第四章微生物的營(yíng)養(yǎng)要求、培養(yǎng)基運(yùn)輸方式

第三章微生物營(yíng)養(yǎng)MicrobialNutrition營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)：微生物為了生存就必須從環(huán)境中吸取各種物質(zhì)以合成細(xì)胞物質(zhì)、提供能量和調(diào)節(jié)新陳代謝。這些物質(zhì)就稱為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。營(yíng)養(yǎng)的概念：有機(jī)體吸取和利用營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的過(guò)程。第一節(jié)微生物的營(yíng)養(yǎng)要求一、微生物細(xì)胞的化學(xué)組成二、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及其生理功能三、微生物的營(yíng)養(yǎng)類型NutritionalRequirementsofMicrobialCells

一、微生物細(xì)胞的化學(xué)組成（一）化學(xué)元素(chemicalelement):大量元素(macroelement):碳、氫、氧、氮、磷、硫、鉀、鎂、鈣、鐵（其中前六種占細(xì)菌細(xì)胞干重的97%）。微量元素(traceelement):鋅、錳、鈉、氯、鉬、硒、鈷、銅、鎢、鎳、硼。元素細(xì)菌酵母菌霉菌碳5049.847.9氮1512.45.2氫86.76.7氧2031.140.2磷3——硫1——微生物細(xì)胞中幾種主要元素的含量（干重％）（二）元素在細(xì)胞內(nèi)存在形式：上述元素主要以水、有機(jī)物、無(wú)機(jī)鹽的形式存在于細(xì)胞中：1、水（1）營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞含水量高，占細(xì)胞總重的70%~90%酵母70%~80%細(xì)菌70%~85%霉菌85%~90%（2）細(xì)菌芽孢、霉菌孢子含水量較低（一般為40%左右且大部分含的是結(jié)合水，小部分是游離水。

游離水：干重法可測(cè)得；結(jié)合水：不易蒸發(fā)、不凍結(jié)、也不能滲透,占水總量的17%—28%。2、有機(jī)物質(zhì)（1）在細(xì)胞的全部干物質(zhì)中，90%以上是有機(jī)物質(zhì)。（2）構(gòu)成的有機(jī)元素有：C、H、O、N。通常C與N在細(xì)胞成分中的比例約為C：N≈4:1。（3）有機(jī)物質(zhì)包括：①蛋白質(zhì)大部分與其它物質(zhì)形成結(jié)合蛋白。核蛋白（核酸+pr）合成Pr的場(chǎng)所；脂蛋白（脂類+pr）構(gòu)成各種膜系統(tǒng)②核酸兩種：DNA、RNA；含量：細(xì)菌>真菌酵母>霉菌③糖類有單糖、雙糖和多糖。A．大部分以多糖的形式存在（肽聚糖、葡聚糖、甘露聚糖）。B．作為細(xì)胞的結(jié)構(gòu)物質(zhì)，參與細(xì)胞的組成。C．作為細(xì)胞的貯藏物質(zhì)④脂類或游離，或與蛋白質(zhì)、糖類結(jié)合成，缺碳、能源時(shí)，可被細(xì)胞利用。磷脂：主要是卵磷脂，與Pr結(jié)合成脂蛋白，是膜的組成成分。蠟：某些微生物的細(xì)胞壁外含有，對(duì)細(xì)胞具保護(hù)作用。固醇：真菌含有，主要是麥角固醇（VD前體），故作VD生產(chǎn)菌。⑤維生素主為B族V，尤以VB2、VB12為多，是許多酶活性基組成成分，酵母細(xì)胞中富有，故作B族V的生產(chǎn)菌。⑥其它色素、毒素、抗生素等。2、有機(jī)物質(zhì)3、無(wú)機(jī)元素（1）占細(xì)胞干重的3%--10%。（2）大量元素(macroelement):P、S、K、Na、Ca、Mg，以P含量最高，可達(dá)全部灰分的50%。（3）微量元素(traceelement):Fe、Zn、Mn、B、Mo、Si（三）微生物細(xì)胞化學(xué)組成含量的變化主要成分細(xì)菌酵母菌霉菌水分75~8570~8085~90（占細(xì)胞鮮重的%）蛋白質(zhì)50~8032~7514~15占細(xì)碳水化合物12~2827~637~40胞干脂肪5~202~154~40重的核酸10~206~81%無(wú)機(jī)鹽2~303.8~76~12微生物細(xì)胞的化學(xué)組成此組成可因菌種的種類、菌齡、培養(yǎng)基組成、培養(yǎng)條件、分析方法等而有所不同。二、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及其生理功能碳源 氮源 無(wú)機(jī)鹽生長(zhǎng)因子 水（一）、碳源（Carbonsource）◆定義：凡能為微生物提供碳素營(yíng)養(yǎng)的物質(zhì)。

