微生物营养学习教案.pptx

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1、会计学1微生物营养微生物营养(yngyng)第一页，共83页。第一节第一节 微生物的营养微生物的营养(yngyng)(yngyng)要求要求一、微生物细胞一、微生物细胞(xbo)(xbo)的化学组成的化学组成微生物细胞微生物细胞(xbo)(xbo)水：水：80%80%干物质：干物质：20%20%有机物（有机物（90-97%90-97%）无机物（盐）（无机物（盐）（3-10%3-10%）第2页/共83页第二页，共83页。细胞化学元素细胞化学元素(hu xu(hu xu yun s)yun s)组成组成 主要主要(zhyo)(zhyo)元素：碳、氢、氧、氮、磷、硫、钾、镁、钙、铁等；元素：碳、氢、

2、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。微量元素：锌、锰、钠、氯、钼、硒、钴、铜、钨、镍、硼等。第3页/共83页第三页，共83页。微生物的五（六）大营养微生物的五（六）大营养(yngyng)(yngyng)要素要素碳源（碳源（carbon sourcecarbon source）氮源（氮源（nitrogen sourcenitrogen source）生长因子（生长因子（growth factorgrowth factor）无机盐（无机盐（mineral saltsmineral salts）水（水（waterwater）能源能源(nngyun

3、)(nngyun)（energy sourceenergy source）二、营养物质及其生理功能二、营养物质及其生理功能第4页/共83页第四页，共83页。凡能构成微生物细胞或代谢产物中碳架来源凡能构成微生物细胞或代谢产物中碳架来源(liyun)(liyun)的营养物质都称为碳源的营养物质都称为碳源 。1 1、碳源、碳源(carbon source)(carbon source)n n构成构成构成构成(guchng)(guchng)细胞及代谢产物的骨架细胞及代谢产物的骨架细胞及代谢产物的骨架细胞及代谢产物的骨架;n n是大多数微生物代谢所需的能量来源。是大多数微生物代谢所需的能量来源。是大多数

4、微生物代谢所需的能量来源。是大多数微生物代谢所需的能量来源。碳源功能碳源功能(gngnng)(gngnng)第5页/共83页第五页，共83页。无机碳源：无机碳源：无机碳源：无机碳源：CO2CO2、碳酸盐，只能被自养微生物利用。、碳酸盐，只能被自养微生物利用。、碳酸盐，只能被自养微生物利用。、碳酸盐，只能被自养微生物利用。有机碳源：各种有机碳源：各种有机碳源：各种有机碳源：各种(zh zh n n)糖类，其次是有机酸、醇糖类，其次是有机酸、醇糖类，其次是有机酸、醇糖类，其次是有机酸、醇类、类、类、类、脂类和烃类化合物。脂类和烃类化合物。脂类和烃类化合物。脂类和烃类化合物。碳源种类碳源种类(zhn

5、gli)(zhngli)第6页/共83页第六页，共83页。凡是可以凡是可以凡是可以凡是可以(ky(ky)构成微生物细胞和代构成微生物细胞和代构成微生物细胞和代构成微生物细胞和代谢产物中氮素来源的营养物质都称为氮谢产物中氮素来源的营养物质都称为氮谢产物中氮素来源的营养物质都称为氮谢产物中氮素来源的营养物质都称为氮源。源。源。源。2 2、氮源、氮源(nitrogin source)(nitrogin source)为微生物提供合成细胞物质代谢产物的原料，氮源一般为微生物提供合成细胞物质代谢产物的原料，氮源一般(ybn)(ybn)不做能源不做能源(硝化细菌除外硝化细菌除外)。氮源功能氮源功能(gng

6、nng)(gngnng)第7页/共83页第七页，共83页。分子态氮：固氮微生物以分子氮为唯一氮源分子态氮：固氮微生物以分子氮为唯一氮源分子态氮：固氮微生物以分子氮为唯一氮源分子态氮：固氮微生物以分子氮为唯一氮源 无机态氮：硝酸盐、铵盐几乎所有微生物能利用无机态氮：硝酸盐、铵盐几乎所有微生物能利用无机态氮：硝酸盐、铵盐几乎所有微生物能利用无机态氮：硝酸盐、铵盐几乎所有微生物能利用 有机有机有机有机(y(y uj)uj)态氮：蛋白质及其降解产物态氮：蛋白质及其降解产物态氮：蛋白质及其降解产物态氮：蛋白质及其降解产物 a a速效氮源：实验室常用牛肉膏、蛋白胨、酵母膏做速效氮源：实验室常用牛肉膏、蛋白

