等第16页,共80页，2024年2月25日，星期天（三）能源为微生物生命活动提供最初能量来源的营养物或辐射能。

有机物：化能异养无机物（NH4+、NO2-、S、H2S、H2等）：化能自养类型注：化能异养微生物的能源就是其碳源自养微生物的能源是还原态无机物或光能化学能辐射能——光能一些原核生物如亚硝酸细菌、硝酸细菌、硫化细菌、硫细菌、氢细菌等。单功能营养物：光辐射能（能源）双功能营养物：还原态的NH4+（能源、N源）三功能营养物：氨基酸类（C源、N源、能源）第17页,共80页，2024年2月25日，星期天（四）生长因子微生物正常生长所必须但需求量很小，而依靠简单的碳源、氮源不能合成或合成量不足以满足机体生长需要的有机化合物。种类：嘌呤和嘧啶:参与核酸物质的合成、构成某些的酶的辅酶或辅基

氨基酸:参与蛋白质合成

维生素:作为酶的辅酶或辅基参与代谢反应酶简单蛋白结合蛋白=蛋白+辅助因子辅酶(与酶结合松驰)辅基(与酶结合牢固)微生物生长因子需要量（/ml）III型肺炎链球菌（Streptococcuspneumoniae） 胆碱 6ug

金黄色葡萄球菌（Staphylococcusaureus） 硫胺素0.5ng 白喉棒杆菌（Cornebacteriumdiphtherriae） B-丙氨酸1.5ug 破伤风梭状芽孢杆菌（Clostridiumtetani） 尿嘧啶 0-4ug 肠膜状串珠菌（Leuconostocmesenteroides） 吡哆醛 0.025ug第18页,共80页，2024年2月25日，星期天并非所有微生物都需要外界提供生长因子

（1）生长因子自养型微生物：不需要外界提供任何生长因子。（2）生长因子异养型微生物：包括各种乳酸菌、动物致病菌、支原体和原生动物等（3）生长因子过量合成型：少数微生物在其代谢活动中，能合成并分泌某些维生素等生长因子。例如某些乳酸杆菌生长需要核苷；某些酵母菌和真菌生长需要肌醇；某些肺炎球菌生长需要胆碱等。包括多数真菌、放线菌和不少细菌。如阿舒假囊酵母生产VB2；若干链霉菌和产烷菌生产B12等。第19页,共80页，2024年2月25日，星期天不同的微生物，它们生长所需要的生长因子各不相同

微生物生长所需要的生长因子会随着外界条件的变化而变化

生长因子未知微生物的培养——加入天然成分

克氏杆菌：生物素、对氨基苯甲酸肠膜明串珠菌：十七种氨基酸鲁毛霉：厌氧时需维生素B与生物素好氧时无需生长因子酵母膏、牛肉膏或动物、植物的组织液。用作培养基的酵母膏、玉米浆、麦芽汁等本身就含丰足的生长因子。第20页,共80页，2024年2月25日，星期天（五）无机盐为微生物细胞生长提供碳、氮源以外的多种重要元素的物质，多以无机盐的形式供给。种类：大量元素：含量在10-3~10-4范围内的元素，如P、S、K、Mg、Ca、Na、Fe等；微量元素：10-6~10-8范围内的元素，如Cu、Zn、Mn、Mo、Co、Ni、Sn、Se等。培养基最好用K2HPO4和MgSO4第21页,共80页，2024年2月25日，星期天无机盐的生理功能酶活性中心的组成部分维持细胞结构稳定性调节并维持细胞渗透压平衡控制细胞氧化还原电位某些微生物生长的能源物质等配制培养基时，大量元素一般首选K2HPO4、MgSO4等，可同时提供4种大量元素。常用天然水、自来水来配制培养基以提供各种微量元素.第22页,共80页，2024年2月25日，星期天生理功能主要有：①起到溶剂与运输介质的作用；②参与细胞内一系列化学反应；③维持蛋白质、核酸等生物大分子稳定的天然构象；⑤通过水合作用与脱水作用控制由多亚基组成的结构.④高比热、高汽化热等，以保证微生物的生命活动；

