第4章微生物的營養(yǎng)

第四章微生物的營養(yǎng)目的要求：通過本章的學(xué)習(xí)，掌握微生物所需要的營養(yǎng)物質(zhì)、營養(yǎng)類型及微生物吸收營養(yǎng)的方式。要求掌握：1、微生物所需要的營養(yǎng)物質(zhì)。2、微生物的四種營養(yǎng)類型。3、培養(yǎng)基的配制及類型。4、微生物吸收營養(yǎng)物質(zhì)的方式。重點(diǎn)：

微生物的營養(yǎng)類型，微生物吸收營養(yǎng)物質(zhì)的方式。難點(diǎn)：微生物吸收營養(yǎng)物質(zhì)的各種方式。

第四章微生物的營養(yǎng)第一節(jié)，微生物的營養(yǎng)要求（微生物們需要吃什么？）第四節(jié)，（微生物們是怎樣吃東西的）第三節(jié)，培養(yǎng)基（如何給微生物們做飯）微生物的營養(yǎng)類型結(jié)合實(shí)驗(yàn)掌握如何根據(jù)需要正確地選擇和使用培養(yǎng)基微生物吸收營養(yǎng)物質(zhì)的主要方式及其基本特點(diǎn)第二節(jié)，微生物對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收

營養(yǎng)物質(zhì)是微生物生存的物質(zhì)基礎(chǔ)，而營養(yǎng)是微生物維持和延續(xù)其生命形式的一種生理過程。營養(yǎng)物質(zhì):

能夠滿足機(jī)體生長、繁殖和完成各種生理活動所需要的物質(zhì)。營養(yǎng):

微生物獲得和利用營養(yǎng)物質(zhì)的過程。營養(yǎng)物質(zhì)作用：形成結(jié)構(gòu)（參與細(xì)胞組成）提供能量（機(jī)體進(jìn)行各種生理活動所需的能量）調(diào)節(jié)作用（構(gòu)成酶的活性成分和物質(zhì)運(yùn)輸系統(tǒng)）營養(yǎng)物質(zhì)的六大要素: 碳源、氮源、無機(jī)鹽、生長因子、水和能源細(xì)胞的化學(xué)組成:側(cè)面反映生長繁殖的物質(zhì)需要第一節(jié)微生物的營養(yǎng)要求一、微生物的化學(xué)組成主要元素：碳、氫、氧、氮、磷、硫、微量元素：鋅、錳、鈉、氯、鉬、硒、鈷、銅、鎢、鎳、硼等占細(xì)菌細(xì)胞干重的97%鉀、鎂、鈣、鐵等元素細(xì)菌(%)酵母霉菌碳50-5345-5040-63氫877氧203140氮12-157.5-117-10磷2.0-3.00.8-2.60.4-4.5硫0.2-1.00.01-0.240.1-0.5鉀1.0-4.51.0-4.00.2-2.5鎂0.1-0.50.1-0.50.1-0.5鈣0.01-1.50.1-0.30.1-1.4鐵0.02-0.20.01-0.50.1-0.2影響微生物細(xì)胞化學(xué)組成的因素

微生物的種類：硫細(xì)菌、鐵細(xì)菌、海洋細(xì)菌含有較多的S、Fe、Cl和Na菌齡：幼齡菌中含氮量較高培養(yǎng)條件：在氮源豐富的環(huán)境中生長的微生物含氮量較高存在形式：微生物細(xì)胞水：70%-90%干物質(zhì)有機(jī)物蛋白質(zhì)、糖、脂、核酸、維生素等及其降解產(chǎn)物無機(jī)物（鹽）

主要成分細(xì)菌酵母菌霉菌水分75~8570~8085~90（占細(xì)胞鮮重的%）蛋白質(zhì)50~8032~7514~15

占細(xì)碳水化合物12~2827~637~40

胞干脂肪5~202~154~40

重的核酸10~206~81%

無機(jī)鹽2~303.8~76~12化學(xué)成分及其分析有機(jī)物分析:(1)化學(xué)法直接抽提，定性定量分析(2)破碎細(xì)胞得亞顯微結(jié)構(gòu)，再分析無機(jī)物分析：干細(xì)胞高溫爐（550℃）焚燒得到的灰分，無機(jī)方法分析其中各種無機(jī)元素含量。水份分析：細(xì)胞表面水分吸干后的重量為濕重；采用低溫真空干燥、紅外快速烘干方法烘干至恒重為干重。二、微生物的營養(yǎng)物質(zhì)及其生理功能碳源、氮源、無機(jī)鹽、生長因子、水和能源