7、胨、酵母膏做速效氮源：实验室常用牛肉膏、蛋白胨、酵母膏做速效氮源：实验室常用牛肉膏、蛋白胨、酵母膏做氮源氮源氮源氮源 b b迟效性氮源：生产用玉米浆、豆饼、葵花饼、花生迟效性氮源：生产用玉米浆、豆饼、葵花饼、花生迟效性氮源：生产用玉米浆、豆饼、葵花饼、花生迟效性氮源：生产用玉米浆、豆饼、葵花饼、花生饼等。饼等。饼等。饼等。氮源种类氮源种类(zhngli)(zhngli)第8页/共83页第八页，共83页。3 3、能源、能源(nngyun)(nngyun)能源能源(nngyun)(nngyun)谱谱化学物质化学物质光能光能无机物无机物有机物（同碳源）有机物（同碳源）能为微生物生命活动提供最初能量能

8、为微生物生命活动提供最初能量(nngling)来源的营养物或辐射能。来源的营养物或辐射能。第9页/共83页第九页，共83页。构成微生物细胞的组成构成微生物细胞的组成构成微生物细胞的组成构成微生物细胞的组成(z(z chn chn)成分；成分；成分；成分；调节微生物细胞的渗透压，调节微生物细胞的渗透压，调节微生物细胞的渗透压，调节微生物细胞的渗透压，pHpH值和氧化还原值和氧化还原值和氧化还原值和氧化还原电位；电位；电位；电位；有些无机盐如有些无机盐如有些无机盐如有些无机盐如S S、FeFe还可做为自养微生物的能还可做为自养微生物的能还可做为自养微生物的能还可做为自养微生物的能源；源；源；源；构

9、成酶活性基的组成构成酶活性基的组成构成酶活性基的组成构成酶活性基的组成(z(z chn chn)成分，维持酶成分，维持酶成分，维持酶成分，维持酶活性。活性。活性。活性。MgMg、CaCa、K K是多种酶的激活剂是多种酶的激活剂是多种酶的激活剂是多种酶的激活剂.4 4、无机盐、无机盐无机盐功能无机盐功能(gngnng)(gngnng)第10页/共83页第十页，共83页。S S、P P、CaCa、K K、MgMg、NaNa、FeFe等为大量等为大量等为大量等为大量(dling)(dling)元素，以无机盐阳离子形式被吸收，配元素，以无机盐阳离子形式被吸收，配元素，以无机盐阳离子形式被吸收，配元素，

10、以无机盐阳离子形式被吸收，配培养基进要加磷酸盐、硫酸盐。培养基进要加磷酸盐、硫酸盐。培养基进要加磷酸盐、硫酸盐。培养基进要加磷酸盐、硫酸盐。Zn Zn、CuCu、MnMn、CoCo、MoMo等微量元素，在微生等微量元素，在微生等微量元素，在微生等微量元素，在微生物培养中有物培养中有物培养中有物培养中有0.1PPM0.1PPM就可以了，自来水原料中以就可以了，自来水原料中以就可以了，自来水原料中以就可以了，自来水原料中以够用，不需另加。够用，不需另加。够用，不需另加。够用，不需另加。无机盐种类无机盐种类(zhngli)(zhngli)第11页/共83页第十一页，共83页。微生物生长不可缺少的微生

11、物生长不可缺少的微生物生长不可缺少的微生物生长不可缺少的,但不能但不能但不能但不能用简单的碳、氮源自行合成的一类用简单的碳、氮源自行合成的一类用简单的碳、氮源自行合成的一类用简单的碳、氮源自行合成的一类(y(y li)li)微量有机物质叫生长因素。微量有机物质叫生长因素。微量有机物质叫生长因素。微量有机物质叫生长因素。维生素、碱基、氨基酸维生素、碱基、氨基酸维生素、碱基、氨基酸维生素、碱基、氨基酸5 5、生长、生长(shngzhng)(shngzhng)因素因素（growth factorgrowth factor）第12页/共83页第十二页，共83页。营养营养(yngyng)(yngyng)

12、缺陷型缺陷型某些菌株发生突变某些菌株发生突变(自然突变或人工诱变自然突变或人工诱变)后，失去合成某种后，失去合成某种(或某些或某些)对该菌株生长必不可少的物质对该菌株生长必不可少的物质(通常是生长因子如氨基酸、维生素通常是生长因子如氨基酸、维生素)的能力，必须从外界环境获得的能力，必须从外界环境获得(hud)(hud)该物质才能生长繁殖，这种突变型菌株称为营养缺陷型该物质才能生长繁殖，这种突变型菌株称为营养缺陷型(auxotroph)(auxotroph)，相应的野生型菌株称为原养型，相应的野生型菌株称为原养型(prototroph)(prototroph)。第13页/共83页第十三页，共83