微生物细胞含水量很高，细菌、酵母和霉菌菌体分别是80%、75%和85%，而霉菌孢子含水39%，细菌芽孢含水很低，约为30%左右。（六）水

第23页,共80页，2024年2月25日，星期天第二节、微生物的营养类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）异养型（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腐生（saprophytism）寄生（parasitism）8．以所需营养成物浓度贫养菌富养菌第24页,共80页，2024年2月25日，星期天★通常根据微生物对能源、氢供体和基本碳源的需要来划分营养类型能源氢供体基本碳源实例光能自养型（光能无机营养型）光无机物CO2蓝细菌、紫硫细菌、藻类光能异养型（光能有机营养型）光有机物CO2及简单有机物红螺菌科化能自养型（化能无机营养型）无机物无机物CO2硝化细菌、硫化细菌等化能异养型（化能有机营养型）有机物有机物有机物绝大多数细菌和全部真核微生物第25页,共80页，2024年2月25日，星期天1．光能无机自养型（光能自养型）

能以CO2为主要唯一或主要碳源，进行光合作用获取生长所需要的能量；

以无机物如H2、H2S、S等作为供氢体或电子供体，使CO2还原为细胞物质；例如：藻类及蓝细菌等和植物一样，以水为电子供体（供氢体），进行产氧型的光合作用，合成细胞物质。而红硫细菌，以H2S为电子供体，产生细胞物质，并伴随硫元素的产生。CO2+2H2S光能光合色素[

CH2O]+2S+H2O光叶绿素H2O＋CO2(CH2O)+O2↑念珠蓝细菌第26页,共80页，2024年2月25日，星期天2．光能有机异养型（光能异养型）不能以CO2为主要或唯一的碳源；以有机物作为碳源和供氢体，利用光能将CO2还原为细胞物质；在生长时大多数需要外源的生长因子；紫色非硫细菌CHOH+CO2H3CH3C2光能光合色素2CH3COCH3+[CH2O]+H2O例如，红螺菌属的一些细菌能利用异丙醇作为供氢体，将CO2还原成细胞物质，同时积累丙酮光能自养型和光能异养型微生物可利用光能生长，在地球早期生态环境的演化过程中起重要作用。第27页,共80页，2024年2月25日，星期天3．化能无机自养型（化能自养型）生长所需要的能量来自无机物氧化过程中放出的化学能；以CO2或碳酸盐作为唯一或主要碳源进行生长时，利用H2、H2S、Fe2+、NH3或NO2-等作为电子供体使CO2还原成细胞物质。化能无机自养型只存在于微生物中，可在完全无机及无光的环境中生长。它们广泛分布于土壤及水环境中,参与地球物质循环；这类微生物主要有硫化细菌、硝化细菌、氢细菌与铁细菌。

此种细菌常见于矿山的水坑中，可使金属硫化物氧化成硫酸，使矿物中的金属被溶解，已用于低品位铜矿等矿物的开采，称为细菌浸矿。

硫化细菌广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态硫素营养。

第28页,共80页，2024年2月25日，星期天4．化能有机异养型（化能异养型）生长所需要的能量均来自有机物氧化过程中放出的化学能；生长所需要的碳源主要是一些有机化合物，如淀粉、糖类、纤维素、有机酸等。有机物通常既是碳源也是能源；大多数细菌、真菌、原生动物都是化能有机异养型微生物；所有致病微生物均为化能有机异养型微生物；第29页,共80页，2024年2月25日，星期天腐生型(metatrophy)：可利用无生命的有机物(如动植物尸体和残体)作为碳源；如：引起腐败的梭状芽孢杆菌、毛霉、根霉、曲霉等。

寄生型(paratrophy)：寄生在活的寄主机体内吸取营养物质，离开寄主就不能生存；如：病原性微生物★根据化能有机营养型微生物利用的有机物性质不同在腐生型和寄生型之间还存在中间类型：兼性腐生型(facultivemetatrophy)兼性寄生型(facultiveparatrophy)第30页,共80页，2024年2月25日，星期天微生物营养类型划分的相对性：微生物营养类型的可变性有利于提高其对环境条件变化的适应能力异养型微生物并非绝对不能利用CO2；自养型微生物也并非不能利用有机物进行生长。有些微生物在不同生长条件下生长时，其营养类型也会发生改变。例如紫色非硫细菌(purplenonsulphurbacteria)：没有有机物时，同化CO2，

