第5章 微生物的营养与生长
第五章微生物的营养与培养基介绍
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 生物维持和延续其生命形式的一种生理过程。
营养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
α w=Pw/Pow 式中Pw代表溶液蒸汽压力, POw代表纯水蒸汽压力。
纯水α w为1.00,溶液中溶质越多, α w越小。
微生物一般在α w为0.60~0.99的条件下生长, α w过低时, 微生物生长的迟缓期延长,比生长速率和总生长量减少。 微生物不同,其生长的最适α w不同。
c. 氧化还原电位
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
2.营养协调
培养基中营养物质浓度合适时微生物才能生长良好,营养物 质浓度过低时不能满足微生物正常生长所需,浓度过高时则可能 对微生物生长起抑制作用。 培养基中各营养物质之间的浓度配比也直接影响微生物 的生长繁殖和代谢产物的形成和积累,其中碳氮比(C/N)的 影响较大。 碳氮比指培养基中碳元素与氮元素的物质的量比值,有时也 指培养基中还原糖与粗蛋白之比。
明 胶
作氮源 极易 约25℃ 约20℃ 5%~12%
3.能源 能源:能为微生物的生命活动提供最初能量来源营养 物或辐射能
化学物质 能源谱
{
微生物学-第五章第六章
4 2
3
4
2
4. 无机盐
在机体中的生理功能主要是: 构成细胞组分(大量元素和微量元素);
是微生物生长必不可少的一类营养物质,是构成酶活
性中心的组成部分、维持酶的活性; 调节并维持细胞的渗透压平衡、控制细胞的氧化还原 电位; 供给自养微生物生长的能源物质。
微量元素 微量元素是指那些在微生物生长过程中起重要作用, 而机体对这些元素的需要量极其微小的元素,通常
脂肪、磷脂 天然气、石油、石油馏分、石蜡油等
NaHCO3、CaCO3、白垩等 芳香族化合物、氰化物 蛋白质、肋、核酸等
3. 氮源 氮源物质常被微生物用来合成细胞中含氮物质,少数情况
下可作能源物质,如某些厌氧微生物在厌氧条件下可利用
某些氨基酸作为能源。 能被微生物所利用的氮源物质有蛋白质及其各类降解产物、 铵盐、硝酸盐、亚硝酸盐、分子态氮、嘌呤、嘧啶、脲、 酰胺、氰化物。
需要量在10-6-10-8mol/L (培养基中含量)。微量元素
一般参与酶的组成或使酶活化。
无机盐及其生理功能
元素 化合物形式(常用) 生理功能
磷
硫 镁
KH2PO4,K2HPO4
(NH4)2SO4, MgSO4 MgSO4
核酸、核蛋白、磷脂、辅酶及ATP等高能分子的成 分,作为缓冲系统调节培养基pH
藻类 C5H8NO2
原生动物 C7H14NO3பைடு நூலகம்
第二节 微生物的营养物(P60)
微生物的营养物:凡能满足机体生长、繁殖和完成各种生理活 动所需的物质。 微生物获得与利用营养物质的过程称为营养。 1. 水
2. 碳素营养源:能供给微生物碳素营养的物质, 包括无机含碳化合物和有机含碳化合物。 3. 氮素营养源:能供给微生物氮素营养的物质; 无机氮源 有机氮源 4. 无机盐:磷酸盐、硫酸盐、氯化物、碳酸盐等; 5. 生长因子:VB族、VC、氨基酸、嘌呤、嘧啶、生物素、 烟碱等。
第五章 微生物营养与培养基习题及答案
第五章微生物营养习题及参考答案一、名词解释1.生长因子:2.选择培养基(seclected media):3.基础培养基4.合成培养基5.化能异养微生物6.化能自养微生物7.光能自养微生物8.光能异养微生物9.单纯扩散10.促进扩散11.主动运输12.基团移位13.pH的内源调节14.渗透压15.水活度二、填空题1.微生物生长繁殖所需六大营养要素是、、、、和等。
2.碳源物质为微生物提供和,碳源物质主要有、、、、等。
3.生长因子主要包括、和,其主要作用是、。
4.根据,微生物可分为自养型和异养型。
5.根据,微生物可分为光能营养型和化能营养型。
6.根据,微生物可分为无机营养型和有机营养型。
7.根据碳源、能源和电子供体性质的不同,微生物的营养类型可分为、、和。
8.按用途划分,培养基可分为、、和等4种类型。
9.常用的培养基凝固剂有、和。
10.营养物质进入细胞的方式有、、和。
三、选择题(4个答案选1)1.下列物质可用作生长因子的是()。
A.葡萄糖B.纤维素C.NaGlD.叶酸2.大肠杆菌属于()型的微生物。
A.光能无机自养B.光能有机异养C.化能无机自养D.化能有机异养3.硝化细菌属于()型的微生物。
A.光能无机自养B.光能有机异养C.化能无机自养D.化能有机异养4.某种细菌可利用无机物为电子供体而有贾稀为碳源,属于()型的微生物。
A.兼养型B.异养型C.自养型D.原养型5、化能无机自养微生物可利用()为电子供体。
A.CO2B.H2C.O2D.H2O6.用来分离产胞外蛋白酶菌株的酪素培养基是一种()。
A.基础培养基B.加富培养基C.选择培养基D.鉴别培养基7、固体培养基中琼脂含量一般为()。
A.0.5%B.1.5%C.2.5%D.5%8.用来分离固氮菌的培养基中缺乏氮源,这种培养基是一种()。
A.基础培养基B.加富培养基C.选择培养基D.鉴别培养基9.水分子可通过()进入细胞。
A.主动运输B.扩散C.促进扩散D.基团转位10.被运输物质进入细胞前后物质结构发生变化的是()。
食品微生物第五章微生物的生长与控制
