微生物营养医学宣教课件.ppt

1、资料仅供参考,不当之处，请联系改正。第一节，微生物的营养要求（微生物们需要吃什么？）（微生物们是怎样吃东西的）（如何给微生物们做饭）第 二节，营养物质进入细胞第三节，培养基本章内容资料仅供参考,不当之处，请联系改正。第一节 微生物需要的营养物质一、微生物细胞的化学组成一、微生物细胞的化学组成微生物细胞水：70%-90%干物质有机物蛋白质、糖、脂、核酸、维生素等及其降解产物 无机物（盐）微生物、动物、植物之间存在“营养上的统一性”细胞化学元素组成：主要元素：碳、氢、氧、氮、磷、硫、钾、镁、钙、铁等；微量元素：锌、锰、钠、氯、钼、硒、钴、铜、钨、镍、硼等。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。资料仅

2、供参考,不当之处，请联系改正。二二.微生物的营养物质及其功能微生物的营养物质及其功能2.碳源(source of carbon)表 2-3 微生物利用的碳源物质 种 类 碳 源 物 质 备 注 糖类 葡萄糖、果糖、麦芽糖、蔗糖、淀粉、半乳糖、乳糖、甘露糖、纤维二糖、纤维素、半纤维素、甲壳素、木质素等 单糖优于双糖，已糖优于戊糖，淀粉优于纤维素，纯多糖优于杂多糖和其他聚合物。有机酸 糠酸、乳酸、柠檬酸、延胡索酸、低级脂肪酸、高级脂肪酸、氨基酸等 与糖类比效果较差，有机酸较难进入细胞，进入细胞后会导致 pH 下降。当环境中缺乏碳源物质时，氨基酸可被微生物作为碳源利用。醇类 乙醇 在低浓度条件下被某

3、些酵母菌和醋酸菌利用。脂类 脂肪、磷脂 主要利用脂肪，在特定条件下将磷脂分解为甘油和脂肪酸而加以利用。烃类 天然气、石油、石油馏分、石蜡油等 利用烃的微生物细胞表面有一种由糖脂组成的特殊吸收系统，可将难溶的烃充分乳化后吸收利用。CO2 CO2 为自养微生物所利用 碳酸盐 NaHCO3、CaCO3、白垩等 为自养微生物所利用 其他 芳香族化合物、氰化物、蛋白质、肽、核酸等 利用这些物质的微生物在环境保护方面有重要作用。当环境中缺乏碳源物质时，可被微生物作为碳源而降解利用 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。3.氮源(source of nitrogen)表 2-4 微生物利用的氮源物质 种 类

4、氮 源 物 质 备 注 蛋白质 蛋白 质及 其 不同 程度 降 解产物(胨、肽、氨基酸等)大分子蛋白质难进入细胞，一些真菌和少数细菌能分泌胞外蛋白酶，将大分子蛋白质降解利用，而多数细菌只能利用相对分子质量较小的降解产物。氨 和 铵盐 NH3、(NH4)2SO4等 容易被微生物吸收利用 硝酸盐 KNO3、NaNO3等 容易被微生物吸收利用 分子氮 N2 固氮微生物可利用，但当环境中有化合态氮源时，固氮微生物就失去固氮能力。其 他 嘌呤、嘧啶、脲、胺、酰胺、氰化物 大肠杆菌不能以嘧啶作为唯一氮源，在氮限量的葡萄糖培养基上生长时，可通过诱导作用先合成分解嘧啶的酶，然后再分解并利用嘧啶，可不同程度被微

5、生物作为氮源利用。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。4.能源能源(energy source)有机物：化能异养微生物的能源(同源)化学物质：能源 无机物：化能自养微生物(不同于碳源)辐射能：光能自养和光能异养微生物的能源化能自养微生物的能源是还原态的无机物质，如NH4+、NO2、S、H2S、H2、Fe2+等，资料仅供参考,不当之处，请联系改正。5.无机盐无机盐(inorganic salt)表 2-5 无机盐及其生理功能 元素 化合物形式(常用)生 理 功 能 磷 KH2PO4，K2HPO4 核酸、核蛋白、磷脂、辅酶、ATP 等高能分子的成分，作为缓冲剂调节培养基 pH。硫(NH4)2SO4