營養(yǎng)物質(zhì)按照它們在機(jī)體中的生理作用不同，可以將它們區(qū)分成六大類。1、碳源在微生物生長過程中能為微生物提供碳素來源的物質(zhì)碳源譜｛有機(jī)碳無機(jī)碳異養(yǎng)微生物自養(yǎng)微生物種類碳源物質(zhì)備注糖葡萄糖、果糖、麥芽糖、蔗糖、淀粉、半乳糖、乳糖、甘露糖、纖維二糖、纖維素、半纖維素、甲殼素、木質(zhì)素等單糖優(yōu)于雙糖，己糖優(yōu)于戊糖，淀粉優(yōu)于纖維素，純多糖優(yōu)于雜多糖有機(jī)酸糖酸、乳酸、檸檬酸、延胡索酸、低級脂肪酸、高級脂肪酸、氨基酸等與糖類相比效果較差，有機(jī)酸較難進(jìn)入細(xì)胞，進(jìn)入細(xì)胞后繪導(dǎo)致pH下將。當(dāng)環(huán)境中缺乏碳源物質(zhì)時，氨基酸可被微生物作為碳源利用醇乙醇在低濃度條件下被某些酵母菌和醋酸菌利用脂脂肪、磷脂主要利用脂肪，在特定條件下將磷脂分解為甘油和脂肪酸而加以利用烴天然氣、石油、石油餾分、石蠟油等利用烴的微生物細(xì)胞表面有一種由糖脂組成的特殊吸收系統(tǒng)，可將難溶的烴充分乳化后吸收利用Co2Co2為自養(yǎng)微生物所利用碳酸鹽NaHCO3、CaCO3、白堊等為異養(yǎng)微生物所利用其他芳香族化合物、氰化物、蛋白質(zhì)、肽、核酸等利用這些物質(zhì)的微生物在環(huán)境保護(hù)方面有重要作用不同微生物利用碳源的能力不同廣范利用不同類型的碳源，假單孢菌屬碳源范圍極狹窄（甲烷氧化菌，纖維素分解菌）異養(yǎng)微生物：碳源也是能源物質(zhì)COH：糖類是最好碳源單糖優(yōu)于雙糖，已糖優(yōu)于戊糖葡萄糖、蔗糖、淀粉、纖維素酚、氰化物有機(jī)毒物（少數(shù)，諾卡氏菌）

速效碳源和遲效碳源自養(yǎng)菌：CO2、碳酸鹽，唯一或主要碳源碳源和能源，不同的物質(zhì)目前在微生物工業(yè)發(fā)酵中所利用的碳源物質(zhì)主要是單糖、淀粉、麩皮、米糠等。對于為數(shù)眾多的化能異養(yǎng)微生物來說，碳源是兼有能源功能營養(yǎng)物。碳素的功能：

1）組成有機(jī)分子的C架；2）為細(xì)胞提供能量。

凡是能被用來構(gòu)成菌體物質(zhì)中或代謝產(chǎn)物中氮素來源的營養(yǎng)物質(zhì)稱為氮源。2、氮源氮源｛有機(jī)氮無機(jī)氮NH3銨鹽硝酸鹽N2｛｛蛋白質(zhì)核酸氨基酸尿素細(xì)胞的干物質(zhì)中氮含量僅次于碳和氧；氮是組成核酸和蛋白質(zhì)的重要元素。微生物的氮源譜遲效性氮源花生餅粉、黃豆餅粉氮源中的氮(蛋白質(zhì))需經(jīng)菌體分泌的胞外酶水解后才能利用速效性氮源玉米漿、(NH4)2SO4氮源中的氮(氨基酸）可以直接吸收而參與細(xì)胞代謝常用的蛋白質(zhì)類氮源包括蛋白胨、魚粉、蠶蛹、黃豆餅粉、花生餅粉、玉米漿、牛肉浸膏、酵母浸膏等常用的無機(jī)氮源包括NH3、銨鹽、硝酸鹽無機(jī)氮化物為唯一氮源培養(yǎng)基的生理酸性或生理堿性“生理酸性鹽”：無機(jī)氮化物(NH4)2SO4為唯一氮源時，NH4+被利用后，培養(yǎng)基的pH下降?！吧韷A性鹽”：無機(jī)氮化物KNO3為唯一氮源時，NO3+被利用后，培養(yǎng)基的pH上升無機(jī)氮化物(NH4)2NO3為唯一氮源，NH4+的吸收快，NO3+的吸收滯后，培養(yǎng)基pH先降后升3、無機(jī)鹽作用酶活性中心的組成部分調(diào)節(jié)微生物的原生質(zhì)膠體狀態(tài)，維持細(xì)胞的滲透平衡維持生物大分子和細(xì)胞結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性微量元素：指那些在微生物生長過程中起重要作用，而機(jī)體對這些元素的需要量極其微小的元素，通常需要量在10-6--10-8mol/L：鋅、錳、氯、鉬、硒、鈷、銅、鎢、鎳、硼等。根據(jù)微生物對礦質(zhì)元素需要量大小可以把它分成：大量元素：P、S、Mg、Ca、