生长曲线以少量纯培养细菌接种有限的液体培养基,并在培养过程中定时取样测数,可以发现细菌的生长有一定的规律,若以时间为横坐标,菌数的对数为纵坐标,可以绘出一条类似于S形的曲线,这就是细菌的生长曲线。
由生长曲线可将细菌的群体生长划分为4个时期:延迟期、对数期、稳定期、衰亡期。
延迟期这个时期内的细菌细胞通常表现为个体变长,体积增大和代谢活跃,细胞内的RNA含量增加使细胞质的嗜碱性增强,并由于代谢活性的提高而使贮藏物消失;细胞对外界理化因子(如NaCl、热、紫外线、x—射线等)的抵抗能力减弱。
细菌延滞期的长短取决于菌种的遗传特性、菌龄及接种前后培养条件的差异等。
将处于对数期的培养物接种到相同的培养环境中可以缩短乃至消除延滞期。
对数期生长旺盛,代谢活力增强,分裂速度加快,菌数以几何级数增加,代时稳定,其生长曲线表现为一条上升的直线。
稳定期在对数末期,由于营养物质(包括限制性营养物质)的逐渐消耗,有生理毒性的代谢产物在培养基中的积累及培养环境条件中pH和氧化还原电位Eh等对细菌生长不利的变化,使细菌的生长速度降低,增殖率下降而死亡率上升,当两者趋于平衡时,就转入稳定期。
可以通过补料,调节pH、温度或通气量等措施来延长稳定期衰亡期细菌在经过稳定期后,由于营养和环境条件进一步恶化,死亡率迅速增加,以致明显超过增殖率,这时尽管群体的总菌数仍然较高,但活菌数急剧下降,其对数与时间呈反比,表现为按几何级数下降,生长曲线直线下垂,有人又称其为对数死亡期。
这个时期的细胞常表现为多形态,产生许多大小或形态上变异的畸形或退化型,其革兰氏染色亦不稳定,许多G+细菌的衰老细胞可能表现为G-。
恒浊法和恒化法培养核心内容是什么?大概过程是指什么?1.恒浊连续培养不断调节流速而使细菌培养液浊度保持恒定的连续培养方法叫恒浊连续培养。
在恒浊连续培养中装有浊度计,借光电池检测培养室中的浊度(即菌液浓度),并根据光电效应产生的电信号的强弱变化,自动调节新鲜培养基流入和培养物流出培养室的流速。
第五章 微生物的生长及其影响因素
)、适应期的特点 (一)、适应期的特点: 生长繁殖的速度几乎等于零 细胞形态增大,杆菌的长度增加。 细胞形态增大,杆菌的长度增加。 细胞内的RNA尤其是 尤其是rRNA含量增高,原生质 含量增高, 细胞内的 尤其是 含量增高 呈嗜碱性。 呈嗜碱性。 合成代谢活跃,核糖体、酶类和 合成代谢活跃,核糖体、酶类和ATP的合成加 的合成加 快,易产生诱导酶 对外界不良环境条件例如NaCl溶液浓度、温 对外界不良环境条件例如 溶液浓度、 溶液浓度 度和抗生素等化学药物敏感。 度和抗生素等化学药物敏感。 原因:适应新的环境条件,合成新的酶, 原因:适应新的环境条件,合成新的酶,积累 必要的中间产物。 必要的中间产物。
食品微生物
பைடு நூலகம்
)、稳定期的特点 (三)、稳定期的特点
生长速率常数R等于0 生长速率常数R等于0。 菌体产量达到了最高值。 菌体产量达到了最高值。 合成次生代谢产物。 合成次生代谢产物。 细胞内出现储藏物质, 细胞内出现储藏物质,芽孢杆菌内开始 产生芽 孢。
食品微生物
产生原因: 产生原因: 营养物尤其是生长限制因子的耗尽。 1. 营养物尤其是生长限制因子的耗尽。 营养物的比例失调,如碳氮比不合适。 2. 营养物的比例失调,如碳氮比不合适。 有害代谢废物的积累( 3. 有害代谢废物的积累(酸、醇、毒素 等)。 物化条件(pH、氧化还原势等) 4. 物化条件(pH、氧化还原势等)不合 适。
第五章 微生物的生产及其影响因素
第一节 微生物生长 第二节 微生物的生长规律 第三节 环境对微生物生长的影响
食品微生物
第一节 微生物生长 微生物生长的概念 微生物生长量的测定
食品微生物
一、微生物生长的概念
生长是指微生物细胞吸收营养物质,进行新陈代谢, 生长是指微生物细胞吸收营养物质,进行新陈代谢,当 是指微生物细胞吸收营养物质 同化作用大于异化作用时, 同化作用大于异化作用时,生命个体的重量和体积不断 增大的过程。 增大的过程。 繁殖是指生命个体生长到一定阶段, 繁殖是指生命个体生长到一定阶段,通过特定方式产生 是指生命个体生长到一定阶段 新的生命个体,即引起生命个体数量增加的生物学过程。 新的生命个体,即引起生命个体数量增加的生物学过程。 个体生长是指微生物细胞个体吸收营养物质, 个体生长是指微生物细胞个体吸收营养物质,进行新陈 是指微生物细胞个体吸收营养物质 代谢,原生质与细胞组分的增加为个体生长。 代谢,原生质与细胞组分的增加为个体生长。 群体生长是指群体中个体数目的增加。可以用重量、 群体生长是指群体中个体数目的增加。可以用重量、体 是指群体中个体数目的增加 密度或浓度来衡量。 积、密度或浓度来衡量。 生长→ 繁殖→ 个体 生长→个体 繁殖→ 群体 生长 群体 生长 = 个体 生长 + 个体 繁殖 食品微生物
微生物的营养和培养基习题整理
第五章微生物的营养和培养基一、选择题1. 大多数微生物的营养类型属于:()A. 光能自养B. 光能异养C. 化能自养D. 化能异养2. 蓝细菌的营养类型属于:()A.光能自养 B. 光能异养C.化能自养 D. 化能异养3. 碳素营养物质的主要功能是:()A. 构成细胞物质B. 提供能量C. A,B 两者4. 占微生物细胞总重量70%-90% 以上的细胞组分是:()A. 碳素物质B. 氮素物质C. 水5. 能用分子氮作氮源的微生物有:()A. 酵母菌B. 蓝细菌C. 苏云金杆菌6. 大肠杆菌属于()型的微生物。