◆功能：構(gòu)成細(xì)胞物質(zhì)和代謝產(chǎn)物中的碳素;提供微生物生長(zhǎng)發(fā)育所需要的能源?！舴N類:無(wú)機(jī)含碳化合物：如CO2和碳酸鹽等。有機(jī)含碳化合物：糖與糖的衍生物（多糖：如淀粉、麩皮、米糠等；飴糖；單糖）、脂類、烴類、醇類、有機(jī)酸。假單胞：能利用90多種碳源。甲烷氧化菌：只能利用甲烷、甲醇某些纖維素分解菌，只能利用纖維素。不同微生物，對(duì)碳源的利用能力不同。微生物工業(yè)發(fā)酵中用做碳源的原料代糧節(jié)糧？纖維素、石油、CO2、H2生產(chǎn)SCP傳統(tǒng)種類：糖類（單糖、飴糖、糖蜜、水解糖）淀粉（薯類、谷類、玉米粉、山芋粉、野生植物淀粉等）農(nóng)副產(chǎn)品(麩皮、米糠）工業(yè)廢料（酒糟、廢糖蜜、亞硫酸廢液）凡能構(gòu)成微生物細(xì)胞中氮素來(lái)源的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。種類：分子態(tài)：（N2）主要是一些固氮微生物無(wú)機(jī)氮：無(wú)機(jī)氮化物NO3-NO2-NH4+等；有機(jī)氮：脲、胺、氨基酸、蛋白質(zhì)、嘌呤或嘧啶

實(shí)驗(yàn)用氮源：牛肉膏、蛋白胨、酵母膏工業(yè)用氮源：尿素、氨水、花生餅粉、豆餅粉、麩皮、魚(yú)粉、玉米漿等功能：

1）提供合成細(xì)胞原生質(zhì)（蛋白質(zhì)、核酸）及其他結(jié)構(gòu)的原料；2）為少數(shù)細(xì)菌提供能源（銨鹽、硝酸鹽）。（二）氮源（Nitrogensource）：硝酸鹽NO3

NH4+

蛋白氮必須通過(guò)水解之后降解成胨、肽、氨基酸等才能被機(jī)體利用，這種氮源叫遲效氮源。無(wú)機(jī)氮源或以蛋白質(zhì)降解產(chǎn)物形式存在的有機(jī)氮源可以直接被菌體吸收利用，這種氮源叫做速效氮源。

銨鹽氨基酸 入胞 細(xì)胞物質(zhì)蛋白胨豆餅蠶蛹粉分解 入胞 細(xì)胞物質(zhì)誘導(dǎo)酶誘導(dǎo)酶生理酸性鹽和生理堿性鹽(NH4)2SO4 2NH4++SO42-

入胞 pHK+（Na+）+NO3-

入胞 pHKNO3NaNO3NH4NO3 NH4+(先入胞)+NO3-(后入胞)（三）無(wú)機(jī)鹽（inorganicsalt）定義：為微生物細(xì)胞生長(zhǎng)提供碳、氮源以外的多種重要元素（包括大量元素和微量元素）的物質(zhì)，多以無(wú)機(jī)鹽的形式共給。大量元素：P、S、K、Mg、Ca、Na、Fe（微生物生長(zhǎng)所需濃度在10-3~10-4mol/L）微量元素：Cu、Zn、Mn、Mo、Co（微生物生長(zhǎng)所需濃度在10-6~10-8mol/L）

