微生物的营养讲稿.ppt

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1、关于微生物的营养第一页，讲稿共二十五页哦 根据生长所需要的营养物质的性质（碳源），可将根据生长所需要的营养物质的性质（碳源），可将生物生物分成分成两种基本的营养类型两种基本的营养类型异养型生物异养型生物:生长时需要以复杂的有机物质作为营养物质的生物。生长时需要以复杂的有机物质作为营养物质的生物。自养型生物自养型生物:生长时能以简单的无机物质作为营养物质生长时能以简单的无机物质作为营养物质的生物。的生物。动物属于异养型生物，植物属于自养型的生物。动物属于异养型生物，植物属于自养型的生物。而微生物而微生物既有异养型的也有自养型的，大多数微生物属于异养型生物，少数既有异养型的也有自养型的，大多数微生

2、物属于异养型生物，少数微生物属于自养型生物。微生物属于自养型生物。根据生长时能量的来源不同，又可将生物分成为：根据生长时能量的来源不同，又可将生物分成为：化能营养型生物：化能营养型生物：依靠化合物氧化释放的能量进行生长依靠化合物氧化释放的能量进行生长的生物。的生物。光能营养型生物：光能营养型生物：依靠光能进行生长依靠光能进行生长的生物。的生物。动物和大部分微生物属于化能营养型生物，它们从物质的氧化动物和大部分微生物属于化能营养型生物，它们从物质的氧化过程中获得能量。植物和少数微生物属于光能营养型生物。过程中获得能量。植物和少数微生物属于光能营养型生物。第二页，讲稿共二十五页哦微生物的营养类型营

3、养类型营养类型能源能源氢供体氢供体基本碳源基本碳源实实例例光能无机营养型光能无机营养型光光无机物无机物CO2蓝细菌蓝细菌,紫硫细菌紫硫细菌,（光能自养型）（光能自养型）绿硫细菌绿硫细菌,藻类藻类光能有机营养型光能有机营养型光光有机物有机物CO2及及简简 红螺菌科的细菌红螺菌科的细菌（光能异养型）（光能异养型）单有机物单有机物（紫色无硫细菌）（紫色无硫细菌）化能无机营养型化能无机营养型无机物无机物CO2硝化细菌硝化细菌,硫化细菌硫化细菌,铁细铁细菌菌,氢细菌氢细菌,硫磺细菌等硫磺细菌等（化能自养型）（化能自养型）化能有机营养型化能有机营养型有机物有机物有机物有机物有机物有机物绝大多数细菌和绝大多

4、数细菌和（化能异养型）（化能异养型）全部真核微生物全部真核微生物无机物无机物第三页，讲稿共二十五页哦第二节第二节 培养基培养基(medium)(medium)定义：定义：应科研或生产的需要，由人工配制的，适合于不同微应科研或生产的需要，由人工配制的，适合于不同微生物生长繁殖或积累代谢产物用的营养基质（混合养料）统生物生长繁殖或积累代谢产物用的营养基质（混合养料）统称为培养基。称为培养基。广义广义上说，凡是支持微生物生长繁殖的介质或上说，凡是支持微生物生长繁殖的介质或材料均可作为微生物的培养基。材料均可作为微生物的培养基。特点：特点：任何培养基都应具备微生物所需要的五大营养要素，任何培养基都应具

5、备微生物所需要的五大营养要素，且应比例适当。所以一旦配成必须立即灭菌。且应比例适当。所以一旦配成必须立即灭菌。用途：用途：促使微生物生长；积累代谢产物；分离微生物菌促使微生物生长；积累代谢产物；分离微生物菌种；鉴定微生物种类；微生物细胞计数；菌种保藏；制种；鉴定微生物种类；微生物细胞计数；菌种保藏；制备微生物制品。备微生物制品。第四页，讲稿共二十五页哦1 1、培养基的配制原则、培养基的配制原则培养基组分应适合微生物的营养特点（培养基组分应适合微生物的营养特点（目的明确目的明确）营养物的浓度与比例应恰当（营养物的浓度与比例应恰当（营养协调营养协调）物理化学条件适宜（物理化学条件适宜（条件适宜条件

