高中生物競賽輔導課件【備課精講精研精析】微生物的生長所需培養(yǎng)基

微生物生長所需培養(yǎng)基培養(yǎng)基(culturemedium)：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行研究和利用工作的基礎(chǔ)任何培養(yǎng)基都應該具備微生物生長所需要六大營養(yǎng)要素：碳源、氮源、無機鹽、能源(化能型)、生長因子、水任何培養(yǎng)基一旦配成，必須立即進行滅菌處理常規(guī)高壓蒸汽滅菌：15磅滅菌：0.1MPa，121℃，15-30min；8磅滅菌：0.06MPa，112℃，15-30min；某些成分進行分別滅菌；過濾除菌；微生物生長所需培養(yǎng)基一、選用和設(shè)計培養(yǎng)基的原則和方法二、培養(yǎng)基的類型及應用微生物生長所需培養(yǎng)基一、選用和設(shè)計培養(yǎng)基的原則和方法1、選擇適宜的營養(yǎng)物質(zhì)2、營養(yǎng)物的濃度及配比合適3、物理、化學條件適宜4、經(jīng)濟節(jié)約5、精心設(shè)計、試驗比較

在微生物學研究和生產(chǎn)實踐中，配制合適的培養(yǎng)基是一項最基本的要求。微生物生長所需培養(yǎng)基一、選用和設(shè)計培養(yǎng)基的原則和方法1、選擇適宜的營養(yǎng)物質(zhì)培養(yǎng)不同的微生物應根據(jù)其特點采用不同的培養(yǎng)條件；培養(yǎng)目的不同，原料的選擇和配比不同；實驗室的常用培養(yǎng)基：細菌：牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基(或簡稱普通肉湯培養(yǎng)基)放線菌：高氏1號合成培養(yǎng)基培養(yǎng)(主要成分為淀粉)酵母菌：麥芽汁培養(yǎng)基霉菌：查氏合成培養(yǎng)基并非絕對??！微生物生長所需培養(yǎng)基一、選用和設(shè)計培養(yǎng)基的原則和方法1、選擇適宜的營養(yǎng)物質(zhì)培養(yǎng)不同的微生物應根據(jù)其特點采用不同的培養(yǎng)條件；培養(yǎng)目的不同，原料的選擇和配比不同；實驗室一般培養(yǎng)：普通常用培養(yǎng)基；遺傳研究：成分清楚的合成培養(yǎng)基；生理、代謝研究：選用相應的培養(yǎng)基配方；枯草芽胞桿菌：一般培養(yǎng)：肉湯培養(yǎng)基或LB培養(yǎng)基自然轉(zhuǎn)化：基礎(chǔ)培養(yǎng)基觀察芽胞：生胞子培養(yǎng)基(營養(yǎng)相對不足)產(chǎn)蛋白酶：玉米粉、黃豆餅粉為主的產(chǎn)酶培養(yǎng)基枯草芽胞桿菌能進入一種狀態(tài)，這種狀態(tài)下能從外界攝取遺傳物質(zhì)，發(fā)生重組等微生物生長所需培養(yǎng)基一、選用和設(shè)計培養(yǎng)基的原則和方法2、營養(yǎng)物質(zhì)濃度及配比合適1)營養(yǎng)物質(zhì)的濃度適宜高濃度糖類物質(zhì)、無機鹽、重金屬離子等不僅不能維持和促進微生物的生長，反而起到抑制或殺菌作用培養(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(或)代謝產(chǎn)物的形成和積累，其中碳氮比(C/N)的影響較大發(fā)酵生產(chǎn)谷氨酸時：碳氮比為4/1時，菌體大量繁殖，谷氨酸積累少碳氮比為3/1時，菌體繁殖受到抑制，谷氨酸產(chǎn)量則大量增加2)營養(yǎng)物質(zhì)之間的配比適宜微生物生長所需培養(yǎng)基一、選用和設(shè)計培養(yǎng)基的原則和方法3、物理化學條件適宜pH和氧化還原電位（1）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)物通常培養(yǎng)條件：細菌與放線菌：pH7~7.5酵母菌和霉菌：pH4.5~6范圍內(nèi)生長微生物生長所需培養(yǎng)基一、選用和設(shè)計培養(yǎng)基的原則和方法3、物理化學條件適宜pH和氧化還原電位為了維持培養(yǎng)基pH的相對恒定，通常在培養(yǎng)基中加入pH緩沖劑，或在進行工業(yè)發(fā)酵時補加酸、堿微生物生長繁殖和代謝過程中，由于營養(yǎng)物質(