第4章微生物的營(yíng)養(yǎng)2010_第1頁(yè)
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1、 微生物的營(yíng)養(yǎng)微生物的營(yíng)養(yǎng)化生學(xué)化生學(xué)院院蔡英卿蔡英卿微生物的特點(diǎn):微生物的特點(diǎn):食譜廣、胃口大食譜廣、胃口大營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì): :那些能夠滿足微生物機(jī)體生長(zhǎng)那些能夠滿足微生物機(jī)體生長(zhǎng)、繁殖和完成各種生理活動(dòng)所需的物質(zhì)繁殖和完成各種生理活動(dòng)所需的物質(zhì). .營(yíng)養(yǎng)營(yíng)養(yǎng):微生物獲得和利用營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的過(guò)程微生物獲得和利用營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的過(guò)程營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)是微生物生存的物質(zhì)基礎(chǔ)是微生物生存的物質(zhì)基礎(chǔ), ,而而營(yíng)養(yǎng)營(yíng)養(yǎng)是生物維持和延續(xù)其生命形式的是生物維持和延續(xù)其生命形式的一種生理過(guò)程。一種生理過(guò)程。(參見(參見P75P75)本章內(nèi)容:本章內(nèi)容: 第一節(jié)第一節(jié) 微生物的營(yíng)養(yǎng)要求微生物的營(yíng)養(yǎng)要求微生物們需要吃什么

2、?微生物們需要吃什么?第三節(jié)第三節(jié) 營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞微生物們是怎樣吃東西的微生物們是怎樣吃東西的?第二節(jié)第二節(jié) 培養(yǎng)基培養(yǎng)基如何給微生物們做飯如何給微生物們做飯?第一節(jié)第一節(jié) 微生物的營(yíng)養(yǎng)要求微生物的營(yíng)養(yǎng)要求一、微生物細(xì)胞的化學(xué)組成一、微生物細(xì)胞的化學(xué)組成微生物細(xì)胞微生物細(xì)胞水水:70%-90%干物質(zhì)干物質(zhì)有機(jī)物有機(jī)物蛋白質(zhì)、糖、脂、蛋白質(zhì)、糖、脂、核酸、維生素等及其降核酸、維生素等及其降解產(chǎn)物解產(chǎn)物 無(wú)機(jī)物(鹽)無(wú)機(jī)物(鹽)微生物微生物 動(dòng)物動(dòng)物 植物之間存在植物之間存在“營(yíng)養(yǎng)上的統(tǒng)一性營(yíng)養(yǎng)上的統(tǒng)一性”細(xì)胞化學(xué)元素組成細(xì)胞化學(xué)元素組成:主要元素主要元素:碳碳 氫氫 氧氧 氮氮

3、 磷磷 硫硫 鉀鉀 鎂鎂 鈣鈣 鐵等鐵等微量元素微量元素:鋅鋅 錳錳 鈉鈉 氯氯 鉬鉬 硒硒 鈷鈷 銅銅 鎢鎢 鎳鎳 硼等硼等第一節(jié)第一節(jié) 微生物的營(yíng)養(yǎng)要求微生物的營(yíng)養(yǎng)要求二、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及其生理功能二、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及其生理功能微生物與動(dòng)植物營(yíng)養(yǎng)要素的比較微生物與動(dòng)植物營(yíng)養(yǎng)要素的比較微微生生物物動(dòng)動(dòng)物物(異異養(yǎng)養(yǎng))異養(yǎng)自養(yǎng)綠綠色色植植物物(自自養(yǎng)養(yǎng))碳碳源源糖類、脂肪糖、醇、有機(jī)酸等二氧化碳、碳酸鹽等二氧化碳氮氮源源蛋白質(zhì)及其降解物蛋白質(zhì)及其降解物、有機(jī)氮化物、無(wú)機(jī)氮化物、氮無(wú)機(jī)氮化物、氮無(wú)機(jī)氮化物能能源源與碳源同與碳源同氧化無(wú)機(jī)物或利用日光能利用日光能生生長(zhǎng)長(zhǎng)因因子子維生素有些需要維生素等生長(zhǎng)因子不

4、需要不需要無(wú)無(wú)機(jī)機(jī)元元素素?zé)o機(jī)鹽無(wú)機(jī)鹽無(wú)機(jī)鹽無(wú)機(jī)鹽水水分分水水水水第一節(jié)第一節(jié) 微生物的營(yíng)養(yǎng)要求微生物的營(yíng)養(yǎng)要求二、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及其生理功能 微生物細(xì)胞的化學(xué)成分及分析微生物細(xì)胞的化學(xué)成分及分析微生物生長(zhǎng)所需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及其生理功能微生物生長(zhǎng)所需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及其生理功能 詳見詳見P7581 化學(xué)組成化學(xué)組成元素組成元素組成化合物組成化合物組成C、H、O、N、P、S、K、Mg 、 Ca 、Fe 、Mn 、 硼硼 Cl 、Cu 、Co 、Zn 、鉬、硒等,其中鉬、硒等,其中C、H、O、N、P、S六種元素占菌體六種元素占菌體干重的干重的97% 水水 有機(jī)物有機(jī)物 無(wú)機(jī)鹽無(wú)機(jī)鹽 一、微生物細(xì)胞的化學(xué)組成一

5、、微生物細(xì)胞的化學(xué)組成二、微生物的五種營(yíng)養(yǎng)要素二、微生物的五種營(yíng)養(yǎng)要素碳源 氮源 無(wú)機(jī)鹽 生長(zhǎng)因子 水 營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)按照它們?cè)跈C(jī)體中的生理作用不同,可以將它們區(qū)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)按照它們?cè)跈C(jī)體中的生理作用不同,可以將它們區(qū)分成五大類。分成五大類。凡是能提供微生物細(xì)胞物質(zhì)凡是能提供微生物細(xì)胞物質(zhì)和代謝產(chǎn)物中碳素來(lái)源的營(yíng)和代謝產(chǎn)物中碳素來(lái)源的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)都稱為碳養(yǎng)物質(zhì)都稱為碳 源源 。碳 源碳源功能碳源種類碳源功能C素構(gòu)成細(xì)胞及代謝產(chǎn)物的骨架 C素是大多數(shù)微生物代謝所需的能量來(lái)源 碳源種類無(wú)機(jī)C源:CO2、碳酸鹽,只能被自養(yǎng)微生物利用有機(jī)C源:各種糖類,其次是有機(jī)酸、醇類、 脂類和烴類化合物 對(duì)于為數(shù)眾多的化能異養(yǎng)

6、微生物來(lái)說(shuō),碳源是兼有能源對(duì)于為數(shù)眾多的化能異養(yǎng)微生物來(lái)說(shuō),碳源是兼有能源功能營(yíng)養(yǎng)物。功能營(yíng)養(yǎng)物。 目前在微生物工業(yè)發(fā)酵中所利用的碳源物質(zhì)主要是糖類目前在微生物工業(yè)發(fā)酵中所利用的碳源物質(zhì)主要是糖類物質(zhì)、麩皮、米糠等。物質(zhì)、麩皮、米糠等。實(shí)驗(yàn)室常用的碳源主要有葡萄糖、蔗糖、甘露醇、有機(jī)實(shí)驗(yàn)室常用的碳源主要有葡萄糖、蔗糖、甘露醇、有機(jī)酸等酸等.凡是能提供微生物細(xì)胞物質(zhì)和代謝產(chǎn)物中氮素來(lái)源的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)都稱為氮源。氮 源氮源功能氮源種類 為微生物提供合成細(xì)胞物質(zhì)代謝產(chǎn)物的原料,氮源一般不做能源,只有硝化細(xì)菌利用銨鹽,亞硝酸鹽作氮源,同時(shí)也作能源。同時(shí)也做能源。氮源功能氮源功能氮源種類氮源種類有機(jī)態(tài)氮:蛋