一般微生物生長(zhǎng)所需要的無(wú)機(jī)鹽少，特別是微量無(wú)素，常混雜在其它營(yíng)養(yǎng)養(yǎng)質(zhì)里，除特別需要外，一般不必另外添加。1、構(gòu)成細(xì)胞的組成成分磷構(gòu)成細(xì)胞膜2、作為酶活性基組成成分，參與酶的組成PCOACOICOⅡSVB1生物素硫辛酸，谷胱甘肽Fe過(guò)氧化氫酶，細(xì)胞色素氧化酶3、作為酶的激活劑CaK4、調(diào)節(jié)細(xì)胞的滲透性、酸堿度5、作化能自養(yǎng)菌的能源無(wú)機(jī)鹽的生理功能：（四）生長(zhǎng)因子（growthfactor）：定義:是微生物維持生命活動(dòng)所不可缺少而需要量又不多特殊營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。通常微生物自身不能用簡(jiǎn)單的碳源或氮源合成，或合成量不足以滿足機(jī)體生長(zhǎng)需要的有機(jī)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。不同微生物需求的生長(zhǎng)因子的種類和數(shù)量不同。缺乏合成生長(zhǎng)因子能力的微生物稱為“營(yíng)養(yǎng)缺陷型”微生物。categories:Growthfactorsareorganizedintothreecategories:1.purinesandpyrimidines:requiredforsynthesisofnucleicacids(DNAandRNA)2.aminoacids:requiredforthesynthesisofproteins3.vitamins:neededascoenzymesandfunctionalgroupsofcertainenzymes生長(zhǎng)素通常由酵母膏、動(dòng)物肝浸出液或某些果實(shí)浸出液（馬鈴薯、麥芽汁、玉米漿）提供。有些微生物缺乏或喪失合成某種或某些氨基酸的酶，所以不能合成生長(zhǎng)所必需的氨基酸，這類微生物被稱為“氨基酸缺陷型”。最早發(fā)現(xiàn)的生長(zhǎng)因子是維生素，目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)許多維生素都能起生長(zhǎng)因子的作用。維生素大部分是構(gòu)成酶的輔基或輔酶，需要量很少，但是缺少維生素微生物不能正常生長(zhǎng)。根據(jù)微生物對(duì)生長(zhǎng)因子的需要存在差異，可分為：1.野生型(wildtype)原養(yǎng)型

不需要生長(zhǎng)因子而能在基礎(chǔ)培養(yǎng)基上生長(zhǎng)的菌株。2.營(yíng)養(yǎng)缺陷型(auxotroph)

由于自發(fā)或誘發(fā)突變等原因從野生型菌株產(chǎn)生的需要提供特定生長(zhǎng)素物質(zhì)才能生長(zhǎng)的菌株。水的生理功能：

1、水是微生物細(xì)胞的重要組成成分，占營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞70%~90%。2、水是良好的溶劑。營(yíng)物吸收，代謝產(chǎn)物的排泄，代謝反應(yīng)物的代謝反應(yīng)。3、水直接參與某些代謝反應(yīng)如水解反應(yīng)，光合作用。4、可有效調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)的溫度。（五）水（water）缺水比饑餓更易死三、微生物的營(yíng)養(yǎng)類型根據(jù)生長(zhǎng)所需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的性質(zhì)（碳源），可將生物分成：異養(yǎng)型生物：在生長(zhǎng)時(shí)需要以復(fù)雜的有機(jī)物質(zhì)作為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)自養(yǎng)型生物：在生長(zhǎng)時(shí)能以簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)物質(zhì)作為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)動(dòng)物屬于異養(yǎng)型生物，植物屬于自養(yǎng)型，而微生物既有異養(yǎng)型的也有自養(yǎng)型的，大多數(shù)微生物屬于異養(yǎng)型生物，少數(shù)微生物屬于自養(yǎng)型生物。根據(jù)生長(zhǎng)時(shí)能量的來(lái)源不同分成：化能營(yíng)養(yǎng)型生物：依靠化合物氧化釋放的能量進(jìn)行生長(zhǎng)光能營(yíng)養(yǎng)型生物：依靠光能進(jìn)行生長(zhǎng)

