培養(yǎng)基思考題答案

1、. 6 培養(yǎng)基1. 培養(yǎng)基概念？常用培養(yǎng)的基本要求是什么？答： 概念：是供微生物、植物和動(dòng)物組織生長和維持用的人工配制的養(yǎng)料，一般都含有碳水化合物、含氮物質(zhì)、無機(jī)鹽（包括微量元素）以及維生素和水等。 有的培養(yǎng)基還含有抗菌素和色素，用于單種微生物培養(yǎng)和鑒定?；疽?：必須含有供細(xì)胞生長繁殖和合成細(xì)胞成分的原料；滿足產(chǎn)物生成的需要；能夠維持一定的 pH 條件；來源豐富、價(jià)格低廉、質(zhì)量穩(wěn)定等。2、培養(yǎng)基是由哪些成分組成？這些成分的來源是什么（尤其是碳源和氮源）？各成分的作用是什么？在應(yīng)用天然碳源和氮源時(shí)應(yīng)注意什么問題？答：培養(yǎng)基各成分的來源及作用如下成分來源作用1、糖類：葡萄糖、蔗糖、麥芽糖、乳糖

2、、糊精、淀粉等1、為細(xì)胞提供能源2、脂類：各種植物油和動(dòng)物油，如2、組成菌體細(xì)胞成分的碳架（如蛋豆油、菜油、葵花籽油、豬油、棉籽油、玉米油、亞麻籽油、橄欖油白質(zhì)、糖類、脂類、核酸等）碳源等3、構(gòu)成細(xì)胞代謝產(chǎn)物3、有機(jī)酸或其鹽類及低碳醇類：乳4、對發(fā)酵液 pH 起到一定的調(diào)節(jié)作酸、醋酸、檸檬酸、延胡索酸以及甘油等用4、其他碳源物質(zhì)：碳酸氣、石油、精品.正構(gòu)石蠟、天然氣、甲醇、乙醇等石油化工產(chǎn)品精品.1、有機(jī)氮源：花生餅粉、黃豆餅1、構(gòu)成菌體細(xì)胞結(jié)構(gòu)物質(zhì)粉、棉子餅粉、酵母粉、麥麩、魚2、為微生物提供能源氮源粉、蠶蛹粉、玉米漿、蛋白胨、尿3、合成含氮代謝產(chǎn)物素、廢菌體、酒糟等4、有些有機(jī)氮源是某些產(chǎn)

3、物合成的2、無機(jī)氮源：氨水、銨鹽、硝酸鹽前體等5、在碳源不足時(shí)可以用氮源補(bǔ)充1、作為某些酶的輔酶或激活劑無機(jī)鹽磷、鎂、硫、鐵、鉀、鈉、鈣、2、生理活性物質(zhì)的組成或生理活性和微量鉛、氯、鋅、鈷、錳等微量元素及作用的調(diào)節(jié)劑元素其無機(jī)鹽3、與維持細(xì)胞一定的滲透壓和細(xì)胞透性有關(guān)前體鄰氨基苯甲酸、丙酸、苯乙酰胺、在生物合成過程中結(jié)合到產(chǎn)物分物質(zhì)肌醇、氯化物、甘氨酸等子中去，能提高產(chǎn)物產(chǎn)量N,N- 二芐基乙烯二胺、硫氰化芐、1、影響微生物正常代謝促進(jìn)劑2、促進(jìn)中間代謝產(chǎn)物的積累紅霉素等3、提高次級代謝產(chǎn)物的產(chǎn)量乙硫胺酸、溴化物、硫脲、甘露聚抑制某些代謝途徑的進(jìn)行，同時(shí)刺抑制劑激另一代謝途徑，以致改變微生物