13、页。有的微生物自己不能合成维生素，需要外加，有的微生物自己不能合成维生素，需要外加，有的微生物自己不能合成维生素，需要外加，有的微生物自己不能合成维生素，需要外加，主要是主要是主要是主要是B B族维生素、硫胺素、叶酸、泛酸、核黄素族维生素、硫胺素、叶酸、泛酸、核黄素族维生素、硫胺素、叶酸、泛酸、核黄素族维生素、硫胺素、叶酸、泛酸、核黄素等，如生产等，如生产等，如生产等，如生产(shngch(shngch n)n)味精需加生物素（是味精需加生物素（是味精需加生物素（是味精需加生物素（是B B族中族中族中族中的一种即的一种即的一种即的一种即VHVH）。）。）。）。维生素维生素第14页/共83页第十

14、四页，共83页。有些有些有些有些(y(y uxi)uxi)微生物自己不能合成某种氨基酸，必须微生物自己不能合成某种氨基酸，必须微生物自己不能合成某种氨基酸，必须微生物自己不能合成某种氨基酸，必须给予补充，如赖氨酸发酵所用的黄色短杆菌不能合成环给予补充，如赖氨酸发酵所用的黄色短杆菌不能合成环给予补充，如赖氨酸发酵所用的黄色短杆菌不能合成环给予补充，如赖氨酸发酵所用的黄色短杆菌不能合成环丝氨基酸，为环丝氨基酸缺陷型菌株，在培养基中必须丝氨基酸，为环丝氨基酸缺陷型菌株，在培养基中必须丝氨基酸，为环丝氨基酸缺陷型菌株，在培养基中必须丝氨基酸，为环丝氨基酸缺陷型菌株，在培养基中必须添加含环丝氨酸的氮源。

15、如豆饼水解液或毛发水解液等。添加含环丝氨酸的氮源。如豆饼水解液或毛发水解液等。添加含环丝氨酸的氮源。如豆饼水解液或毛发水解液等。添加含环丝氨酸的氮源。如豆饼水解液或毛发水解液等。氨基氨基酸酸 各种菌合成氨基酸的能力有很大差别，一般各种菌合成氨基酸的能力有很大差别，一般G G菌强于菌强于G G，大肠杆菌自己能合成全部，大肠杆菌自己能合成全部(qunb)(qunb)氨基酸，沙门氏菌能合成大部分氨基酸，有的菌合成氨基酸能力极弱，如肠道串珠菌需从外界补充氨基酸，沙门氏菌能合成大部分氨基酸，有的菌合成氨基酸能力极弱，如肠道串珠菌需从外界补充1919种氨基酸。种氨基酸。第15页/共83页第十五页，共83页

16、。嘧啶和嘌呤是核酸和辅嘧啶和嘌呤是核酸和辅嘧啶和嘌呤是核酸和辅嘧啶和嘌呤是核酸和辅E E的重要组分的重要组分的重要组分的重要组分(z(z fn)fn)，是许，是许，是许，是许多微生物必须的生长因素。多微生物必须的生长因素。多微生物必须的生长因素。多微生物必须的生长因素。有些微生物不仅不能合成嘧啶和嘌呤，而且不能将有些微生物不仅不能合成嘧啶和嘌呤，而且不能将有些微生物不仅不能合成嘧啶和嘌呤，而且不能将有些微生物不仅不能合成嘧啶和嘌呤，而且不能将补充的嘧啶和嘌呤结合在核苷酸上，还必须供给核苷补充的嘧啶和嘌呤结合在核苷酸上，还必须供给核苷补充的嘧啶和嘌呤结合在核苷酸上，还必须供给核苷补充的嘧啶和嘌呤

17、结合在核苷酸上，还必须供给核苷酸，有的菌需补充卟啉或其衍生物。酸，有的菌需补充卟啉或其衍生物。酸，有的菌需补充卟啉或其衍生物。酸，有的菌需补充卟啉或其衍生物。碱基碱基第16页/共83页第十六页，共83页。6 6、水、水是细胞是细胞(xbo)(xbo)中生化反应的良好介质；中生化反应的良好介质；良好的溶剂；良好的溶剂；调节细胞调节细胞(xbo)(xbo)温度；温度；维持细胞维持细胞(xbo)(xbo)的膨压（控制细胞的膨压（控制细胞(xbo)(xbo)形态）。形态）。水的功能水的功能(gngnn(gngnng)g)第17页/共83页第十七页，共83页。三、微生物的营养三、微生物的营养(yngyn

