2019最新【生物课件】第五章 微生物的营养和培养基 第四节 培养基英语
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生物学微生物的营养和培养基学习PPT教案
6、水(water)
作用：①直接参与一些反应； ②作为机体内一系列生理生化反应的介质； ③营养物质的吸收、代谢产物的排泄都需要 通过水； ④有效地吸收代谢释放的热量
结合水：与溶质或其他分子结合在一起( 难以利用) 水
游离水：可以被微生物利用
aw：在相同温度、压力下，体系中溶液的水的蒸汽
压与纯水蒸汽压之比。
微生物细胞的元素构成
由C、H、O、N、P、S、K、 Na、Mg、Ca、Fe、Mn、Cu、 Co、Zn、Mo等组成。
微生物细胞的化学元素与其营养物 • 微生物生长所需的营养物质应该包含有组成细胞的各种化学元素，即构成细胞物质的碳素来源的碳源物质， 构成细胞物质的氮素来源的氮源物质和一些含有K、Na、Mg、Ca、Fe、Mn、Cu、Co、Zn、Mo元素的无 质 机盐。
无 慢 由浓至稀 内外相等 无特异性 不耗能 不变 无 无竞争性 无 H2O,CO2,O2, 甘油,乙醇, 少数氨基酸, 盐类,代谢 抑制剂
有 快 由浓至稀 内外相等 特异性 不耗能 不变 有 有竞争性 有 SO42-,PO43-; 糖(真核生 物)
有 快 由稀至浓 内远高于外 特异性 耗能 不变 有 有竞争性 有 氨基酸,乳糖 等糖类 ,Na+,Ca2+等 无机离子
• 马铃薯葡萄糖琼脂培养基（PDA）：
马铃薯（去皮）200克 葡萄糖 20克 琼脂 18～20克 pH值 5.5～6.0
• 制法：先将新鲜无病害的马铃薯洗净，去皮 后切成小薄片，称200克，加水1000毫升， 煮沸20分钟后过滤，其滤汁为马铃薯煮汁， 然后加琼脂和葡萄糖煮溶，后补足水分至 1000毫升，装管（瓶）灭菌备用。 一般真菌 的分离和培养都适合此培养基。
2、根据培养基物理状态
微生物的营养和培养基省名师优质课赛课获奖课件市赛课一等奖课件
紫色非硫细菌
光能异养型 (光能有机营养型）
经典实例：
CH3 光能
CO2+2CHOH 细菌叶绿 CH2O+2CH3COCH3+H2O
CH3
（红螺菌）
红螺菌属中旳某些细菌能利用异丙醇作为供氢体，将
CO2还原成细胞物质，同步积累丙酮
光能异养型微生物在C源利用上旳特殊性： 以简朴旳有机物（有机酸、醇）作为主要碳源 能利用CO2，但它不是唯一碳源
微生物旳氮源谱
类型 元素水平
N·C·H·O·X 有机
氮 N·C·H·O
N·H
无机 氮
N·O
N
化合物水平
培养基原料水平
复杂蛋白质、核酸等
牛肉膏、酵母膏、豆饼 粉、蚕蛹等
尿素、多数 氨基酸、简 朴蛋白质等
尿素、蛋白胨、明胶等
NH3、铵盐等 硝酸盐等
N2
（NH4）2SO4等 KNO3等 空气
能源(energy source)
微生物常见旳营养类型
营养类型
主要（或唯一） 能源 碳源
光能自养型 二氧化碳
光能
光能异养型 有机物
光能
化能自养型 二氧化碳
无机物
化能异养型 有机物
有机物
代表菌
蓝细菌 念珠蓝细菌 红螺细菌 紫色非硫细菌 硝化菌 产甲烷细菌
绝大多数细菌 和全部真菌
光能自养型（光能无机营养型）
能够利用光能并以CO2作为唯一或主要碳源进行 生长旳微生物
控制细胞旳氧化还原电位和作为某些微生物生长
内容
第一节 微生物旳六种营养要素
第二节 微生物旳营养类型
第三节 营养物质进入细胞旳方式 第四节 培养基
一、选用和设计培养基旳原则和措施 二、培养基旳种类
微生物ppt课件05微生物的营养和培养基
细菌耐药与抗菌药物的合理应用施光 峰上海 复旦大 学人寿 保险基 本法宣 导部经 理基本 法课标 研教材 是集体 备课的 主要内 容是高 效课堂 的基础 高校基 建管理 相关法 规培训 七年级 生物下 册第七 章第一 节分析 人类活 动破坏 生态环 境的实 例期权 定价与 动态无 套利
1、 Source of carbon
第一部分
Important members of microbial family