A. 光能无机自养B. 光能有机异养C. 化能无机自养D. 化能有机异养7. 自养型微生物和异养型微生物的主要差别是:()A. 所需能源物质不同B. 所需碳源不同C. 所需氮源不同8. 基团转位和主动运输的主要差别是:()A. 运输中需要各种载体参与B. 需要消耗能量C. 改变了被运输物质的化学结构9. 单纯扩散和促进扩散的主要区别是:()A. 物质运输的浓度梯度不同B. 前者不需能量,后者需要能量C. 前者不需要载体,后者需要载体10. 微生物生长所需要的生长因子(生长因素)是:()A. 微量元素B. 氨基酸和碱基C. 维生素D. B,C二者11. 培养基中使用酵母膏主要为微生物提供:()A. 生长因素B. C 源C. N 源12. 细菌中存在的一种主要运输方式为:()A. 单纯扩散B. 促进扩散C. 主动运输D. 基团转位13. 微生物细胞中的C素含量大约占细胞干重的:()A. 10%B. 30%C. 50% %14. 用牛肉膏作培养基能为微生物提供:()A. C 源B. N 源C. 生长因素D. A,B,C 都提供15. 下列物质可用作生长因子的是()。
A. 葡萄糖B. 纤维素C. NaClD. 叶酸16. 蓝细菌和藻类属于()型的微生物。
A. 光能无机自养B. 光能有机异养C. 化能无机自养D. 化能有机异养17. 某种细菌可利用无机物为电子供体而以有机物为碳源属于()型的微生物。
周群英《环境工程微生物学》(第3版)章节题库(第五章 微生物的生长繁殖与生存因子)【圣才出品】
第五章微生物的生长繁殖与生存因子一、选择题1.生长速率常数最大的时期是()。
A.停滞期B.对数期C.静止期D.衰亡期【答案】B【解析】B项,对数期的细菌得到丰富的营养,细胞代谢活力最强,合成新细胞物质的速率最快,细菌生长旺盛。
这时的细菌数不但以几何级数增加,而且每分裂一次的时间间隔最短,生长速率常数最大。
2.下列关于恒浊连续培养的描述正确的是()。
A.是使培养液中细菌的浓度恒定的培养方式B.在恒浊器中微生物始终以最高生长速率进行生长C.是一种设法使培养液的流速保持不变的培养方式D.微生物始终在低于其最高生长速率的条件下进行生长繁殖的方式【答案】A【解析】恒浊连续培养是使细菌培养液的浓度恒定,以浊度为控制指标的培养方式。
按实验目的,首先确定细菌的浊度保持在某一恒定值上。
调节进水(含一定浓度的培养基)流速,使浊度达到恒定(用自动控制的浊度计测定)。
3.固氮菌和纤维素分解菌生活在一起时的关系是()A.拮抗B.共生C.寄生D.互生【答案】D【解析】D项,固氮菌固定的氮为纤维素分解菌提供氮源,纤维素分解菌分解纤维素的产物有机酸被固氮菌用作碳源和能源,也为纤维素分解菌解毒。
两者可以单独生活,共存于同一环境中,相互提供营养及其他生活条件,双方互为有利,相互受益,属于互生关系。
4.细菌的生长曲线中,总菌数和活菌数几乎相等的是()。
A.适应期B.对数期C.稳定期D.衰亡期【答案】B【解析】B项,对数期由于营养物质足以供给合成细胞物质使用,因此细菌细胞质的合成速率与活菌数的增加速率一致,细菌总数的增加率和活菌数的增加率一致,总菌数和活菌数几乎相等。
5.常用的消毒酒精的浓度为()。
A.30%B.70%C.95%D.100%【答案】B【解析】B项,醇是脱水剂和脂溶剂,可使蛋白质脱水、变性,溶解细胞质膜的脂质,进而杀死微生物机体。
体积分数为70%的乙醇杀菌力最强。
乙醇浓度过低无杀菌力,纯乙醇因不含水很难渗入细胞,又因它可使细胞表面迅速失水,表面蛋白质沉淀变性形成一层薄膜,阻止乙醇分子进入菌体内,故不起杀菌作用。
第五章 微生物生长与培养
1.选择和配制培养基的原则和方法
(1)营养物质组成合理,浓度适当,满足菌体 生长需要; (2)在一定条件下,各原料之间不发生化学反 应,理化性质相对稳定; (3)粘度适中,具有适当渗透压; (4)生产中选用的原材料尽量因地制宜,以降 低成本; (5)理化性质适宜,pH、氧化还原电动势也要 满足一定的要求。
样。
在微生物培养和发酵研究中,也需要研究微生物
培养的最佳氮源
生理酸性盐:
微生物代谢后形成酸性物质的某些无
机氮源 如(NH4)2SO4
生理碱性盐: 微生物代谢后产生碱性物质的某些无 机氮源 如 KNO3 生理酸性盐和生理碱性盐具有稳定调节发酵过程中 PH的积极作用。
表 氮源对恶臭假单胞菌 NA-1 菌株生长和酶形成的影响 氮源 硫酸铵 氯化铵 蛋白胨 酵母粉 尿素 谷氨酸 肉汁 硝酸钠 生物量(mg/mL) 1.45 1.33 3.88 4.07 2.53 5.07 3.74 2.62 烟酸羟基化酶活性(unit/mL) 0.002 0.000 0.301 0.288 0.111 0.045 0.371 0.114
②液体好氧培养方法
a. 摇瓶震荡培养箱
b. 台式磁力搅拌不锈钢发酵罐
c. 工业通用型搅拌发酵罐
2.厌氧培养方法
微生物厌氧培养箱
(二)微生物纯培养与混合培养
含有一种以上微生物的培养称作混合培养。自 然环境如土壤和水中,通常栖息着的是许多不同微 生物混杂在一起的群体。 微生物学中将在实验条件下从一个单细胞繁殖得 到的后代称为纯培养。 研究微生物生长通常采用微生物纯培养。
成分中,可以满足微生物生长的需要,一般不需要 额外添加。
第五章微生物的营养与代谢介绍
由光照引起的电子传递作用与磷酸化作用相偶联而生成ATP 的过程,即将光能转化为化学能的过程。
非环式光 合磷酸化
真核生物:藻类及绿色植物 原核生物:蓝细菌
光能营养 微生物
环式光合 磷酸化
真细菌:光合细菌
紫膜光合磷酸化:嗜盐菌
1、非环式光合磷酸化
特点: ①有氧条件下进行 ②有PSⅠ和PS Ⅱ2个光合系统 ③同时产生还原力、ATP和O2 ④还原力来自H2O的光解