動(dòng)物和大部分微生物屬于化能營(yíng)養(yǎng)型生物，它們從物質(zhì)的氧化過(guò)程中獲得能量。植物和少部分微生物屬于光能營(yíng)養(yǎng)型生物按供氫體分：無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)型生物：以還原性無(wú)機(jī)物為電子供體。有機(jī)營(yíng)養(yǎng)型生物：以有機(jī)物為電子工體。營(yíng)養(yǎng)類型化能異養(yǎng)型微生物多數(shù)微生物屬于化能異養(yǎng)型，其生長(zhǎng)所需要能量和碳源通常來(lái)自同一種有機(jī)物。根據(jù)化能異養(yǎng)型微生物利用有機(jī)物的特性，又可以將其分為下列兩種類型：腐生型微生物：利用無(wú)生命活性的有機(jī)物作為生長(zhǎng)的碳源。寄生型微生物：寄生在生活的細(xì)胞內(nèi)，從寄生體內(nèi)獲得生長(zhǎng)所需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。存在于寄生與腐生之間的中間過(guò)渡類型微生物，稱為兼性腐生型或兼性寄生型。自養(yǎng)微生物：不依賴任何有機(jī)營(yíng)養(yǎng)物即可正常生活的微生物。異養(yǎng)微生物：至少需要提供一種大量有機(jī)物才能滿足其正常營(yíng)養(yǎng)要求的微生物（即其碳源必須是有機(jī)物，供氫體是有機(jī)物，能源可以是氧化有機(jī)物活利用日光能）關(guān)于營(yíng)養(yǎng)類型的定義：第二節(jié)培養(yǎng)基(medium)定義：由人工配制的、用來(lái)培養(yǎng)微生物的營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)。特點(diǎn)：任何培養(yǎng)基都應(yīng)具備微生物所需要的五大營(yíng)養(yǎng)要素，且應(yīng)比例適當(dāng)。所以一旦配成必須立即滅菌。用途：促使微生物生長(zhǎng)；積累代謝產(chǎn)物；分離微生物菌種；鑒定微生物種類；微生物細(xì)胞計(jì)數(shù)；菌種保藏；制備微生物制品一、培養(yǎng)基的配制原則（一）培養(yǎng)基組分應(yīng)適合微生物的營(yíng)養(yǎng)特點(diǎn)（目的明確）（二）營(yíng)養(yǎng)物的濃度與比例應(yīng)恰當(dāng)（營(yíng)養(yǎng)協(xié)調(diào)）（三）物理化學(xué)條件適宜（條件適宜）（四）根據(jù)培養(yǎng)目的選擇原料及其來(lái)源（經(jīng)濟(jì)節(jié)約）（一）培養(yǎng)基組分應(yīng)適合微生物的營(yíng)養(yǎng)特點(diǎn)即根據(jù)不同微生物的營(yíng)養(yǎng)需要配制不同的培養(yǎng)基。就微生物的營(yíng)養(yǎng)類型而言：自養(yǎng)型和異養(yǎng)型微生物。

就微生物主要類群而言：它們所需要的培養(yǎng)基成分也不同：

細(xì)菌：牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基放線菌：高氏一號(hào)培養(yǎng)基真菌：查氏合成培養(yǎng)基PDA(Potato-Dextrose-Agar)酵母菌：麥芽汁（二）營(yíng)養(yǎng)物的濃度與比例應(yīng)恰當(dāng)●濃度過(guò)高——微生物的生長(zhǎng)起抑制作用，濃度過(guò)小——不能滿足微生物生長(zhǎng)的需要?！裉嫉龋–/N）直接影響微生物生長(zhǎng)與繁殖及代謝物的形成與積累，故常作為考察培養(yǎng)基組成時(shí)的一個(gè)重要指標(biāo)；

●速效性氮（或碳）源與遲效性氮（或碳）源的比例

●各種金屬離子間的比例碳源中的碳原子的mol數(shù)氮源中所含的氮原子的mol數(shù)C/N比值=例：谷氨酸生產(chǎn)中

C/N＝4/1時(shí)，菌體大量繁殖，谷氨酸積累少；C/N＝3/1時(shí)，菌體生長(zhǎng)受抑制，而谷氨酸大量增加。（三）物理化學(xué)條件適宜