第二部分
与微生物相关的基础知识
微生物的营养与代谢 微生物的生长与环境条件 微生物的遗传与变异 微生物的生态
细菌耐药与抗菌药物的合理应用施光 峰上海 复旦大 学人寿 保险基 本法宣 导部经 理基本 法课标 研教材 是集体 备课的 主要内 容是高 效课堂 的基础 高校基 建管理 相关法 规培训 七年级 生物下 册第七 章第一 节分析 人类活 动破坏 生态环 境的实 例期权 定价与 动态无 套利
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，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
6、Water
功能 1.是微生物细胞的重要组成部分，使原生 质保持溶胶状态，物质溶剂和运输介质 的作用，保证代谢正常进行 2. 是物质代谢的原料 3. 有效控制细胞内的温度变化
细菌耐药与抗菌药物的合理应用施光 峰上海 复旦大 学人寿 保险基 本法宣 导部经 理基本 法课标 研教材 是集体 备课的 主要内 容是高 效课堂 的基础 高校基 建管理 相关法 规培训 七年级 生物下 册第七 章第一 节分析 人类活 动破坏 生态环 境的实 例期权 定价与 动态无 套利
微生物学 第五章 微生物营养与培养基
依靠胞内外溶液浓度差，顺浓度梯度运输；
不消耗代谢能，无特异性；
运输氧、二氧化碳、甘油、乙醇、某些氨基酸等小分子；
亲脂性分子从高浓度到低浓度的扩散来运输，利用细胞膜的通透性，
细胞膜是一道屏障。
二、促进扩散 (facilitated diffusion)
异养微生物：至少需提供一种大量有机物才能满足其正常要求的微生物， 即其碳源必须是有机物，氢供体是有机物，能源则可以利 用氧化有机物或吸收日光能而获得。
营养类型划分不是绝对的，不同生活条件下，可相互转变。
第三节 细胞对营养物质的吸收
营养物质的吸收与代谢产物的分泌，涉及到物质的运输、营 养物吸收至胞内被利用、代谢物分泌到胞外以免积累，这就 是物质运输过程。
利用膜内、膜外被运输物质和载体蛋白的亲和力的不同。
特点：
需要特异性的载体蛋白顺浓度梯度运输 不消耗能量 运输硫酸根、磷酸根、糖（真核）
载体蛋白(carrier protein)，即透性酶（大多为诱导酶）， 有底物特异性，每种载体蛋白运输相应的物质。载体蛋 白可加快运输速度，但不能逆浓度运输。
霉菌 47.0 5.2 6.7 40.2 1.2 0.2
微生物是杂食性的：
一般生物能利用的，微生物能利用； 一般生物不能利用的，微生物也能利用； 对一般生物有害的，微生物还能利用。
二、主要营养物及其功能
六种营养要素
碳源（Carbon source） 氮源（Nitrogen source) 能源（Energy source) 生长因子（Growth factor ) 无机盐(Inorganic salt) 水(Water)
有机碳源：蛋白质，核酸，淀粉，葡萄糖等 无机碳源： CO2 , Na2CO3 , CaCO3等
微生物的营养与培养基优秀课件
尿嘧啶 0-4ug
肠膜状串珠菌（Leuconostoc mesenteroides） 吡哆醛 0.025ug
6.水 生理功能主要有 ①起到溶剂与运输介质的作用；
②参与细胞内一系列化学反应；
③维持蛋白质、核酸等生物大分子稳定的天然构象； ④热的良好导体； ⑤通过水合作用与脱水作用控制由多亚基组成的结构
自由扩散 促进扩散 主动运输 基团转移
1．自由扩散
原生质膜是一种半透性膜，营养物质通过原生质 膜上的小孔，由高浓度的胞外环境向低浓度的胞内进 行扩散。
特点
①物质在扩散过程中没有发生任何反应； ②不消耗能量；不能逆浓度运输； ③运输速率与膜内外物质的浓度差成正比
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、一些气体（O2、CO2）及某些 氨基酸在一定程度上也可通过自由扩散进出细胞。
微生物的营养与培养基优秀课 件
营养物质:能够满足机体生长、繁殖和完成各种 生理活动所需要的物质.