6、，MgSO4 含硫氨基酸(胱氨酸、半胱氨酸、甲硫氨酸等)、维生素(硫胺素、生物素)、辅酶 A、谷胱甘肽的成分，调节细胞氧化还原电位，硫和硫化物作为某些自养菌的能源。镁 MgSO4 已糖磷酸化酶、异柠檬酸脱氢酶、核酸聚合酶等活性中心组分，叶绿素和细菌叶绿素成分，有稳定核糖体、细胞膜的作用。钙 CaCl2，Ca(NO3)2 某些酶的辅助因子和激活剂，维持酶(如蛋白酶)的稳定性，调节原生质胶体状态，芽孢和某些孢子形成所需，建立细菌感受态所需。钠 NaCl 细胞运输系统组分，维持细胞渗透压，维持某些酶的稳定性。钾 KH2PO4，K2HPO4 某些酶的辅助因子和激活剂，维持细胞渗透压，调控细胞膜透性，参

7、与细胞内物质运输系统的组成。某些嗜盐细菌核糖体的稳定因子。铁 FeSO4 细胞色素和某些酶(固氮酶、过氧化氢酶、过氧化物酶、细胞色素氧化酶)的组分，某些铁细菌的能源物质，合成叶绿素、白喉毒素所需。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。5.无机盐无机盐(inorganic salt)表2-6 微量元素与生理功能 元 素 生 理 功 能 锌 存在于乙醇脱氢酶、乳酸脱氧酶、碱性磷酸酶、醛缩酶、RNA与 DNA聚合酶中，肽酶、脱羧酶的辅助因子 锰 存在于过氧化物歧化酶、黄嘌呤氧化酶、柠檬酸合成酶中，对许多酶有活化作用。钼 存在于硝酸盐还原酶、固氮酶、甲酸脱氢酶中 硒 存在于甘氨酸还原酶、甲酸脱氢酶中 钴

8、 存在于谷氨酸变位酶、维生素B12中，肽酶的辅助因子 铜 存在于细胞色素氧化酶、抗坏血酸氧化酶、酪氨酸酶中 钨 存在于甲酸脱氢酶中 镍 存在于脲酶中，为氢细菌生长所必需 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。6.生长因子生长因子(growth factor)表 2-7 某些微生物生长所需要的生长因子 微 生 物 生 长 因 子 需要量/ml1 弱氧化醋酸杆菌(Acetobacter suboxydans)对 氨 基 苯 甲 酸(PABA)烟酸(VB5)010ng 3g 丙酮丁醇梭菌(Clostridium acetobutylicum)对 氨 基 苯 甲 酸(PABA)0.15ng 型肺炎链球菌

9、(Streptococcus pneumoniae)胆碱 6g 肠膜明串珠菌(Leuconostoc mesenteroides)吡哆醛(VB6)0.025g 金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)硫胺素(VB1)0.5ng 白喉棒杆菌(Cornebacterium diphtherriae)-丙氨酸 1.5g 破伤风梭状芽孢杆菌(Clostridium tetani)尿嘧啶 04g 阿拉伯糖乳杆菌(Lactobacillus arabinosus)烟酸(VB5)泛酸 甲硫氨酸 0.lg 0.02g 10g 粪肠球菌(Enterococcus faecalis)叶酸 精氨

10、酸 200g 50g 德氏乳杆菌(Lactobacillus delbruckii)酪氨酸 胸腺核苷 8g 02g 干酪乳杆菌(Lactobacillus casei)生物素(H)麻黄素 1ng 0.02g 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。第二节第二节 微生物的营养类型微生物的营养类型异养型生物自养型生物生长所需要的营养物质生物生长过程中能量的来源光能营养型化能营养型光能自养型：以光为能源，不依赖任何有机物即可正常生长光能异养型：以光为能源，但生长需要一定的有机营养化能自养型：以无机物的氧化获得能量，生长不依赖有机营养物化能异养型：以有机物的氧化获得能量，生长依赖于有机营养物质资料仅供参考

11、,不当之处，请联系改正。二、微生物的营养类型二、微生物的营养类型划分依据划分依据 营养类型营养类型 特点特点碳源碳源 自养型自养型(autotrophs)以以CO2 为唯一或主要碳源为唯一或主要碳源 异养型异养型(heterotrophs)以有机物为碳源以有机物为碳源能源能源 光能营养型光能营养型(phototrophs)以光为能源以光为能源 化能营养型化能营养型(chemotrophs)以有机物氧化释放的化学能为能源以有机物氧化释放的化学能为能源电子供体电子供体 无机营养型无机营养型(lithotrophs)以还原性无机物为电子供体以还原性无机物为电子供体 有机营养型有机营养型(organo