zhì)被分解利用和代謝產(chǎn)物的形成與積累，會導致培養(yǎng)基pH發(fā)生變化，若不對培養(yǎng)基pH進行控制，往往導致微生物生長速率或(和)代謝產(chǎn)物產(chǎn)量降低pH緩沖劑：一氫和二氫磷酸鹽(如K2HPO4和KH2PO4)組成的混合物難溶的碳酸鹽(如CaCO3)(乳酸菌大量產(chǎn)酸)天然的緩沖系統(tǒng)，如氨基酸、肽、蛋白質(zhì)都屬于兩性電解質(zhì)（1）pH微生物生長所需培養(yǎng)基一、選用和設(shè)計培養(yǎng)基的原則和方法3、物理化學條件適宜pH和氧化還原電位（2）氧化還原電位(Ф)又稱氧化還原電勢，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，其單位是V(伏)或mV(毫伏)正如微生物與pH的關(guān)系一樣，不同類型微生物生長對氧化還原電位(Ф)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伏為宜兼性厭氧微生物：+0.1伏以上時進行好氧呼吸，+0.1伏以下時進行發(fā)酵厭氧性微生物：低于+0.1伏條件下生長；常規(guī)配置，一般不用考慮氧化還原電位需要考慮氧化還原電位微生物生長所需培養(yǎng)基一、選用和設(shè)計培養(yǎng)基的原則和方法3、物理化學條件適宜pH和氧化還原電位（2）氧化還原電位(Ф)氧化還原電位與氧分壓和pH有關(guān)，也受培養(yǎng)基成分和某些微生物代謝產(chǎn)物的影響增加通氣量(如振蕩培養(yǎng)、攪拌)提高培養(yǎng)基的氧分壓，或加入氧化劑，從而增加Ф值反之，煮沸驅(qū)氧后將培養(yǎng)基與空氣隔絕，以及在培養(yǎng)基中加入抗壞血酸(0.1%)、硫化氫(0.025%)、半胱氨酸(<0.05%)、谷胱甘肽、二硫蘇糖醇、庖肉等還原性物質(zhì)可降低Ф值微生物生長所需培養(yǎng)基一、選用和設(shè)計培養(yǎng)基的原則和方法3、物理化學條件適宜pH和氧化還原電位（2）氧化還原電位(Ф)氧化還原電位與氧分壓和pH有關(guān)，也受培養(yǎng)基成分和某些微生物代謝產(chǎn)物的影響增加通氣量(如振蕩培養(yǎng)、攪拌)提高培養(yǎng)基的氧分壓，或加入氧化劑，從而增加Ф值；反之，煮沸驅(qū)氧后將培養(yǎng)基與空氣隔絕，以及在培養(yǎng)基中加入抗壞血酸（0.1%）、硫化氫(0.025%)、半胱氨酸(<0.05%)、谷胱甘肽、二硫蘇糖醇、庖肉等還原性物質(zhì)可降低Ф值。培養(yǎng)基中加入氧化還原指示劑刃天青可對氧化還原電位進行間接測定微生物生長所需培養(yǎng)基一、選用和設(shè)計培養(yǎng)基的原則和方法4、經(jīng)濟節(jié)約以粗代精對微生物來說，各種粗原料營養(yǎng)更加完全，效果更好。而且在經(jīng)濟上也節(jié)約牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基用水選擇：自來水(最便宜、效果也更好)蒸餾水純凈水配制培養(yǎng)基時應盡量利用廉價且易于獲得的原料作為培養(yǎng)基成份，特別是在發(fā)酵工業(yè)中，以降低生產(chǎn)成本微生物生長所需培養(yǎng)基一、選用和設(shè)計培養(yǎng)基的原則和方法4、經(jīng)濟節(jié)約以“野”代“家”以野生植物原料代替栽培植物原料，如木薯、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)酵的碳源配制培養(yǎng)基時應盡量利用廉價且易于獲得的原料作為培養(yǎng)基成份，特別是在發(fā)酵工業(yè)中，以降低生產(chǎn)成本微生物生長所需培養(yǎng)基一、選用和設(shè)計培養(yǎng)基的原則和方法4、經(jīng)濟節(jié)約以廢代好以工農(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。