7、白質(zhì)及其降解產(chǎn)物 a速性氮源:實(shí)驗(yàn)室常用牛肉膏、蛋白 胨、酵母膏做氮源 b遲速性氮源:生產(chǎn)用玉米漿、豆 餅、葵花餅、花生餅等。 分子態(tài)氮:固氮微生物以分子氮為唯一氮源無(wú)機(jī)態(tài)氮:硝酸鹽、銨鹽幾乎所有微生物能利用無(wú)無(wú) 機(jī)機(jī) 鹽鹽無(wú)機(jī)鹽功能無(wú)機(jī)鹽功能 構(gòu)成酶活性基的組成成分,維持E活性。Mg、Ca、K是多種E的激活劑 構(gòu)成微生物細(xì)胞的組成成分調(diào)解微生物細(xì)胞的滲透壓, PH值和氧化還原電 位作為某些自養(yǎng)微生物的能源和無(wú)氧呼吸的氫受體。 Zn、Ca、Mn、Co、Mo等微量元素,在微等微量元素,在微生物培養(yǎng)中有生物培養(yǎng)中有0.1PPM就可以了,自來(lái)水原料就可以了,自來(lái)水原料中以夠用,不需另加。中以夠用,不

8、需另加。無(wú)機(jī)鹽種類無(wú)機(jī)鹽種類 構(gòu)成微生物細(xì)胞以構(gòu)成微生物細(xì)胞以C、H、O、N、P、S六種元六種元素為主,約占細(xì)胞干重的素為主,約占細(xì)胞干重的95以上;以上; Ca、K 、Mg、Fe為大量元素,以無(wú)機(jī)鹽陽(yáng)離為大量元素,以無(wú)機(jī)鹽陽(yáng)離子形式被吸收,配培養(yǎng)基進(jìn)要加磷酸鹽、硫酸鹽。子形式被吸收,配培養(yǎng)基進(jìn)要加磷酸鹽、硫酸鹽。 微生物生長(zhǎng)所必需而且需要量很小,但微生物自身不微生物生長(zhǎng)所必需而且需要量很小,但微生物自身不能合成的或合成量不足以滿足機(jī)體生長(zhǎng)需要的微量有機(jī)能合成的或合成量不足以滿足機(jī)體生長(zhǎng)需要的微量有機(jī)化合物化合物 稱為稱為生長(zhǎng)因子。生長(zhǎng)因子。生生 長(zhǎng)長(zhǎng) 因子因子根據(jù)它們的化學(xué)結(jié)構(gòu)和及其生理作用

9、可分為:根據(jù)它們的化學(xué)結(jié)構(gòu)和及其生理作用可分為:維生素維生素 氨基酸氨基酸嘌呤或嘧啶堿基嘌呤或嘧啶堿基 水水 水是一切生物生存的基本條件,微生物的生命水是一切生物生存的基本條件,微生物的生命活動(dòng)也離不開水,微生物細(xì)胞含水約占細(xì)胞鮮重的活動(dòng)也離不開水,微生物細(xì)胞含水約占細(xì)胞鮮重的7090,水作用是多方面的。,水作用是多方面的。水的功能 是細(xì)胞中生化反應(yīng)的良好介質(zhì);營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和代是細(xì)胞中生化反應(yīng)的良好介質(zhì);營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和代謝產(chǎn)物都必須溶解在水里,才能被吸收或排出謝產(chǎn)物都必須溶解在水里,才能被吸收或排出體(細(xì)胞)外。體(細(xì)胞)外。 水的比熱高,能有效的吸收代謝過(guò)程中放出的水的比熱高,能有效的吸收代謝過(guò)程中

10、放出的熱量,不致使細(xì)胞的溫度驟然上升。熱量,不致使細(xì)胞的溫度驟然上升。 維持細(xì)胞的膨壓(控制細(xì)胞形態(tài))。維持細(xì)胞的膨壓(控制細(xì)胞形態(tài))。第一節(jié) 微生物的營(yíng)養(yǎng)要求三、微生物的營(yíng)養(yǎng)類型三、微生物的營(yíng)養(yǎng)類型異養(yǎng)型生物異養(yǎng)型生物自養(yǎng)型生物自養(yǎng)型生物生長(zhǎng)所需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)生長(zhǎng)所需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)生物生長(zhǎng)過(guò)程中能量的來(lái)源生物生長(zhǎng)過(guò)程中能量的來(lái)源 光能營(yíng)養(yǎng)型光能營(yíng)養(yǎng)型 化能營(yíng)養(yǎng)型化能營(yíng)養(yǎng)型光能自養(yǎng)型光能自養(yǎng)型:以光為能源以光為能源,不依賴有機(jī)物即可正常生長(zhǎng)不依賴有機(jī)物即可正常生長(zhǎng)光能異養(yǎng)型光能異養(yǎng)型:以光為能源以光為能源,但生長(zhǎng)需要一定的有機(jī)營(yíng)養(yǎng)但生長(zhǎng)需要一定的有機(jī)營(yíng)養(yǎng)化能自養(yǎng)型化能自養(yǎng)型:以無(wú)機(jī)物的氧化獲得能量

11、以無(wú)機(jī)物的氧化獲得能量,生長(zhǎng)不依賴有生長(zhǎng)不依賴有 機(jī)營(yíng)養(yǎng)物機(jī)營(yíng)養(yǎng)物化能異養(yǎng)型化能異養(yǎng)型:以有機(jī)物的氧化獲得能量以有機(jī)物的氧化獲得能量,生長(zhǎng)依賴于有生長(zhǎng)依賴于有 機(jī)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)機(jī)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)第一節(jié)第一節(jié) 微生物的營(yíng)養(yǎng)要求微生物的營(yíng)養(yǎng)要求三、微生物的營(yíng)養(yǎng)類型三、微生物的營(yíng)養(yǎng)類型劃劃 分分 依依 據(jù)據(jù) 營(yíng)營(yíng) 養(yǎng)養(yǎng) 類類 型型 特特 點(diǎn)點(diǎn)碳碳 源源 自自 養(yǎng)養(yǎng) 型型(autotrophs) 以以CO2 為為 唯唯 一一 或或 主主 要要 碳碳 源源 異異 養(yǎng)養(yǎng) 型型(heterotrophs) 以以 有有 機(jī)機(jī) 物物 為為 碳碳 源源能能 源源 光光 能能 營(yíng)營(yíng) 養(yǎng)養(yǎng) 型型(phototrophs) 以以 光

12、光 為為 能能 源源 化化 能能 營(yíng)營(yíng) 養(yǎng)養(yǎng) 型型(chemotrophs) 以以 有有 機(jī)機(jī) 物物 氧氧 化化 釋釋 放放 的的 化化 學(xué)學(xué) 能能 為為 能能 源源電電 子子 供供 體體 無(wú)無(wú) 機(jī)機(jī) 營(yíng)營(yíng) 養(yǎng)養(yǎng) 型型(lithotrophs) 以以 還還 原原 性性 無(wú)無(wú) 機(jī)機(jī) 物物 為為 電電 子子 供供 體體 有有 機(jī)機(jī) 營(yíng)營(yíng) 養(yǎng)養(yǎng) 型型(organotrophs) 以以 有有 機(jī)機(jī) 物物 為為 電電 子子 供供 體體 微生物營(yíng)養(yǎng)類型微生物營(yíng)養(yǎng)類型()()(參見(參見P81P81)第一節(jié)第一節(jié) 微生物的營(yíng)養(yǎng)要求微生物的營(yíng)養(yǎng)要求三、微生物的營(yíng)養(yǎng)類型三、微生物的營(yíng)養(yǎng)類型 微生物的營(yíng)養(yǎng)類型微生