营 养:微生物获得和利用营养物质的过程。
营养物质是微生物生存的物质基础，而营养是微 生物维物质按照它们在机体中的生理作用不同，可以将它们区 分成六大类。
第一节 微生物的营养物质
第二节 微生物的营养营养类型
第三节 营养物质进入细胞的方式
营养物质能否进入细胞取决于三个方面的因素：
①营养物质本身的性质（相对分子量、质量、溶解性、 电负性等
②微生物所处的环境（温度、PH等）；
③微生物细胞的透过屏障（原生质膜、细胞壁、荚 膜等）。
根据物质运输过程的特点，可将物质的运输方式分为
运送抑制剂
无
有
有
有
运送对象举例 水、O2 糖、SO42-氨基酸 乳糖 葡萄糖\嘌呤
《营养和培养基》PPT课件
为防止由于高温引起的培养基液化，通常在培养基中适当增加 凝固剂。 • 3、凝固点温度不能太低，否则不利于微生物的生长。 • 4、对所培养的微生物无毒害作用。 • 5、在灭菌过程中不被破坏。 • 6、透明度好、黏着力强。 • 7、配制方便且价格低廉。
•常用的凝固剂有琼脂、明胶、硅胶等，对大多数微生物来说， 琼脂是最理想的凝固剂。
• Aw = p/p0 • 微生物生长的最低Aw
– 普通细菌：0.91 （嗜盐细菌0.75, 葡萄球菌0.85） – 普通酵母：0.88 （耐高渗酵母：0.60） – 普通霉菌：0.80 （干性霉菌：0.65）
常见食品的水分活度
物品名称
Aw
物品名称
Aw
纯水
1.000
香肠
0.85
人血
0.995
果酱
0.80
加富性选择培养基
• 也称为营养培养基，即在基础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。如加入血、血清、动 植物组织提取液等，以培养营养要求比较苛刻的异养微生 物。
• 加富营养物：特殊的碳源和氮源、甘露醇、纤维素和浓糖。 • 该培养基中生长的微生物并不是一个纯种，而是营养要求
相同的一类微生物，用于菌种的保存或菌种的分离筛选。
选择培养基
• 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或对某种化学物质的 敏感性不同，在培养基中加入特殊的营养物质或化学物质， 有利于所需微生物生长，抑制或杀死其他微生物。
• 实例 – 红曲霉耐高温耐酸 – 泡菜
• 加富性选择培养基 • 抑制性选择培养基
5．灭菌
任何培养基一旦配成，必须立即灭菌处理。只能灭菌一次。 常规高温蒸汽灭菌 （1.05kg/㎝2 , 121.3℃,15-30min） 某些成分进行分别灭菌 过滤除菌
•常用的凝固剂有琼脂、明胶、硅胶等，对大多数微生物来说， 琼脂是最理想的凝固剂。
• Aw = p/p0 • 微生物生长的最低Aw
– 普通细菌：0.91 （嗜盐细菌0.75, 葡萄球菌0.85） – 普通酵母：0.88 （耐高渗酵母：0.60） – 普通霉菌：0.80 （干性霉菌：0.65）
常见食品的水分活度
物品名称
Aw
物品名称
Aw
纯水
1.000
香肠
0.85
人血
0.995
果酱
0.80
加富性选择培养基
• 也称为营养培养基，即在基础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。如加入血、血清、动 植物组织提取液等，以培养营养要求比较苛刻的异养微生 物。
• 加富营养物：特殊的碳源和氮源、甘露醇、纤维素和浓糖。 • 该培养基中生长的微生物并不是一个纯种，而是营养要求
相同的一类微生物，用于菌种的保存或菌种的分离筛选。
选择培养基
• 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或对某种化学物质的 敏感性不同，在培养基中加入特殊的营养物质或化学物质， 有利于所需微生物生长，抑制或杀死其他微生物。