4、糖、巴比妥類藥物等的代謝途徑一切化學(xué)反應(yīng)和營養(yǎng)物質(zhì)傳遞的介水質(zhì)，水的質(zhì)量對微生物的生長繁殖和產(chǎn)物合成極為重要精品.在應(yīng)用天然碳源和氮源時(shí)應(yīng)注意的問題：不同菌種能夠利用的碳源 / 氮源往往不同，同一個(gè)菌種對不同碳源 / 氮源的利用速度也是不同的，一般單糖的利用速度要比雙糖和多糖快，所以應(yīng)根據(jù)菌種的種類和生長特性選擇不同的碳源 / 氮源。 碳、氮源直接的利用速度具有密切關(guān)系，各種糖的代謝速度不同，氨及銨鹽的利用速度也隨之改變，所以應(yīng)根據(jù)兩者間的代謝速度關(guān)系投放的量。碳源和氮源之間的比例能夠直接影響微生物的生長和發(fā)酵產(chǎn)物的積累，在生產(chǎn)不同階段應(yīng)根據(jù)菌體的不同代謝階段通過控制碳氮源的比例來滿足菌體的大

5、量繁殖同時(shí)又能大量形成產(chǎn)物。天然碳源 / 氮源的質(zhì)量要求保證全營養(yǎng)成分的均衡，不能因地域性而導(dǎo)致天然碳源 / 氮源中某些營養(yǎng)成分（蛋白質(zhì)、多肽、氨基酸、維生素、微量元素等物質(zhì)）的先天缺失或不足，進(jìn)而影響微生物的發(fā)酵產(chǎn)率。3. 天然、合成和半合成培養(yǎng)基各有哪些應(yīng)用？舉例。答：（ 1）天然培養(yǎng)基， 所用原料是一些天然動(dòng)植物產(chǎn)物，其化學(xué)成分不清楚或化學(xué)成份不恒定，如牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基A(廣泛用于細(xì)菌培養(yǎng) )、麥芽汁培養(yǎng)基B(啤酒發(fā)酵 )，其特點(diǎn)是營養(yǎng)豐富，價(jià)格低廉，適合于生產(chǎn)。（ 2）合成培養(yǎng)基， 由化學(xué)成分已知的試劑配制的，各成分的量都確切知道的培養(yǎng)基，如培養(yǎng)放線菌的高氏一號培養(yǎng)基、培養(yǎng)真菌的察氏

6、培養(yǎng)基，這種培養(yǎng)基成分明確、實(shí)驗(yàn)的重復(fù)性好，但配置較繁瑣、培養(yǎng)的微生物生長較慢、價(jià)格較高，適用于實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行微生物營養(yǎng)、代謝、生理生化、遺傳育種、菌種鑒定和生物測定等定量要求較高的研究工作，不適于大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)。（ 3）半合成培養(yǎng)基， 由部分天然的有機(jī)物作碳源、氮源和生長因子，然后加入適量的化學(xué)藥品配制而成的半合成培養(yǎng)基，這種培養(yǎng)基在生產(chǎn)和實(shí)驗(yàn)中使用較多。如培養(yǎng)真菌用的馬鈴薯蔗糖培養(yǎng)基精品.，和 LB 培養(yǎng)基(一般用于基因克隆中的大腸桿菌培養(yǎng))。這種培養(yǎng)基配置方便、微生物生長良好，實(shí)驗(yàn)室和發(fā)酵生產(chǎn)用的大多數(shù)培養(yǎng)基屬于半合成培養(yǎng)基。4. 簡述培養(yǎng)基的類型和作用、孢子培養(yǎng)基、種子培養(yǎng)基和發(fā)酵培養(yǎng)基

7、區(qū)別。說明理由。答：培養(yǎng)基的種類很多，可以根據(jù)組成、狀態(tài)和用途等進(jìn)行分類。（ 1）按培養(yǎng)基的組成成分，有合成培養(yǎng)基和天然培養(yǎng)基。合成培養(yǎng)基多用于研究和育種；天然培養(yǎng)基多用于大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)。（ 2）按培養(yǎng)基的狀態(tài)可以分為固體、半固體和液體培養(yǎng)基。固體培養(yǎng)基主要用于菌種的培養(yǎng)和保存，也廣泛用于產(chǎn)生子實(shí)體真菌的產(chǎn)生；半固體培養(yǎng)基主要用于菌種鑒定、細(xì)菌運(yùn)動(dòng)性觀察和噬菌體效價(jià)滴定等；液體培養(yǎng)基在實(shí)驗(yàn)室中主要用于各種生理、代謝研究和獲得大量菌體，在生產(chǎn)上絕大多數(shù)發(fā)酵培養(yǎng)基都采用液體培養(yǎng)基。（ 3）按用途可以分為孢子培養(yǎng)基、種子培養(yǎng)基和發(fā)酵培養(yǎng)基。孢子培養(yǎng)基是供菌種繁殖孢子的；種子培養(yǎng)基是供孢子發(fā)芽、生長