12、trophs)以有机物为电子供体以有机物为电子供体 微生物营养类型()资料仅供参考,不当之处，请联系改正。二、微生物的营养类型二、微生物的营养类型微生物的营养类型()营营养养类类型型电电子子供供体体碳碳源源能能源源举举例例光光能能无无机机自自养养型型（光光能能自自养养型型）H2、H2S、S或H2OCO2光能着色细菌、蓝细菌、藻类光光能能有有机机异异养养型型（光光能能异异养养型型）有机物有机物光能红螺细菌化化能能无无机机自自养养型型（化化能能自自养养型型）H2、H2S、Fe2+、NH3或NO2-CO2化学能(无机物氧化)氢细菌、硫杆菌、亚硝化单胞菌属(Nitrosomonas)、甲烷杆菌属(Me

13、thanobacterium)、醋杆菌属(Acetobacter)化化能能有有机机异异养养型型（化化能能异异养养型型）有机物有机物化学能（有机物氧化)假单胞菌属、芽孢杆菌属、乳酸菌属、真菌、原生动物资料仅供参考,不当之处，请联系改正。一、一、无机自养型微生无机自养型微生物物 无机自养型微生物具有高度的合成能力，能在完全是无机物的环境中生长繁殖。它们具有完整的酶系统，能以CO2或碳酸盐为碳源。n需外界供应能量来实现。n可分为光能无机自养型和化能无机自养型资料仅供参考,不当之处，请联系改正。1 1光能无机自养型（光能自养型）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

14、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资料仅供参考,不当之处，请联系改正。2.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

15、光的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。环境中生长。它们广泛分布于土壤及水环境中它们广泛分布于土壤及水环境中,参与地球物质循环；参与地球物质循环；资料仅供参考,不当之处，请联系改正。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。n铁细菌铁细菌 n能通过铁的氧化获得能量,将亚铁离子氧化成高铁离子，放出能量。例如氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillus ferrooxidans)具有将硫或硫代硫酸盐氧化生成硫酸和将亚铁氧化成高铁的能力。它们常存在于含铁量高的酸性水中。氧化黄铁矿的化学过程是：2FeS2+7O2+2H2O2FeSO4+2H2SO2 2FeSO4+H2SO4+1/2O

16、2 Fe2(SO4)3+H2On生成的Fe2(SO4)3是强氧化剂和溶剂，可以溶解铜矿(CuS)，目前已用于尾矿或低品矿藏中铜等金属元素的浸出。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。三、微生物的营养类型三、微生物的营养类型光能无机自养型和光能有机异养型微生物可利用光能生长，光能无机自养型和光能有机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在地球早期生态环境的演化过程中起重要作用。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。二、有机异养型微生物n有机异养型微生物需要提供含碳有机物作为碳源才能生存的微生物。根据微生物需要的能源不同，又可将之分为光能有机异养型和化能有机异养型两大类。

17、资料仅供参考,不当之处，请联系改正。1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；例如，红螺菌属中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。CHOH+CO2H3CH3C2光能光合色素2 CH3C0CH3+CH2O+H2O资料仅供参考,不当之处，请联系改正。光能无机自养与光能有机异养型主要区别光能无机自养与光能有机异养型主要区别 在于氢供体和电子供体的来源不同n前者可单独利用CO2作为唯一碳源或主要碳源，并以无机物作为氢供体，使CO2还原成细胞物质；n而后者虽然能利

18、用CO2，但必须在低分子有机物同时存在时才能迅速生长繁殖，并以简单有机物作为氢供体，使CO2还原成细胞物质。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。2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；资料仅供参考,不当之处，请联系改正。2化能有机异养型（化能异养型）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；寄生型(paratrophy)：寄

19、生在活的寄主机体内吸取营养物质,离开寄主就不能生存；在腐生型和寄生型之间还存在中间类型：兼性腐生型(facultive metatrophy)；兼性寄生型(facultive paratrophy)；资料仅供参考,不当之处，请联系改正。不同营养类型之间的界限并非绝对：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(purple nonsulphur bacteria)：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

20、，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；微生物营养类型的可变性无疑有利于提高其对环境条件变化的适应能力资料仅供参考,不当之处，请联系改正。n膜对跨膜运输的营养物质具有选择性:n一般只直接吸收水溶性和脂溶性的小分子物质，n大分子的营养物质，如多糖、蛋白质、核酸、脂肪等，必须经相应的胞外酶水解成小分子物质，才能被微生物细胞吸收。n微生物对营养物质的吸收主要有单纯扩散、促进扩散、主动运输、基团转位4种方式。第三节第三节 微生物对营养物质的吸收方式微生物对营养物质的吸收方式资料仅供参考,不当之处，请联系改正。一、单纯一、单纯扩散扩散(diffusio