13、物的營(yíng)養(yǎng)類型()()營(yíng)營(yíng)養(yǎng)養(yǎng)類類型型電電子子供供體體碳碳源源能能源源舉舉例例光光能能無(wú)無(wú)機(jī)機(jī)自自養(yǎng)養(yǎng)型型(光光能能自自養(yǎng)養(yǎng)型型)H2、 H2S、 S或H2OCO2光能著色細(xì)菌、藍(lán)細(xì)菌、藻類光光能能有有機(jī)機(jī)異異養(yǎng)養(yǎng)型型(光光能能異異養(yǎng)養(yǎng)型型)有機(jī)物有機(jī)物光能紅螺細(xì)菌化化能能無(wú)無(wú)機(jī)機(jī)自自養(yǎng)養(yǎng)型型(化化能能自自養(yǎng)養(yǎng)型型)H2、H2S、Fe2+、NH3或NO2-CO2化學(xué)能(無(wú)機(jī)物氧化)氫細(xì)菌、硫桿菌、亞硝化單胞菌屬(Nitrosomonas)、甲烷桿菌屬(Methanobacterium)、醋桿菌屬(Acetobacter)化化能能有有機(jī)機(jī)異異養(yǎng)養(yǎng)型型(化化能能異異養(yǎng)養(yǎng)型型)有機(jī)物有機(jī)物化學(xué)能(有機(jī)

14、物氧化)假單胞菌屬、芽孢桿菌屬、乳酸菌屬、真菌、原生動(dòng)物(參見(參見P82P82)第一節(jié)第一節(jié) 微生物的營(yíng)養(yǎng)要求微生物的營(yíng)養(yǎng)要求三、微生物的營(yíng)養(yǎng)類型三、微生物的營(yíng)養(yǎng)類型1 1光能無(wú)機(jī)自養(yǎng)型(光能自養(yǎng)型)光能無(wú)機(jī)自養(yǎng)型(光能自養(yǎng)型)* *能以能以CO2為主要唯一或主要碳源;為主要唯一或主要碳源;* *進(jìn)行光合作用獲取生長(zhǎng)所需要的能量;進(jìn)行光合作用獲取生長(zhǎng)所需要的能量; * *以無(wú)機(jī)物如以無(wú)機(jī)物如H2、H2S、S等作為供氫體或電子供等作為供氫體或電子供 體體,使使CO2還原為細(xì)胞物質(zhì)還原為細(xì)胞物質(zhì);例如例如, ,藻類及藍(lán)細(xì)菌等和植物一樣藻類及藍(lán)細(xì)菌等和植物一樣, ,以水為電子供體以水為電子供體(

15、(供氫體供氫體) ), ,進(jìn)行產(chǎn)氧型的光合作用進(jìn)行產(chǎn)氧型的光合作用, ,合成細(xì)胞物質(zhì)合成細(xì)胞物質(zhì). .而而紅硫細(xì)菌紅硫細(xì)菌, ,以以H2S為電子供體為電子供體, ,產(chǎn)生細(xì)胞物質(zhì)產(chǎn)生細(xì)胞物質(zhì), ,并伴隨并伴隨硫元素的產(chǎn)生硫元素的產(chǎn)生. .CO2+ 2H2S光能光能 光合色素光合色素 CH2O + 2S+ H2O第一節(jié)第一節(jié) 微生物的營(yíng)養(yǎng)要求微生物的營(yíng)養(yǎng)要求三、微生物的營(yíng)養(yǎng)類型三、微生物的營(yíng)養(yǎng)類型2 2光能有機(jī)異養(yǎng)型(光能異養(yǎng)型)光能有機(jī)異養(yǎng)型(光能異養(yǎng)型)不能以不能以CO2為主要或唯一的碳源;為主要或唯一的碳源;以有機(jī)物作為供氫體以有機(jī)物作為供氫體, ,利用光能將利用光能將CO2還原為細(xì)胞物質(zhì)還

16、原為細(xì)胞物質(zhì)在生長(zhǎng)時(shí)大多數(shù)需要外源的生長(zhǎng)因子;在生長(zhǎng)時(shí)大多數(shù)需要外源的生長(zhǎng)因子;例如例如, ,紅螺菌屬中的一些細(xì)菌能利用異丙醇作為供紅螺菌屬中的一些細(xì)菌能利用異丙醇作為供氫體氫體, ,將將CO2還原成細(xì)胞物質(zhì)還原成細(xì)胞物質(zhì), ,同時(shí)積累丙酮。同時(shí)積累丙酮。CHOH + CO2H3CH3C2光能光能光合色素光合色素2 CH3C0CH3 + CH2O + H2O第一節(jié)第一節(jié) 微生物的營(yíng)養(yǎng)要求微生物的營(yíng)養(yǎng)要求三、微生物的營(yíng)養(yǎng)類型三、微生物的營(yíng)養(yǎng)類型 光能無(wú)機(jī)自養(yǎng)型光能無(wú)機(jī)自養(yǎng)型和和光能有機(jī)異養(yǎng)型光能有機(jī)異養(yǎng)型微生物可利用光能生長(zhǎng)微生物可利用光能生長(zhǎng),在地球早期生態(tài)在地球早期生態(tài)環(huán)境的演化過(guò)程中起重要

17、作用。環(huán)境的演化過(guò)程中起重要作用。第一節(jié)第一節(jié) 微生物的營(yíng)養(yǎng)要求微生物的營(yíng)養(yǎng)要求三、微生物的營(yíng)養(yǎng)類型三、微生物的營(yíng)養(yǎng)類型3 3化能無(wú)機(jī)自養(yǎng)型(化能自養(yǎng)型)化能無(wú)機(jī)自養(yǎng)型(化能自養(yǎng)型)* *生長(zhǎng)所需要的能量來(lái)自無(wú)機(jī)物氧化過(guò)程中生長(zhǎng)所需要的能量來(lái)自無(wú)機(jī)物氧化過(guò)程中 放出的化學(xué)能;放出的化學(xué)能;* *以以CO2或碳酸鹽作為唯一或主要碳源進(jìn)行生或碳酸鹽作為唯一或主要碳源進(jìn)行生 長(zhǎng)時(shí),利用長(zhǎng)時(shí),利用H2、H2S、Fe2+、NH3或或NO2-等作為等作為 電子供體使電子供體使CO2還原成細(xì)胞物質(zhì)。還原成細(xì)胞物質(zhì)?;軣o(wú)機(jī)自養(yǎng)型只存在于微生物中化能無(wú)機(jī)自養(yǎng)型只存在于微生物中, ,可在完全可在完全無(wú)機(jī)及無(wú)光的

18、環(huán)境中生長(zhǎng)無(wú)機(jī)及無(wú)光的環(huán)境中生長(zhǎng). .它們廣泛分布于土它們廣泛分布于土壤及水環(huán)境中壤及水環(huán)境中, ,參與地球物質(zhì)循環(huán)參與地球物質(zhì)循環(huán). .第一節(jié)第一節(jié) 微生物的營(yíng)養(yǎng)要求微生物的營(yíng)養(yǎng)要求三、微生物的營(yíng)養(yǎng)類型三、微生物的營(yíng)養(yǎng)類型4 4化能有機(jī)異養(yǎng)型(化能異養(yǎng)型)化能有機(jī)異養(yǎng)型(化能異養(yǎng)型)生長(zhǎng)所需要的能量均來(lái)自有機(jī)物氧化過(guò)程生長(zhǎng)所需要的能量均來(lái)自有機(jī)物氧化過(guò)程 中放出的化學(xué)能;中放出的化學(xué)能;生長(zhǎng)所需要的碳源主要是一些有機(jī)化合物,生長(zhǎng)所需要的碳源主要是一些有機(jī)化合物, 如淀粉、糖類、纖維素、有機(jī)酸等。如淀粉、糖類、纖維素、有機(jī)酸等。有機(jī)物通常既是碳源也是能源;有機(jī)物通常既是碳源也是能源;u大多數(shù)細(xì)