• 实例 – 红曲霉耐高温耐酸 – 泡菜
• 加富性选择培养基 • 抑制性选择培养基
5．灭菌
任何培养基一旦配成，必须立即灭菌处理。只能灭菌一次。 常规高温蒸汽灭菌 （1.05kg/㎝2 , 121.3℃,15-30min） 某些成分进行分别灭菌 过滤除菌
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如果产物分子中氮元素较多，氮源也要相应增加。
发酵培养基用量很大，每天都需几十吨，因 此要尽量选用成本较低的原料，选原料时还要考 虑它对产品提取、工艺条件的影响。
3. 保种培养基
保种培养基一般营养不需很丰富。
三、培养基的配制 配料 溶解 调pH 过滤
贮存 摆斜面
灭菌 包扎 分类营养要素
（四）发酵工厂的培养基
1. 种子培养基
为了在较短时间内获得数量较多的强壮而整齐的 种子细胞，需要使用种子培养基。
种子培养基营养丰富、氮源充足，由于用量不多， 原料可使用较为精制的。
2. 发酵培养基
发酵培养基适用于合成发酵产物的培养基，
如果产物分子中以碳元素为主，发酵培养基中碳源
含量就需高些，例如谷氨酸产物；
2.参阅文献
（1）直接经验 （2）查阅、分析和利用一切文献资料上的对自己 直接或间接有关的信息
中国期刊网（全文数据库） 万方数据资源系统 维普数据库 生物引擎 / 生物通 / 生物桥 / /
测定氧化还原电势除用电位计外，还可在培养基 中加入化学指示剂刃天青（resazurin）进行间接测定。
在无氧条件下呈无色（Eh＝-40 mV）；
刃 在有氧条件下，其颜色与溶液的pH相关；
天 青
（中性——紫色；碱性——蓝色；酸性——红色）
在微量氧时，它呈粉红色。
以工4农.经业生济产节中约易污染环境的废弃物作为培养微生物的
它表示两种浓度不同的溶液间被一个半透性薄膜隔
开时，稀溶液中的水分子会因水势（water potentiality）
的推动而透过隔膜流向浓溶液，直到浓溶液产生的机械 压力足以使两边水分子的进出达到平衡为止，这时由浓
溶液中的溶质所产生的机械压力，即为它的渗透压值。
与微生物细胞渗透压相等的等渗溶液最适宜微生物
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。 link2
发酵生产谷氨酸时： 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。
碳源、氮源、无机盐、能源、生长因子、水
水 ＞ 碳源 ＞ 氮源
自养微生物，能源是日光能或还原态无机物； 异养微生物，能源就是碳源。
2. 微生物的营养类型 按微生物所需碳源和能源的性质分为四大类：
化能异养微生物（最多） 化能自养微生物 光能异养微生物 光能自养微生物
3. 微生物的营养的方式
有细胞构造的微生物营养方式都是渗透营养型。 单纯扩散、促进扩散、主动运输和基团移位
微生物学
浙江工业大学生物技术系
裘娟萍 钟卫鸿 邱乐泉 汪琨
第四节 培养基
培养基（medium，复数media；或culture medium）
是指由人工配制的、适合微生物生长繁殖或产生代 谢产物用的混合营养料。（参见P91）
碳源、氮源、无机盐、能源、生长因子、水
任何培养基都应具备微生物所需要的六大营养要素，
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；
根据不同的工作目的，微生物不同的营养需 要，运用自己丰富的生物化学和微生物学知识来 配制最佳的培养基。
2.营养协调
微生物细胞组成元素的调查或分析，是设计 培养基时的重要参考依据。
微生物细胞内各种成分间有一较稳定的比例。
在大多数化能异养菌的培养基中，各营养要素间 在量上的比例大体符合以下十倍序列的递减规律：