21、n)第三节第三节 微生物对营养物质的吸收方式微生物对营养物质的吸收方式资料仅供参考,不当之处，请联系改正。一、单纯一、单纯扩散扩散(diffusion)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。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。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。二、二、促进扩散促进扩散(facilitated diffusion)被动的物质跨膜运输方式物质运输过程中不消耗能量参与运输的物质本

22、身的分子结构不发生变化不能进行逆浓度运输运输速率与膜内外物质的浓度差成正比。通过促进扩散进行跨膜运输的物质需要借助与载体(carrier)的作用才能进入细胞(图4-1)，而且每种载体只运输相应的物质，具有较高的专一性。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。图2-2 促进扩散示意图图2-1 单纯扩散示意图 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。三、主动运输三、主动运输(active transport)在物质运输过程中需要消耗能量可以进行逆浓度运输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运输物质所需能量来源：好氧型微生物与兼性厌氧微生物直接利用呼吸能；厌氧型微生物利用化学能(ATP)；光

23、合微生物利用光能；嗜盐细菌通过紫膜(purple membrane)利用光能；资料仅供参考,不当之处，请联系改正。三、主动运输三、主动运输(active transport)1、初级主动运输(primary active transport)资料仅供参考,不当之处，请联系改正。三、主动运输三、主动运输(active transport)Na+,K+-ATP酶(Na+,K+-ATPase)系统资料仅供参考,不当之处，请联系改正。图2-3 主动运输示意图 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。三、主动运输三、主动运输n利用微生物细胞对糖类(乳糖、葡萄糖、半乳糖、阿拉伯糖、蜜二糖等)、氨基酸(丙氨酸、

24、丝氨酸、甘氨酸等)、核苷、乳酸和葡萄糖醛酸，以及某些阴离子(PO43-、SO42-)和阳离子(Na+、K+)等都是通过主动运输吸收资料仅供参考,不当之处，请联系改正。四、基团转位四、基团转位n 需特异性载体蛋白的参与；n 需耗能的一种物质运输方式；n 其特点是有一个复杂的运输系统来完成物质的运输；n 溶质分子在运输前后发生化学变化，因此不同于一般的主动运输。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。n 基团转位运输糖和糖的衍生物(如乳糖、葡萄糖、甘露糖、果糖、麦芽糖、N-乙酰葡萄糖胺)、丁酸、核苷酸、嘌呤、嘧啶等。主要存在于厌氧和兼性厌氧的大肠杆菌、鼠伤寒沙门氏菌、金黄色葡萄球菌和乳酸杆菌等细菌中。

25、资料仅供参考,不当之处，请联系改正。n磷酸烯醇式丙酮酸磷酸糖转移酶运输系统(PTS)，简称磷酸转移酶系统。nPTS一般由4种不同的蛋白质组成：酶、酶、酶(又称因子)和HPr。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。图2-4 磷酸转移酶系统输送糖的示意图资料仅供参考,不当之处，请联系改正。四.基团转位(group translocation)基团转位主要存在于厌氧型和兼性厌氧型细菌中，主要用于糖的运输。脂肪酸、核苷、碱基等也可通过这种方式运输。有一个复杂的运输系统来完成物质的运输；物质在运输过程中发生化学变化；资料仅供参考,不当之处，请联系改正。表表2 2-1 10 0 4 4 种种运运输输营营养养

26、物物质质方方式式的的比比较较 比较项目 单纯扩散 促进扩散 主动运输 基团转位 特异载体蛋白 运输速度 溶质运输方向 平衡时内外浓度 运输分子 代谢能量消耗 运输前后溶质 载体饱和效应 无 慢 由浓至稀 内外相等 无特异性 不需要 无化学变化 无 有 快 由浓至稀 内外相等 有特异性 不需要 无化学变化 有 有 快 可由稀至浓 内部浓度高 有特异性 需要 无化学变化 有 有 快 可由稀至浓 内部浓度高 有特异性 需要 有化学变化 有 运输对象举例 H2O、CO2、O2、甘油、乙醇、少数 氨基酸、盐类等 PO43-、SO42-；糖(真核微生物)氨基酸、乳糖等 糖类，K+、Ca2+等无机离子 葡萄

27、糖、甘露糖、果糖、嘌呤、核苷、脂肪酸等 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。五五.膜泡运输膜泡运输(memberane vesicle transport)膜泡运输主要存在于原生动物中，特别是变形虫(amoeba)，为这类微生物的一种营养物质的运输方式)。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。第四节第四节 培养基培养基培养基几乎是一切对微生物进行研究和利用工作的基础培养基（medium）是人工配制的，适合微生物生长繁殖或产生代谢产物的营养基质。任何培养基都应该具备微生物生长所需要六大营养要素：碳源、氮源、无机盐、能源、生长因子、水任何培养基一旦配成，必须立即进行灭菌处理（参见P85）；常规高压蒸