18、g)(yngyng)类类型型异养型生物异养型生物(shngw)(shngw)自养自养(z yn)(z yn)型生物型生物微生物对碳源的要求微生物对碳源的要求微生物所需能量的来源微生物所需能量的来源光能营养型光能营养型化能营养型化能营养型无机营养型无机营养型有机营养型有机营养型氢和电子来源氢和电子来源第18页/共83页第十八页，共83页。1 1光能无机光能无机(wj)(wj)营养型（光能自养型）营养型（光能自养型）能以能以CO2CO2为唯一为唯一(wi y)(wi y)或主要碳源；或主要碳源；进行光合作用获取生长所需要进行光合作用获取生长所需要(xyo)(xyo)的能量；的能量；以无机物如以无机

19、物如H H2 2O O、H H2 2S S、S S等作为供氢体或电子供体，使等作为供氢体或电子供体，使CO2CO2还原为细胞物质；还原为细胞物质；第19页/共83页第十九页，共83页。藻类及蓝细菌藻类及蓝细菌(xjn)(xjn)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(xjn)(xjn)，以，以H2SH2S为电子供体，产生细胞物质，并伴随硫元素的产生。为电子供体，产生细胞物质，并伴随硫元素的产生。COCO2 2+2H+2H2 2S S光能光能光合色素光合色素(s

20、s)(s s)CHCH2 2O+2S+HO+2S+H2 2O O例如例如(lr(lr)：第20页/共83页第二十页，共83页。2 2光能有机光能有机(yuj)(yuj)营养型（光能异营养型（光能异养型）养型）CO2CO2及简单及简单(jindn)(jindn)有机物为主要碳源；有机物为主要碳源；以有机物作为供氢体，利用光能将以有机物作为供氢体，利用光能将CO2CO2还原还原(hun yun)(hun yun)为细胞物质；为细胞物质；在生长时大多数需要外源的生长因子；在生长时大多数需要外源的生长因子；第21页/共83页第二十一页，共83页。红螺菌属中的一些细菌能利用异丙醇作为供氢体，将红螺菌属中

21、的一些细菌能利用异丙醇作为供氢体，将CO2CO2还原成细胞物质，同时积累还原成细胞物质，同时积累(jli)(jli)丙酮。丙酮。CHOH+COCHOH+CO2 2H H3 3C CH H3 3C C2 2光能光能光合色素光合色素(s s)(s s)2 2 CHCH3 3C0CHC0CH3 3+CH+CH2 2O+HO+H2 2O O例如例如(lr)：第22页/共83页第二十二页，共83页。3 3化能无机化能无机(wj)(wj)营养型（化能自养型）营养型（化能自养型）生长所需要的能量来自生长所需要的能量来自(li z)(li z)无机物氧化过程中放出的化学能；无机物氧化过程中放出的化学能；以以C

22、O2CO2或碳酸盐作为唯一或主要或碳酸盐作为唯一或主要(zhyo)(zhyo)碳源碳源,利用利用H2H2、H2SH2S、Fe2+Fe2+、NH3NH3或或NO2-NO2-等作为电子供体使等作为电子供体使CO2CO2还原成细胞物质。还原成细胞物质。第23页/共83页第二十三页，共83页。第24页/共83页第二十四页，共83页。第25页/共83页第二十五页，共83页。4 4化能有机化能有机(yuj)(yuj)营养型（化能异养营养型（化能异养型）型）生长所需要生长所需要(xyo)(xyo)的能量均来自有机物氧化过程中放出的化学能；的能量均来自有机物氧化过程中放出的化学能；生长所需要生长所需要(xyo

23、)(xyo)的碳源主要是一些有机化合物的碳源主要是一些有机化合物大多数细菌、真菌、原生动物都是化能有机异养型微生物大多数细菌、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；所有致病微生物均为化能有机异养型微生物；第26页/共83页第二十六页，共83页。腐生腐生(fshng)(fshng)型型(metatrophy)(metatrophy)：可利用可利用(lyng)(lyng)无生命的有机物无生命的有机物(如动植物尸体和残体如动植物尸体和残体)作为碳源；作为碳源；寄生寄生(jshng)(jshng)型型(paratrophy)(paratrophy)：寄生在活的