为自养型微生物；有机物存在时，利用有机物进行生长，为异养型微生物；光照和厌氧条件下，利用光能生长，为光能营养型微生物；黑暗与好氧条件下，依靠有机物氧化产生的化学能生长，为化能营养型微生物；第31页,共80页，2024年2月25日，星期天5．营养缺陷型（auxotroph）某些菌株发生突变(自然突变或人工诱变)后，失去合成某种(或某些)对该菌株生长必不可少的物质(通常是生长因子如氨基酸、维生素)的能力，必须从外界环境获得该物质才能生长繁殖，这种突变型菌株称为营养缺陷型。相应的野生型菌株称为原养型(prototroph)。

在实验室，营养缺陷型菌株经常用来进行微生物遗传学方面的研究。

在工业上，利用营养缺陷型突变株进行氨基酸和核苷酸的生产。第32页,共80页，2024年2月25日，星期天不同营养类型之间的界限并非是绝对的异养型微生物并非绝对不能利用CO2；自养型微生物也并非不能利用有机物进行生长；有些微生物在不同生长条件下生长时,其营养类型也会发生改变:

例如紫色非硫细菌(purplenonsulphurbacteria)：没有有机物时，同化CO2，

为自养型微生物；有机物存在时，利用有机物进行生长，为异养型微生物；光照和厌氧条件下，利用光能生长，为光能营养型微生物；黑暗与有氧条件下，依靠有机物氧化产生的化学能生长，为化能营养型微生物微生物营养类型的可变性无疑有利于提高其对环境变化的适应能力第33页,共80页，2024年2月25日，星期天一、影响微生物对营养物质吸收的因素1、细胞膜细胞膜、细胞壁、细胞荚膜、粘液层2、微生物细胞生活的环境

pH值、温度(影响物质的溶解度、细胞膜的流动性和运输系统的活性)3、被吸收物质的特性脂溶性、分子量、溶解度第二节营养物质进入细胞的方式第34页,共80页，2024年2月25日，星期天营养物质能否进入细胞取决于三个方面的因素：①营养物质本身的性质（相对分子量、质量、溶解性、电负性等;②微生物所处的环境（温度、pH等）；③微生物细胞的透过屏障（原生质膜、细胞壁、荚膜等）。

除原生动物外，各种微生物都是通过细胞膜的渗透和选择性吸收作用而从外界吸收营养物质的。第35页,共80页，2024年2月25日，星期天二、微生物对营养物质的吸收方式是否消耗能量是否需要载体是否发生被吸收物的

化学变化。。。。。。。单纯扩散促进扩散主动运输基团移位★根据微生物对物质的吸收过程中第36页,共80页，2024年2月25日，星期天1．单纯扩散(simplediffusion)被吸收物质依靠其在细胞内外的浓度梯度为动力，从浓度高的地区向浓度低的胞内扩散的过程。单纯扩散模式图细胞膜外细胞膜内细胞膜特点：①运送的非特异性②运输动力③营养物质结构不发生变化④不需要载体蛋白⑤可运送的物质有限第37页,共80页，2024年2月25日，星期天单纯扩散又称自由扩散、简单扩散

原生质膜是一种半透性膜，营养物质通过原生质膜上的小孔，通过物理扩散方式由高浓度的胞外环境向低浓度的胞内进行扩散。第38页,共80页，2024年2月25日，星期天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、脂溶性、极性小的物质易通过扩散进出细胞。甘油色氨酸

扩散并不是微生物细胞吸收营养物质的主要方式，水是唯一可以通过扩散自由通过原生质膜的分子，脂肪酸、乙醇、甘油、苯、一些气体分子(O2、CO2)及某些氨基酸在一定程度上也可通过扩散进出细胞。第39页,共80页，2024年2月25日，星期天2．促进扩散(facilitateddiffusion)以细胞内外的浓度梯度为动力，在载体物质参与下，物质从浓度高的胞外向浓度低的胞内扩散。（真核微生物）第40页,共80页，2024年2月25日，星期天