（1）pH:各類微生物的最適生長(zhǎng)pH值各不相同：細(xì)菌：7.0~8.0 放線菌：7.5~8.5 酵母菌：3.8~6.0 霉菌：4.0~5.8調(diào)節(jié)方式：

A．配制培養(yǎng)基時(shí)，用1摩爾濃度的NaoH或HCl調(diào)B．生長(zhǎng)過(guò)程中酸堿度的改變用緩沖劑（K2HPO4—KH2PO4）C．微生物大量產(chǎn)酸時(shí)，用CaCO3(不溶性)中和

D、生產(chǎn)中按實(shí)際需要不斷向發(fā)酵液流加酸或堿液（三）物理化學(xué)條件適宜（續(xù)）☆磷酸緩沖液：pH值從6.0~7.6之間K2HPO4+HClKH2PO4+KClKH2PO4+KOHK2HPO4+H2O☆加入CaCO3：

CO32–HCO3–H2CO3CO2+H2O+H+–H–+H+–H–☆培養(yǎng)基中所含氨基酸、肽、蛋白質(zhì)等物質(zhì)也可起到緩沖作用。（2）滲透壓滲透壓 等滲溶液 適宜微生物生長(zhǎng) 高滲溶液 細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離 低滲溶液 細(xì)胞吸水膨脹，直至破裂大多數(shù)微生物適合在等滲的環(huán)境下生長(zhǎng)，而有的菌如Staphylococcusaureus則能在3mol/LNaCl的高滲溶液中生長(zhǎng)。能在高鹽環(huán)境（2.8~6.2/LNaCl）生長(zhǎng)的微生物常被稱為嗜鹽微生物（Halophiles）。（3）氧化還原電勢(shì)(redoxpoyential)各種微生物對(duì)培養(yǎng)基的氧化還原電勢(shì)的要求：好氧微生物：+0.3~+0.4V,(在>0.1V以上的環(huán)境中均能生長(zhǎng)).厭氧微生物：只能在+0.1V以下生長(zhǎng)兼性厭氧微生物：+0.1V以上呼吸、+0.1V以下發(fā)酵培養(yǎng)基是多氧化還原偶的復(fù)雜電化學(xué)系統(tǒng)，測(cè)出的Eh值僅代表其綜合結(jié)果。對(duì)微生物影響最大的是：分子氧和分子氫的濃度培養(yǎng)基中常用的還原劑：巰基乙酸、抗壞血酸、硫化氫、半胱氨酸、谷胱甘肽、二硫蘇糖醇等。（四）根據(jù)培養(yǎng)基的應(yīng)用目的選擇原料及其來(lái)源該培養(yǎng)基的應(yīng)用目的，即：是培養(yǎng)菌體還是積累代謝產(chǎn)物？是實(shí)驗(yàn)室種子培養(yǎng)還是大規(guī)模發(fā)酵？代謝產(chǎn)物是初級(jí)代謝產(chǎn)物還是次級(jí)代謝產(chǎn)物？☆用于培養(yǎng)菌體種子的培養(yǎng)基營(yíng)養(yǎng)應(yīng)豐富，氮源含量宜高（碳氮比低）；☆用于大量生產(chǎn)代謝產(chǎn)物的培養(yǎng)基其氮源一般應(yīng)比種子培養(yǎng)基稍低，（但若發(fā)酵產(chǎn)物是含氮化合物時(shí)，有時(shí)還應(yīng)提高培養(yǎng)基的氮源含量）；若代謝產(chǎn)物是次級(jí)代謝產(chǎn)物時(shí)要考慮是否加入特殊元素或特定的代謝產(chǎn)物；☆當(dāng)所設(shè)計(jì)的是大規(guī)模發(fā)酵用的培養(yǎng)基時(shí)，應(yīng)重視培養(yǎng)基中各成份的來(lái)源和價(jià)格，應(yīng)選擇來(lái)源廣泛、價(jià)格低廉的原料，提倡以粗代精，以廢代好。二、培養(yǎng)基的類型及其應(yīng)用★-1

根據(jù)所培養(yǎng)微生物的微生物類群來(lái)分

①細(xì)菌培養(yǎng)基；②放線菌培養(yǎng)基；③霉菌培養(yǎng)基④酵母菌培養(yǎng)基?！?2根據(jù)培養(yǎng)目的來(lái)分