19、菌、真菌、原生動(dòng)物都是化能有機(jī)大多數(shù)細(xì)菌、真菌、原生動(dòng)物都是化能有機(jī) 異養(yǎng)型微生物;異養(yǎng)型微生物;u所有致病微生物均為化能有機(jī)異養(yǎng)型微生物所有致病微生物均為化能有機(jī)異養(yǎng)型微生物第一節(jié)第一節(jié) 微生物的營(yíng)養(yǎng)要求微生物的營(yíng)養(yǎng)要求三、微生物的營(yíng)養(yǎng)類型三、微生物的營(yíng)養(yǎng)類型4化能有機(jī)異養(yǎng)型(化能異養(yǎng)型)化能有機(jī)異養(yǎng)型(化能異養(yǎng)型)腐生型腐生型(metatrophy): 可利用無(wú)生命的有機(jī)物可利用無(wú)生命的有機(jī)物 ( (如動(dòng)植物尸體和殘?bào)w如動(dòng)植物尸體和殘?bào)w) )作為碳源;作為碳源;寄生型寄生型(paratrophy): 寄生在活的寄主機(jī)體內(nèi)寄生在活的寄主機(jī)體內(nèi) 吸取營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)吸取營(yíng)養(yǎng)物質(zhì), ,離開寄主就不能生存

20、;離開寄主就不能生存;在腐生型和寄生型之間還存在中間類型:在腐生型和寄生型之間還存在中間類型: 兼性腐生型兼性腐生型(facultive metatrophy); 兼性寄生型兼性寄生型(facultive paratrophy);(參見(參見P82P82)不同營(yíng)養(yǎng)類型之間的界限并非絕對(duì)不同營(yíng)養(yǎng)類型之間的界限并非絕對(duì)(P82):u異養(yǎng)型微生物并非絕對(duì)不能利用異養(yǎng)型微生物并非絕對(duì)不能利用CO2;u自養(yǎng)型微生物也并非不能利用有機(jī)物進(jìn)行生長(zhǎng);自養(yǎng)型微生物也并非不能利用有機(jī)物進(jìn)行生長(zhǎng);u有些微生物在不同生長(zhǎng)條件下生長(zhǎng)時(shí)有些微生物在不同生長(zhǎng)條件下生長(zhǎng)時(shí), ,其營(yíng)養(yǎng)類其營(yíng)養(yǎng)類 型也會(huì)發(fā)生改變;型也會(huì)發(fā)生改變

21、;例如紫色非硫細(xì)菌例如紫色非硫細(xì)菌(purple nonsulphur bacteria):* *沒(méi)有有機(jī)物時(shí)沒(méi)有有機(jī)物時(shí), ,同化同化CO2, ,為為自養(yǎng)型微生物;自養(yǎng)型微生物;* *有機(jī)物存在時(shí)有機(jī)物存在時(shí), ,利用有機(jī)物生長(zhǎng)利用有機(jī)物生長(zhǎng), ,為為異養(yǎng)型微生物;異養(yǎng)型微生物;* *光照和厭氧條件下光照和厭氧條件下, ,利用光能生長(zhǎng)利用光能生長(zhǎng), ,為為光能營(yíng)養(yǎng)型光能營(yíng)養(yǎng)型* *黑暗與好氧條件下黑暗與好氧條件下, ,依靠有機(jī)物氧化產(chǎn)生的化學(xué)能依靠有機(jī)物氧化產(chǎn)生的化學(xué)能 生長(zhǎng)為生長(zhǎng)為化能營(yíng)養(yǎng)型微生物;化能營(yíng)養(yǎng)型微生物;微生物營(yíng)養(yǎng)類型的可變性無(wú)疑有微生物營(yíng)養(yǎng)類型的可變性無(wú)疑有利于提高其對(duì)環(huán)境條

22、件變化的適利于提高其對(duì)環(huán)境條件變化的適應(yīng)能力應(yīng)能力三、微生物的營(yíng)養(yǎng)類型三、微生物的營(yíng)養(yǎng)類型第一節(jié)第一節(jié) 微生物的營(yíng)養(yǎng)要求微生物的營(yíng)養(yǎng)要求5 5營(yíng)養(yǎng)缺陷型營(yíng)養(yǎng)缺陷型 某些菌株發(fā)生突變某些菌株發(fā)生突變( (自然突變或人工誘變自然突變或人工誘變) )后后, ,失去合成某種失去合成某種( (或某些或某些) )對(duì)該菌株生長(zhǎng)必不可少對(duì)該菌株生長(zhǎng)必不可少的物質(zhì)的物質(zhì)( (通常是生長(zhǎng)因子如氨基酸、維生素通常是生長(zhǎng)因子如氨基酸、維生素) )的的能力能力, ,必須從外界環(huán)境獲得該物質(zhì)才能生長(zhǎng)繁必須從外界環(huán)境獲得該物質(zhì)才能生長(zhǎng)繁殖殖, ,這種突變型菌株稱為營(yíng)養(yǎng)缺陷型這種突變型菌株稱為營(yíng)養(yǎng)缺陷型(auxotroph)

23、,相應(yīng)的野生型菌株稱為原養(yǎng)型相應(yīng)的野生型菌株稱為原養(yǎng)型(prototroph)。營(yíng)養(yǎng)缺陷型菌株經(jīng)常用來(lái)進(jìn)行微生物遺傳學(xué)方營(yíng)養(yǎng)缺陷型菌株經(jīng)常用來(lái)進(jìn)行微生物遺傳學(xué)方面的研究。面的研究。(見(見P82P82)微生物生長(zhǎng)需要的生長(zhǎng)因子與營(yíng)養(yǎng)缺陷型微生物生長(zhǎng)需要的生長(zhǎng)因子與營(yíng)養(yǎng)缺陷型之間的關(guān)系?之間的關(guān)系?第二節(jié)第二節(jié) 培養(yǎng)基培養(yǎng)基培養(yǎng)基幾乎是一切對(duì)微生物進(jìn)行研究和利用的基礎(chǔ)培養(yǎng)基幾乎是一切對(duì)微生物進(jìn)行研究和利用的基礎(chǔ)培養(yǎng)基培養(yǎng)基(medium)是人工配制的是人工配制的, ,適合微生適合微生物生長(zhǎng)繁殖或產(chǎn)生代謝產(chǎn)物的營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)。物生長(zhǎng)繁殖或產(chǎn)生代謝產(chǎn)物的營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)。 任何培養(yǎng)基都應(yīng)該具備微生物生長(zhǎng)所需要六任