Na、K、Fe等?？刂萍?xì)胞的氧化還原電位作為某些微生物的能源物質(zhì)無機(jī)鹽的功能元素化合物形式（常用）生理功能磷KH2PO4、K2HPO4核酸、核蛋白、磷脂、輔酶及ATP等高能分子的成分，作為緩沖系統(tǒng)調(diào)節(jié)培養(yǎng)基pH硫(NH4)2SO4、MgSO4含硫氨基酸、維生素的成分，谷胱甘肽可調(diào)節(jié)胞內(nèi)氧化還原電位鎂MgSO4己糖磷酸化酶、異檸檬酸脫氫酶、核酸聚合酶等活性中性組分，葉綠素成分鈣CaCl2、Ca(NO3)某些酶的輔因子，維持酶的穩(wěn)定性，芽孢和某些孢子形成所需，建立細(xì)胞感受肽所需鈉NaCl細(xì)胞運(yùn)輸系統(tǒng)組分，維持細(xì)胞滲透壓，維持某些酶的穩(wěn)定性鉀KH2PO4、K2HPO4某些酶的輔因子，維持細(xì)胞滲透壓，某些嗜鹽細(xì)菌核糖體的穩(wěn)定因子鐵FeSO4細(xì)胞色素及某些酶的組分，某些鐵細(xì)菌的能源物質(zhì)，合成葉綠素、白喉毒素所需無機(jī)鹽及生理功能元素生理功能鋅存在于乙醇脫氫酶、乳酸脫氫酶、堿性磷酸酶、醛縮酶、RNA與DNA聚合酶中錳存在于過氧化物歧化酶、檸檬酸合成酶中鉬存在于硝酸還原酶、固氮酶、甲酸脫氫酶中硒存在于甘氨酸還原酶、甲酸脫氫酶中鈷存在于谷氨酸變位酶中銅存在于細(xì)胞色素氧化酶中鎢存在于甲酸脫氫酶中鎳存在于脲酶中，為氫細(xì)菌生長所必需微量元素與生理功能4、生長因子生長因子：那些微生物生長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)體生長需要的有機(jī)化合物微生物生長因子需要量／ml-1III型肺炎鏈球菌（Streptococcuspneumoniae） 膽堿 6ug 金黃色葡萄球菌（Staphylococcusaureus） 硫胺素 0.5ng白喉棒桿菌（Cornebacteriumdiphtherriae） β-丙氨酸1.5ug破傷風(fēng)梭狀芽孢桿菌（Clostridiumtetani） 尿嘧啶 0-4ug腸膜狀串珠菌（Leuconostocmesenteroides） 吡哆醛 0.025ug根據(jù)生長因子的化學(xué)結(jié)構(gòu)和它們在機(jī)體中的生理功能的不同，可將生長因子分為維生素、氨基酸與嘌呤及嘧啶三大類主要維生素及其功用水的生理功能:b、生化反應(yīng)的介質(zhì)，細(xì)胞中的生理生化反應(yīng)均在水中進(jìn)行d、細(xì)胞的重要組成成分，維持蛋白質(zhì)、核酸等生物大分子穩(wěn)定的天然構(gòu)象；a、營養(yǎng)物質(zhì)和代謝產(chǎn)物的良好溶劑與運(yùn)輸介質(zhì)c、參與細(xì)胞內(nèi)一系列化學(xué)反應(yīng)；5、水水的生理功能:f、維持細(xì)胞的正常形態(tài)。g、通過水合作用與脫水作用控制由多亞基組成的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，如酶、微管、鞭毛及病毒顆粒的組裝與解離。e、熱的良好導(dǎo)體；水的比熱高，能有效地吸收代謝過程中放出的熱，并將吸收的熱散發(fā)出去，避免細(xì)胞內(nèi)溫度陡然升高。細(xì)胞中的存在形式結(jié)合水：與溶質(zhì)或其它分子結(jié)合在一起，難以利用游離水（非結(jié)合水）：微生物可以利用游離水的含量不同生物及不同細(xì)胞結(jié)構(gòu)，差別較大用水活度αW表示水活度是指在一定的溫度和壓力下，溶液的蒸汽壓力和純水的蒸汽壓力之比，即：

w=（P溶液）／（P純水）純水的，w為1.00，含有溶質(zhì)后，w

<1.00微生物生長需要的水的活度在0.63～0.99。當(dāng)環(huán)境中的w值低于微生物生長需要時，微生物的生長受阻，甚至停止生長。一般來說，生長需要的w值：

細(xì)菌>霉菌>鹽細(xì)菌>耐旱真菌

6、能源能源：能為微生物的生命活動提供最初能量來源營養(yǎng)物或輻射能能源｛化學(xué)物質(zhì)光能｛化能異養(yǎng)微生物的能源有機(jī)物無機(jī)物化能自養(yǎng)微生物的能源光能自養(yǎng)和光能異養(yǎng)微生物的能源化能異養(yǎng)型微生物：能源即碳源化能自養(yǎng)型微生物：還原態(tài)的無機(jī)物NH4+、NO2-、S、H2S、H2、Fe2+等（硝化細(xì)菌、亞硝酸細(xì)菌、硫化細(xì)菌、硫細(xì)菌、氫細(xì)菌和鐵細(xì)菌等）光能自養(yǎng)和光能異養(yǎng)型微生物：輻射能第二節(jié)微生物的營養(yǎng)類型自然界生物的營養(yǎng)類型包括：