28、汽灭菌：1.05kg/cm2,121.315-30分钟；0.56kg/cm2,112.615-30分钟某些成分进行分别灭菌；过滤除菌；资料仅供参考,不当之处，请联系改正。一、选用和设计培养基的原则和方法一、选用和设计培养基的原则和方法1.根据培养目的需要选择适宜的营养物质根据培养目的需要选择适宜的营养物质 2.注意营养物质的浓度与配比要合适注意营养物质的浓度与配比要合适 3.控制培养基的条件控制培养基的条件 4.原料来源的选择力求节约原料来源的选择力求节约 5.灭菌处理灭菌处理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。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。1、选择适宜的营

29、养物质培养不同的微生物必须采用不同的培养条件；培养目的不同，原料的选择和配比不同；例如枯草芽孢杆菌：一般培养：肉汤培养基或LB培养基；自然转化：基础培养基；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；一、配制培养基的原则资料仅供参考,不当之处，请联系改正。一、配制培养基的原则2、营养物质浓度及配比合适营养物质的浓度适宜；营养物质之间的配比适宜；高浓度糖类物质、无机盐、重金属离子等不仅不能维持和促进微生物的生长，反而起到抑制或杀菌作用。培养基中各营养物质之间的浓度配比也直接影响微生物的生长繁殖和(或)代谢产物的形成和积累，其中碳氮比(C/N)的影响较大。发酵生产谷氨酸时

30、：碳氮比为4/1时，菌体大量繁殖，谷氨酸积累少；碳氮比为3/1时，菌体繁殖受到抑制，谷氨酸产量则大量增加。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。n 谷氨酸产生菌发酵生产谷氨酸：n培养基C/N为4/1时，菌体大量繁殖，谷氨酸积累量较少；当C/N比为3/1时，菌体繁殖受到抑制，谷氨酸大量积累。n通常菌体的数量与代谢产物的积累量成正比。为了获得较多的代谢产物，必须先培养大量的菌体。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。3.控制培养基的条件控制培养基的条件pH；氧化还原电位渗透压；一、配制培养基的原则资料仅供参考,不当之处，请联系改正。3.控制培养基的条件控制培养基的条件n(1)控制培养基的pH值 pH改

31、变的可能有如下情况资料仅供参考,不当之处，请联系改正。n(1)(1)磷酸盐类磷酸盐类：K2HPO4和KH2PO4是常用的缓冲剂。只能在一定范围(pH6.07.6)内起调节作用。nK2HPO4溶液呈碱性，KH2PO4溶液呈酸性，它们的等摩尔溶液的pH值为6.8。n如果微生物代谢活动产生酸性物质使培养基的酸度增加，则弱碱盐变为弱酸盐。K2HPO4HKH2PO4K如果培养基的碱性增强，则弱酸盐变为弱碱盐：KH2PO4KOHK2HPO4H2O资料仅供参考,不当之处，请联系改正。n(2)(2)碳酸钙碳酸钙：当微生物生长产酸使培养基的pH值下降时，CaCO3不断解离，游离出CO32-，CO32-不稳定，与

32、H+形成H2CO3，最后释放出CO2，在一定范围内缓解了培养基pH的降低。若微生物(如乳酸菌)产生大量的乳酸，可在培养基中加入1%5%的CaCO3中和.n此外，氨基酸、肽、蛋白质都属于两性电解质，也有缓冲剂的作用。因此在实验室中常用蛋白胨、牛肉膏、氨基酸为天然缓冲系统配制培养基。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。2.氧化还原电位氧化还原电位与氧分压和pH有关,也受某些微生物代谢产物的影响增加通气量(如振荡培养、搅拌)提高培养基的氧分压，或加入氧化剂，从而增加值；在培养基中加入抗坏血酸（0.1%）、硫化氢(0.025%)、半胱氨酸(0.05%)、谷胱甘肽、二硫苏糖醇、庖肉等还原性物质可降低值。

33、培养基中加入氧化还原指示剂刃天青可对氧化还原电位进行间接测定资料仅供参考,不当之处，请联系改正。2.氧化还原电位氧化还原电位与氧分压和pH有关,也受某些微生物代谢产物的影响资料仅供参考,不当之处，请联系改正。3.调节渗透压调节渗透压 n配制培养基时要掌握营养物质的浓度。常在培养基中加入适量的NaCl以提高渗透压。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。4.原料来源的选择力求节约原料来源的选择力求节约n特别是在工业发酵中，培养基用量大，更应注意利用低成本的原料，降低产品成本。n例如废糖蜜(制糖工业中含有蔗糖的废液)、乳清废液(乳品工业中含有乳糖的废液)、豆制品工业废液、纸浆废液、各种发酵废液及酒糟、