特点

①不消耗能量，运输效率高②需要载体参与，载体专一性强，③不能进行逆浓度运输④运输速率与膜内外物质的浓度差成正比，浓度过高时会出现载体饱和效应⑤参与运输的物质的分子结构不发生本身变化，但运输速度加快细胞外溶质借助于细胞膜上的载体蛋白（酶）的协助，向胞内运送的方式,。第41页,共80页，2024年2月25日，星期天

通过促进扩散进入细胞的营养物质主要有氨基酸、单糖、维生素及无机盐等。一般微生物通过专一的载体蛋白运输相应的物质，但也有微生物对同一物质的运输由一种以上的载体蛋白来完成。

第42页,共80页，2024年2月25日，星期天在代谢能的推动下，通过膜上特殊载体蛋白逆浓度梯度吸收营养物质的过程。特点：①需要消耗能量②可以逆浓度梯度运输③营养物质结构不发生变化④需要特异载体蛋白参与3．主动运输(activetransport)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，对于很多生存于低浓度营养环境中的微生物来说，主动运输是影响其生存的重要营养吸收方式。第43页,共80页，2024年2月25日，星期天主动运输的主要方式：（1）初级主动运输－电子传递系统质子运输方式（2）次级主动运输－偶联其它物质3、Na+,K+-ATP酶(Na+,K+－ATPase)系统第44页,共80页，2024年2月25日，星期天磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）在酶I作用下，将高能磷酸基团转移给热稳载体蛋白（HPr）使之激活。高能磷酸基团经酶Ⅱa传给Ⅱb。葡萄糖等糖与特异的受体酶Ⅱc结合。酶Ⅱb将磷酸基团转移给糖，酶Ⅱc将磷酸糖释放到细胞质中。4．基团移位(grouptranslocation)被吸收物质以微生物的代谢能为动力，通过一个复杂的运输系统从胞外转运到胞内，并发生化学变化。需要载体蛋白复杂的运输系统来完成物质的运输在物质运输过程中需要消耗能量物质在运输过程中发生化学变化第45页,共80页，2024年2月25日，星期天5．膜泡运输(Membranevesicletransport主要存在于原生动物特别是变形虫中。变形虫通过趋向性运动靠近营养物质，并将该物质吸附到膜表面，然后在该物质附近的细胞膜开始内陷，逐步将营养物质包围，最后形成一个含有该营养物质的膜泡，之后膜泡释放于细胞质中。胞吞作用－固体物质胞饮作用－液体物质物质状态第46页,共80页，2024年2月25日，星期天三、几种主要营养物质的吸收方式糖：促进扩散、基团转位、主动运输肽与氨基酸：主动运输、促进扩散离子：主动运输第47页,共80页，2024年2月25日，星期天项目单纯扩散促进扩散主动运输基团转移特异载体蛋白无有有有运输速度慢快快快养分运输方向高浓度->低浓度高浓度->低浓度低浓度->高浓度低浓度->高浓度平衡时内外浓度C内=C外C内=C外C内＞C外C内＞C外运输分子无特异性特异性特异性特异性能量消耗不耗能不耗能耗能耗能运送前后养分分子不变不变不变改变载体饱和效应无有有有养分类似物无竞争性有竞争性有竞争性

有竞争性运输抑制剂

无有有

有运输对象举例

H２O,CO２,O２,甘油,乙醇,少数氨基酸,盐类,代谢抑制剂SO４２－,PO４３－;糖(真核生物)

氨基酸,乳糖等糖类,Na＋,Ca２＋等无机离子

葡萄糖，果糖，甘露糖，嘌呤，核苷，脂肪酸等第48页,共80页，2024年2月25日，星期天第四节培养基培养基：是人工配制的适合微生物生长繁殖或积累代谢产物的营养物质。培养基的作用：

为微生物提供理想的人工培养环境，以进行微生物生命活动规律的研究和微生物生物制品的生产。难养菌（少数寄生或共生微生物）：不能在人工培养基上生长。类支原体、类立克次氏体、少数寄生真菌第49页,共80页，2024年2月25日，星期天绝大多数微生物都可以在人工培养基上生长，除少数严格寄生或共生的微生物(难养菌)外。