控制在适宜的范围之内; ➢ 灭菌处理:培养基应无菌。 ➢ 经济节约:所用原料应遵循经济节约、来源广泛的原则。
复合培养基
含有化学成分还不清楚或化学成 分不恒定的天然有机物
细菌(牛肉膏蛋白胨培养基):
牛肉膏 3g 蛋白胨 10g NaCl 5g H2O 1000ml
按
成
分
化学成分不详和化学成分已知
不
半合成培养基 的化合物配成的培养基。
✓ Respiration chain 呼吸链:指从葡萄糖或其他氧化型化合 物上脱下的氢(电子)经过一系列按照氧化还原势由低到高
顺序排列的氢(电子)传递体,定向有序的传递系统。
特点:物质氧化产生的质子和电子,通过一系列电子传递体,传给末
端电子受体,并在此过程中生成ATP,即电子传递与磷酸化相偶联
光合磷酸化
2、抑制性选择培养基
培养基中加入某种化学物质,这种化学物质没有营养作用, 对所需分离的微生物无害,但可以抑制或杀死其他微生物。 如结晶紫、抗生素等。
鉴别培养基
在成分中加有能与目的菌的无色代谢产物发生明 显显色反应的指示剂,从而达到只需肉眼就能方 便地从近似菌落中找出目的菌落的培养基。
伊红美蓝乳糖培养基(EMB培养基)
磷酸烯醇 式丙酮酸
第5章-微生物的营养-PPT课件
第五节 培 养 基
培养基(medium) :由人工配制的,供给微生物生 长繁殖或积累代谢产物所用的营养基质 。 配制培养基的基本原则
适合微生物的营养特点 调配好培养基中各种营养成分比例
第五节 培 养 基
培养基的类型
细菌培养基:营养肉汤(nutrient broth) 放线菌培养基:高氏一号培养基 霉菌培养基:察氏(Czapek)培养基
营养缺陷型(auxotroph):丧失合成一种或多种生 长因子能力的微生物。
第二节 微生物细胞的化学组成
细胞中主要组成元素:碳、氢、氧、氮、磷、硫(占细胞 干重的97%)。
第三节 物质的运输
微生物吸收营养物质,排泄代谢产物,依靠细胞膜完成
对营养物质的要求:分子大小能通过细胞膜
物质运输方式
单纯扩散 促进扩散 主动运输 基团转位
大量元素:硫、磷、钾、钠、钙、镁等 微量元素:铜、锌、锰、钴、钼等
第一节 微生物的营养物质
主要矿质元素的生理功能
P68 表5-1
第一节 微生物的营养物质
生长因子
生长因子(growth factor) :某些微生物不能从普 通的碳源、氮源物质合成,而只有通过外源供给才 能满足机体生长需要的有机物质。 微生物所需的生长因子:维生素、氨基酸和碱基
3.鉴别培养基(differential medium)
4.加富培养基(enrichment medium)
第五节 培 养 基
培养基的类型
1.固体培养基(solid medium)
2.液体培养基(liquid medium)
3.半固体培养基(semisolid medium)
思考题
1.微生物需要哪些营养物质?这些类营养物质 在微生物细胞内的作用是什么? 2.微生物运输营养物质的方式有哪几种? 3.微生物有哪几种营养类型,它们的划分依据 是什么? 4.什么是培养基?配制培养基应遵循哪些原则? 5.按照培养基的用途可分为哪几种培养基?
第五章微生物营养与培养基答案
一.填空1.培养基应具备微生物生长所需要的六大营养要素是_碳源___、__氮源__、__能源__、___无机盐___、__生长因子__和¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬____水___。
2.碳源物对微生物的功能是__提供碳素来源__和__能量来源__,微生物可用的碳源物质主要有___糖类_、___有机酸_、__脂类_、__烃__、__ CO2及碳酸盐__等。
3.微生物利用的氮源物质主要有_蛋白质_、_铵盐_、_硝酸盐__、_分子氮__、__酰胺_等,而常用的速效N源如__玉米粉__,它有利于___菌体生长___;迟效N源如__黄豆饼粉__、__花生饼粉_,它有利于___代谢产物的形成______。
4.无机盐对微生物的生理功能是__作为酶活性中心的组成部分_、__维持生物大分子和细胞结构的稳定性_____ 、_调节并维持细胞的渗透压平衡__ 和_控制细胞的氧化还原电位和作为某些微生物生长的能源物质等_。
5.微生物的营养类型可分为__光能无机自养型__、__光能有机异养型__、_化能无机自养型和_化能有机异养型_。
微生物类型的可变性有利于_提高微生物对环境条件变化的适应能力_。
6.生长因子主要包括_维生素_、__氨基酸_和__嘌呤及嘧啶_,它们对微生物所起的作用是__作为酶的辅基或辅酶参与新陈代谢_、_维持微生物正常生长_、_为合成核柑、核苷酸和核酸提供原料__。
7.在微生物研究和生长实践中,选用和设计培养基的最基本要求是__选择适宜的营养物质_、_营养物的浓度及配比合适_、_物理、化学条件适宜_、_经济节约_和__精心设计、试验比较_。
8.液体培养基中加入CaCO3的目的通常是为了__调节培养基的pH值___。
9.营养物质进入细胞的方式有__单纯扩散__、__促进扩散__、_主动运输__和___基团移位_,而金黄色葡萄球菌是通过___主动运输__方式运输乳糖,大肠杆菌又是通过_基团移位__方式运输嘌呤和嘧啶的。
第五章微生物的营养
有机氮
氮源
无机氮
作用:合成细胞中的含氮物质;提供生理活动所需的能量。
在缺糖条件下,某些厌氧细菌能以氨基酸为能源物质:三功能营 养物 = 氮源 + 碳源 + 能源
按对氮源的要求不同,微生物可分为:
固氮微生物
利用空气中的N2合成自身所需的氨基酸及蛋白质 代表:根瘤菌、固氮蓝菌、固氮菌
渗透压与等渗培养液