糖蜜(制糖工業(yè)中含有蔗糖的廢液)、乳清(乳制品工業(yè)中含有乳糖的廢液)、豆制品工業(yè)廢液及黑廢液(造紙工業(yè)中含有戊糖和己糖的亞硫酸紙漿)等都可作為培養(yǎng)基的原料工業(yè)上的甲烷發(fā)酵主要利用廢水、廢渣作原料農(nóng)村已推廣利用糞便及禾草為原料發(fā)酵生產(chǎn)甲烷作為燃料大量的農(nóng)副產(chǎn)品或制品，如麩皮、米糠、玉米漿、酵母浸膏、酒糟、豆餅、花生餅、蛋白胨等都是常用的發(fā)酵工業(yè)原料微生物生長所需培養(yǎng)基一、選用和設(shè)計培養(yǎng)基的原則和方法4、經(jīng)濟節(jié)約以簡代繁某制藥廠改進鏈霉素發(fā)酵液中的原有配方，設(shè)法減去30%-50%的黃豆餅粉、25%的葡萄糖和20%硫酸銨，結(jié)果反而提高了產(chǎn)量微生物生長所需培養(yǎng)基一、選用和設(shè)計培養(yǎng)基的原則和方法4、經(jīng)濟節(jié)約以纖代糖開發(fā)利用纖維素這種世界上含量最豐富的可再生資源。將大量的纖維素農(nóng)副產(chǎn)品轉(zhuǎn)變?yōu)閮?yōu)質(zhì)飼料、工業(yè)發(fā)酵原料、燃料及人類的食品及飲料以無機氮代蛋白以大氣氮、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)或含氮的發(fā)酵產(chǎn)物供人們利用微生物生長所需培養(yǎng)基一、選用和設(shè)計培養(yǎng)基的原則和方法5、精心設(shè)計、試驗比較進行生態(tài)模擬，研究某種微生物的培養(yǎng)條件；文獻查閱，設(shè)計特定微生物的培養(yǎng)基配方；試驗比較，確定特定微生物的最佳培養(yǎng)條件；微生物生長所需培養(yǎng)基一、選用和設(shè)計培養(yǎng)基的原則和方法二、培養(yǎng)基的類型及應用微生物生長所需培養(yǎng)基二、培養(yǎng)基的類型及應用1．按成份不同劃分（1）天然培養(yǎng)基（2）合成培養(yǎng)基微生物生長所需培養(yǎng)基二、培養(yǎng)基的類型及應用1．按成份不同劃分以化學成分還不清楚或化學成分不恒定的天然有機物組成成本較低，常用于實驗室及工業(yè)上大規(guī)模的微生物發(fā)酵生產(chǎn)牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基、麥芽汁培養(yǎng)基、LB培養(yǎng)基營養(yǎng)物質(zhì)來源主要成分牛肉膏瘦牛肉組織浸出汁濃縮而成的膏狀物質(zhì)

富含水溶性糖類、有機氮化合物、維生素、鹽等蛋白胨將肉、酪素或明膠用酸或蛋白酶水解后干燥而成的粉末狀物質(zhì)富含有機氮化合物，也含有一些維生素和糖類酵母浸膏酵母細胞的水溶性提取物濃縮而成的膏狀物質(zhì)富含B類維生素，也含有有機氮化合物和糖類（1）天然培養(yǎng)基微生物生長所需培養(yǎng)基二、培養(yǎng)基的類型及應用1．按成份不同劃分（2）合成培養(yǎng)基由化學成份完全了解的物質(zhì)配制而成的培養(yǎng)基，也稱化學限定培養(yǎng)基高氏一號培養(yǎng)基、查氏培養(yǎng)基重復性強，成本高，微生物生長慢，適用于實驗室(營養(yǎng)需求、代謝、分類鑒定...)微生物生長所需培養(yǎng)基二、培養(yǎng)基的類型及應用2．根據(jù)物理狀態(tài)劃分固體培養(yǎng)基半固體培養(yǎng)基液體培養(yǎng)基微生物生長所需培養(yǎng)基二、培養(yǎng)基的類型及應用2．根據(jù)物理狀態(tài)劃分固體培養(yǎng)基：含有一定的凝固劑(瓊脂1.5%～2%)凝固劑的要求：不被所培養(yǎng)的微生物分解利用在微生物生長的溫度范圍內(nèi)保持固體狀態(tài)凝固點溫度不能太低，否則將不利于微生物的生長對所培養(yǎng)的微生物無毒害作用在滅菌過程中不會被破壞透明度好,黏著力強配制方便且價格低廉常用的凝固劑有瓊脂、明膠和硅膠凝固點較低不含有機物，適合配制自養(yǎng)型微生物的培養(yǎng)基微生物生長所需培養(yǎng)基二、培養(yǎng)基的類型及應用2．根據(jù)物理狀態(tài)劃分半固體培養(yǎng)基：瓊脂含量0.2%～0.7%應用：觀察微生物的運動特征、分類鑒定液體培養(yǎng)基應用：大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)，實驗室基礎(chǔ)理論研究微生物生長所需培養(yǎng)基二、培養(yǎng)基的類型及應用3．