6、适宜）根据培养目的选择原料及其来源（根据培养目的选择原料及其来源（经济节约经济节约）第五页，讲稿共二十五页哦培养基组分应适合微生物的营养特点培养基组分应适合微生物的营养特点 即根据不同微生物的营养需要配制不同的培养基。即根据不同微生物的营养需要配制不同的培养基。不同不同营养类型营养类型的微生物，其对营养物的需求差异很大。如的微生物，其对营养物的需求差异很大。如自养型自养型微生物的培养基完全可以由简单的无机物质组成。异养型生物的培养基至少需微生物的培养基完全可以由简单的无机物质组成。异养型生物的培养基至少需要含有一种有机物质，但有机物的种类需适应所培养菌的特点。要含有一种有机物质，但有机物的种类

7、需适应所培养菌的特点。按微生物的主要按微生物的主要类群类群来说，它们所需要的培养基成分也不同：来说，它们所需要的培养基成分也不同：细菌细菌：牛肉膏蛋白胨培养基牛肉膏蛋白胨培养基 LB (Luria-Bertani)放线菌放线菌：高氏一号培养基高氏一号培养基 真菌真菌：查氏合成培养基查氏合成培养基 PDA(Potato-Dextrose-Agar)酵母菌酵母菌：麦芽汁麦芽汁当对试验菌营养需求特点不清楚的时候，可以采用当对试验菌营养需求特点不清楚的时候，可以采用生长谱生长谱法进行测定。法进行测定。第六页，讲稿共二十五页哦营养物的浓度与比例应恰当营养物的浓度与比例应恰当浓度过高浓度过高对微生物的生长

8、起抑制作用；对微生物的生长起抑制作用；浓度过小浓度过小不能满足微生物生长的需要。不能满足微生物生长的需要。碳氮比（碳氮比（C/N）直接影响微生物生长与繁殖及代谢物的形成与积累，故直接影响微生物生长与繁殖及代谢物的形成与积累，故常作为考察培养基组成时的一个重要指标。常作为考察培养基组成时的一个重要指标。速效性氮（或碳）源与迟效性氮（或碳）源的比例速效性氮（或碳）源与迟效性氮（或碳）源的比例 各种金属离子间的比例各种金属离子间的比例 碳源中的碳原子的碳源中的碳原子的mol数数氮源中所含的氮原子的氮源中所含的氮原子的mol数数C/N比值比值=例：谷氨酸生产中例：谷氨酸生产中 C/N 4/1时，菌体大

9、量繁殖，谷氨酸积累少；时，菌体大量繁殖，谷氨酸积累少；C/N3/1 时，菌体生长受抑制，而谷氨酸大量增加。时，菌体生长受抑制，而谷氨酸大量增加。一般培养基一般培养基 C/N为为100/0.52谷氨酸发酵培养基谷氨酸发酵培养基 为为100/1121放线菌蛋白酶培养放线菌蛋白酶培养 为为100/1020第七页，讲稿共二十五页哦物理化学条件适宜物理化学条件适宜（1）pH:各类微生物的最适生长各类微生物的最适生长pH值各不相同值各不相同：细细 菌：菌：7.08.0放线菌：放线菌：7.58.5 酵母菌：酵母菌：3.86.0 霉霉 菌：菌：4.05.8 菌根菌：菌根菌：5.57.5 在微生物的生长和代谢过

10、程中，由于营养物质的利用和代谢产物的形在微生物的生长和代谢过程中，由于营养物质的利用和代谢产物的形成与积累，培养基的初始成与积累，培养基的初始pH值会发生改变，为了维持培养基值会发生改变，为了维持培养基pH值的相对值的相对恒定，通常采用下列两种方式：恒定，通常采用下列两种方式：内源调节内源调节：在培养基里加一些缓冲剂或不溶性的碳酸盐；调节培养基的：在培养基里加一些缓冲剂或不溶性的碳酸盐；调节培养基的碳氮比。碳氮比。外源调节外源调节：按实际需要不断向发酵液流加酸或碱液：按实际需要不断向发酵液流加酸或碱液第八页，讲稿共二十五页哦例如：例如：控制培养基的控制培养基的pH值值磷酸缓冲液：磷酸缓冲液：p

11、H值从值从6.07.6之间之间K2HPO4+HCl KH2PO4+KClKH2PO4+KOH K2HPO4+H2O加入加入CaCO3：CO32 HCO3 H2CO3 CO2+H2O+H+H+H+H培养基中所含氨基酸、肽、蛋白质等物质也可起到缓冲作用培养基中所含氨基酸、肽、蛋白质等物质也可起到缓冲作用。第九页，讲稿共二十五页哦（2）渗透压和）渗透压和aw渗透压等渗溶液适宜微生物生长高渗溶液细胞发生质壁分离低渗溶液细胞吸水膨胀，直至破裂大多数微生物适合在等渗的环境下生长，而有的菌能在大多数微生物适合在等渗的环境下生长，而有的菌能在3mol/L NaCl的高渗溶液中生长。能在高盐环境（的高渗溶液中生