渗透压:恰好能阻止渗透发生的施加于溶液液面上方的额外 压强称为渗透压。与溶液中不能通过半透膜的微粒数目和 温度有关。 指溶液中溶质 微粒对水的吸 引力
半透膜只允许 溶剂通过而不 允许溶质通过。 细胞膜
渗透压与等渗培养液
等渗:胞内外溶质的渗透压相近。 高渗:胞外溶质的渗透压 >胞内。 低渗:胞外溶质的渗透压<胞内。
(2)根据物理状态分类 1)液体培养基 定义:不加凝固剂的的液态培养基。 用途:大规模工业生产及在实验室用于不需要挑选 单克隆的大规模养菌。水处理中的废水即可以看作 液体培养基。
2)半固体培养基 定义:液体培养基中加入0.2-0.7%的凝固剂形成的 培养基。 用途:常用于观察细菌的运动、厌氧菌的分离和菌 种鉴定等。
化能自养型 无机物 (化能无机营养型)
无机物
无机碳
化能异养型 有机物 (化能有机营养型)
有机物
有机碳
绝大多数细菌和全部 真核微生物
以供氢体分:
无机营养型:以无机物为氢供体。 有机营养型:以有机物为供氢体。 以生长因子的需求分: 原养型或野生型:不需要从外界吸收任何生长因子。 营养缺陷型:需要从外界吸收一种或几种生长因子。 以取食方式分: 渗透营养型:通过细胞膜的渗透和选择吸收作用从外界吸收营 养物质。
第五章 微生物的生长繁殖与生存
指数期的重要参数
(1)繁殖代数(n) )繁殖代数( )
指数生长可以用下式表示: 指数生长可以用下式表示:
x2 = x1 × 2
n
x2
lg x2 = lg x1 + nlg 2 n = ( lg x2 - lg x1 ) / lg 2
X1:起始时细胞数目 起始时细胞数目 X2:指数生长某个时刻 指数生长某个时刻 的细胞数目。 的细胞数目。 N:世代数 世代数
停滞期 指数期 静止期 衰亡期
细菌的生长曲线( curve) 细菌的生长曲线(growth curve) 1.停滞期(Lag phase) 1.停滞期( phase) 停滞期
现象: 现象:培养体系内细胞 数目几乎保持不变。 数目几乎保持不变。 原因: 原因:细胞需要合成分 裂所需的酶、 裂所需的酶、ATP和其 和其 他成分, 他成分,为细胞分裂作 准备 。 影响因素: 影响因素: 菌种的生理活性 培养基的组分 接种量
时间
恒浊器与恒化器的比较
装置 控制对 象 培养基 培养基 流速 生长速 率 产物 应用范 围
恒浊器
菌体密 度(内 控制) 控制)
无限制 生长因 子
不恒定
恒浊器 最高速 率
恒化器
培养基 流 速 (外控 制)
有限制 生长因 子
恒定
恒化器 低于最 高速率
大量菌 体或与 菌体相 平行的 代谢产 物 不同生 长速率 的菌体
细菌出流量
限制性营养因子
概念: 概念:凡是处于较
细胞数或菌体量
低浓度范围内, 低浓度范围内,可 影响生长速率和菌 体产量的营养物就 称限制性生长因子。 称限制性生长因子。 作用方式: 作用方式:影响微 生物的生长速率和 总生长量。 总生长量。
微生物思考题答案
微生物思考题答案《食品微生物学》思考题第1章绪论1、微生物的定义?它包括哪些类群?答:微生物的定义:是指所有形体微小,具有单细胞或简单的多细胞结构,或没有细胞结构,并需借助显微镜才能观察到的一群微小低等生物的总称。
包括属于原核类的细菌、放线菌、蓝细菌、支原体、立克次氏体、衣原体;属于真菌类的真菌(酵母菌、霉菌)、原生动物和显微藻类;以及属于非细胞类的病毒和亚病毒。
2、简述微生物的特点?答:1.个体微小、分布广泛2.种类多、食谱杂3. 代谢能力强、繁殖快4.适应性强、易变异5、观察和研究手段特殊3、试根据微生物的特点,谈谈为什么说微生物既是人类的敌人,更是人类的朋友?答:①有害方面:引起疾病:如爱滋病、非典型肺炎、细菌性食物中毒、真菌毒素中毒、大肠杆菌O157H7、皮肤病等。
食品腐败、变质。
②有利方面生产食品:如酸奶、面包、酒、醋等;生产药物:如抗生素、激素、干扰素等;自然界物质循环;废水、环境治理等。
4、简述微生物发展史上主要时期的特点和代表人物?答:远古时期:在食品,农业,医学防治方面都有很好的发展。
微生物学初创期-形态阶段安东.列文虎克微生物学奠基期-生理水平罗伯特柯赫,路易斯巴菲特。
微生物学的发展期-生化水平微生物学的成熟期-分子生物学水平5、阐述列文虎克、巴期德及柯赫的主要贡献?答:列文虎克:第一个真正看见并描述微生物的人,自制放大50倍到300倍的显微镜。
巴斯德:1.证明发酵是微生物引起的2.创立巴氏消毒3.预防接种提高机体免疫功能4.彻底否定了自然发生说(鹅颈瓶实验) 柯赫:1.第一个发明了微生物的纯培养。
2.创立了某一微生物是否为相应疾病的病原基本原则-柯赫法则。
6、什么是学名、双名法、三名法?答:学名:是按国际命名法规进行命名的。
拉丁词、希腊词或拉丁化的外来词组成的双名法:属名+种名名词形容词例:大肠埃希氏菌Escherichia coli Castellani et Chalmers 1919 注:属名和种名要斜体,人名要正体三名法:微生物是亚种或变种时,学名就应按三名法拼写,即:属名+种名加词 + subsp或var + 亚种或变种的加词斜体正体斜体如:Saccharomyces cerevisiaeellipsoideus 酿酒酵母椭圆变种7、名词解释:种、亚种、群、型。
微生物的营养与生长
第二节 微生物的生长
主要内容: 微生物的个体生长 微生物群体生长 环境因素对微生物生长的影响及其原理
一、微生物生长的概念及其测定 1 、生长
单细胞生物有机体细胞组分和结构在量的方面的增加。
繁殖
单细胞生物细胞数目的增多;多细胞生物通过形成有性、无性孢子使个体数目增多.