34、酱渣等发酵废弃物，以及大量的农副产品如麸皮、米糠、玉米浆、豆饼、豆渣、花生饼、棉子饼、葵花籽饼、菜籽饼、酵母泥等都可以作为发酵工业的良好原料。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。5.灭菌处理灭菌处理 通常采用高压蒸汽灭菌。一般培养基用0.105Mpa(1.05 kg/cm2，121.3)条件下维持1530min即可彻底灭菌。长时间的高温灭菌会使某些不耐热的物质破坏，如使糖类物质形成氨基糖、焦糖。因此，含糖培养基常用0.056Mpa(0.56kg/cm2，112.6)，1530min灭菌。某些对糖类要求更高的培养基，可先将糖过滤除菌或间歇灭菌，再与其他已灭菌的成分混合。资料仅供参考,不当之处，请

35、联系改正。二、培养基的类型及应用二、培养基的类型及应用 n 1.根据微生物的种类n根据微生物的种类可分为细菌、放线菌、酵母菌和霉菌培养基。培养异养型细菌用牛肉膏蛋白胨培养基；培养自养型细菌用无机合成培养基；培养放线菌用高氏1号合成培养基；培养酵母菌用麦芽汁培养基；培养霉菌则一般用查氏合成培养基。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。2.根据培养基的成分根据培养基的成分n(1).天然培养基(complex medium)是指含有化学成分尚不清楚或化学成分不恒定的天然有机物的培养基。n如肉浸膏、酵母浸膏、蛋白胨、豆芽汁、马铃薯、玉米粉、麸皮、牛奶、血清、胡萝卜汁、番茄汁等制成的培养基。n 缺点是其成

36、分不清楚，营养成分难控制，做精细的科学实验结果重复性差。n适合于一般实验室中的菌种培养，发酵工业中生产菌种的培养和某些发酵产物的生产。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。营营 养养 物物 质质 来来 源源 主主 要要 成成 份份牛牛 肉肉 浸浸 膏膏 瘦瘦 牛牛 肉肉 组组 织织 浸浸 出出 汁汁 浓浓 缩缩 而而 富富 含含 水水 溶溶 性性 碳碳 水水 化化 合合 物物、有有 机机 成成 的的 膏膏 状状 物物 质质 氮氮 化化 合合 物物、维维 生生 素素、盐盐 等等蛋蛋 白白 胨胨 将将 肉肉、酪酪 素素 或或 明明 胶胶 用用 酸酸 或或 富富 含含 有有 机机 氮氮 化化 合合 物

37、物、也也 含含 有有 一一 蛋蛋 白白 酶酶 水水 解解 后后 干干 燥燥 而而 成成 的的 些些 维维 生生 素素 和和 碳碳 水水 化化 合合 物物 粉粉 末末 状状 物物 质质酵酵 母母 浸浸 膏膏 酵酵 母母 细细 胞胞 的的 水水 溶溶 性性 提提 取取 物物 富富 含含 B B类类 维维生生 素素,也也 含含 有有 有有 机机 氮氮 浓浓 缩缩 而而 成成 的的 膏膏 状状 物物 质质 化化 合合 物物 和和 碳碳 水水 化化 合合 物物资料仅供参考,不当之处，请联系改正。(2).合成培养基合成培养基(synthetic medium)n它是由化学成分完全清楚的物质配制而成的培养基

38、。n高氏1号培养基和查氏培养基就属于此种类型n 其优点是培养基的组成成分精确，实验结果重复性好，缺点是价格较贵，且培养微生物生长缓慢。n在实验室内一般适用于对微生物营养、代谢、分类、鉴定、生物的测定和菌种选育、遗传分析等方面的研究工作。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。3.半合成培养基半合成培养基(semi-synthetic medium)n是指在天然培养基的基础上适当加入已知成分的化学试剂，如无机盐类，或在合成培养基的基础上添加某些天然成分，如马铃薯等，使之更充分满足微生物对营养物质的要求。n培养真菌的马铃薯蔗糖培养基就属于半合成培养基。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。3根据物理状态

39、划分固体培养基；半固体培养基；液体培养基；资料仅供参考,不当之处，请联系改正。3.根据培养基的物理状态根据培养基的物理状态n（1）固体培养基(solid medium)固体培养基为微生物生长提供了一个营养表面，在其上生长的微生物可以形成单个菌落。因此，固体培养基常用于微生物的分离、鉴定、活菌计数和菌种保藏等。食用菌栽培和工业发酵中也常使用。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。n(2)液体培养基(liquid medium)适用于大规模的工业生产和实验室内进行微生物生理代谢等基础理论的研究工作。(3)半固体培养基(semisolid medium)在液体培养基中加入少量(0.20.7)的琼脂制成