異養(yǎng)型：以復(fù)雜的有機(jī)物作為營養(yǎng)物質(zhì)，動物。

自養(yǎng)型：以簡單的無機(jī)物作為營養(yǎng)物質(zhì)，植物。微生物兼有上面兩種類型。

微生物的營養(yǎng)類型劃分依據(jù)營養(yǎng)類型特點(diǎn)碳源自養(yǎng)型（autotrophs）以CO2為唯一或主要碳源異養(yǎng)型（heterotrophs）以有機(jī)物為碳源能源光能營養(yǎng)型（phototrophs）以光為能源化能營養(yǎng)型（chemotrophs）以有機(jī)物氧化釋放的化學(xué)能為能源電子供體無機(jī)營養(yǎng)型（lithotrophs）以還原性無機(jī)物為電子供體有機(jī)營養(yǎng)型（organotrophs）以有機(jī)物為電子供體微生物的營養(yǎng)類型劃分依據(jù)營養(yǎng)類型特點(diǎn)生長因子原養(yǎng)型(prototroph)/野生型(wildtype)野生菌株?duì)I養(yǎng)缺陷型（auxotroph）突變后失去合成某物的能力合成AA能力氨基酸自養(yǎng)型（aminoacidautotroph）自身能夠合成某種氨基酸氨基酸異養(yǎng)型（aminoacidheterotroph）自身不能夠合成某種氨基酸取食方式滲透營養(yǎng)型（osmotroph）滲透吞噬營養(yǎng)型（phagotroph）吞噬死或活有機(jī)物腐生型（saproghytism）無生命的有機(jī)物作為碳源寄生型（parasitism）寄生在活的寄主體內(nèi)根據(jù)碳源、能源及電子供體性質(zhì)的不同，可將微生物分為：光能無機(jī)自養(yǎng)型(photolithoautotrphy)光能有機(jī)異養(yǎng)型(photoorganoheterotrphy)化能無機(jī)自養(yǎng)型(chemolithoautotrphy)化能有機(jī)異養(yǎng)型(chemoorganoheterotrophy)營養(yǎng)類型電子供體碳源能源舉例光能無機(jī)自養(yǎng)型H2、H2S、S或H2OCO2光能著色細(xì)菌、藍(lán)細(xì)菌、藻類光能有機(jī)異養(yǎng)型有機(jī)物有機(jī)物光能紅螺細(xì)菌化能無機(jī)自養(yǎng)型H2、H2S、Fe2+、NH3或NO2-CO2化學(xué)能（無機(jī)物氧化）氫細(xì)菌、硫桿菌、亞硝化單胞菌屬、硝化桿菌屬、甲烷桿菌屬、醋酸桿菌屬化能有機(jī)異養(yǎng)型有機(jī)物有機(jī)物化學(xué)能（有機(jī)物氧化）假單胞菌屬、芽孢桿菌屬、乳酸菌屬、真菌、原生動物微生物的營養(yǎng)類型（1）光能無機(jī)自養(yǎng)型（PLA）碳源：CO2（唯一或主要）能源：光供氫體：無機(jī)物H2O、H2S、硫代硫酸鈉或其它無機(jī)硫化物代表：高等植物、藻類和少量細(xì)菌（光合細(xì)菌）紅硫細(xì)菌：

光能CO2＋2H2S[CH2O]＋2S＋H2O細(xì)菌葉綠素Algae,CyanobacteriaCO2+H2O

Light

+Chlorophyll

（CH2O）+O2PurpleandgreenbacteriaCO2+2H2S

Light

+bacteriochlorophyll

（CH2O）+H2O+2S光合細(xì)菌

①產(chǎn)氧光合作用藻類及藍(lán)細(xì)菌等和植物一樣，以水為電子供體（供氫體），進(jìn)行產(chǎn)氧型的光合作用，合成細(xì)胞物質(zhì)。②不產(chǎn)氧光合作用紅硫細(xì)菌，以H2S為電子供體，產(chǎn)生細(xì)胞物質(zhì)，并伴隨硫元素的產(chǎn)生。（2）光能有機(jī)異養(yǎng)型（POH）能源：光碳源：CO2和簡單有機(jī)物不能以CO2作為主要或唯一的碳源供氫體：有機(jī)物紫色無硫細(xì)菌（紅螺菌科）:

光為能源，CO2為碳源，異丙醇為供氫體，積累丙酮光能2(H3C-)CHOH＋CO22CH3COCH3＋[CH2O]＋H2O光合色素（3）化能無機(jī)自養(yǎng)型（CLA）碳源：CO2（或碳酸鹽）能源：氧化無機(jī)物產(chǎn)生的化學(xué)能電子供體：氫氣、硫化氫、Fe2+、亞硝酸鹽代表：氫細(xì)菌、硫細(xì)菌、鐵細(xì)菌、硝化細(xì)菌化能無機(jī)自養(yǎng)型只存在于微生物中，可在完全沒有有機(jī)物及無光的環(huán)境中生長。廣泛分布于土壤及水環(huán)境中,在自然界物質(zhì)循環(huán)和轉(zhuǎn)化過程中起重要作用。硝化細(xì)菌 ①亞硝化細(xì)菌群：將銨鹽氧化為亞硝酸。 ②硝化細(xì)菌群：將亞硝酸進(jìn)一步氧化為硝酸； 獲取能量后，硝化細(xì)菌將CO2合成為有機(jī)碳硫化細(xì)菌 種類：硫化桿菌 氧化H2S，獲取能量，固定CO2合成有機(jī)物H2S+O2→H2O+S+能量鐵細(xì)菌 種類：鐵桿菌 將Fe2+氧化為Fe3+獲得能量來同化CO2。（4）化能有機(jī)異養(yǎng)型（COH）碳源：有機(jī)化合物能源：有機(jī)物氧化產(chǎn)生的化學(xué)能代表：動物和大多數(shù)微生物幾乎全部真菌、大多數(shù)細(xì)菌和放線菌化能異養(yǎng)型微生物：寄生和腐生COH：絕大多數(shù)工業(yè)上應(yīng)用的微生物所有的病原性微生物異養(yǎng)型微生物并非絕對不能利用CO2；自養(yǎng)型微生物也并非不能利用有機(jī)物進(jìn)行生長；有些微生物在不同生長條件下生長時,其營養(yǎng)類型也會發(fā)生改變；不同營養(yǎng)類型之間的界限并非絕對例如：紫色非硫細(xì)菌(purplenonsulphurbacteria)：沒有有機(jī)物時，同化CO2，為自養(yǎng)型微生物；有機(jī)物存在時，利用有機(jī)物進(jìn)行生長，為異養(yǎng)型微生物；光照和厭氧條件下，利用光能生長，為光能營養(yǎng)型微生物；黑暗與好氧條件下，依靠有機(jī)物氧化產(chǎn)生的化學(xué)能生長，為化能營養(yǎng)型微生物。微生物營養(yǎng)類型的可變性——無疑有利于提高其對環(huán)境條件變化的適應(yīng)能力營養(yǎng)缺陷型某些菌株發(fā)生突變(自然突變或人工誘變)后，失去合成某種(或某些)對該菌株生長必不可少的物質(zhì)(常是生長因子如氨基酸、維生素)的能力，必須從外界環(huán)境獲得該物質(zhì)才能生長繁殖，這種突變型菌株稱為營養(yǎng)缺陷型(auxotroph)，相應(yīng)的野生型菌株稱為原養(yǎng)型(prototroph)。經(jīng)常用來進(jìn)行微生物遺傳學(xué)方面的研究。

利用營養(yǎng)缺陷型定量分析各種微生物生長因素的方法稱為微生物分析法。缺少合成生長因素能力的微生物稱為營養(yǎng)缺陷型微生物。營養(yǎng)缺陷型缺少合成氨基酸能力的微生物稱為氨基酸缺陷型；缺少合成維生素能力的微生物稱為維生素缺陷型；缺少合成堿基能力的微生物稱為嘧啶或者嘌呤缺陷型。自然界中的微生物如不缺少合成生長因素的能力通常稱為野生型或原養(yǎng)型。野生型的菌株可以人工誘變使之突變而成為缺陷型菌株。