发育
从生长到繁殖,是生物的构造和机能从简单到复杂、从量变到质变的发展过程,这一过 程称为发育。
工业应用:获取大量菌体或代谢产物。可以通过补 料或调节pH值延长此时期。
4、衰亡期(declined phase) 生长出现负增长,即新生细胞数<死亡的细胞数,
现象:形态多样,如菌体畸形等;有的微生物 出现自溶;有的微生物开始产生或放出对 人类有用的抗生素等次生代谢物。
原因:生活环境越来越不利。 研究的意义:预测达到的菌数,了解不同时期
1、延迟期(lag phase): 特点: 数目几乎不增加,或稍有减少,但细胞体积增长较快,代谢活跃,细胞内物质增加, 对外界抗性下降。 原因:调整代谢以适应新的环境条件,合成诱导酶,积累必要的中间产物等 影响延迟期长短的因素: 菌种:繁殖速度较快的菌种的延迟期一般较短; 接种物菌龄:用对数生长期的菌种接种时,其延迟期较短,甚至检查不到延迟期; 接种量:一般来说,接种量增大可缩短甚至消除延迟期 培养基成分:在营养成分丰富的天然培养基上生长的延迟期比在合成培养基上生 长时间短;接种后培养基成分有较大变化时,会使延迟期加长,所以发酵工业上尽量使 发酵培养基的成分与种子培养基接近。 缩短延迟期的措施: 增加接种量 采用最适菌龄 加入某些成分 选育繁殖快的菌种
二、微生物的生长曲线及在食品工业中应用 微生物群体生长 细菌纯培养群体生长规律
将少量单细胞纯培养接种到恒定容积的液体培养基中培养,定时取样计数,以培养时 间为横坐标,细菌数的对数为纵坐标所绘制出的曲线,叫群体生长曲线。 实际上是繁殖曲线。从群体研究上反映个体的状况。
微生物学 第五章 微生物的营养
第十一授课单元一、教学目的:此章为要求学生掌握的重点内容之一,使学生了解六大营养要素在微生物生命活动中功能和供给形式、微生物的营养类型、营养物质进入细胞的四种主要方式、选用设计培养基的原则、培养基的种类。
本教学单元的教学目的是使学生了解微生物的六类生长要素及其功能, 掌握微生物营养类型特点.通过本章节的学习,了解微生物的营养与微生物发酵工业的关系。
二、教学内容: (第五章微生物的营养第一节微生物的化学组成及营养要求第二节微生物的营养类型)1.微生物细胞的化学组成和营养要求:重点介绍碳源、氮源、能源、生长因子、无机盐和水六大营养要素在微生物生命活动中功能和供给形式。
并通过实例介绍如何根据碳源、氮源的不同筛选工业微生物菌种。
2.微生物的营养类型:介绍根据碳源和能源划分的四种营养类型,即光能自养型、光能异养型、化能自养型和化能异养型。
三、教学重点、难点及其处理重点:1. 使学生了解碳源、氮源、能源、生长因子、无机盐和水六大营养要素在微生物生命活动中功能和供给形式;主要通过平时常见的培养基为例加以说明。
2. 根据碳源、能源的不同,将微生物分为四种基本营养类型:就微生物而言, 地球上几乎没有不被微生物所利用的一种物质, 但就其一类微生物来说, 它们所需要的营养物质则是有一定范围的. 根据微生物对碳源、能源的不同, 可分为自养微生物和异养微生物两类.自养微生物靠无机营养而活, 利用二氧化碳(或碳酸盐)作为唯一或主要的碳源, 还原二氧化碳为有机物(细胞物质), 所需要的能量来自光或无机物的氧化.异养微生物不能在完全无机物的环境下生长, 主要碳源来自有机物, 但可以固定二氧化碳, 它的合成反应所需要的能量来自有机物的氧化. 例如:光能自养型:以光为能源,以CO2或碳酸盐为唯一或主要碳源光能异养型:以光为能源,但生长需要一定的有机营养物化能自养型:以无机物的氧化获得能量,以CO2或碳酸盐为唯一或主要碳源化能异养型:以有机物的氧化获得能量,生长依赖于有机营养物质难点:根据碳源、能源的不同,将微生物分为四种基本营养类型。
第五章_微生物的生长繁殖与生存因子(答案)
第五章微生物的生长繁殖与生存因子一、名词解释1、生长曲线:将一定量的单细胞的纯培养接种到一恒定容积的新鲜液体培养基中,在适宜条件下培养,微生物的数量由少变多,达到高峰后又由多变少,甚至死亡的变化规律。
每隔一定时间取样,测细胞数目,以培养时间为横坐标,以细菌增长数目的对数为纵坐标,绘制所得的曲线。
2、分批培养:将一定量的微生物接种在一个封闭的、盛有一定体积液体培养基的容器内,保持一定的稳定、pH和溶解氧量,微生物在其中生长繁殖,最后一次收获的培养方式。
3、连续培养:在微生物培养的过程中,不断地供给新鲜的营养物质,同时排除含菌体及代谢产物的发酵液,让培养的微生物长时间地处于对数生长期,以利于微生物的增殖速度和代谢活性处于某种稳定状态。
连续培养有恒浊连续培养和恒化连续培养。
4、代时:细菌两次细胞分裂之间的时间。
5、恒浊连续培养:使细菌培养液的浓度恒定,以浊度为控制指标的一种连续培养方式。
6、恒化连续培养:维持进水中的营养成分恒定(其中对细菌生长有限制作用的成分要保持低浓度水平),以恒定流速进水,以相同流速流出代谢产物,使微生物处于最高生长效率状态下生长的一种连续培养方式。
7、好氧微生物:在有氧存在的条件下才能生长的微生物。
8、兼性厌氧微生物:是一类既能在无氧条件下,又可以在有氧条件下生存的微生物。
特点是在有氧条件下借呼吸产能,而在无氧条件下课借发酵或无氧呼吸产能;细胞内含有超氧化物歧化酶和过氧化氢酶。
例如一些酵母菌和许多细菌等。
9、厌氧微生物:在无氧条件下才能生存的微生物。
10、消毒:用物理、化学方法杀死治病菌,或者杀死所有微生物的营养细胞和一部分芽孢。
11、灭菌:是通过超高温或其他的物理、化学方法将所有微生物的营养细胞和所有的芽孢或孢子全部杀死的过程。
12、互生关系:指两种可以单独生活的生物共存于同一环境中,相互提供营养及其他生活条件,双方互为有利,相互受益。
13、共生关系:指两种不能单独生活的微生物共同生活于同一环境中,各自执行优势的生理功能,在营养上互为有利而所形成的共生体,这两者之间的关系就叫共生关系。
五、微生物的营养和培养基
第五章微生物的营养和培养基营养(nutrition):指生物体从外部环境中摄取对其生命活动必需的能量和物质,以满足正常生长和繁殖需要的一种最基本的生理功能。
营养物(nutrient):指具有营养功能的物质,那些能够满足微生物机体生长、繁殖和完成各种生理活动所需的物质。