24、寄主机体内吸取营养物质寄生在活的寄主机体内吸取营养物质,离开寄主就不能生存；离开寄主就不能生存；兼性腐生型兼性腐生型(facultive metatrophy)facultive metatrophy)；兼性寄生型兼性寄生型(facultive paratrophy)facultive paratrophy)；第27页/共83页第二十七页，共83页。微生物营养类型划分微生物营养类型划分(hu fn)(hu fn)依据依据第28页/共83页第二十八页，共83页。微生物的营养类型微生物的营养类型(lixng)(lixng)总结总结第29页/共83页第二十九页，共83页。不同营养类型之间的界限不同营

25、养类型之间的界限(jixin)(jixin)并非绝对：并非绝对：异养型微生物并非绝对异养型微生物并非绝对(judu)(judu)不能利用不能利用CO2CO2；自养自养(z yn)(z yn)型微生物也并非不能利用有机物进行生长；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；其营养类型也会发生改变；第30页/共83页第三十页，共83页。没有没有(mi yu)(mi yu)有机物时，同化有机物时，同化CO2CO2，为自养型微生物；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；有机物存在时，利用有机

26、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，为光能营养型微生物；光照和厌氧条件下，利用光能生长，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；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；紫色非硫细菌紫色非硫细菌(xjn)(purple nonsulphur bacteria)(xjn)(purple nonsulphur bacteria)：第31页/共83页第三十一页，共83页。第二节第二节 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任何培养基几乎是一切对微生物进行研究和利用工作的基础任何

27、(rnh)(rnh)培养基都应该具备微生物生长所需要六大营养要素：培养基都应该具备微生物生长所需要六大营养要素：培养基（培养基（mediummedium）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）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(yngyng)(yngyng)基质。基质。培养基一旦配成，必须立即进行培养基一旦配成，必须立即进行(jnxng)(jnxng)灭菌处理；常规高压蒸汽灭菌；某些成分进行灭菌处理；常规高压蒸汽灭菌；某些成分进行(jnxng)(jnxng)分别灭菌；过滤除菌；分别灭菌；过滤除菌；第32页/共83页第三十二页，共83页。一、选用和设计一、选用和

28、设计(shj)(shj)培养基的原则和方法培养基的原则和方法选择适宜选择适宜(shy)(shy)的营养物质的营养物质营养物的浓度及配比合适营养物的浓度及配比合适物理、化学条件适宜物理、化学条件适宜(shy)(shy)经济节约经济节约精心设计、试验比较精心设计、试验比较第33页/共83页第三十三页，共83页。1 1、选择、选择(xunz)(xunz)适宜的营养物质适宜的营养物质培养培养(piyng)(piyng)不同的微生物必须采用不同的培养不同的微生物必须采用不同的培养(piyng)(piyng)基类型；基类型；细菌：牛肉膏蛋白胨培养基细菌：牛肉膏蛋白胨培养基;放线菌：高氏放线菌：高氏1 1号

29、合成号合成(hchng)(hchng)培养基培养；培养基培养；霉菌、酵母菌：霉菌、酵母菌：PDAPDA培养基培养基;第34页/共83页第三十四页，共83页。实验室一般培养：普通常用培养基；实验室一般培养：普通常用培养基；遗传研究：成分清楚遗传研究：成分清楚(qng chu)(qng chu)的合成培养基；的合成培养基；生理、代谢研究：选用相应的培养基配方；生理、代谢研究：选用相应的培养基配方；例如例如(lr)(lr)枯草芽孢杆菌：枯草芽孢杆菌：一般培养：肉汤培养基或一般培养：肉汤培养基或LBLB培养基；培养基；自然转化：基础培养基；自然转化：基础培养基；观察芽孢：生孢子培养基；观察芽孢：生孢子

30、培养基；产蛋白酶：以玉米粉、黄豆饼粉为主的产酶培养基；产蛋白酶：以玉米粉、黄豆饼粉为主的产酶培养基；培养培养(piyng)(piyng)目的不同，原料的选择和配比不同；目的不同，原料的选择和配比不同；第35页/共83页第三十五页，共83页。2 2、营养物质浓度、营养物质浓度(nngd)(nngd)及配比合适及配比合适营养物质的浓度营养物质的浓度(nngd)(nngd)适宜；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(fn r)(fn r)起到抑制或杀菌作用。起到抑制或杀菌作用。发酵生产谷