①種子培養(yǎng)基(seedculturemedium)———是為保證發(fā)酵生產(chǎn)獲得大量?jī)?yōu)質(zhì)種子而設(shè)計(jì)的培養(yǎng)基，特點(diǎn)是營(yíng)養(yǎng)較豐富，氮源比例較高。有時(shí)為使菌種能迅速適應(yīng)后面的發(fā)酵條件，還有意識(shí)地加入發(fā)酵培養(yǎng)基的基質(zhì)。

②發(fā)酵培養(yǎng)基(fermentationmedium)——用于生產(chǎn)預(yù)定發(fā)酵產(chǎn)物，一般以碳為主要元素，碳源含量往往高于種子培養(yǎng)基。大規(guī)模生產(chǎn)時(shí)，原料應(yīng)價(jià)廉易得，還應(yīng)有利于下游的分離提取?！?1細(xì)菌培養(yǎng)基——營(yíng)養(yǎng)肉湯（nutrientbroth)：牛肉膏3g；水1000ml；蛋白胨5g；pH7.2~7.4放線菌培養(yǎng)基——高氏1號(hào)：可溶性淀粉20g；KNO31g;K2HPO41g

MgSO40.5gNaCl1g;FeSO4?7H2O0.5g水1000ml;pH7.2~7.4霉菌培養(yǎng)基——查氏（zapek)培養(yǎng)基：蔗糖30g;KCl0.5g;MgSO4.H2O0.5g;FeSO40.5g水1000ml;K2HPO41g;NaNO33g;pH6.7酵母菌培養(yǎng)基——麥芽汁培養(yǎng)基

味精生產(chǎn)菌北京棒狀桿菌AS1299的一級(jí)種子（用搖床培養(yǎng)）培養(yǎng)基配方：葡萄糖3%玉米漿2.5~3.5%尿素0.3~0.5%K2HPO40.1~0.2%MgSO40.05%二級(jí)種子（1200升發(fā)酵罐）培養(yǎng)基配方：以水解糖3%代替葡萄糖3%，其他成分相同。★-3按對(duì)培養(yǎng)基成分的了解程度來(lái)分

①天然培養(yǎng)基(complexmedium)：也稱作chemicallyundefinedmedium。利用生物的組織、器官以及它們的抽提物或制品制成的培養(yǎng)基即利用化學(xué)成分還不完全清楚或不恒定的天然物質(zhì)（麥芽汁、米曲汁、豆芽汁、玉米粉、麩皮、馬鈴薯、豆餅粉、花生餅粉、魚(yú)粉、牛肉膏、蛋白胨、酵母膏）制成的培養(yǎng)基。

②合成（組合）培養(yǎng)基(syntheticmedium)：也稱作chemicallydefinedmedium.

由已知成分和數(shù)量的化學(xué)藥品配制而成的培養(yǎng)基。該類培養(yǎng)基的組成成分精確、清楚，重復(fù)性強(qiáng)，但微生物生長(zhǎng)較慢。③半合成培養(yǎng)基(semi-definedmedium)：在一部分采用天然材料，部分用已知的化學(xué)藥品組成的培養(yǎng)基

.如馬鈴薯蔗糖培養(yǎng)基★-4按培養(yǎng)基的物理狀態(tài)來(lái)分①液體培養(yǎng)基(liquidmedium)：將各營(yíng)養(yǎng)成分按一定的量加入定量水溶解后即成。②固體培養(yǎng)基(solidmedium)：在液體培養(yǎng)基中加入一定量能固化的膠體物質(zhì)而制成。天然固體營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)制成的培養(yǎng)基.③半固體培養(yǎng)基(semi-solidmedium)：在液體培養(yǎng)基中加入0.2-0.7％的瓊脂構(gòu)成的培養(yǎng)基。1.不被微生物分解、利用、液化；2.不因消毒滅菌而被破壞；3.在微生物的生長(zhǎng)溫度內(nèi)保持固態(tài)；4.凝固點(diǎn)的溫度對(duì)微生物無(wú)害；5.透明度好，粘著力強(qiáng)理想凝固劑應(yīng)具備的條件★-5按特殊用途劃分1、生理特性試驗(yàn)用培養(yǎng)基糖發(fā)酵培養(yǎng)基：判斷產(chǎn)酸、產(chǎn)氣情況，指示劑為酸性復(fù)紅。明膠培養(yǎng)基：判斷蛋白酶的產(chǎn)生情況穿刺→30℃培養(yǎng)→冰箱→觀察液化情況