另外，有一种观点，认为自然界中还存在着一类不可培养的微生物。目前这类微生物作为一种资源已受到广泛关注。微生物培养基的用途：促进微生物生长繁殖；积累代谢产物；分离微生物菌种；鉴定微生物种类；微生物细胞计数；菌种保藏；制备微生物制品第50页,共80页，2024年2月25日，星期天一、配制培养基的基本原则目的明确营养协调理化适宜经济节约在微生物学研究和生长实践中，配置合适的培养基是一项最基本的要求。第51页,共80页，2024年2月25日，星期天1、目的明确生理特点不同细菌放线菌霉菌酵母菌营养要求不同牛肉膏蛋白胨培养基高氏一号培养基马铃薯培养基或察氏培养基麦芽汁培养基或马铃薯培养基（1）从类群的角度看（2）从培养目的角度看一般培养：普通常规培养基遗传研究：成分清楚的合成培养基生理、代谢研究：相应的培养基配方培养何种微生物？例如Bacillussubtilis：一般培养：牛肉膏蛋白胨培养基观察芽孢：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第52页,共80页，2024年2月25日，星期天2、培养基中各种营养成分的比例协调（1）浓度适中原则（2）营养比例原则C/N要素：H2O>C+能源>N源>P、S>K、Mg>生长因子含量：~10-1~10-2~10-3~10-4~10-5~10-6

C/N比：是指培养基所含碳源中的碳原子摩尔数与氮源中的氮原子摩尔数之比。但也有用还原糖与粗蛋白含量之比。同一种微生物在不同C/N培养基培养时，表现不同。短棒杆菌的谷氨酸发酵培养基C/N=4:1，菌体繁殖；

C/N=3:1，谷氨酸形成不同的微生物，所需营养物C/N不同。细菌、酵母菌细胞的C/N=5:1，而霉菌=10:1第53页,共80页，2024年2月25日，星期天3、理化适宜pHO2CO2渗透压微生物生长繁殖或代谢产物积累培养条件影响影响微生物培养体系各类微生物的最适pH类群最适pH细菌7.0～8.0放线菌7.5～8.5酵母菌3.8～6.0霉菌4.0-5.8第54页,共80页，2024年2月25日，星期天培养基pH值的控制a.根据各类微生物的特点来调节培养基的pH值

b.使用pH缓冲剂

内源性调节外源性调节磷酸盐、碳酸盐、蛋白胨、氨基酸(配制培养基时加入)酸或碱（培养过程中加入）

。霉菌、酵母菌适于酸性，pH4.5-6.0细菌、放线菌喜中性或偏碱性pH7.0-7.5第55页,共80页，2024年2月25日，星期天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。以粗代精以“野”代“家”以废代好以简代繁以氮代朊以纤代糖以烃代粮4、经济节约以“国”代“进”第56页,共80页，2024年2月25日，星期天生态模拟调查所培养菌的生态条件，查看其“嗜好”，对“症”下料———初级天然培养基.查阅文献查阅、分析文献，调查前人的工作资料，借鉴人家的经验，以便从中得到启发设计有自己特色的培养基配方.

精心设计借助优选法或正交试验设计法等方法.

3设计培养基的方法第57页,共80页，2024年2月25日，星期天

试验比较*不同培养基配方的选择比较*单种成分来源和数量的比较*几种成分浓度比例调配的比较*小型试验放大到大型生产条件的比较*pH和温度试验第58页,共80页，2024年2月25日，星期天◆附1：培养基配制时应注意的几个问题：1、沉淀2、琼脂胶体强度的破坏3、褐色物质的形成4、pH发生变化第59页,共80页，2024年2月25日，星期天高压蒸气灭菌一般培养基:

1.05Kg/cm2,121.3℃,15-20min

含糖培养基:

0.56Kg/cm2,105-112.6℃,20-30min

过滤灭菌分别灭菌间歇灭菌的应用附2：培养基的灭菌第60页,共80页，2024年2月25日，星期天附图：过滤灭菌第61页,共80页，2024年2月25日，星期天附3：器皿的灭菌及无菌室的消毒器皿的灭菌：