要素： H2O ＞ C源+能源 ＞ N源 ＞ P、S＞ K、Mg＞ 生长因子 含量：(～10-1) (～10-2) (～10-3 ) (～10-4 )(～10-5 ) (～10-6 )
3.理化适宜
指培养基的pH值、渗透压、水活度和氧化还原 电势等物理化学条件较为适宜。
pH 渗透压和水活度 氧化还原电位
（1） pH
各大类微生物都有其生长适宜的pH范围，培养 基的pH必须控制在一定的范围内，以满足不同
类型微生物的生长繁殖或产生代谢产物。
通常培养条件：
细菌： pH 7.0~8.0 放线菌：pH 7.5~8.5 酵母菌： pH 3.8~6.0 霉菌：pH 4.0~5.8 藻类： pH 6.0~7.0 原生动物： pH 6.0~8.0
二、培养基的种类
培养基——微生物的菜谱 名目繁多、种类各异
（一）按对培养基成分的了解作分类
天然培养基 组合培养基 半组合培养基
（二）按培养基外观的物理状态作分类
液体培养基 固体培养基 半固体培养基 脱水培养基
（三）按培养基对微生物的功能作分类
基础培养基 加富培养基 增殖培养基 选择性培养基 鉴别性培养基
1.生态模拟
直接取用这类天然基质（经过灭菌）或模拟这类 自然条件，就可获得一个“初级的”天然培养基来培 养相应的微生物。
例如，用肉汤、鱼汁来培养细菌； 用果汁来培养酵母菌； 用润湿的麸皮、米糠培养霉菌； 用米饭或面包来培养根霉； 用肥土来培养放线菌； 用玉米芯来培养脉孢菌（Neurosporaspp.）等。
？ 其间的比例是合适的
绝大多数微生物都可在人工培养基上生长，只有 少数难养菌（fastidious microorganisms）至今无法 在人工培养基上生长。 link1
一、选用和设计培养基的原则和方法 （一）配制培养基的4个原则
1.目的明确
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；
真菌需C／N比较高的培养基；（素食） 细菌（动物病原菌）需C／N比较低的培养基；（荤食）
NH3 ＞ CO(NH2)2 ＞ NH4NO3 ＞ (NH4)2CO3 ＞ (NH4)2SO4 含氮量（82％） （46％） （35％） （29.2％） （21％）
在同样重量时，在以上各氮源中含氮量以氨为最高， 尿素次之，硝酸铵和碳酸铵更次之，而硫酸铵则最低。
（1）选择适宜的营养物质
实验室的常用培养基： 细菌： 牛肉膏蛋白胨培养基（或简称普通肉汤培养基）； 放线菌：高氏1号合成培养基培养； 酵母菌：麦芽汁培养基； 霉菌： 查氏合成培养基；
实验室一般培养：普通常用培养基； 遗传研究：成分清楚的合成培养基； 生理、代谢研究：选用相应的培养基配方；
（2）营养物质浓度及配比合适
以国产原料代替进口原料，尽量减少工业成本。国 将石油产品转化成一些产值更高的高级醇、脂肪酸、 内青霉素发酵工业的迅速发展，依赖于找到了富有中国 环烷酸等化工产品和若干合成物； 特色的培养基配方，即用廉价的棉子饼（或花生饼）和 对石油产品的品质进行改良，如脱硫、脱蜡等。 白玉米粉代替玉米浆和乳糖。
（二）4种方法
水活度的定量涵义
（3）氧化还原电势（redox potential）
又称氧化还原电位，是度量某氧化还原系统中还原
剂释放电子或氧化剂接受电子趋势的一种指标。 一般以Eh表示，它是指以氢电极为标准时某氧化还原
系统的电极电位值，单位是V（伏）或mV（毫伏）。
不同类型微生物生长对氧化还原电位的要求不同
好氧性微生物：+0.1伏以上时可正常生长， 以+0.3～+0.4伏为宜；
复习思考题
1. 设计一张表格，比较一下微生物6类营养要素。 2. 设计表格，比较微生物的4大营养类型。 3. 设计表格，比较四种营养物质进入细胞的方式。 4. 对培养基的种类列表表示。
下节课再见了……
难养菌（fastidious microorganisms）