24、何培養(yǎng)基都應(yīng)該具備微生物生長(zhǎng)所需要六大營(yíng)養(yǎng)要素:大營(yíng)養(yǎng)要素:碳源碳源 氮源氮源 無(wú)機(jī)鹽無(wú)機(jī)鹽 能源能源 生長(zhǎng)因子生長(zhǎng)因子 水水(參見P82,P85) 任何培養(yǎng)基一旦配成任何培養(yǎng)基一旦配成, ,必須立即進(jìn)行滅菌處理必須立即進(jìn)行滅菌處理常規(guī)高壓蒸汽滅菌常規(guī)高壓蒸汽滅菌某些成分進(jìn)行分別滅菌;某些成分進(jìn)行分別滅菌;過(guò)濾除菌;過(guò)濾除菌;1.05kg/cm2,121.315-30分鐘分鐘0.56kg/cm2,112.615-30分鐘分鐘第二節(jié)第二節(jié) 培養(yǎng)基培養(yǎng)基(參見(參見P82P82)一、選用和設(shè)計(jì)培養(yǎng)基的原則和方法一、選用和設(shè)計(jì)培養(yǎng)基的原則和方法在微生物學(xué)研究和生長(zhǎng)實(shí)踐中在微生物學(xué)研究和生長(zhǎng)實(shí)踐中,配

25、置合適的配置合適的培養(yǎng)基是一項(xiàng)最基本的要求。培養(yǎng)基是一項(xiàng)最基本的要求。1 1、選擇適宜的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、選擇適宜的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)2 2、營(yíng)養(yǎng)物的濃度及配比合適、營(yíng)養(yǎng)物的濃度及配比合適3 3、物理、化學(xué)條件適宜、物理、化學(xué)條件適宜4 4、經(jīng)濟(jì)節(jié)約、經(jīng)濟(jì)節(jié)約5 5、精心設(shè)計(jì)、試驗(yàn)比較、精心設(shè)計(jì)、試驗(yàn)比較一、選用和設(shè)計(jì)培養(yǎng)基的原則和方法一、選用和設(shè)計(jì)培養(yǎng)基的原則和方法1 1、選擇適宜的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、選擇適宜的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)培養(yǎng)不同的微生物必須采用不同的培養(yǎng)條件培養(yǎng)不同的微生物必須采用不同的培養(yǎng)條件; 實(shí)驗(yàn)室的常用培養(yǎng)基:實(shí)驗(yàn)室的常用培養(yǎng)基:細(xì)菌細(xì)菌: :牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基( (簡(jiǎn)稱肉湯培養(yǎng)基簡(jiǎn)稱肉湯培養(yǎng)

26、基); );放線菌放線菌: :高氏高氏1 1號(hào)合成培養(yǎng)基培養(yǎng)號(hào)合成培養(yǎng)基培養(yǎng); ;酵母菌酵母菌: :麥芽汁培養(yǎng)基麥芽汁培養(yǎng)基; ;霉菌霉菌: :查氏合成培養(yǎng)基查氏合成培養(yǎng)基. .實(shí)驗(yàn)室一般培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)室一般培養(yǎng):普通常用培養(yǎng)基普通常用培養(yǎng)基;遺傳研究遺傳研究:成分清楚的合成培養(yǎng)基成分清楚的合成培養(yǎng)基;生理、代謝研究生理、代謝研究:選用相應(yīng)的培養(yǎng)基方選用相應(yīng)的培養(yǎng)基方.(參見(參見P82P82)培養(yǎng)目的不同培養(yǎng)目的不同,原料的選擇和配比不同原料的選擇和配比不同.一、選用和設(shè)計(jì)培養(yǎng)基的原則和方法一、選用和設(shè)計(jì)培養(yǎng)基的原則和方法2 2、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)濃度及配比合適、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)濃度及配比合適營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的濃度適宜;營(yíng)

27、養(yǎng)物質(zhì)的濃度適宜;營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)之間的配比適宜;營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)之間的配比適宜;高濃度糖類物質(zhì)、無(wú)機(jī)鹽、重金屬離子等高濃度糖類物質(zhì)、無(wú)機(jī)鹽、重金屬離子等不僅不能維持和促進(jìn)微生物的生長(zhǎng),反而不僅不能維持和促進(jìn)微生物的生長(zhǎng),反而起到抑制或殺菌作用起到抑制或殺菌作用。培養(yǎng)基中各營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)之間的濃度配比也直培養(yǎng)基中各營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)之間的濃度配比也直接影響微生物的生長(zhǎng)繁殖和接影響微生物的生長(zhǎng)繁殖和( (或或) )代謝產(chǎn)物代謝產(chǎn)物的形成和積累的形成和積累, ,其中碳氮比其中碳氮比(C/N)的影響大的影響大. . 發(fā)酵生產(chǎn)谷氨酸發(fā)酵生產(chǎn)谷氨酸: :碳氮比為碳氮比為4/1時(shí)時(shí): :菌體大量繁殖菌體大量繁殖, ,谷氨酸積累少谷氨酸積

28、累少碳氮比為碳氮比為3/1時(shí)時(shí): :菌體繁殖受到抑制菌體繁殖受到抑制, ,谷氨酸產(chǎn)谷氨酸產(chǎn) 量則大量增加量則大量增加。(參見(參見P84P84)一、選用和設(shè)計(jì)培養(yǎng)基的原則和方法一、選用和設(shè)計(jì)培養(yǎng)基的原則和方法3 3、物理化學(xué)條件適宜、物理化學(xué)條件適宜pH 水活度水活度 氧化還原電位氧化還原電位3 3、物理化學(xué)條件適宜、物理化學(xué)條件適宜1)pH培養(yǎng)基的培養(yǎng)基的pH必須控制在一定的范圍內(nèi)必須控制在一定的范圍內(nèi), ,以滿足以滿足不同類型微生物的生長(zhǎng)繁殖或產(chǎn)生代謝產(chǎn)物不同類型微生物的生長(zhǎng)繁殖或產(chǎn)生代謝產(chǎn)物通常培養(yǎng)條件:通常培養(yǎng)條件:細(xì)菌與放線菌細(xì)菌與放線菌: :pH77.5酵母菌和霉菌酵母菌和霉菌:

29、:pH4.56范圍內(nèi)生長(zhǎng)范圍內(nèi)生長(zhǎng)為了維持培養(yǎng)基為了維持培養(yǎng)基pH的相對(duì)恒定的相對(duì)恒定, ,通常在培養(yǎng)通常在培養(yǎng)基中加入基中加入pH緩沖劑緩沖劑, ,或在進(jìn)行工業(yè)發(fā)酵時(shí)補(bǔ)或在進(jìn)行工業(yè)發(fā)酵時(shí)補(bǔ)加酸、堿。加酸、堿。3 3、物理化學(xué)條件適宜、物理化學(xué)條件適宜2 2)水活度水活度(參見(參見P80P80) 在天然環(huán)境中在天然環(huán)境中, ,微生物可實(shí)際利用的自由水微生物可實(shí)際利用的自由水或游離水的含量或游離水的含量. . 一般用在一定的溫度和壓力條件下一般用在一定的溫度和壓力條件下, ,溶液的溶液的蒸汽壓力與同樣條件下純水蒸汽壓力之比表蒸汽壓力與同樣條件下純水蒸汽壓力之比表示示, ,即即: :w=Pw/P

30、ow 式中式中Pw代表溶液蒸汽壓力代表溶液蒸汽壓力 POw代表純水蒸汽壓力。代表純水蒸汽壓力。 純水純水w為為1.00, ,溶液中溶質(zhì)越多溶液中溶質(zhì)越多, , w越小。越小。 微生物一般在微生物一般在w為為0.600.99的條件下生的條件下生長(zhǎng)長(zhǎng), ,w過(guò)低時(shí)過(guò)低時(shí), ,微生物生長(zhǎng)的遲緩期延長(zhǎng)微生物生長(zhǎng)的遲緩期延長(zhǎng), ,比比生長(zhǎng)速率和總生長(zhǎng)量減少。生長(zhǎng)速率和總生長(zhǎng)量減少。 微生物不同,其生長(zhǎng)的最適微生物不同,其生長(zhǎng)的最適w不同。不同。3 3、物理化學(xué)條件適宜、物理化學(xué)條件適宜2 2)水活度水活度(參見(參見P80P80)3 3、物理化學(xué)條件適宜、物理化學(xué)條件適宜3 3)氧化還原電位)氧化還原電