干热空气：160℃，2小时无菌室的消毒：

紫外线化学药物熏蒸（苯酚；高锰酸钾+甲醛）第62页,共80页，2024年2月25日，星期天二、培养基的种类1、根据对培养基成分的了解程度分类2、根据培养基的物理状态分类3、根据培养基的功能分类第63页,共80页，2024年2月25日，星期天1、天然培养基(Complexmedium)用化学成分还不清楚或化学成分不恒定的天然有机物制成的培养基，也称为非化学限定培养基。如：牛肉膏蛋白胨、麦芽汁培养基2、合成培养基(Syntheticmedium)用化学成分完全了解的物质制成的培养基，也称为化学限定培养基或组合培养基。如：高氏一号、查氏培养基3、半合成培养基(Semi-syntheticmedium)主要用化学成分完全了解的物质制成，同时加有天然成分的培养基，半组合培养基。如：马铃薯蔗糖（PDA）培养基（一）根据对培养基成分的了解程度分类高氏一号培养基淀粉20gKNO31gNaCl0.5gK2HPO40.5gMgSO40.5gFeSO40.01g琼脂20g蒸馏水1000ml第64页,共80页，2024年2月25日，星期天（二）根据培养基的物理状态分类1、固体培养基(Solidmedium)在液体培养基中加入一定量凝固剂。琼脂1.5-2%、明胶、硅胶2、半固体培养基(Semi-solidmedium)培养基中加入的凝固剂量比较少。琼脂0.2%~0.7%3、液体培养基(Liquidmedium)培养基中未加任何凝固剂4、脱水培养基(Dehydratedmedium)预配制好的不含水分的商品化的培养基。如营养琼脂培养基。第65页,共80页，2024年2月25日，星期天半固体培养物的生长情况：第66页,共80页，2024年2月25日，星期天液体培养物生长情况连续液体培养装置示意图第67页,共80页，2024年2月25日，星期天1、选择培养基(selectivemedium)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。根据某种微生物的特殊营养要求或其对某化学、物理因素的抗性而设计的培养基，其作用是混合菌中的劣势菌变成优势菌，从而达到分离筛选该微生物的目的。（三）按培养基的功能分类第68页,共80页，2024年2月25日，星期天加富性选择培养基抑制性选择培养基取其所抗投其所好

选择培养基有通过加入不妨碍目的微生物生长而抑制非目的微生物生长的物质以达到选择的目的。

选择培养基也可通过在培养基中加入目的微生物特别需要的营养物质而使它们加富以达到选择目的。这种选择培养基就是加富培养基。第69页,共80页，2024年2月25日，星期天第70页,共80页，2024年2月25日，星期天第71页,共80页，2024年2月25日，星期天2、鉴别培养基(differentialmedium)是一类在培养基中添加某种化学物质而将目的或对象微生物的菌落与同一平板上的其他微生物菌落区别开来的培养基。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目的菌某种无色代谢产物发生显色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。第72页,共80页，2024年2月25日，星期天培养基名称

加入化学物质

微生物代谢产物

培养基特征性变化

主要用途酪素培养基

酪素

胞外蛋白酶

蛋白水解圈

鉴别产蛋白酶菌株明胶培养基

明胶

胞外蛋白酶

明胶液化

鉴别产蛋白酶菌株油脂培养基

食用油、土温、

胞外脂肪酶

由淡红色变成深红色

鉴别产脂肪酶菌株

中性红指示剂淀粉培养基

可溶性淀粉

胞外淀粉酶

淀粉水解圈

鉴别产淀粉酶菌株H2S试验培养基

醋酸铅H2S产生黑色沉淀

鉴别产H2S菌株糖发酵培养基

溴甲酚紫

乳酸、醋酸、丙酸等

由紫色变成黄色

鉴别肠道细菌远藤氏培养基

碱性复红、亚硫酸钠

乙酸、乙醛

带金属光泽深红色菌落

鉴别水中大肠菌群伊红美蓝培养基

伊红、美蓝

酸

带金属光泽深紫色菌落

鉴别水中大肠菌群第73页,共80页，2024年2月25日，星期天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