是指寄生或共生的微生物， Eg.类支原体（MLO）、类立克次氏体（RLO） 和少数寄生真菌等。
（4）以简代繁
（5）某以制氮药代厂朊改进链霉素发酵液中的原有配方，设法 减去30-50%的黄豆饼粉、25%的葡萄糖和20%硫酸铵， 结（6果）以反以大而纤气提代氮高糖、了铵产盐量、。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培养基的原料，让微生物转 化（成7）菌开以体发烃蛋利代白用粮质纤或维含素氮这的种发世酵界产上物含供量人最们丰利富用的。可再生资 源酵（以生。原8石产）将料油石以大、或油“量燃天蛋土的料然白”纤及代气 ；维人“副素类洋产农的”品副食代产品替品及糖转饮质变料原为。料优来质培饲养料微、生工物业。发
厌氧性微生物：低于+0.1伏条件下生长； 兼性厌氧微生物：+0.1伏以上时进行好氧呼吸，
+0.1伏以下时进行发酵。
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Eh值； 在培养基中加入巯基乙醇、抗坏血酸（Vc，0.1%）、硫 化氢(0.025%)、半胱氨酸（<0.05%）、谷胱甘肽、铁 屑、二硫苏糖醇、庖肉（瘦牛肉粒）等还原性物质可降 低Eh值。
原料。 配例制如培，养糖基蜜时(应制尽糖量工利业用中廉含价有且蔗易糖于的获废得液的)原、料作为培养基成份,
乳清特(别乳是制在品发工酵业工中业含中有,乳以糖降的低废生液产)成、本。
豆制品工业废液、 （1黑）废以液粗(代造精纸工业中含有戊糖和己糖的亚硫酸纸浆)等。
工业上对的微甲生烷物发来酵说主，要各利种用粗废原水料、营废养渣更作加原完料全,，在效我果国 （2）以“野”代“家” 农村，更已好推。广而利且用在粪经便济及上禾也草节为约原。料大发量酵的生农产副甲产烷品作或为制燃品料，。 （如3麸）皮以以、野废米生代糠植好、物玉原米料浆代、替酵栽母培浸植膏物、原酒料糟，、如豆木饼薯、、花 生橡饼子、、蛋薯白芋胨等等 都都是是富常含用淀的粉发质酵的工野业生原 植料物，可以部 分取代粮食用于工业发酵的碳源。
发酵培养基用量很大，每天都需几十吨，因 此要尽量选用成本较低的原料，选原料时还要考 虑它对产品提取、工艺条件的影响。
3. 保种培养基
保种培养基一般营养不需很丰富。
三、培养基的配制 配料 溶解 调pH 过滤
贮存 摆斜面
灭菌 包扎 分类营养要素
（四）发酵工厂的培养基
1. 种子培养基
为了在较短时间内获得数量较多的强壮而整齐的 种子细胞，需要使用种子培养基。
种子培养基营养丰富、氮源充足，由于用量不多， 原料可使用较为精制的。
2. 发酵培养基
发酵培养基适用于合成发酵产物的培养基，
如果产物分子中以碳元素为主，发酵培养基中碳源
含量就需高些，例如谷氨酸产物；
2.参阅文献
（1）直接经验 （2）查阅、分析和利用一切文献资料上的对自己 直接或间接有关的信息
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测定氧化还原电势除用电位计外，还可在培养基 中加入化学指示剂刃天青（resazurin）进行间接测定。
在无氧条件下呈无色（Eh＝-40 mV）；
刃 在有氧条件下，其颜色与溶液的pH相关；
天 青
（中性——紫色；碱性——蓝色；酸性——红色）
在微量氧时，它呈粉红色。
以工4农.经业生济产节中约易污染环境的废弃物作为培养微生物的
它表示两种浓度不同的溶液间被一个半透性薄膜隔
开时，稀溶液中的水分子会因水势（water potentiality）
的推动而透过隔膜流向浓溶液，直到浓溶液产生的机械 压力足以使两边水分子的进出达到平衡为止，这时由浓
溶液中的溶质所产生的机械压力，即为它的渗透压值。
与微生物细胞渗透压相等的等渗溶液最适宜微生物