第三節(jié)培養(yǎng)基培養(yǎng)基是人工配制的，適合微生物生長繁殖或產(chǎn)生代謝產(chǎn)物的營養(yǎng)基質(zhì)。培養(yǎng)基幾乎是一切對微生物進(jìn)行研究和利用工作的基礎(chǔ)任何培養(yǎng)基都應(yīng)該具備微生物生長所需要六大營養(yǎng)要素：碳源、氮源、無機(jī)鹽、能源、生長因子、水一、配制培養(yǎng)基的原則目的明確營養(yǎng)協(xié)調(diào)理化條件適宜經(jīng)濟(jì)節(jié)約滅菌處理1.目的明確根據(jù)不同的微生物的營養(yǎng)要求配制針對強(qiáng)的培養(yǎng)基。培養(yǎng)化能自養(yǎng)型的氧化硫桿菌的培養(yǎng)基組成為：S10gMgSO4.7H2O0.5g（NH4)2SO40.4gFeSO40.01gH2PO44gCaCl20.25gH2O1000ml培養(yǎng)化能異養(yǎng)的大腸桿菌一種培養(yǎng)基是由下列化學(xué)成分組成：葡萄糖5gNH4H2PO41gNaCl5gMgSO4.7H2O0.2gK2HPO41gH2O1000ml常見的培養(yǎng)四大類微生物的培養(yǎng)基細(xì)菌（牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基）：牛肉膏3g蛋白胨10gNaCl5gH2O1000ml放線菌（高氏1號）淀粉20gK2HPO40.5gNaCl0.5gMgSO4.7H2O0.5gKNO31gFeSO40.01gH2O1000ml酵母菌(麥芽汁培養(yǎng)基)干麥芽粉加四倍水，在50℃--60℃保溫糖化3-4小時，用碘液試驗(yàn)檢查至糖化完全為止，調(diào)整糖液濃度為10。，煮沸后，沙布過濾，調(diào)PH為6.0。霉菌（查氏合成培養(yǎng)基）NaNO33gK2HPO41gKCl0.5gMgSO4.7H2O0.5gFeSO40.01g蔗糖30gH2O1000ml2.營養(yǎng)協(xié)調(diào)培養(yǎng)基中營養(yǎng)物質(zhì)濃度合適時微生物才能生長良好，營養(yǎng)物質(zhì)濃度過低時不能滿足微生物正常生長所需，濃度過高時則可能對微生物生長起抑制作用。培養(yǎng)基中各營養(yǎng)物質(zhì)之間的濃度配比也直接影響微生物的生長繁殖和代謝產(chǎn)物的形成和積累，其中碳氮比（C/N）的影響較大。碳氮比指培養(yǎng)基中碳元素與氮元素的物質(zhì)的量比值，有時也指培養(yǎng)基中還原糖與粗蛋白之比。例如，在利用微生物發(fā)酵生產(chǎn)谷氨酸的過程中，培養(yǎng)基碳氮比為4/1時，菌體量繁殖，谷氨酸積累少；當(dāng)培養(yǎng)基碳氮比為3/1時，菌體繁殖受到抑制，谷氨酸產(chǎn)量則大量增加。3.理化條件適宜pH水活度氧化還原電位a.pH培養(yǎng)基的pH必須控制在一定的范圍內(nèi)，以滿足不同類型微生物的生長繁殖或產(chǎn)生代謝產(chǎn)物。細(xì)菌與放線菌：pH7~7.5酵母菌和霉菌：pH4.5~6范圍內(nèi)生長為了維持培養(yǎng)基pH的相對恒定，通常在培養(yǎng)基中加入pH緩沖劑，或在進(jìn)行工業(yè)發(fā)酵時補(bǔ)加酸、堿。維持培養(yǎng)基pH的方法：磷酸緩沖劑：K2HPO4/Na2HPO4,H2PO4/NaH2PO4“備用堿”：CaCO3、CaHCO3b.水活度微生物一般在αw為0.60～0.99的條件下生長,αw過低時,微生物生長的遲緩期延長,比生長速率和總生長量減少。微生物不同，其生長的最適αw不同。c.氧化還原電位氧化還原電位又稱氧化還原電勢（redoxpotential），是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的一種指標(biāo)，其單位是V（伏）或mV（毫伏）。不同類型微生物生長對氧化還原電位的要求不同好氧性微生物：+0.1伏以上時可正常生長,以+0.3～+0.4伏為宜；厭氧性微生物：低于+0.1伏條件下生長；兼性厭氧微生物：+0.1伏以上時進(jìn)行好氧呼吸,+0.1伏以下時進(jìn)行發(fā)酵。4.經(jīng)濟(jì)節(jié)約盡量利用廉價且易獲得的原料作為培養(yǎng)基成分。以粗代精以“野”代“家”以廢代好以簡代繁以烴代糧以纖代糖以無機(jī)氮代蛋白5.滅菌處理任何培養(yǎng)基一旦配成，必須立即進(jìn)行滅菌處理；常規(guī)高壓蒸汽滅菌：

1.05kg/cm2,121.3℃15-30分鐘；0.56kg/cm2,112.6℃15-30分鐘過濾除菌：

細(xì)菌過濾器，濾膜培養(yǎng)基種類繁多，根據(jù)其成分、物理狀態(tài)和用途可將培養(yǎng)分成多種類型。二、培養(yǎng)基的類型及應(yīng)用

按成分不同劃分天然培養(yǎng)基合成培養(yǎng)基含用化學(xué)成分還不清楚或化學(xué)成分不恒定的天然有機(jī)物牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基、麥芽汁培養(yǎng)基化學(xué)成分完全了解的物質(zhì)配制而成的培養(yǎng)基高氏1號培養(yǎng)基、查氏培養(yǎng)基化學(xué)成分不詳和化學(xué)成分已知的化合物配成的培養(yǎng)基。半合成培養(yǎng)基如用來培養(yǎng)真菌的馬鈴薯蔗糖培養(yǎng)基。1）天然培養(yǎng)基定義：利用生物的組織、器官及其抽取物或制品配成的培養(yǎng)基優(yōu)點(diǎn)：配制方便、經(jīng)濟(jì)、營養(yǎng)豐富缺點(diǎn)：它的化學(xué)成分不清楚或不穩(wěn)定常見成分：麥芽汁、肉浸汁、魚粉、麩皮、玉米粉、花生餅粉、玉米漿及馬鈴薯等實(shí)驗(yàn)室常用：牛肉膏、蛋白胨及酵母膏等2）合成培養(yǎng)基定義：使用成分完全了解的化學(xué)藥品配制而成的培養(yǎng)基適用于實(shí)驗(yàn)室研究：微生物生理、遺傳育種及提高菌種性能優(yōu)點(diǎn)：成分已知、精確、重復(fù)性好缺點(diǎn)：價格較貴，培養(yǎng)的微生物生長較慢合成培養(yǎng)基：高氏一號培養(yǎng)基（放線菌）、察氏培養(yǎng)基（真菌）3）半合成培養(yǎng)基定義：由部分天然材料和部分已知的純化學(xué)藥品組成的培養(yǎng)基特點(diǎn)：配制方便，成本低，微生物生長良好。發(fā)酵生產(chǎn)和實(shí)驗(yàn)室中應(yīng)用的大多數(shù)培養(yǎng)基