31、氨酸：发酵生产谷氨酸：碳氮比为碳氮比为4/14/1时，菌体大量繁殖，谷氨酸积累少；碳氮比为时，菌体大量繁殖，谷氨酸积累少；碳氮比为3/13/1时，菌体繁殖受到抑制，谷氨酸产量则大量增加。时，菌体繁殖受到抑制，谷氨酸产量则大量增加。营养物质之间的配比适宜；营养物质之间的配比适宜；第36页/共83页第三十六页，共83页。3 3、物理化学、物理化学(w l hu xu)(w l hu xu)条件适宜条件适宜pHpH；水活度；水活度；氧化氧化(ynghu)(ynghu)还原电位；还原电位；第37页/共83页第三十七页，共83页。1 1）pHpH细菌：细菌：pH78放线菌：放线菌：pH7.58.5酵母菌

32、和霉菌：酵母菌和霉菌：pH4.56范围范围(fnwi)内生长内生长为了维持培养基为了维持培养基pHpH的相对恒定，通常在培养基中加入的相对恒定，通常在培养基中加入pHpH缓冲剂，或在进行缓冲剂，或在进行(jnxng)(jnxng)工业发酵时补加酸、碱。工业发酵时补加酸、碱。第38页/共83页第三十八页，共83页。第39页/共83页第三十九页，共83页。2 2）水活度水活度在天然环境中，微生物可实际在天然环境中，微生物可实际(shj)(shj)利用的自由水或游离水的含量，一般用在一定的温度和压力条件下利用的自由水或游离水的含量，一般用在一定的温度和压力条件下,基质的蒸汽压力与同样条件下纯水蒸汽压

33、力之比表示，即：基质的蒸汽压力与同样条件下纯水蒸汽压力之比表示，即：w=Pw/Pow,w=Pw/Pow,式中式中PwPw代表基质蒸汽压力代表基质蒸汽压力,POw,POw代表纯水蒸汽压力。代表纯水蒸汽压力。微生物一般在微生物一般在ww为为0.600.600.990.99的条件下生长的条件下生长,w,w过低时过低时,微生物生长的迟缓微生物生长的迟缓(chhun)(chhun)期延长期延长,比生长速率和总生长量减少。微生物不同，其生长的最适比生长速率和总生长量减少。微生物不同，其生长的最适ww不同。不同。第40页/共83页第四十页，共83页。第41页/共83页第四十一页，共83页。3 3）氧化）氧化

34、(ynghu)(ynghu)还原电位还原电位氧化还原电位又称氧化还原电势氧化还原电位又称氧化还原电势(dinsh)(dinsh)（redox potentialredox potential），是度量某氧化还原系统中的还原剂释放电子或氧化剂接受电子趋势的一种指标，其单位是），是度量某氧化还原系统中的还原剂释放电子或氧化剂接受电子趋势的一种指标，其单位是V V（伏）或（伏）或mVmV（毫伏）。（毫伏）。好氧性微生物：好氧性微生物：+0.1+0.1伏以上时可正常生长伏以上时可正常生长,以以+0.3+0.3+0.4+0.4伏为宜；伏为宜；厌氧性微生物：低于厌氧性微生物：低于+0.1+0.1伏条件下生

35、长；伏条件下生长；兼性厌氧微生物：兼性厌氧微生物：+0.1+0.1伏以上时进行好氧呼吸伏以上时进行好氧呼吸(hx),(hx),+0.1 +0.1伏以下时进行发酵。伏以下时进行发酵。第42页/共83页第四十二页，共83页。氧化还原电位与氧分压和氧化还原电位与氧分压和pHpH有关。增加通气量提高培养基的氧分压，或加入有关。增加通气量提高培养基的氧分压，或加入(jir)(jir)氧化剂，从而增加氧化剂，从而增加值；值；在培养基中加入在培养基中加入(jir)(jir)抗坏血酸（抗坏血酸（0.1%0.1%）、硫化氢）、硫化氢(0.025%)(0.025%)、半胱氨酸、半胱氨酸(0.05%)(0.05%)

36、、谷胱甘肽、二硫苏糖醇等还原性物质可降低、谷胱甘肽、二硫苏糖醇等还原性物质可降低值。值。第43页/共83页第四十三页，共83页。培养基中加入氧化还原指示剂刃天青可对氧化还原电位培养基中加入氧化还原指示剂刃天青可对氧化还原电位(din wi)(din wi)进行间接测定。进行间接测定。第44页/共83页第四十四页，共83页。4 4、经济、经济(jngj)(jngj)节约节约配制培养基时应尽量配制培养基时应尽量(jnling)(jnling)利用廉价且易于获得的原料作为培养基成份利用廉价且易于获得的原料作为培养基成份,特别是在发酵工业中特别是在发酵工业中,以降低生产成本。以降低生产成本。对微生物来