31、位(參見P85)氧化還原電位又稱氧化還原電勢(shì)氧化還原電位又稱氧化還原電勢(shì)(redox potential),是是度量某氧化還原系統(tǒng)中的還原劑釋放電子或氧化劑度量某氧化還原系統(tǒng)中的還原劑釋放電子或氧化劑接受電子趨勢(shì)的一種指標(biāo)接受電子趨勢(shì)的一種指標(biāo), ,其單位是其單位是V( (伏伏) )或或mV( (毫伏毫伏). ).就向微生物與就向微生物與pH的關(guān)系一樣的關(guān)系一樣, ,不同類型微生物不同類型微生物生長(zhǎng)對(duì)氧化還原電位生長(zhǎng)對(duì)氧化還原電位()的要求不同的要求不同好氧性微生物好氧性微生物: +0.1伏以上時(shí)可正常生長(zhǎng)伏以上時(shí)可正常生長(zhǎng), , 以以+0.3+0.4伏為宜伏為宜;厭氧性微生物厭氧性微生物:

32、:低于低于+0.1伏條件下生長(zhǎng)伏條件下生長(zhǎng);兼性厭氧微生物兼性厭氧微生物: :+0.1伏以上時(shí)進(jìn)行好氧呼吸伏以上時(shí)進(jìn)行好氧呼吸, , +0.1伏以下時(shí)進(jìn)行發(fā)酵伏以下時(shí)進(jìn)行發(fā)酵。3 3、物理化學(xué)條件適宜、物理化學(xué)條件適宜3 3)氧化還原電位)氧化還原電位(參見P85)氧化還原電位與氧分壓和氧化還原電位與氧分壓和pH有關(guān)有關(guān), ,也受某些微也受某些微生物生物代謝產(chǎn)物代謝產(chǎn)物的影響的影響 增加通氣量增加通氣量( (如振蕩培養(yǎng)、攪拌如振蕩培養(yǎng)、攪拌) )提高培養(yǎng)基的氧提高培養(yǎng)基的氧分壓分壓, ,或加入氧化劑,從而增加或加入氧化劑,從而增加值;值; 在培養(yǎng)基中加入抗壞血酸在培養(yǎng)基中加入抗壞血酸(0.1%

33、)、硫化氫、硫化氫(0.025%)、半胱氨酸、半胱氨酸(0.05%)、谷胱甘肽、二硫蘇糖、谷胱甘肽、二硫蘇糖醇、庖肉等還原性物質(zhì)可降低醇、庖肉等還原性物質(zhì)可降低值。值。培養(yǎng)基中加入氧化還原指示劑刃天青可對(duì)培養(yǎng)基中加入氧化還原指示劑刃天青可對(duì)氧化還原電位進(jìn)行間接測(cè)定氧化還原電位進(jìn)行間接測(cè)定一、選用和設(shè)計(jì)培養(yǎng)基的原則和方法一、選用和設(shè)計(jì)培養(yǎng)基的原則和方法4、經(jīng)濟(jì)節(jié)約(參見P85)配制培養(yǎng)基時(shí)應(yīng)盡量利用廉價(jià)且易于獲得的原配制培養(yǎng)基時(shí)應(yīng)盡量利用廉價(jià)且易于獲得的原料作為培養(yǎng)基成份料作為培養(yǎng)基成份, ,特別是在發(fā)酵工業(yè)中特別是在發(fā)酵工業(yè)中, ,以降以降低生產(chǎn)成本。低生產(chǎn)成本。以粗代精以粗代精以以“野野”代

34、代“家家”以廢代好以廢代好以簡(jiǎn)代繁以簡(jiǎn)代繁以烴代糧以烴代糧以纖代糖以纖代糖以無(wú)機(jī)氮代蛋白以無(wú)機(jī)氮代蛋白對(duì)微生物來(lái)說(shuō)對(duì)微生物來(lái)說(shuō), ,各種粗原料營(yíng)養(yǎng)更加完全各種粗原料營(yíng)養(yǎng)更加完全, ,效果更好效果更好. .而且在經(jīng)濟(jì)上也節(jié)約。而且在經(jīng)濟(jì)上也節(jié)約。以野生植物原料代替栽培植物原料以野生植物原料代替栽培植物原料, ,如木薯如木薯橡子、薯芋等都是富含淀粉質(zhì)的野生植物橡子、薯芋等都是富含淀粉質(zhì)的野生植物, ,可以部分取代糧食用于工業(yè)發(fā)酵的碳源??梢圆糠秩〈Z食用于工業(yè)發(fā)酵的碳源。 以工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中易污染環(huán)境的廢棄物作為培養(yǎng)微以工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中易污染環(huán)境的廢棄物作為培養(yǎng)微生物的原料生物的原料. .例如例如, ,糖

35、蜜糖蜜( (制糖工業(yè)中含有蔗糖的廢液制糖工業(yè)中含有蔗糖的廢液) )乳清乳清( (乳制品工業(yè)中含有乳糖的廢液乳制品工業(yè)中含有乳糖的廢液) )、豆制品工業(yè)、豆制品工業(yè)廢液及黑廢液廢液及黑廢液( (造紙工業(yè)中含有戊糖和己糖的亞硫造紙工業(yè)中含有戊糖和己糖的亞硫酸紙漿酸紙漿) )等都可作為培養(yǎng)基的原料等都可作為培養(yǎng)基的原料. .工業(yè)上的甲烷發(fā)工業(yè)上的甲烷發(fā)酵主要利用廢水、廢渣作原料酵主要利用廢水、廢渣作原料, ,在我國(guó)農(nóng)村在我國(guó)農(nóng)村, ,已推廣已推廣利用糞便及禾草為原料發(fā)酵生產(chǎn)甲烷作為燃料利用糞便及禾草為原料發(fā)酵生產(chǎn)甲烷作為燃料. .另另外外, ,大量的農(nóng)副產(chǎn)品或制品,如麩皮、米糠、玉米漿大量的農(nóng)副產(chǎn)品

36、或制品,如麩皮、米糠、玉米漿酵母浸膏、酒糟、豆餅、花生餅、蛋白胨等都是常酵母浸膏、酒糟、豆餅、花生餅、蛋白胨等都是常用的發(fā)酵工業(yè)原料。用的發(fā)酵工業(yè)原料。某制藥廠改進(jìn)鏈霉素發(fā)酵液中的原有配方某制藥廠改進(jìn)鏈霉素發(fā)酵液中的原有配方, ,設(shè)法減去設(shè)法減去30-50%的黃豆餅粉、的黃豆餅粉、25%的葡萄糖的葡萄糖和和20%硫酸銨,結(jié)果反而提高了產(chǎn)量。硫酸銨,結(jié)果反而提高了產(chǎn)量。以石油或天然氣副產(chǎn)品代替糖質(zhì)原料來(lái)培以石油或天然氣副產(chǎn)品代替糖質(zhì)原料來(lái)培養(yǎng)微生物。生產(chǎn)石油蛋白將石油產(chǎn)品轉(zhuǎn)化養(yǎng)微生物。生產(chǎn)石油蛋白將石油產(chǎn)品轉(zhuǎn)化成一些產(chǎn)值更高的高級(jí)醇、脂肪酸、環(huán)烷成一些產(chǎn)值更高的高級(jí)醇、脂肪酸、環(huán)烷酸等化工產(chǎn)品和