40、半固体状态的培养基。半固体培养基常用于观察细菌的运动特征、菌种保藏、厌氧菌培养、菌种鉴定和噬菌体效价的测定等方面。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。4.4.根据培养基的根据培养基的用途划分用途划分(1)基础培养基(minimum medium)在一定条件下含有某种微生物生长繁殖所需的基本营养物质的培养基，也称为基本培养基。(2)完全培养基(complete medium)在一定条件下含有某种微生物生长繁殖所需的所有营养物质的培养基牛肉膏蛋白胨培养基就是枯草芽孢杆菌等的完全培养基资料仅供参考,不当之处，请联系改正。终终体体积积（ml）2505001000（NH4）2SO42g4g8gK2HPO

41、414g28g56gKH2PO46g12g24g柠柠檬檬酸酸钠钠2H2O1g2g4g终终体体积积5 ml50 ml100 ml200 ml2%Mg2SO47H2O（100）50 l500 l1 ml2 ml25%葡葡萄萄糖糖（50）100 l1 ml2 ml4 ml基基本本盐盐溶溶液液（4）1.25 ml12.5 ml25 ml50 ml水水3.6 ml36 ml72 ml144 ml氨氨基基酸酸(50 g/ml)*25 l250 l500 l1 ml氨氨基基酸酸(20 g/ml)10 l100 l200 l400 l基础培养基基础培养基资料仅供参考,不当之处，请联系改正。（3）加富培养基和富

42、集培养基(enrichment medium)在普通培养基（如肉汤蛋白胨培养基）中加入某些特殊营养物质制成的一类营养丰富的培养基。这些特殊营养物质包括血液、血清、酵母浸膏、动植物组织液等。用来培养营养要求比较苛刻的异养型微生物，如培养百日咳博德氏菌(Bordetella pertussis)需要含有血液的加富培养基。根据待分离微生物的特点设计的培养基，用于从环境中富集和分离某种微生物。（目的微生物在这种培养基中较其他微生物生长速度快，并逐渐富集而占优势，从而容易达到分离该种微生物的目的。）资料仅供参考,不当之处，请联系改正。(4).选择培养基选择培养基(selective medium)n利用

43、此种培养基可以将某种或某类微生物从混杂的微生物群体中分离出来。依据某些微生物的特殊营养需求设计 n 利用以纤维素或石腊油作唯一碳源的选择培养基，分离出能分解纤维素或石腊油的微生物；n利用以蛋白质为唯一氮源的或缺乏氮源的选择培养基可以分离到能分解蛋白质或具有固氮能力的微生物资料仅供参考,不当之处，请联系改正。利用微生物对某种化学物质的敏感性 在培养基中加入某种化合物，可以抑制或杀死其他微生物，分离到能抗这种化合物的微生物。n若在培养基中加入适量的孟加拉红、青霉素、四环素或链霉素等，可以抑制细菌和放线菌的生长，分离霉菌和酵母菌。n在培养基中加入染料亮绿或结晶紫、牛(猪)胆盐可以抑制G+菌的生长，从

44、而达到分离G 菌的目的。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。(4)选择培养基(selective medium)资料仅供参考,不当之处，请联系改正。(5)鉴别培养基鉴别培养基(differential medium)n 是根据微生物的代谢特点在普通培养基中加入某种试剂或化学药品，通过培养后的显色反应区别不同微生物的培养基。在不含糖的肉汤中分别加入各种糖和指示剂，根据细菌对各种糖发酵作用不同，结果有的发酵糖产酸又产气，有的只产酸不产气，有的不产酸也不产气，可以将细菌鉴定到种。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。n 检测食品中是否含有肠道致病菌和大肠杆菌群的伊红美蓝乳糖培养基(Eosin Meth

45、ylene Blue，EMB)n常用于区别大肠杆菌、产气肠杆菌、沙门氏菌等肠杆菌科的细菌。EMB培养基中的伊红和美蓝两种苯胺染料可抑制G+细菌和一些难培养的G 细菌。在低酸度下，这两种染料会结合并形成沉淀，具有产酸指示剂的作用。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。n大肠杆菌能强烈分解乳糖而产生大量混合有机酸，菌体表面带H+，易染上酸性染料伊红，又因伊红与美蓝结合，故使菌落染上紫黑色并有金属光泽(从菌落表面的反射光中可见绿色金属闪光)，且菌落较小；n而其他几种产酸力弱的肠道菌，如产气肠杆菌的菌落呈棕色，菌落较大；n不发酵乳糖不产酸的肠道菌，如沙门氏菌的菌落呈无色，资料仅供参考,不当之处，请联系改