12、长。能在高盐环境（2.86.2/L NaCl）生长的微生物常被称为）生长的微生物常被称为嗜盐微生物嗜盐微生物。第十页，讲稿共二十五页哦2、根据培养基的应用目的选择原料及其来源、根据培养基的应用目的选择原料及其来源(1)是培养菌体，还是积累代谢产物？是培养菌体，还是积累代谢产物？(2)是实验室种子培养，还是大规模发酵？是实验室种子培养，还是大规模发酵？(3)代谢产物是初级代谢产物，还是次级代谢产物？代谢产物是初级代谢产物，还是次级代谢产物？用于培养用于培养菌体种子菌体种子的培养基营养应丰富，氮源含量宜高（碳氮比的培养基营养应丰富，氮源含量宜高（碳氮比低）；低）；用于大量生产用于大量生产代谢产物代

13、谢产物的培养基其氮源一般应比种子培养基稍低的培养基其氮源一般应比种子培养基稍低，（但若发酵产物是含氮化合物时，有时还应提高培养基的氮源含，（但若发酵产物是含氮化合物时，有时还应提高培养基的氮源含量）；若代谢产物是量）；若代谢产物是次级代谢产物次级代谢产物时要考虑是否加入特殊元素或特定的时要考虑是否加入特殊元素或特定的代谢产物；代谢产物；当所设计的是当所设计的是大规模发酵大规模发酵用的培养基时，应重视培养基中各成份用的培养基时，应重视培养基中各成份的来源和价格，应选择来源广泛、价格低廉的来源和价格，应选择来源广泛、价格低廉 的原料，提倡以粗代的原料，提倡以粗代精，以废代好。精，以废代好。第十一页

14、，讲稿共二十五页哦生态模拟生态模拟 调查所培养菌的生态条件，查看调查所培养菌的生态条件，查看“嗜好嗜好”，对，对“症症”下料下料初级天然培养基。初级天然培养基。查阅文献查阅文献 查阅、分析文献，调查前人的工作资料，借鉴别人的经验查阅、分析文献，调查前人的工作资料，借鉴别人的经验，以便从中得到启发设计有自己特色的培养基配方。，以便从中得到启发设计有自己特色的培养基配方。精心设计精心设计 借助优选法或借助优选法或正交试验设计正交试验设计法等方法。法等方法。3 3、设计培养基的方法、设计培养基的方法第十二页，讲稿共二十五页哦实验比实验比 较：较：不同培养基配方的选择比较不同培养基配方的选择比较 单种

15、成分来源和数量的比较单种成分来源和数量的比较 几种成分浓度比例调配的比较几种成分浓度比例调配的比较 小型试验放大到大型生产条件的比较小型试验放大到大型生产条件的比较 pH和温度试验和温度试验附附1：配置培养基时应注意的几个问题及解决方法：配置培养基时应注意的几个问题及解决方法：沉淀沉淀 胶体强度的破坏胶体强度的破坏 褐色物质的形成褐色物质的形成 pH发生变化发生变化第十三页，讲稿共二十五页哦高压蒸气灭菌高压蒸气灭菌 一般培养基一般培养基:0.5 Kg/cm2,120,15-30 min 含糖培养基含糖培养基:0.5 kg/cm2,115118,20-25 min 过滤灭菌过滤灭菌,分别灭菌分别

16、灭菌,间歇灭菌的应用。间歇灭菌的应用。附附2：培养基的灭菌培养基的灭菌第十四页，讲稿共二十五页哦 过滤灭菌过滤灭菌第十五页，讲稿共二十五页哦附附3：器皿的灭菌及无菌室的消毒器皿的灭菌及无菌室的消毒器皿的灭菌：器皿的灭菌：干热空气：干热空气：160，2 h无菌室的消毒：无菌室的消毒：紫外光紫外光 化学药物熏蒸（苯酚；高锰酸钾化学药物熏蒸（苯酚；高锰酸钾+甲醛）甲醛）第十六页，讲稿共二十五页哦4 4、培养基的类型及其应用、培养基的类型及其应用-1 根据所培养微生物的类群来分根据所培养微生物的类群来分:细菌培养基细菌培养基 放线菌培养基放线菌培养基 真菌培养基真菌培养基-2 根据培养目的来分根据培养