馬鈴薯葡萄糖培養(yǎng)基（PDA、PDB）（培養(yǎng)真菌）按物理狀態(tài)不同劃分固體培養(yǎng)基液體培養(yǎng)基在液體培養(yǎng)基中加入一定量凝固劑，使其成為固體狀態(tài)，瓊脂含量一般為1.5%-2.0%瓊脂含量一般為0.2%-0.7%不加任何凝固劑半固體培養(yǎng)基固體培養(yǎng)基常用來進(jìn)行微生物的分離、鑒定、活菌計(jì)數(shù)及菌種保藏

觀察微生物的運(yùn)動特征、分類鑒定及噬菌體效價滴定

大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)及在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行微生物的基礎(chǔ)理論和應(yīng)用方面的研究

固化劑理想固化劑具備的條件：不被微生物液化、分解和利用在微生物生長的溫度范圍內(nèi)保持固體狀態(tài)，凝固點(diǎn)溫度對微生物無害不會因消毒、滅菌而破壞配制方便，價格低，透明性好固化劑：瓊脂、明膠、硅膠瓊脂（Agar）主要組成：瓊脂糖和瓊脂膠兩種多糖來源：石花菜等紅藻加工特性：

絕大多數(shù)微生物無法降解瓊脂（極少數(shù)菌除外）瓊脂40℃固化，約96℃才融化滅菌過程中不會被破壞，且價格低廉培養(yǎng)基中的添加量：加0.2-0.7%瓊脂，可以獲得半固體培養(yǎng)基加入1.5%-2.0%瓊脂，即成固體培養(yǎng)基加8%瓊脂，則成硬固體培養(yǎng)基明膠（Gelatin）組成：多種氨基酸來源：動物皮、骨、韌帶煮熬特性：

被許多微生物作為氮源而利用明膠20℃凝固，25～35℃融化適用面很窄：

只能在20-25℃作凝固劑但可用于特殊檢驗(yàn)瓊脂和明膠的區(qū)別按培養(yǎng)目的不同劃分種子培養(yǎng)基繁殖培養(yǎng)基保藏培養(yǎng)基發(fā)酵培養(yǎng)基菌種保藏，斜面培養(yǎng)基（大部分情況）營養(yǎng)缺陷型、抗生素抗性菌株的保藏培養(yǎng)基中適當(dāng)加入特定的對應(yīng)成分。按用途不同劃分基礎(chǔ)培養(yǎng)基鑒別培養(yǎng)基選擇培養(yǎng)基加富培養(yǎng)基生理生化特性測定、基本（MM）、補(bǔ)充（SM)、完全（CM）等培養(yǎng)基基礎(chǔ)培養(yǎng)基牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基是最常用的基礎(chǔ)培養(yǎng)基含有一般微生物生長繁殖所需的基本營養(yǎng)物質(zhì)的培養(yǎng)基加富培養(yǎng)基也稱營養(yǎng)培養(yǎng)基，即在基礎(chǔ)培養(yǎng)基中加入某些特殊營養(yǎng)物質(zhì)制成的一類營養(yǎng)豐富的培養(yǎng)基，特殊營養(yǎng)物質(zhì)包括血液、血清、酵母浸膏、動植物組織液等如：百日咳博德氏菌，需用含有血液的加富培養(yǎng)基。鑒別培養(yǎng)基用于鑒別不同類型微生物的培養(yǎng)基微生物產(chǎn)生某種代謝產(chǎn)物，與培養(yǎng)基中的特殊化學(xué)物質(zhì)發(fā)生特定的化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生明顯的特征變化，根據(jù)這種特征性變化，可將該種微生物與其他微生物區(qū)分開來。伊紅-美蘭乳糖（EMB）培養(yǎng)基蛋白胨10克，乳糖10克，K2HPO42克，2%伊紅20ml，0.325%美蘭20ml,蒸餾水1000ml,pH7.2檢測飲水、乳品中是否含腸道致病菌大腸菌群：帶金屬光澤深紫色菌落在培養(yǎng)基中加入相應(yīng)的特殊營養(yǎng)物質(zhì)或化學(xué)物質(zhì)，抑制不需要的微生物的生長，有利于所需微生物的生長。選擇培養(yǎng)基用來將某種或某類微生物從混雜的微生物群體中分離出來的培養(yǎng)基。一種類型是依據(jù)某些微生物的特殊營養(yǎng)需求設(shè)計(jì)如：分離纖維素分解菌：以纖維素為唯一碳源的培養(yǎng)基另一類是在培養(yǎng)基中加入某種化學(xué)物質(zhì)，這種化學(xué)物質(zhì)沒有營養(yǎng)作用，對所需分離的微生物無害，但可以抑制或殺死其他微生物。如：7.5%NaCl可以抑制大多數(shù)細(xì)菌，但不抑制葡萄球菌，從而選擇培養(yǎng)葡萄球菌；同化哪些碳水化合物、發(fā)酵哪些糖類、分解哪些簡單的或復(fù)雜的含氮化合物、在生長或發(fā)酵過程中形成何種代謝產(chǎn)物等測定生理生化特性的培養(yǎng)基微生物鑒定時，為了觀察微生物的培養(yǎng)特征或測定生理生化反應(yīng)而采用的培養(yǎng)基。如：石蕊牛奶培養(yǎng)基、甲基紅及V.P試驗(yàn)培養(yǎng)基、同化碳源基礎(chǔ)培養(yǎng)基、同化氮源基礎(chǔ)培養(yǎng)基、糖類發(fā)酵培養(yǎng)基、營養(yǎng)肉汁明膠培養(yǎng)基基本培養(yǎng)基（MinimalMedium，MM）：滿足某菌種的野生型（原養(yǎng)型）菌株最低營養(yǎng)要求的合成培養(yǎng)基（最低限度培養(yǎng)基）補(bǔ)充培養(yǎng)基（SupplementMedium,SM)：在基本培養(yǎng)基中只針對性地加入一種或幾種營養(yǎng)成分，以滿足相應(yīng)的營養(yǎng)缺陷型生長需求的培養(yǎng)基完全培養(yǎng)基（CompleteMedium，CM）：在基本培養(yǎng)基中加入富含氨基酸、維生素、堿基等生長因子的營養(yǎng)物質(zhì)，滿足各種營養(yǎng)缺陷型的生長需求的培養(yǎng)基其它特殊用途培養(yǎng)基培養(yǎng)基的發(fā)展趨勢培養(yǎng)基新品種