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。 link2
发酵生产谷氨酸时： 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。
碳源、氮源、无机盐、能源、生长因子、水
水 ＞ 碳源 ＞ 氮源
自养微生物，能源是日光能或还原态无机物； 异养微生物，能源就是碳源。
2. 微生物的营养类型 按微生物所需碳源和能源的性质分为四大类：
化能异养微生物（最多） 化能自养微生物 光能异养微生物 光能自养微生物
3. 微生物的营养的方式
有细胞构造的微生物营养方式都是渗透营养型。 单纯扩散、促进扩散、主动运输和基团移位
微生物学
浙江工业大学生物技术系
裘娟萍 钟卫鸿 邱乐泉 汪琨
第四节 培养基
培养基（medium，复数media；或culture medium）
是指由人工配制的、适合微生物生长繁殖或产生代 谢产物用的混合营养料。（参见P91）
碳源、氮源、无机盐、能源、生长因子、水
任何培养基都应具备微生物所需要的六大营养要素，
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；
根据不同的工作目的，微生物不同的营养需 要，运用自己丰富的生物化学和微生物学知识来 配制最佳的培养基。
2.营养协调
微生物细胞组成元素的调查或分析，是设计 培养基时的重要参考依据。
微生物细胞内各种成分间有一较稳定的比例。
在大多数化能异养菌的培养基中，各营养要素间 在量上的比例大体符合以下十倍序列的递减规律：
要素： H2O ＞ C源+能源 ＞ N源 ＞ P、S＞ K、Mg＞ 生长因子 含量：(～10-1) (～10-2) (～10-3 ) (～10-4 )(～10-5 ) (～10-6 )
3.理化适宜
指培养基的pH值、渗透压、水活度和氧化还原 电势等物理化学条件较为适宜。
pH 渗透压和水活度 氧化还原电位
（1） pH
各大类微生物都有其生长适宜的pH范围，培养 基的pH必须控制在一定的范围内，以满足不同
类型微生物的生长繁殖或产生代谢产物。
通常培养条件：
细菌： pH 7.0~8.0 放线菌：pH 7.5~8.5 酵母菌： pH 3.8~6.0 霉菌：pH 4.0~5.8 藻类： pH 6.0~7.0 原生动物： pH 6.0~8.0
二、培养基的种类
培养基——微生物的菜谱 名目繁多、种类各异
（一）按对培养基成分的了解作分类
天然培养基 组合培养基 半组合培养基
（二）按培养基外观的物理状态作分类
液体培养基 固体培养基 半固体培养基 脱水培养基
（三）按培养基对微生物的功能作分类
基础培养基 加富培养基 增殖培养基 选择性培养基 鉴别性培养基
1.生态模拟
直接取用这类天然基质（经过灭菌）或模拟这类 自然条件，就可获得一个“初级的”天然培养基来培 养相应的微生物。
例如，用肉汤、鱼汁来培养细菌； 用果汁来培养酵母菌； 用润湿的麸皮、米糠培养霉菌； 用米饭或面包来培养根霉； 用肥土来培养放线菌； 用玉米芯来培养脉孢菌（Neurosporaspp.）等。
？ 其间的比例是合适的
绝大多数微生物都可在人工培养基上生长，只有 少数难养菌（fastidious microorganisms）至今无法 在人工培养基上生长。 link1
一、选用和设计培养基的原则和方法 （一）配制培养基的4个原则
1.目的明确
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；
真菌需C／N比较高的培养基；（素食） 细菌（动物病原菌）需C／N比较低的培养基；（荤食）
NH3 ＞ CO(NH2)2 ＞ NH4NO3 ＞ (NH4)2CO3 ＞ (NH4)2SO4 含氮量（82％） （46％） （35％） （29.2％） （21％）