37、说，各种对微生物来说，各种(zhn)(zhn)粗原料营养更加完全，效果更好。而且在经济上也节约。粗原料营养更加完全，效果更好。而且在经济上也节约。以粗代精以粗代精第45页/共83页第四十五页，共83页。例如例如(lr)(lr)，糖蜜、乳清、豆制品工业废液及黑废液，糖蜜、乳清、豆制品工业废液及黑废液(造纸工业中含有戊糖和己糖的亚硫酸纸浆造纸工业中含有戊糖和己糖的亚硫酸纸浆)等都可作为培养基的原料。工业上的甲烷发酵主要利用废水、废渣作原料等都可作为培养基的原料。工业上的甲烷发酵主要利用废水、废渣作原料,在我国农村，已推广利用粪便及禾草为原料发酵生产甲烷作为燃料。另外在我国农村，已推广利用粪便及禾草

38、为原料发酵生产甲烷作为燃料。另外,大量的农副产品或制品，如麸皮、米糠、玉米浆、酵母浸膏、酒糟、豆饼、花生饼、蛋白胨等都是常用的发酵工业原料。大量的农副产品或制品，如麸皮、米糠、玉米浆、酵母浸膏、酒糟、豆饼、花生饼、蛋白胨等都是常用的发酵工业原料。以废代好以废代好第46页/共83页第四十六页，共83页。某制药厂改进某制药厂改进(gijn)(gijn)链霉素发酵液中的原有配方，设法减去链霉素发酵液中的原有配方，设法减去30-50%30-50%的黄豆饼粉、的黄豆饼粉、25%25%的葡萄糖和的葡萄糖和20%20%硫酸铵，结果反而提高了产量。硫酸铵，结果反而提高了产量。以简代繁以简代繁第47页/共83页

39、第四十七页，共83页。第48页/共83页第四十八页，共83页。以大气氮、铵盐、硝酸盐或尿素等一类非蛋白质或非氨基酸廉价原料用作发酵以大气氮、铵盐、硝酸盐或尿素等一类非蛋白质或非氨基酸廉价原料用作发酵(f jio)(f jio)培养基的原料，让微生物转化成菌体蛋白质或含氮的发酵培养基的原料，让微生物转化成菌体蛋白质或含氮的发酵(f jio)(f jio)产物供人们利用。产物供人们利用。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质的野生植物，可以部分取代粮食用于工业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质的野生植物，可以部分取代粮食用于工业(gngy

40、)(gngy)发酵的碳源。发酵的碳源。以以“野野”代代“家家”以无机以无机(wj)(wj)氮代蛋白氮代蛋白第49页/共83页第四十九页，共83页。以石油或天然气副产品代替糖质原料来培养微生物。生产石油蛋白以石油或天然气副产品代替糖质原料来培养微生物。生产石油蛋白(dnbi)(dnbi)将石油产品转化成一些产值更高的高级醇、脂肪酸、环烷酸等化工产品和若干合成物；对石油产品的品质进行改良，如脱硫、脱蜡等。将石油产品转化成一些产值更高的高级醇、脂肪酸、环烷酸等化工产品和若干合成物；对石油产品的品质进行改良，如脱硫、脱蜡等。以烃代粮以烃代粮开发利用纤维素这种世界上含量开发利用纤维素这种世界上含量(hn

41、ling)(hnling)最丰富的可再生资源。将大量的纤维素农副产品转变为优质饲料、工业发酵原料、燃料及人类的食品及饮料。最丰富的可再生资源。将大量的纤维素农副产品转变为优质饲料、工业发酵原料、燃料及人类的食品及饮料。以纤代糖以纤代糖第50页/共83页第五十页，共83页。5 5、精心设计、试验、精心设计、试验(shyn)(shyn)比较比较进行生态模拟，研究某种微生物的培养条件；进行生态模拟，研究某种微生物的培养条件；文献查阅，设计特定文献查阅，设计特定(tdng)(tdng)微生物的培养基配方；微生物的培养基配方；试验比较，确定特定试验比较，确定特定(tdng)(tdng)微生物的最佳培养条

42、件；微生物的最佳培养条件；第51页/共83页第五十一页，共83页。半合成培养基半合成培养基(synthetic medium(synthetic medium）：用一部分天然物质作为碳源及生长）：用一部分天然物质作为碳源及生长(shngzhng)(shngzhng)辅助物质，又适当添加少量无机盐的培养基辅助物质，又适当添加少量无机盐的培养基)合成培养基合成培养基(synthetic medium)(synthetic medium)：是由化学成份完全了解的物质配制：是由化学成份完全了解的物质配制(pizh)(pizh)而成的培养基，也称化学限定培养基而成的培养基，也称化学限定培养基(chemi