37、若干合成物;對(duì)石油產(chǎn)品酸等化工產(chǎn)品和若干合成物;對(duì)石油產(chǎn)品的品質(zhì)進(jìn)行改良,如脫硫、脫蠟等。的品質(zhì)進(jìn)行改良,如脫硫、脫蠟等。開發(fā)利用纖維素這種世界上含量最豐富的可開發(fā)利用纖維素這種世界上含量最豐富的可再生資源再生資源. .將大量的纖維素農(nóng)副產(chǎn)品轉(zhuǎn)變?yōu)閮?yōu)將大量的纖維素農(nóng)副產(chǎn)品轉(zhuǎn)變?yōu)閮?yōu)質(zhì)飼料質(zhì)飼料,工業(yè)發(fā)酵原料工業(yè)發(fā)酵原料, ,燃料燃料, ,人類的食品及飲料人類的食品及飲料以大氣氮、銨鹽、硝酸鹽或尿素等一類非以大氣氮、銨鹽、硝酸鹽或尿素等一類非蛋白質(zhì)或非氨基酸廉價(jià)原料用作發(fā)酵培養(yǎng)蛋白質(zhì)或非氨基酸廉價(jià)原料用作發(fā)酵培養(yǎng)基的原料讓微生物轉(zhuǎn)化成菌體蛋白質(zhì)或含基的原料讓微生物轉(zhuǎn)化成菌體蛋白質(zhì)或含氮的發(fā)酵產(chǎn)物供

38、人們利用。氮的發(fā)酵產(chǎn)物供人們利用。一、選用和設(shè)計(jì)培養(yǎng)基的原則和方法一、選用和設(shè)計(jì)培養(yǎng)基的原則和方法5 5、精心設(shè)計(jì)、試驗(yàn)比較、精心設(shè)計(jì)、試驗(yàn)比較* *進(jìn)行生態(tài)模擬進(jìn)行生態(tài)模擬, ,研究某種微生物的培養(yǎng)條件研究某種微生物的培養(yǎng)條件; ;* *文獻(xiàn)查閱文獻(xiàn)查閱, ,設(shè)計(jì)特定微生物的培養(yǎng)基配方設(shè)計(jì)特定微生物的培養(yǎng)基配方; ;* *試驗(yàn)比較試驗(yàn)比較, ,確定特定微生物的最佳培養(yǎng)條件確定特定微生物的最佳培養(yǎng)條件. .第二節(jié)第二節(jié) 培養(yǎng)基培養(yǎng)基(參見(參見P86P86)二、二、培養(yǎng)基的類型及應(yīng)用培養(yǎng)基的類型及應(yīng)用1 1按成份不同劃分按成份不同劃分天然培養(yǎng)基天然培養(yǎng)基(complex medium)以化學(xué)成

39、分還不清楚的或化學(xué)成分不恒定以化學(xué)成分還不清楚的或化學(xué)成分不恒定的天然有機(jī)物組成的天然有機(jī)物組成合成培養(yǎng)基合成培養(yǎng)基(synthetic medium)是由化學(xué)成份完全了解的物質(zhì)配制而成的是由化學(xué)成份完全了解的物質(zhì)配制而成的培養(yǎng)基,也稱化學(xué)限定培養(yǎng)基培養(yǎng)基,也稱化學(xué)限定培養(yǎng)基(chemically defined medium)第二節(jié)第二節(jié) 培養(yǎng)基培養(yǎng)基(參見(參見P86P86) 二、二、培養(yǎng)基的類型及應(yīng)用培養(yǎng)基的類型及應(yīng)用2 2根據(jù)物理狀態(tài)劃分根據(jù)物理狀態(tài)劃分固體培養(yǎng)基固體培養(yǎng)基;半固體培養(yǎng)基半固體培養(yǎng)基;液體培養(yǎng)基液體培養(yǎng)基.第二節(jié)第二節(jié) 培養(yǎng)基培養(yǎng)基(參見P86)二、培養(yǎng)基的類型及應(yīng)用二

40、、培養(yǎng)基的類型及應(yīng)用3按用途劃分按用途劃分1)基礎(chǔ)培養(yǎng)基)基礎(chǔ)培養(yǎng)基(minimum medium) 在一定條件下含有某種微生物生長(zhǎng)繁殖所需在一定條件下含有某種微生物生長(zhǎng)繁殖所需的基本營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的培養(yǎng)基的基本營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的培養(yǎng)基,也稱為基本培養(yǎng)基也稱為基本培養(yǎng)基.2)完全培養(yǎng)基)完全培養(yǎng)基(complete medium) 在一定條件下含有某種微生物生長(zhǎng)繁殖所需在一定條件下含有某種微生物生長(zhǎng)繁殖所需的所有營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的培養(yǎng)基的所有營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的培養(yǎng)基.牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基就是枯草芽孢桿菌等牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基就是枯草芽孢桿菌等的完全培養(yǎng)基的完全培養(yǎng)基(參見(參見P87P87)二、培養(yǎng)基的類型及應(yīng)用3 3按用途劃

41、分按用途劃分3 3) )加富培養(yǎng)基加富培養(yǎng)基和和富集培養(yǎng)基富集培養(yǎng)基(enrichment medium) 在普通培養(yǎng)基在普通培養(yǎng)基( (如肉湯蛋白胨培養(yǎng)基如肉湯蛋白胨培養(yǎng)基) )中中加入某些特殊營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)制成的一類營(yíng)養(yǎng)豐加入某些特殊營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)制成的一類營(yíng)養(yǎng)豐富的培養(yǎng)基富的培養(yǎng)基. . 這些特殊營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)包括這些特殊營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)包括血液、血清、酵血液、血清、酵母浸膏動(dòng)植物組織液母浸膏動(dòng)植物組織液等。等。 用來(lái)培養(yǎng)營(yíng)養(yǎng)要求比較苛刻的異養(yǎng)型微用來(lái)培養(yǎng)營(yíng)養(yǎng)要求比較苛刻的異養(yǎng)型微生物生物, ,如培養(yǎng)百日咳博德氏菌如培養(yǎng)百日咳博德氏菌(Bordetella pertussis)需要含有血液的加富培養(yǎng)基。需要含有血

42、液的加富培養(yǎng)基。根據(jù)待分離微生物的特點(diǎn)設(shè)計(jì)的培養(yǎng)基根據(jù)待分離微生物的特點(diǎn)設(shè)計(jì)的培養(yǎng)基,用用于從環(huán)境中富集和分離某種微生物于從環(huán)境中富集和分離某種微生物.(目的微目的微生物在這種培養(yǎng)基中較其他微生物生長(zhǎng)速生物在這種培養(yǎng)基中較其他微生物生長(zhǎng)速度快度快,并逐漸富集而占優(yōu)勢(shì)并逐漸富集而占優(yōu)勢(shì),從而容易達(dá)到分從而容易達(dá)到分離該種微生物的目的離該種微生物的目的.)(參見(參見P88P88)二、培養(yǎng)基的類型及應(yīng)用二、培養(yǎng)基的類型及應(yīng)用3按用途劃分按用途劃分4)鑒別培養(yǎng)基)鑒別培養(yǎng)基(differential medium) 用于鑒別不同類型微生物的培養(yǎng)基用于鑒別不同類型微生物的培養(yǎng)基 特定的化學(xué)反應(yīng)特定的化