系列微量快速生化反應(yīng)裝置系列瓊脂平板和試管斜面等新鮮培養(yǎng)基系列編碼鑒定培養(yǎng)基，API、Biolog鑒定系統(tǒng)混合干粉，合成培養(yǎng)基代替天然培養(yǎng)基便于保存與使用，質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范化培養(yǎng)基的發(fā)展趨勢突破傳統(tǒng)觀念——uncultivablemicrobe加入非傳統(tǒng)的生長底物——新型微生物營養(yǎng)成分貧乏的培養(yǎng)基（nutrient-poormedia）：營養(yǎng)成分為常規(guī)培養(yǎng)基的1%模擬生境：微膠囊法、擴(kuò)散小室法第四節(jié)微生物對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收細(xì)胞膜是隔離細(xì)胞內(nèi)外的主要屏障，養(yǎng)料通過膜進(jìn)入細(xì)胞的過程稱膜運(yùn)輸：一、被動擴(kuò)散二、促進(jìn)擴(kuò)散三、主動運(yùn)輸四、基團(tuán)運(yùn)輸膜泡運(yùn)輸除膜運(yùn)輸外，還存在：一、被動擴(kuò)散

原生質(zhì)膜是一種半透性膜，營養(yǎng)物質(zhì)通過原生質(zhì)膜上的小孔，由高濃度的胞外環(huán)境向低濃度的胞內(nèi)進(jìn)行擴(kuò)散。特點(diǎn)①物質(zhì)在擴(kuò)散過程中沒有發(fā)生任何反應(yīng)；②不消耗能量；不能逆濃度運(yùn)輸；③運(yùn)輸速率與膜內(nèi)外物質(zhì)的濃度差成正比水是唯一可以通過擴(kuò)散自由通過原生質(zhì)膜的分子，脂肪酸、乙醇、甘油、一些氣體（O2、CO2）及某些氨基酸在一定程度上也可通過被動擴(kuò)散進(jìn)出細(xì)胞。

二、促進(jìn)擴(kuò)散特點(diǎn)①不消耗能量②參與運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)本身的分子結(jié)構(gòu)不發(fā)生變化③不能進(jìn)行逆濃度運(yùn)輸④運(yùn)輸速率與膜內(nèi)外物質(zhì)的濃度差成正比⑤需要載體參與

通過促進(jìn)擴(kuò)散進(jìn)入細(xì)胞的營養(yǎng)物質(zhì)主要有氨基酸、單糖、維生素及無機(jī)鹽等。一般微生物通過專一的載體蛋白運(yùn)輸相應(yīng)的物質(zhì)，但也有微生物對同一物質(zhì)的運(yùn)輸由一種以上的載體蛋白來完成。促進(jìn)擴(kuò)散模式圖細(xì)胞膜細(xì)胞膜外細(xì)胞膜內(nèi)恢復(fù)原構(gòu)象移位再循環(huán)結(jié)合結(jié)合構(gòu)象