培养基思考题答案

§6 培养基

1.培养基概念？常用培养的基本要求是什么？

答：概念：是供微生物、植物和动物组织生长和维持用的人工配制的养料，一般都含有碳水化合物、含氮物质、无机盐（包括微量元素）以及维生素和水等。有的培养基还含有抗菌素和色素，用于单种微生物培养和鉴定。

基本要求：必须含有供细胞生长繁殖和合成细胞成分的原料；满足产物生成的需要；能够维持一定的pH条件；来源丰富、价格低廉、质量稳定等。

2、培养基是由哪些成分组成？这些成分的来源是什么（尤其是碳源和氮源）？各成分的作用是什么？在应用天然碳源和氮源时应注意什么问题？

答：培养基各成分的来源及作用如下

在应用天然碳源和氮源时应注意的问题：

①不同菌种能够利用的碳源/氮源往往不同，同一个菌种对不同碳源/氮源的利用速度也

是不同的，一般单糖的利用速度要比双糖和多糖快，所以应根据菌种的种类和生长特性选择不同的碳源/氮源。

②碳、氮源直接的利用速度具有密切关系，各种糖的代谢速度不同，氨及铵盐的利用速

度也随之改变，所以应根据两者间的代谢速度关系投放的量。

③碳源和氮源之间的比例能够直接影响微生物的生长和发酵产物的积累，在生产不同阶

段应根据菌体的不同代谢阶段通过控制碳氮源的比例来满足菌体的大量繁殖同时又能大量形成产物。

④天然碳源/氮源的质量要求保证全营养成分的均衡，不能因地域性而导致天然碳源/氮

源中某些营养成分（蛋白质、多肽、氨基酸、维生素、微量元素等物质）的先天缺失或不足，进而影响微生物的发酵产率。

3. 天然、合成和半合成培养基各有哪些应用？举例。

答：（1）天然培养基，所用原料是一些天然动植物产物，其化学成分不清楚或化学成份不恒定，如牛肉膏蛋白胨培养基A(广泛用于细菌培养)、麦芽汁培养基B(啤酒发酵)，其特点是营养丰富，价格低廉，适合于生产。

（2）合成培养基，由化学成分已知的试剂配制的，各成分的量都确切知道的培养基，如培养放线菌的高氏一号培养基、培养真菌的察氏培养基，这种培养基成分明确、实验的重复性好，但配置较繁琐、培养的微生物生长较慢、价格较高，适用于实验室进行微生物营养、代谢、生理生化、遗传育种、菌种鉴定和生物测定等定量要求较高的研究工作，不适于大规模的工业生产。

（3）半合成培养基，由部分天然的有机物作碳源、氮源和生长因子，然后加入适量的化学药品配制而成的半合成培养基，这种培养基在生产和实验中使用较多。如培养真菌用的马铃薯蔗糖培养基

，和LB培养基(一般用于基因克隆中的大肠杆菌培养)。这种培养基配置方便、微生物生长良好，实验室和发酵生产用的大多数培养基属于半合成培养基。

4. 简述培养基的类型和作用、孢子培养基、种子培养基和发酵培养基区别。说明理由。答：培养基的种类很多，可以根据组成、状态和用途等进行分类。

（1）按培养基的组成成分，有合成培养基和天然培养基。合成培养基多用于研究和育种；天然培养基多用于大规模的工业生产。

（2）按培养基的状态可以分为固体、半固体和液体培养基。固体培养基主要用于菌种的培养和保存，也广泛用于产生子实体真菌的产生；半固体培养基主要用于菌种鉴定、细菌运动性观察和噬菌体效价滴定等；液体培养基在实验室中主要用于各种生理、代谢研究和获得大量菌体，在生产上绝大多数发酵培养基都采用液体培养基。

（3）按用途可以分为孢子培养基、种子培养基和发酵培养基。孢子培养基是供菌种繁殖孢子的；种子培养基是供孢子发芽、生长和菌体繁殖的；发酵培养基是供菌种生长繁殖和防止菌种过早衰老的。

孢子培养基、种子培养基和发酵培养基的区别：

5.为什么要在发酵培养基中加入代谢调节剂？举例。

答：发酵培养基是供菌种生长、繁殖和合成产物之用。它既要使种子接种后能迅速生长，达到一定的菌丝浓度，又要使长好的菌体能迅速合成需产物。因此，发酵培养基的组成除有菌体生长所必需的元素和化合物外，还要有产物所需代谢调节剂等。代谢调节剂中包括抑制剂、促进剂和前体。

前体是指某些化合物加入到发酵培养基中，能直接被微生物在生物合成中结合到产物分子中去，而其自身的结构并没有多大变化，但是产物的产量却因加入前体而有较大的提高，如加苯乙酸可使苄青霉素产量增加；

抑制剂加入到发酵过程中时能抑制不需要的产物，而大量产生所需的特定产物（或中间体）。如在四环素发酵中，加入溴化物能抑制金霉素(即氯四环素)的形成，从而增加四环素的产量。

促进剂多为一些酶的诱导剂，如酶所需的基质或基质的类似物，β-半乳糖苷酶的诱导剂类似物异丙基-β-D-半乳糖苷。曲霉产生－淀粉酶时需要淀粉作诱导剂。

6. 如何根据微生物的代谢要求选择发酵培养基。

答：(1)一般的发酵产物以碳源为主要元素，发酵培养基中的碳源含量往往高于种子培养基；如果产物的含氮量高，应增加氮源。

(2)根据代谢产物加入适量的代谢调节剂和微量元素

(3)根据微生物的代谢特征，调整适当的碳氮比，调节最佳pH

(4)大规模生产时，原料应该价廉易得，还应有利于下游产物的分离提取工作

7. 培养基的设计原则和设计思路是什么。

答：（1）设计原则：

①培养基的成分直接影响培养目标。在设计培养基时，必须考虑是要培养菌体，还是要

积累菌体代谢产物；是实验室培养，还是大规模发酵等问题

②为微生物提供所必须的营养（能源物质、碳源、氮源、无机盐和微量元素、前体、促

进剂和抑制剂等）。

③为微生物的生长提供必要的生长环境条件。

④培养基的组成和配比合适（对微生物的生长发育、产品的产量、提炼工艺的选择和成

品的质量都会产生相当大的影响）。

⑤满足生产的一些基本需要，如必须含有供细胞生长繁殖和合成细胞成分的原料；满足

生产物的需要；能维持一定的pH条件；来源丰富、价格低廉、质量稳定，产物的分离提取等。

⑥避免培养基中各成分之间的相互作用，如蛋白胨、酵母膏中含有磷酸盐时，会与培养

基中钙或镁离子在加热时发生沉淀作用；在高温下，还原糖也会与蛋白质或氨基酸相互作用而产生褐色物质。

（2）设计思路：

①首先根据前人的经验和和和必须考虑的因素来确定可能的培养基成分

②结合所用菌种和产品的特性，采用摇瓶、玻璃罐等小型发酵设备，对碳源、氮源、无机盐和前体等进行逐个单因子试验。