17、目的来分:种子培养基种子培养基是为保证发酵生产获得大量优质种子而设计的是为保证发酵生产获得大量优质种子而设计的培养基，特点是营养较丰富，氮源比例较高。有时为使菌种能培养基，特点是营养较丰富，氮源比例较高。有时为使菌种能迅速适应后面的发酵条件，还有意识地加入发酵培养基的基质迅速适应后面的发酵条件，还有意识地加入发酵培养基的基质。发酵培养基发酵培养基用于生产预定发酵产物，一般以碳为主要元素用于生产预定发酵产物，一般以碳为主要元素，碳源含量往往高于种子培养基。大规模生产时，原料应价廉易，碳源含量往往高于种子培养基。大规模生产时，原料应价廉易得，还应有利于产物的分离提取。得，还应有利于产物的分离提取。

18、第十七页，讲稿共二十五页哦细菌培养基细菌培养基营养肉汤（营养肉汤（nutrient broth)nutrient broth)：牛肉膏牛肉膏 3g；水水 1000ml；蛋白胨蛋白胨 5g；pH 7.27.4放线菌培养基放线菌培养基高氏高氏1 1号：号：可溶性淀粉可溶性淀粉 20g；KNO3 1g;K2HPO4 1g MgSO4 0.5g NaCl 1g;FeSO47H2O 0.5g 水水 1000ml;pH 7.27.4霉菌培养基霉菌培养基查氏（查氏（zapek)zapek)培养基培养基 蔗糖蔗糖 30g;KCl 0.5g;MgSO4.H2O 0.5g;FeSO4 0.5g 水水 1000ml

19、;K2HPO4 1g;NaNO3 3g;pH 6.7大多数真菌培养基大多数真菌培养基马丁氏培养基；马丁氏培养基；酵母菌培养基酵母菌培养基麦芽汁培养基麦芽汁培养基；菌根菌菌根菌Pach、MMN、MRD、MMA。第十八页，讲稿共二十五页哦-3 按对培养基成分的了解程度来分按对培养基成分的了解程度来分 天然培养基天然培养基：利用利用化学成分还不完全清楚或不恒定化学成分还不完全清楚或不恒定的天然物质，的天然物质，（如肉汤、蛋白胨、（如肉汤、蛋白胨、麦芽汁、酵母汁、豆芽汁、玉米粉、牛奶、血清等）麦芽汁、酵母汁、豆芽汁、玉米粉、牛奶、血清等）制成的培养基，天然培养基比较经济，除实验室经常使用外，更适宜于在

20、生制成的培养基，天然培养基比较经济，除实验室经常使用外，更适宜于在生产上用来大规模地培养微生物和生产微生物产品。产上用来大规模地培养微生物和生产微生物产品。合成（组合）培养基合成（组合）培养基：由化学成分完全了解的由化学成分完全了解的物质配制而成的物质配制而成的培养基，该类培养基的培养基，该类培养基的组成成分精确、清楚组成成分精确、清楚，重复性强，但微生物，重复性强，但微生物生长较慢，且价格昂贵，故一般适于在实验室范围内在微生物营养生长较慢，且价格昂贵，故一般适于在实验室范围内在微生物营养需要、代谢、分类鉴定、生物测定以及菌种选育、遗传分析等方面需要、代谢、分类鉴定、生物测定以及菌种选育、遗传

21、分析等方面的研究工作。的研究工作。如高氏培养基、查氏培养基等。如高氏培养基、查氏培养基等。半组合培养基半组合培养基：在合成培养基的基础上添加些天然成份，以更有在合成培养基的基础上添加些天然成份，以更有效地满足微生物对营养物的需要，如马铃薯蔗糖培养基。效地满足微生物对营养物的需要，如马铃薯蔗糖培养基。第十九页，讲稿共二十五页哦-4 按制备后培养基外观的物理状态来分按制备后培养基外观的物理状态来分 液体培养基：液体培养基：液体培养基不含任何凝固剂，菌体与培养基充分液体培养基不含任何凝固剂，菌体与培养基充分接触，操作方便，常用于大规模的工业生产以及在实验室进行微生物生接触，操作方便，常用于大规模的工