46、正。多种肠道细菌在多种肠道细菌在EMB培养基平板上产生易于肉眼培养基平板上产生易于肉眼识别的多种特征性菌落。识别的多种特征性菌落。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。4）鉴别培养基(differential medium)培养基名称培养基名称 加入化学物质加入化学物质 微生物代谢产物微生物代谢产物 培养基特征性变化培养基特征性变化 主要用途主要用途酪素培养基酪素培养基 酪素酪素 胞外蛋白酶胞外蛋白酶 蛋白水解圈蛋白水解圈 鉴别产蛋白酶菌株鉴别产蛋白酶菌株明胶培养基明胶培养基 明胶明胶 胞外蛋白酶胞外蛋白酶 明胶液化明胶液化 鉴别产蛋白酶菌株鉴别产蛋白酶菌株油

47、脂培养基油脂培养基 食用油食用油、土温、土温、胞外脂肪酶胞外脂肪酶 由淡红色变成深红色由淡红色变成深红色 鉴别产脂肪酶菌株鉴别产脂肪酶菌株 中性红指示剂中性红指示剂淀粉培养基淀粉培养基 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 鉴别产淀粉酶菌株鉴别产淀粉酶菌株H2S试验培养基试验培养基 醋酸铅醋酸铅 H2S 产生黑色沉淀产生黑色沉淀 鉴别产鉴别产H2S菌株菌株糖发酵培养基糖发酵培养基 溴甲酚紫溴甲酚紫 乳酸、醋酸、丙酸等乳酸、醋酸、丙酸等 由紫色变成黄色由紫色变成黄色 鉴别肠道细菌鉴别肠道细菌远藤氏培养基远藤氏培养基 碱性复红、亚硫酸钠碱性复红、亚硫酸钠 酸、乙醛酸、乙

48、醛 带金属光泽深红色菌落带金属光泽深红色菌落 鉴别水中大肠菌群鉴别水中大肠菌群伊红美蓝培养基伊红美蓝培养基 伊红、美蓝伊红、美蓝 酸酸 带金属光泽深紫色菌落带金属光泽深紫色菌落 鉴别水中大肠菌群鉴别水中大肠菌群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，这二种染料结合形成沉淀，起着产酸指示剂的作用。试样中的多种肠道菌会在EMB培养基上产生相互易区分的特征菌落，因而易于辨。例如大肠杆菌强烈分解乳糖而产生大量的混合酸，菌体呈酸性，菌落被染成深紫色，从菌落表面的反射光中还可看到绿色金属闪光。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。n属于鉴别培

49、养基的还有：明胶培养基可检查微生物能否液化明胶；硝酸盐肉汤培养基可检查微生物中是否具有硝酸盐还原作用；醋酸铅培养基用于检查微生物是否产生H2S等。鉴别培养基主要用于微生物的快速分类鉴定，分离和筛选产生某种代谢产物的微生物菌种。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。鉴别培养基(differential medium)培养基名称培养基名称 加入化学物质加入化学物质 微生物代谢产物微生物代谢产物 培养基特征性变化培养基特征性变化 主要用途主要用途酪素培养基酪素培养基 酪素酪素 胞外蛋白酶胞外蛋白酶 蛋白水解圈蛋白水解圈 鉴别产蛋白酶菌株鉴别产蛋白酶菌株明胶培养基明胶培养基 明胶明胶 胞外蛋白酶胞外蛋白

50、酶 明胶液化明胶液化 鉴别产蛋白酶菌株鉴别产蛋白酶菌株油脂培养基油脂培养基 食用油食用油、土温、土温、胞外脂肪酶胞外脂肪酶 由淡红色变成深红色由淡红色变成深红色 鉴别产脂肪酶菌株鉴别产脂肪酶菌株 中性红指示剂中性红指示剂淀粉培养基淀粉培养基 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 鉴别产淀粉酶菌株鉴别产淀粉酶菌株H2S试验培养基试验培养基 醋酸铅醋酸铅 H2S 产生黑色沉淀产生黑色沉淀 鉴别产鉴别产H2S菌株菌株糖发酵培养基糖发酵培养基 溴甲酚紫溴甲酚紫 乳酸、醋酸、丙酸等乳酸、醋酸、丙酸等 由紫色变成黄色由紫色变成黄色 鉴别肠道细菌鉴别肠道细菌远藤氏培养基远藤氏培养