根據(jù)用途劃分（1）基礎(chǔ)培養(yǎng)基（2）加富培養(yǎng)基（3）鑒別培養(yǎng)基（4）選擇培養(yǎng)基（5）基本培養(yǎng)基和完全培養(yǎng)基（6）富集培養(yǎng)基（7）其他培養(yǎng)基微生物生長所需培養(yǎng)基二、培養(yǎng)基的類型及應用3．根據(jù)用途劃分（1）基礎(chǔ)培養(yǎng)基在一定條件下含有某種微生物生長繁殖所需的基本營養(yǎng)物質(zhì)的培養(yǎng)基可作為一些特殊培養(yǎng)基的基礎(chǔ)成分，根據(jù)微生物的特殊營養(yǎng)需求，在基礎(chǔ)培養(yǎng)基中加入所需營養(yǎng)物質(zhì)(氨基酸、生長因子)微生物生長所需培養(yǎng)基二、培養(yǎng)基的類型及應用3．根據(jù)用途劃分（2）加富培養(yǎng)基在基礎(chǔ)培養(yǎng)基(如肉湯蛋白胨培養(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)基血液、血清、酵母浸膏、動植物組織液等應用：培養(yǎng)營養(yǎng)要求比較苛刻的異養(yǎng)型微生物，如培養(yǎng)百日咳博德氏菌(Bordetellapertussis)需要含有血液的加富培養(yǎng)基微生物生長所需培養(yǎng)基二、培養(yǎng)基的類型及應用3．根據(jù)用途劃分（3）鑒別培養(yǎng)基用于鑒別不同類型微生物的培養(yǎng)基，特殊化學物質(zhì)發(fā)生特定的化學反應，產(chǎn)生明顯的特征性變化，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)分開來產(chǎn)蛋白酶菌添加牛奶或酪素產(chǎn)生蛋白酶透明的蛋白質(zhì)水解圈不產(chǎn)生蛋白酶無水解圈應用：微生物的快速分類鑒定，分離和篩選產(chǎn)生某種代謝產(chǎn)物的微生物菌種微生物生長所需培養(yǎng)基二、培養(yǎng)基的類型及應用3．根據(jù)用途劃分（4）選擇培養(yǎng)基

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的培養(yǎng)基根據(jù)不同種類微生物的特殊營養(yǎng)需求或?qū)δ撤N化學物質(zhì)的敏感性不同，在培養(yǎng)基中加入相應的特殊營養(yǎng)物質(zhì)或化學物質(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對象抑制劑及其用量(200μg/ml)抑制對象一般細菌四環(huán)素(200)黑曲霉，酵母四環(huán)素(100)醬油曲霉，根霉放線菌酮(20)酵母放線菌酮(50)醬油曲霉放線菌酮(100)根霉放線菌酮(200)黑根霉真菌素(Cabicdin)(100)醬油曲霉，酵母G+細菌多粘菌素B(5)G-細菌G-細菌青霉素(1)G+細菌乳酸菌山梨酸(0.2%，pH6)芽胞桿菌疊氮化鈉(0.005%，pH7)曲霉真菌素(20)酵母腸道細菌膽汁酸(1.5~5mg/mL)G+細菌微球菌山梨酸(0.2%，pH6)芽胞桿菌用于選擇性培養(yǎng)基的若干抑制劑微生物生長所需培養(yǎng)基微生物生長所需培養(yǎng)基選擇對象抑制劑及其用量(200μg/ml)抑制對象放線菌放線菌酮(50)霉菌制霉菌素(50)霉菌丙酸鈉(4mg/mL)霉菌霉菌氯霉素(100)細菌青霉素(20)細菌鏈霉素(40)細菌青霉素(100)細菌氯霉素(100)+放線菌酮(10)細菌，酵母用于選擇性培養(yǎng)基的若干抑制劑微生物生長所需培養(yǎng)基用于選擇性培養(yǎng)基的若干抑制劑選擇對象抑制劑及其用量(200μg/ml)抑制對象酵母丙酸鈉(0.2%)曲霉，根霉，桿菌丙酸鈉(0.1～0.15%)青霉，微球菌，醋酸菌CuSO4?5H2O(0.05%，pH3.8)乳酸菌，乳鏈球菌四環(huán)素(50)細菌氯霉素(20)細菌鏈霉素(20～100)細菌青霉素(50)細菌金霉素(100)細菌真菌素(200)細菌微生物生長所需培養(yǎng)基二、培養(yǎng)基的類型及應用3．根據(jù)用途劃分（5）基本培養(yǎng)基和完全培養(yǎng)基基本培養(yǎng)基(minimalmedium)是能使野生型菌株