22、业生产以及在实验室进行微生物生理代谢等基本理论的研究工作。可据培养后的浊度判断微生物的生长程理代谢等基本理论的研究工作。可据培养后的浊度判断微生物的生长程度。度。固体培养基：固体培养基：天然固体营养基质制成的培养基，或液体培养天然固体营养基质制成的培养基，或液体培养基中加入一定量凝固剂（琼脂基中加入一定量凝固剂（琼脂1.52)而呈固体状态的培养基而呈固体状态的培养基。为微生物的生长提供营养表面。常用于微生物的分离、纯化。为微生物的生长提供营养表面。常用于微生物的分离、纯化、计数等方面的研究。可依使用目的不同而制成斜面、平板等、计数等方面的研究。可依使用目的不同而制成斜面、平板等形式。形式。半固

23、体培养基：半固体培养基：在液体培养基中加入在液体培养基中加入0.2-0.7的琼脂构成的的琼脂构成的培养基。常用来观察细菌运动的特征，以进行菌种鉴定等方面的培养基。常用来观察细菌运动的特征，以进行菌种鉴定等方面的实验工作。实验工作。第二十页，讲稿共二十五页哦不被微生物分解、利用、液化；不被微生物分解、利用、液化；不因消毒灭菌而被破坏；不因消毒灭菌而被破坏；在微生物的生长温度内保持固态；在微生物的生长温度内保持固态；凝固点的温度对微生物无害；凝固点的温度对微生物无害；透明度好，粘着力强。透明度好，粘着力强。理想凝固剂应具备的条件：理想凝固剂应具备的条件：第二十一页，讲稿共二十五页哦常用凝固剂常用凝

24、固剂琼脂琼脂与与明胶明胶的比较的比较比较内容比较内容琼脂琼脂明胶明胶常用浓度常用浓度1.52%512%熔点熔点9625凝固点凝固点4020pH微酸微酸酸性酸性灰分（）灰分（）161415氧化钙（）氧化钙（）1.150氧化镁（）氧化镁（）0.770氯（）氯（）0.418.3生物可能利用能力生物可能利用能力大多数微生物不利用大多数微生物不利用大多数微生物能利用大多数微生物能利用琼脂：琼脂：石花菜中提取的高度分支的复杂多糖石花菜中提取的高度分支的复杂多糖明胶明胶：胶原蛋白制备产物：胶原蛋白制备产物第二十二页，讲稿共二十五页哦-5 按特殊用途划分按特殊用途划分基础培养基基础培养基:是含有一般微生物生长

25、繁殖所需的基本营养物质的培养基是含有一般微生物生长繁殖所需的基本营养物质的培养基；另外基础培养基也可作为一些特殊培养基的基础成分（如制备糖发酵另外基础培养基也可作为一些特殊培养基的基础成分（如制备糖发酵培养基时）。培养基时）。选择性培养基选择性培养基：是根据某种或某一类群微生物的特殊营养需要，或：是根据某种或某一类群微生物的特殊营养需要，或对某种化合物的敏感性不同而设计出来的一类培养基。利用这种培养对某种化合物的敏感性不同而设计出来的一类培养基。利用这种培养基可用来将某种或某类微生物从混杂的微生物群体中分离出来。基可用来将某种或某类微生物从混杂的微生物群体中分离出来。鉴别性培养基鉴别性培养基：

26、用于鉴别不同类型微生物的培养基，在普通培养基中加用于鉴别不同类型微生物的培养基，在普通培养基中加入能与某种代谢产物发生反应的指示剂或化学药品，从而产生某种明显入能与某种代谢产物发生反应的指示剂或化学药品，从而产生某种明显的特征性变化，以区别不同的微生物，如：的特征性变化，以区别不同的微生物，如：BIOLOG微平板的培养基微平板的培养基。加富培养基加富培养基：在普通培养基中加入某些特殊的营养物，如血、血清、在普通培养基中加入某些特殊的营养物，如血、血清、动、植物组织液或其他营养物质的一类营养丰富的培养基。用来培养营动、植物组织液或其他营养物质的一类营养丰富的培养基。用来培养营养要求苛刻的微生物，或用以养要求苛刻的微生物，或用以富集（数量上占优势）富集（数量上占优势）和分离某种微生物。和分离某种微生物。第二十三页，讲稿共二十五页哦不同培养基的配置方法不同培养基的配置方法1.牛肉膏蛋白胨培养基的配制牛肉膏蛋白胨培养基的配制-细菌培养基细菌培养基2.高氏高氏1号培养基的配制放线菌培养基号培养基的配制放线菌培养基3.马丁氏培养基的配制真菌培养基马丁氏培养基的配制真菌培养基第二十四页，讲稿共二十五页哦感谢大家观看感谢大家观看第二十五页，讲稿共二十五页哦