8、和菌體繁殖的；發(fā)酵培養(yǎng)基是供菌種生長繁殖和防止菌種過早衰老的。孢子培養(yǎng)基、種子培養(yǎng)基和發(fā)酵培養(yǎng)基的區(qū)別：區(qū)別項(xiàng)目孢子培養(yǎng)基種子培養(yǎng)基發(fā)酵培養(yǎng)基目的供菌體繁殖孢子供孢子發(fā)芽、生生長繁殖快但要防止菌體長和菌體繁殖過早衰老，利于產(chǎn)物的大量合成碳源不宜過多（培養(yǎng)基營速效碳源（如葡豐富，速效與遲效搭配，養(yǎng)不要太豐富）萄糖）多用遲效；碳氮比適當(dāng)，氮源低，否子不利孢子形提供易于利用的成氮源，利于菌體迅速生長精品.無機(jī)鹽濃度適當(dāng)，否則會影相對豐富，完豐富，加緩沖劑穩(wěn)定 PH 值響孢子的顏色和數(shù)全， PH 穩(wěn)定量）其他含有生長素和微量元最后一級要接近需加入菌體生長所需的生素發(fā)酵培養(yǎng)基長因子和產(chǎn)物合成需要的元素、

9、前體和促進(jìn)劑補(bǔ)料5.為什么要在發(fā)酵培養(yǎng)基中加入代謝調(diào)節(jié)劑？舉例。答：發(fā)酵培養(yǎng)基是供菌種生長、繁殖和合成產(chǎn)物之用。它既要使種子接種后能迅速生長，達(dá)到一定的菌絲濃度，又要使長好的菌體能迅速合成需產(chǎn)物。因此，發(fā)酵培養(yǎng)基的組成除有菌體生長所必需的元素和化合物外，還要有產(chǎn)物所需代謝調(diào)節(jié)劑等。代謝調(diào)節(jié)劑中包括抑制劑、促進(jìn)劑和前體。前體是指某些化合物加入到發(fā)酵培養(yǎng)基中，能直接被微生物在生物合成中結(jié)合到產(chǎn)物分子中去，而其自身的結(jié)構(gòu)并沒有多大變化，但是產(chǎn)物的產(chǎn)量卻因加入前體而有較大的提高，如加苯乙酸可使芐青霉素產(chǎn)量增加；抑制劑加入到發(fā)酵過程中時(shí)能抑制不需要的產(chǎn)物，而大量產(chǎn)生所需的特定產(chǎn)物（或中間體）。如在四環(huán)素

10、發(fā)酵中，加入溴化物能抑制金霉素 (即氯四環(huán)素 )的形成，從而增加四環(huán)素的產(chǎn)量。促進(jìn)劑多為一些酶的誘導(dǎo)劑，如酶所需的基質(zhì)或基質(zhì)的類似物， -半乳糖苷酶的誘導(dǎo)劑類似物異丙基 -D- 半乳糖苷。曲霉產(chǎn)生淀粉酶時(shí)需要淀粉作誘導(dǎo)劑。6. 如何根據(jù)微生物的代謝要求選擇發(fā)酵培養(yǎng)基。精品.答： (1)一般的發(fā)酵產(chǎn)物以碳源為主要元素，發(fā)酵培養(yǎng)基中的碳源含量往往高于種子培養(yǎng)基；如果產(chǎn)物的含氮量高，應(yīng)增加氮源。(2)根據(jù)代謝產(chǎn)物加入適量的代謝調(diào)節(jié)劑和微量元素(3)根據(jù)微生物的代謝特征，調(diào)整適當(dāng)?shù)奶嫉?，調(diào)節(jié)最佳pH(4)大規(guī)模生產(chǎn)時(shí)，原料應(yīng)該價(jià)廉易得，還應(yīng)有利于下游產(chǎn)物的分離提取工作7. 培養(yǎng)基的設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)思路