43、cally defined medium)(chemically defined medium)二、培养基的类型二、培养基的类型(lixng)(lixng)及应用及应用1 1按成份不同划分按成份不同划分天然培养基天然培养基(complex medium)complex medium)：以化学成分还不清楚或化学成分不恒定的天然有机物组成：以化学成分还不清楚或化学成分不恒定的天然有机物组成第52页/共83页第五十二页，共83页。2 2根据物理根据物理(wl)(wl)状态划分状态划分固体固体(gt)(gt)培养基；培养基；半固体半固体(gt)(gt)培养基；培养基；液体培养基；液体培养基；第53页/

44、共83页第五十三页，共83页。3 3按用途按用途(yngt)(yngt)划分划分仅能满足仅能满足(mnz)(mnz)微生物野生型菌株生长微生物野生型菌株生长需要的培养基，成为基本培养基基本培养基。需要的培养基，成为基本培养基基本培养基。在一定在一定(ydng)(ydng)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完全培养基完全培养基(complete medium)complete medium)：基本培养基基本培养基(minimum medium)minimum medium)：第54页/共83页第五十四页，共83页。在普通培

45、养基中加入某些特殊营养物质在普通培养基中加入某些特殊营养物质(血液、血清、酵母血液、血清、酵母(jiom)(jiom)浸膏、动植物组织液等浸膏、动植物组织液等)制成的一类营养丰富的培养基。用来培养营养要求比较苛刻的异养型微生物。培养百日咳博德氏菌制成的一类营养丰富的培养基。用来培养营养要求比较苛刻的异养型微生物。培养百日咳博德氏菌(Bordetella pertussis)(Bordetella pertussis)需要含有血液的加富培养基。需要含有血液的加富培养基。加富培养基加富培养基(enriched medium)enriched medium)第55页/共83页第五十五页，共83页。又

46、叫增菌培养基。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又叫增菌培养基。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(shngzhng)(shngzhng)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。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。富集培养基富集培养基(enrichment medium)enrichment medium)第56页/共83页第五十六页，共83页。用于鉴别不同类型微生物的培养基。特定的化学反应，产生

47、用于鉴别不同类型微生物的培养基。特定的化学反应，产生(chnshng)(chnshng)明显的特征性变化，根据这种特征性变化明显的特征性变化，根据这种特征性变化,可将该种微生物与其他微生物区分开来。可将该种微生物与其他微生物区分开来。用于将某种或某类微生物从混杂的微生物群体中分离出来的培养基根据不同种类微生物的特殊营养需求用于将某种或某类微生物从混杂的微生物群体中分离出来的培养基根据不同种类微生物的特殊营养需求(xqi)(xqi)或对某种化学物质的敏感性不同，在培养基中加入相应的特殊营养物质或化学物质，抑制不需要的微生物的生长，有利于所需微生物的生长。或对某种化学物质的敏感性不同，在培养基中加

48、入相应的特殊营养物质或化学物质，抑制不需要的微生物的生长，有利于所需微生物的生长。鉴别鉴别(jinbi)(jinbi)培养基培养基(differential medium)(differential medium)选择培养基选择培养基(selective medium)selective medium)第57页/共83页第五十七页，共83页。第58页/共83页第五十八页，共83页。几种几种(j zhn)(j zhn)鉴别培养基鉴别培养基第59页/共83页第五十九页，共83页。伊红和美蓝二种苯胺染料可抑制伊红和美蓝二种苯胺染料可抑制G+G+细菌和一些难培养的细菌和一些难培养的G-G-细菌。在低酸

49、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(sh yn)(sh yn)中的多种肠道菌会在中的多种肠道菌会在EMBEMB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。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。第60页/共83页第六十页，共83页。第61页/共83页第六十一页，共83页

50、。第62页/共83页第六十二页，共83页。一些一些(yxi)(yxi)选择培养基选择培养基第63页/共83页第六十三页，共83页。第三节第三节 营养物质进入细胞营养物质进入细胞(xbo)(xbo)的方式的方式一、简单扩散一、简单扩散(simple diffusion)(simple diffusion)二、促进扩散二、促进扩散(facilitated diffusion)(facilitated diffusion)三、主动运输三、主动运输(ynsh)(active transport)(ynsh)(active transport)四、基团转位（四、基团转位（group translocat