在同样重量时，在以上各氮源中含氮量以氨为最高， 尿素次之，硝酸铵和碳酸铵更次之，而硫酸铵则最低。
（1）选择适宜的营养物质
实验室的常用培养基： 细菌： 牛肉膏蛋白胨培养基（或简称普通肉汤培养基）； 放线菌：高氏1号合成培养基培养； 酵母菌：麦芽汁培养基； 霉菌： 查氏合成培养基；
实验室一般培养：普通常用培养基； 遗传研究：成分清楚的合成培养基； 生理、代谢研究：选用相应的培养基配方；
（2）营养物质浓度及配比合适
以国产原料代替进口原料，尽量减少工业成本。国 将石油产品转化成一些产值更高的高级醇、脂肪酸、 内青霉素发酵工业的迅速发展，依赖于找到了富有中国 环烷酸等化工产品和若干合成物； 特色的培养基配方，即用廉价的棉子饼（或花生饼）和 对石油产品的品质进行改良，如脱硫、脱蜡等。 白玉米粉代替玉米浆和乳糖。
（二）4种方法
水活度的定量涵义
（3）氧化还原电势（redox potential）
又称氧化还原电位，是度量某氧化还原系统中还原
剂释放电子或氧化剂接受电子趋势的一种指标。 一般以Eh表示，它是指以氢电极为标准时某氧化还原
系统的电极电位值，单位是V（伏）或mV（毫伏）。
不同类型微生物生长对氧化还原电位的要求不同
好氧性微生物：+0.1伏以上时可正常生长， 以+0.3～+0.4伏为宜；
复习思考题
1. 设计一张表格，比较一下微生物6类营养要素。 2. 设计表格，比较微生物的4大营养类型。 3. 设计表格，比较四种营养物质进入细胞的方式。 4. 对培养基的种类列表表示。
下节课再见了……
难养菌（fastidious microorganisms）
是指寄生或共生的微生物， Eg.类支原体（MLO）、类立克次氏体（RLO） 和少数寄生真菌等。
（4）以简代繁
（5）某以制氮药代厂朊改进链霉素发酵液中的原有配方，设法 减去30-50%的黄豆饼粉、25%的葡萄糖和20%硫酸铵， 结（6果）以反以大而纤气提代氮高糖、了铵产盐量、。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培养基的原料，让微生物转 化（成7）菌开以体发烃蛋利代白用粮质纤或维含素氮这的种发世酵界产上物含供量人最们丰利富用的。可再生资 源酵（以生。原8石产）将料油石以大、或油“量燃天蛋土的料然白”纤及代气 ；维人“副素类洋产农的”品副食代产品替品及糖转饮质变料原为。料优来质培饲养料微、生工物业。发
厌氧性微生物：低于+0.1伏条件下生长； 兼性厌氧微生物：+0.1伏以上时进行好氧呼吸，
+0.1伏以下时进行发酵。
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Eh值； 在培养基中加入巯基乙醇、抗坏血酸（Vc，0.1%）、硫 化氢(0.025%)、半胱氨酸（<0.05%）、谷胱甘肽、铁 屑、二硫苏糖醇、庖肉（瘦牛肉粒）等还原性物质可降 低Eh值。
原料。 配例制如培，养糖基蜜时(应制尽糖量工利业用中廉含价有且蔗易糖于的获废得液的)原、料作为培养基成份,
乳清特(别乳是制在品发工酵业工中业含中有,乳以糖降的低废生液产)成、本。
豆制品工业废液、 （1黑）废以液粗(代造精纸工业中含有戊糖和己糖的亚硫酸纸浆)等。
工业上对的微甲生烷物发来酵说主，要各利种用粗废原水料、营废养渣更作加原完料全,，在效我果国 （2）以“野”代“家” 农村，更已好推。广而利且用在粪经便济及上禾也草节为约原。料大发量酵的生农产副甲产烷品作或为制燃品料，。 （如3麸）皮以以、野废米生代糠植好、物玉原米料浆代、替酵栽母培浸植膏物、原酒料糟，、如豆木饼薯、、花 生橡饼子、、蛋薯白芋胨等等 都都是是富常含用淀的粉发质酵的工野业生原 植料物，可以部 分取代粮食用于工业发酵的碳源。