43、學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生明顯的特征性變化,產(chǎn)生明顯的特征性變化, 根據(jù)這種特征性變化根據(jù)這種特征性變化,可將該種微生物與可將該種微生物與其他微生物區(qū)分開來(lái)。其他微生物區(qū)分開來(lái)。4 4)鑒別培養(yǎng)基)鑒別培養(yǎng)基(differential medium)培養(yǎng)基名稱培養(yǎng)基名稱 加入化學(xué)物質(zhì)加入化學(xué)物質(zhì) 微生物代謝產(chǎn)物微生物代謝產(chǎn)物 培養(yǎng)基特征性變化培養(yǎng)基特征性變化 主要用途主要用途酪素培養(yǎng)基酪素培養(yǎng)基 酪素酪素 胞外蛋白酶胞外蛋白酶 蛋白水解圈蛋白水解圈 鑒別產(chǎn)蛋白酶菌株鑒別產(chǎn)蛋白酶菌株明膠培養(yǎng)基明膠培養(yǎng)基 明膠明膠 胞外蛋白酶胞外蛋白酶 明膠液化明膠液化 鑒別產(chǎn)蛋白酶菌株鑒別產(chǎn)蛋白酶菌株油脂培養(yǎng)基油脂培養(yǎng)基 食

44、用油食用油、土溫、土溫、 胞外脂肪酶胞外脂肪酶 由淡紅色變成深紅色由淡紅色變成深紅色 鑒別產(chǎn)脂肪酶菌株鑒別產(chǎn)脂肪酶菌株 中性紅指示劑中性紅指示劑淀粉培養(yǎng)基淀粉培養(yǎng)基 可溶性淀粉可溶性淀粉 胞外淀粉酶胞外淀粉酶 淀粉水解圈淀粉水解圈 鑒別產(chǎn)淀粉酶菌株鑒別產(chǎn)淀粉酶菌株H2S試驗(yàn)培養(yǎng)基試驗(yàn)培養(yǎng)基 醋酸鉛醋酸鉛 H2S 產(chǎn)生黑色沉淀產(chǎn)生黑色沉淀 鑒別產(chǎn)鑒別產(chǎn)H2S菌株菌株糖發(fā)酵培養(yǎng)基糖發(fā)酵培養(yǎng)基 溴甲酚紫溴甲酚紫 乳酸、醋酸、丙酸等乳酸、醋酸、丙酸等 由紫色變成黃色由紫色變成黃色 鑒別腸道細(xì)菌鑒別腸道細(xì)菌遠(yuǎn)藤氏培養(yǎng)基遠(yuǎn)藤氏培養(yǎng)基 堿性復(fù)紅、亞硫酸鈉堿性復(fù)紅、亞硫酸鈉 酸、乙醛酸、乙醛 帶金屬光澤深紅色

45、菌落帶金屬光澤深紅色菌落 鑒別水中大腸菌群鑒別水中大腸菌群伊紅美藍(lán)培養(yǎng)基伊紅美藍(lán)培養(yǎng)基 伊紅、美藍(lán)伊紅、美藍(lán) 酸酸 帶金屬光澤深紫色菌落帶金屬光澤深紫色菌落 鑒別水中大腸菌群鑒別水中大腸菌群 伊紅和美藍(lán)二種苯胺染料可抑制伊紅和美藍(lán)二種苯胺染料可抑制G+細(xì)菌細(xì)菌和和一些難培養(yǎng)的一些難培養(yǎng)的G細(xì)菌細(xì)菌.在低酸度時(shí)在低酸度時(shí),這二種染這二種染料結(jié)合形成沉淀,起著產(chǎn)酸指示劑的作用料結(jié)合形成沉淀,起著產(chǎn)酸指示劑的作用.試試樣中的多種腸道菌會(huì)在樣中的多種腸道菌會(huì)在EMB培養(yǎng)基上產(chǎn)生相培養(yǎng)基上產(chǎn)生相互易區(qū)分的特征菌落互易區(qū)分的特征菌落, ,因而易于辨。例如大腸因而易于辨。例如大腸桿菌強(qiáng)烈分解乳糖而產(chǎn)生大量的

46、混合酸桿菌強(qiáng)烈分解乳糖而產(chǎn)生大量的混合酸, ,菌體菌體呈酸性呈酸性, ,菌落被染成深紫色,從菌落表面的反菌落被染成深紫色,從菌落表面的反射光中還可看到綠色金屬閃光。射光中還可看到綠色金屬閃光。二、培養(yǎng)基的類型及應(yīng)用二、培養(yǎng)基的類型及應(yīng)用5)選擇培養(yǎng)基)選擇培養(yǎng)基(selective medium) 用于將某種或某類微生物從混雜的微生用于將某種或某類微生物從混雜的微生物群體中分離出來(lái)的培養(yǎng)基物群體中分離出來(lái)的培養(yǎng)基. 根據(jù)不同種類微生物的特殊營(yíng)養(yǎng)需求或根據(jù)不同種類微生物的特殊營(yíng)養(yǎng)需求或?qū)δ撤N化學(xué)物質(zhì)的敏感性不同對(duì)某種化學(xué)物質(zhì)的敏感性不同,在培養(yǎng)基中在培養(yǎng)基中加入相應(yīng)的特殊營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)或化學(xué)物質(zhì)加入相

47、應(yīng)的特殊營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)或化學(xué)物質(zhì),抑制抑制不需要的微生物的生長(zhǎng)不需要的微生物的生長(zhǎng),有利于所需微生物有利于所需微生物的生長(zhǎng)。的生長(zhǎng)。3按用途劃分按用途劃分5 5)選擇)選擇培養(yǎng)基培養(yǎng)基(selective medium)5 5)選擇培養(yǎng)基)選擇培養(yǎng)基(selective medium)第三節(jié)第三節(jié) 營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞(參見(參見P90P90)一、一、擴(kuò)散擴(kuò)散(diffusion)二、促進(jìn)擴(kuò)散二、促進(jìn)擴(kuò)散(facilitated diffusion)三、主動(dòng)運(yùn)輸三、主動(dòng)運(yùn)輸(active transport)四、膜泡運(yùn)輸四、膜泡運(yùn)輸(memberane vesicle transport

48、)第三節(jié)第三節(jié) 營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞(參見(參見P90P90)一、擴(kuò)散一、擴(kuò)散(diffusion)第三節(jié)第三節(jié) 營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞(參見(參見P90P90)一、擴(kuò)散一、擴(kuò)散(diffusion) 物質(zhì)跨膜擴(kuò)散的能力和速率與該物質(zhì)的性物質(zhì)跨膜擴(kuò)散的能力和速率與該物質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)質(zhì)有關(guān), ,分子量小、脂溶性、極性小的物質(zhì)易分子量小、脂溶性、極性小的物質(zhì)易通過(guò)擴(kuò)散進(jìn)出細(xì)胞。通過(guò)擴(kuò)散進(jìn)出細(xì)胞。 擴(kuò)散并不是微生物細(xì)胞吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的主擴(kuò)散并不是微生物細(xì)胞吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的主要方式要方式, ,水是唯一可以通過(guò)擴(kuò)散自由通過(guò)原生水是唯一可以通過(guò)擴(kuò)散自由通過(guò)原生質(zhì)膜的分子質(zhì)膜的分子, ,脂肪酸、乙醇、甘油、苯、一些脂肪酸、乙醇、甘油、苯、一些氣體分子氣體分子(O2、CO2)及某些氨基酸在一定程度及某些氨基酸在一定程度上也可通過(guò)擴(kuò)散進(jìn)出細(xì)胞上也可通過(guò)擴(kuò)散進(jìn)出細(xì)胞. .(參見(參見P91P91)二、促進(jìn)擴(kuò)散二、促進(jìn)擴(kuò)散(facilitated diffusion)* *被動(dòng)的物質(zhì)跨膜運(yùn)輸方式被動(dòng)的物質(zhì)跨膜運(yùn)輸方式* *物質(zhì)運(yùn)輸過(guò)程中不消耗能量物質(zhì)運(yùn)輸過(guò)程中不消

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