11、是什么。答：（1）設(shè)計(jì)原則： 培養(yǎng)基的成分直接影響培養(yǎng)目標(biāo)。在設(shè)計(jì)培養(yǎng)基時(shí)，必須考慮是要培養(yǎng)菌體，還是要積累菌體代謝產(chǎn)物；是實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)，還是大規(guī)模發(fā)酵等問題為微生物提供所必須的營養(yǎng)（能源物質(zhì)、碳源、氮源、無機(jī)鹽和微量元素、前體、促進(jìn)劑和抑制劑等）。為微生物的生長提供必要的生長環(huán)境條件。培養(yǎng)基的組成和配比合適（對微生物的生長發(fā)育、產(chǎn)品的產(chǎn)量、提煉工藝的選擇和成品的質(zhì)量都會產(chǎn)生相當(dāng)大的影響）。滿足生產(chǎn)的一些基本需要，如必須含有供細(xì)胞生長繁殖和合成細(xì)胞成分的原料；滿足生產(chǎn)物的需要；能維持一定的 pH 條件；來源豐富、價(jià)格低廉、質(zhì)量穩(wěn)定，產(chǎn)物的分離提取等。避免培養(yǎng)基中各成分之間的相互作用，如蛋白胨、酵

12、母膏中含有磷酸鹽時(shí)，會與培養(yǎng)基中鈣或鎂離子在加熱時(shí)發(fā)生沉淀作用；在高溫下，還原糖也會與蛋白質(zhì)或氨基酸相互作用而產(chǎn)生褐色物質(zhì)。（ 2）設(shè)計(jì)思路： 首先根據(jù)前人的經(jīng)驗(yàn)和和和必須考慮的因素來確定可能的培養(yǎng)基成分 結(jié)合所用菌種和產(chǎn)品的特性，采用搖瓶、玻璃罐等小型發(fā)酵設(shè)備，對碳源、氮源、無機(jī)鹽和前體等進(jìn)行逐個(gè)單因子試驗(yàn)。精品. 采用一些合理的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法如正交實(shí)驗(yàn)、響應(yīng)面分析方法對培養(yǎng)基各成分之間配比（復(fù)配）進(jìn)行優(yōu)化，確定最適濃度。 擴(kuò)大培養(yǎng)時(shí)，可按照先按照一般的放大原則進(jìn)行放大，再結(jié)合正交實(shí)驗(yàn)、響應(yīng)面分析方法進(jìn)行優(yōu)化，確定最適濃度8. 影響培養(yǎng)基質(zhì)量的因素是什么？答： (1) 水質(zhì)：配制培養(yǎng)基應(yīng)用蒸餾

13、水或去離子水，制備培養(yǎng)基時(shí)，不可用銅鍋或鐵鍋，可用中性硬質(zhì)能耐高溫的玻璃、搪瓷和鋁制器皿制備；容器的潔凈程度。(2) 各組分質(zhì)量穩(wěn)定 ：確保穩(wěn)定的原料來源，更換不同產(chǎn)地來源的組份時(shí)，必須進(jìn)行實(shí)驗(yàn)試驗(yàn)，確保產(chǎn)量和質(zhì)量的穩(wěn)定性。(3) 粘度：是否適當(dāng)，否則影響滅菌、攪拌、微生物呼吸和產(chǎn)物的分離(4) 裝量過程的操作技術(shù) ：培養(yǎng)基配制好后，應(yīng)根據(jù)不同用途和形態(tài)，分裝在不同容器內(nèi)；分裝量不能超過容器的 2/3 ，以避免高壓滅菌時(shí)培養(yǎng)基外溢，且有利于滅菌完全。分裝后用棉塞塞緊瓶口 ,外用油紙包裹 ,以免滅菌時(shí)水蒸氣直接滲入棉塞 ,造成滅菌后冷凝水多而影響培養(yǎng)基的硬度。(5) 滅菌過程 ：滅菌溫度及壓力，滅菌時(shí)間與次數(shù)皆會影響培養(yǎng)基的質(zhì)量。高壓時(shí)間不可過長 ,滅菌次數(shù)不要超過 2 次，否則會使培養(yǎng)基變質(zhì)，使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)損失。瓊脂培養(yǎng)基加熱時(shí)間太長溫度太則引起沉淀，如其 pH 值在 4.8 以下，則滅菌時(shí)間過長可破壞其粘度。明膠培養(yǎng)基如受熱溫度太高，可破壞其凝固性