在微生物学中,它还包括非常规物质形式的光辐射能在内。
第一节微生物的6类营养要素——碳、氢、氧、氮、硫、磷——碳源、氮源、能源、生长因子、无机盐和水一、微生物细胞的化学组成1. 化学元素(chemical element)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。
Eg. 细菌、酵母菌和真菌的碳、氢、氧、氮、磷、硫六种元素的含量就有差别。
硫细菌(sulfur bacteria)、铁细菌(iron bacteria)和海洋细菌(marine bacteria)相对于其他细菌则含有较多的硫、铁和钠、氯等元素, 硅藻(Diatom)需要硅酸来构建富含(SiO2)n的细胞壁。
二、微生物的6类营养要素在元素水平上都需20种左右,且以碳、氢、氧、氮、硫、磷6种元素为主;在营养要素水平上则都在六大类的范围内,即碳源、氮源、能源、生长因子、无机盐和水。
微生物、动物、植物之间存在“营养上的统一性”(一)碳源(carbon source)1. 定义一切能满足微生物生长繁殖所需碳元素的营养物,称为碳源。
微生物细胞含碳量约占干重的50%,除水分外,碳源是需要量最大的营养物,又称之为大量营养物(macronutrients)。
碳源谱(spectrum of carbon sources):宝贵的氮源———“C.H.O.N”和“C.H.O.N.X”型,——尽量避免将之作为廉价的碳源使用。
异养微生物在元素水平上的最适碳源———“C.H.O”型微生物能利用的碳源类型大大超过了动物界或植物界所能利用的碳化合物。
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第5章微生物的营养与生长第一节微生物的营养一、填空1、培养基应具备微生物生长所需要的六大营养要素是_____、_____、_____、_____、_____和_____。
2、碳源物质对微生物的功能是________和________,微生物可用的碳源物质主要有________、________、________、________、________等。
3、微生物利用的氮源物质主要有________、________、________、________等,而常用的速效氮源如________,它有利于________;迟效氮源如________、________,它有利于________________ 。
4、实验室常用的有机氮源有________和________等,无机氮源有________和________等。
工厂中常用________等作为有机氮源,目的是为了节约成本。
5、微生物无机盐的生理功能是______________、______________和作为______________等。
6、生长因子主要包括______、______和______,它们对微生物所起的作用是___________、__________。
7、根据碳源、能源和电子供体性质的不同,微生物营养类型可分为________、________、________和________。
8、营养物质进入细胞的方式有________、________、________和________,Staphylococcus aureus是通过________方式运输乳糖,E.coli又是通过________方式运输嘌呤和嘧啶的。
9*、影响营养物质进入细胞的主要因素是________、________和________。
10*、微生物吸收营养物质的主要机制是________,由它运送的营养物质主要有______、______和______。
11、基团移位主要用于运送________、________、________、________、________和________。
12、配制培养基的原则是________、________、________、________和________。
13、任何培养基都应具备微生物所需的________,且其间的____是合适的,一旦配成,必须_____。
14、在实验室中常用________培养基培养细菌,用_____培养基培养放线菌,培养酵母一般用_____培养基。
15、配制培养基时,为了维持其pH的相对恒定,通常在培养基中加入___________,常用的是___________。
16、液体培养基中加入CaCO3的目的通常是为了________________。
17、培养基按用途分可分为________、________、________和________四种类型。
18*、常用的选择性培养基几乎都同时利用了________和________原理。
19、在促进扩散过程中,必须借助于膜上的一种________参与物质的运输。
20、EMB培养基除有鉴别不同菌落的作用外,同时还有抑制________细菌和选择________菌的作用。
21、在培养基中加入________,________,________,________等还原性物质可降低其氧化还原电势Eh。
22、一般培养基所采用的灭菌条件是________________________________。
二、是非题1、CO2为自养微生物唯一碳源,异养微生物不能利CO2用作为辅助碳源。
()2、碳源对配制任何微生物的培养基都是必不可少的。
()3、所有的碳源物质既可以为微生物生长提供碳素来源,也可以提供能源。
()4、氨基酸在碳源缺乏时可被微生物利用作单元物质,但不能提供能源。
()5、在固体培养基中,琼脂的浓度一般为0.5-1.0%。
()6、酵母菌大多数是腐生菌,少数是寄生菌。
()7、所有的真菌都属于化能异养型微生物。
()8、兼性寄生微生物是以寄生为主的微生物。
()9、EMB培养基中,伊红美蓝的作用是促进E.coli的生长。
()10、伊红美蓝(EMB)培养基中,伊红和美蓝可抑制G+细菌和一些难培养的G-细菌。
11、在配制天然培养基时,必须向培养基中定量补加微量元素。
()12、培养营养缺陷型微生物的培养基必须同时加入维生素、氨基酸、嘌呤及嘧啶。
()13、只有自养型微生物能够以CO2为唯一或主要碳源生长。
()14、培养自养型微生物的培养基完全可以由简单的无机物组成。
()15、为使微生物生长旺盛,培养基中营养物质的浓度越高越好。
()16、促进扩散是微生物细胞吸收营养物质的主要方式。
()17、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。
()18、精确定量某些已知成分而配制的培养基称为天然培养基。
( )19、用于固化培养基时琼脂较之明胶具有更多的优点。
( )20、维生素、AA、嘌呤和嘧啶是微生物生长所需要的生长因子。
( )21、促进扩散、主动输送和基团转位能将糖运进微生物细胞,在运输过程均要消耗代谢能量。
( )22、由葡萄糖、KH2PO4、MgSO4、NaCl、CaSO4、CaCO3等化学物质配成的培养基既是选择培养基,又是合成培养基。
( )23、牛肉膏培养基中加入溴甲酚紫指示剂(pH从5(黄)~7(紫)变化)后是鉴别培养基。
( )24、主动运输和促进扩散都需要载体的参与。
()25、霉菌是自养型微生物,酵母菌是异养型微生物。
()26、对含葡萄糖的培养基进行高压蒸汽灭菌时,可在121.3℃加热20min即可。
()27、在培养基中蛋白胨可以作为天然的缓冲系统。
()28、半固体培养基常用来观察微生物的运动特征。
()29、基础培养基可用来培养所有类型的微生物。
()30、一些化能有机异养微生物可以在以葡萄糖为碳源、铵盐为氮源的合成培养基上生长。
()31、在用于分离G+细菌的选择培养基中可加入结晶紫抑制G-细菌的生长。
()32、当葡萄糖胞外浓度高于胞内浓度时,葡萄糖可通过扩散进入细胞。
()33、在促进扩散过程中,载体蛋白对被运输物质具有较高的专一性,一种载体蛋白只能运输一种物质。
()34、在主动运输过程中,细胞可以消耗代谢能对营养物质进行逆浓度运输,当被运输物质胞外浓度高于胞内浓度时,主动运输就不需要消耗代谢能。
()35、微生物培养基中的C/N比系指单位体积中碳源的重量与氮源的重量之比。
()三、名词解释碳氮比(C/N)生长因子(growth factor)基团移位(group translocation)培养基(medium)加富培养基(enrichment medium) 选择培养基(selective medium)鉴别培养基(differential medium)四、选择题1、在含有下列物质的培养基中,大肠杆菌首先利用的碳源物质是()A蔗糖 B 葡萄糖 C 半乳糖 D 淀粉2、实验室常用的培养细菌的培养基是()A牛肉膏蛋白胨培养基 B 马铃薯培养基 C 高氏一号培养基 D 麦芽汁培养基3、在实验中我们所用到的EMB培养基是一种()培养基A基础培养基 B 加富培养基 C 选择培养基 D 鉴别培养基4、下列物质可用作生长因子的是()A葡萄糖 B 纤维素 C NaCl D 叶酸5、培养料进入细胞的方式中运送前后物质结构发生变化的是()A主动运输 B 被动运输 C 促进扩散 D 基团移位6、微生物吸收营养的主要方式为()A主动运输 B 被动运输 C 促进扩散 D 基团移位7、下列不属于主动运输特点的是()A逆浓度 B 需载体 C 不需能量 D 选择性强8、对促进扩散与主动运输的区别描述正确的是:A主动运输需要渗透酶参与,促进扩散不需要;B 主动运输是由低浓度向高浓度运输,促进扩散相反;C 主动运输需要能量较多,促进扩散需要能量较少;D 主动运输被转运物质性质发生改变,促进扩散的物质性质不变。
9、E.coli属于()型的微生物。
A光能无机自养 B 光能有机异养 C 化能无机自养 D 化能有机异养10、实验室常用的培养放线菌的培养基是()A马铃薯培养基 B 牛肉膏蛋白胨培养基 C 高氏一号培养基 D 麦芽汁培养基11、用化学成分不清楚或不恒定的天然有机物配成的培养基称为()A天然培养基 B 半合成培养基 C 合成培养基 D 加富培养基12、琼脂在培养基中的作用是()A碳源 B 氮源 C 凝固剂 D 生长调节剂13、培养真菌时,培养基常加0.3%乳酸,其目的是()A提供能源 B 提供碳源 C 调节pH D 三者都14、配制1000mL的固体培养基需加琼脂为()A 0B 2-7gC 15-20gD 50g15、半固体培养基中,琼脂使用浓度为()A 0B 0.2 0.7%C 1.5-2.0%D 5%16、碳源和能源来自同一有机物的是()A光能自养型 B 化能自养型 C 光能异养型 D 化能异养型17、以高糖培养酵母菌,其培养基类型为()A加富培养基 B 选择培养基 C 鉴别培养基 D 普通培养基18、某种细菌可利用无机物为电子供体而以有机物为碳源,其属于()型微生物。
A兼养型B自养型 C 异养型 D 原养型19、真菌的营养类型为(),放线菌的营养类型为()A光能自养型 B 光能异养型 C 化能自养型 D 化能异养型20、向培养基中加入水果汁培养酵母菌,此培养基属()A基础培养基 B 加富培养基 C 选择培养基 D 鉴别培养基21、微生物细胞吸收糖、核苷酸、脂肪酸和腺嘌呤等物质,通常采用的运输方式是()A主动运输 B 促进扩散 C 基团移位 D 单纯扩散22、在鉴别性EMB培养基上,在反射光下大肠杆菌菌落呈现的颜色是()A棕色 B 无色 C 粉红色 D 绿色并带有金属光泽23、培养放线菌的高氏一号培养基和培养真菌的察氏培养基属于下列培养基中的()A天然培养基 B 组合培养基 C 半组合培养基 D 鉴别培养基24、一般细菌适宜生长的pH为()A 5.0-6.0B 3.0-4.0C 8.0-9.0D 7.0-7.525、为避免由于微生物生长繁殖过程中的产物而造成培养基pH值的变化,通常采用的调节方法是()A在配制培养基时加入磷酸盐缓冲液或不溶性CaCO3B 在配制培养基时应高于或低于最适pH值C 在配制培养基时降低或提高碳、氮源用量;改变碳氮比D 在培养过程中控制温度和通气量五、问答题1*、能否精确地确定微生物对微量元素的需求,为什么?2、何谓生长因子?它包括哪几类化合物?是否任何微生物都需要生长因子,如何才能满足微生物对生长因子的需要?3*、为什么生长因子通常是维生素、氨基酸、嘌呤和嘧啶,而葡萄糖通常不是生长因子?4、根据微生物生长所需碳源、能源的不同,可将微生物分为哪四种营养类型?列表比较四大营养类型。