淀粉培養(yǎng)基：判斷淀粉酶的產(chǎn)生與產(chǎn)量 碘液培養(yǎng)透明圈

2、增殖培養(yǎng)基定義：為從混雜的微生物群體中分離出某一種微生物而設(shè)計(jì)的適于該種微生物在其中迅速生長(zhǎng)（占優(yōu)勢(shì)），其它微生物逐漸被淘汰。常用于菌種篩選。如：濾紙條培養(yǎng)基：篩選纖維素分解菌

濾紙 無(wú)機(jī)鹽（無(wú)纖微素粉、瓊脂碳源）

石蠟油培養(yǎng)基：在基礎(chǔ)培養(yǎng)基上加入石蠟油作碳源，篩選石油脫臘酵母。3、選擇性培養(yǎng)基

(selectivemedium)定義：在培養(yǎng)基中加入某種藥劑（抑菌劑、殺菌劑）以抑制不需要的微生物生長(zhǎng)。分離石油脫蠟酵母：加氯霉素抑細(xì)菌分離放線菌：加10%酚數(shù)滴抑細(xì)菌、霉菌分離酵母、霉菌：加PC、四環(huán)素、鏈霉素抑細(xì)菌、放線菌分離G（－）：加結(jié)晶紫、抑G（+）4、鑒別培養(yǎng)基

differentialmedium定義：在培養(yǎng)基中加入某種試劑，使培養(yǎng)后發(fā)生某種變化，從而區(qū)別不同類型的微生物。伊紅一美蘭培養(yǎng)基（EMB）：區(qū)別大腸與產(chǎn)氣桿菌。大腸桿菌發(fā)酵乳糖時(shí)能使伊紅與美蘭結(jié)合成黑色化合物，菌落呈紫黑色、有金屬光澤，較小；而產(chǎn)氣菌菌落較大，溫潤(rùn)，呈棕色。EMB(EosinMethyleneBlue)Figure14.Left:Escherichiacolicells.Right:E.colicoloniesonEMBAgar.

5、基礎(chǔ)培養(yǎng)基

minimummedium定義：是含有一般微生物生長(zhǎng)繁殖所需的基本營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的培養(yǎng)基。另外基礎(chǔ)培養(yǎng)基也可作為一些特殊培養(yǎng)基的基礎(chǔ)成分（如制備糖發(fā)酵培養(yǎng)基時(shí)）.6、加富培養(yǎng)基

enrichedmedium定義：在普通培養(yǎng)基中加入某些特殊的營(yíng)養(yǎng)物，如血、血清、動(dòng)、植物組織液或其他營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)（或生長(zhǎng)因子）的一類營(yíng)養(yǎng)豐富的培養(yǎng)基。用來(lái)培養(yǎng)營(yíng)養(yǎng)要求苛刻的微生物，或用以富集（數(shù)量上占優(yōu)勢(shì)）和分離某種微生物.（四）其它對(duì)于專性寄生的微生物如病毒、立克次氏體等，不能人工培養(yǎng)在普通培養(yǎng)基上。通常是接種在動(dòng)植物體內(nèi)，動(dòng)植物組織或細(xì)胞里培養(yǎng)。常用的動(dòng)物有小白鼠、家兔、豚鼠等?？捎秒u胚培養(yǎng)新城域雞瘟病毒、牛痘病毒、天花病毒、狂犬病毒等。將病毒注射到雞胚的絨毛尿囊膜、尿囊、羊膜囊或卵黃囊中培養(yǎng)即可得。三、培養(yǎng)基的配制方法1、按照配方的組成及用量分別稱量及配成液體2、調(diào)酸堿度3、配固體培養(yǎng)基加入2%瓊脂并加熱熔化4、分裝試管、△瓶并塞上棉塞5、包扎、滅菌、備用例一：斜面培養(yǎng)基的配制程序按比例計(jì)算各營(yíng)養(yǎng)成分的量→稱量→量水加熱→熔化瓊脂→加其它成分→調(diào)酸堿度→補(bǔ)足水分→分裝→加塞→包扎→滅菌→擺斜面例二：平板培養(yǎng)基的配制程序稱料→熔解→定溶→調(diào)酸堿度→裝△瓶→加2%瓊脂→加塞包扎→滅菌→倒平板→冷凝備用高壓蒸氣滅菌一般培養(yǎng)基:

1.05Kg/cm2,121.3℃,15-30min含糖培養(yǎng)基:

0.56Kg/cm2,112.6℃,15-30min

培養(yǎng)基的滅菌第三節(jié)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞某種物質(zhì)能否作為營(yíng)養(yǎng)物支持微生物生長(zhǎng)，首先取決于它能否進(jìn)入細(xì)胞，其次決定于微生物是否具有利用它的能力。那確實(shí)！一、細(xì)胞質(zhì)膜的結(jié)構(gòu)與透性物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞，有三道屏障：莢膜、粘液層蔬松對(duì)物質(zhì)的運(yùn)輸影響較小細(xì)胞壁粗篩，允許一定分子大小物質(zhì)通過(guò)，無(wú)選擇性細(xì)胞質(zhì)膜半滲透膜，高度的選擇性細(xì)胞質(zhì)膜的透性①水分子最易透過(guò)。②大分子物質(zhì)必須由胞外酶水解成小分子可溶于水的物質(zhì)才可透過(guò)。③脂溶性物質(zhì)比水溶性物質(zhì)更易透過(guò)。④弱電解質(zhì)比強(qiáng)電解質(zhì)易透過(guò)。⑤低價(jià)離子比高價(jià)離子易透過(guò)。

谷氨酸生產(chǎn)菌：生物素缺陷型≠>脂肪酸≠>磷脂≠>細(xì)胞膜缺損≠>膜透性↑實(shí)際生產(chǎn)中

二、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)吸收方式

被輸送的物質(zhì)，靠細(xì)胞內(nèi)外濃度為動(dòng)力，以透析或擴(kuò)散的形式從高濃度區(qū)向低濃度區(qū)的擴(kuò)散。1、單純擴(kuò)散simplediffusionorpassivediffusion)單純擴(kuò)散simplediffusionorpassivediffusion)特點(diǎn)：①擴(kuò)散是非特異性的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)吸收方式：如營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)通過(guò)細(xì)胞膜中的含水小孔，由高濃度的胞外環(huán)境向低濃度的胞內(nèi)擴(kuò)散；②在擴(kuò)散過(guò)程中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)不發(fā)生變化：即既不與膜上的分子發(fā)生反應(yīng)，本身的分子結(jié)構(gòu)也不發(fā)生變化；③物質(zhì)運(yùn)輸?shù)乃俾瘦^慢：速率與胞內(nèi)外營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的濃度差有關(guān)，即隨細(xì)胞膜內(nèi)外該物質(zhì)濃度差的降低而減小，直到胞內(nèi)外物質(zhì)濃度相同；④不需要載體參與；擴(kuò)散是一個(gè)不需要代謝能的運(yùn)輸方式：因此，物質(zhì)不能進(jìn)行逆濃度運(yùn)輸。⑤可運(yùn)送的養(yǎng)料有限：限于水、溶于水的氣體，及分子量小，脂溶性、極性小的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。smosisflowstowardshighsaltconcentrations單純擴(kuò)散模式圖細(xì)胞膜外細(xì)胞膜內(nèi)細(xì)胞膜2、促進(jìn)擴(kuò)散(facilitateddiffusion)特點(diǎn)：在促進(jìn)擴(kuò)散過(guò)程中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)本身在分子結(jié)構(gòu)上也不會(huì)發(fā)生變化不消耗代謝能量，故不能進(jìn)行逆濃度運(yùn)輸運(yùn)輸?shù)乃俾视砂麅?nèi)外該物質(zhì)的濃度差決定需要細(xì)胞膜上的載體蛋白（透過(guò)酶）參與物質(zhì)運(yùn)輸被運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)與載體蛋白有高度的特異性養(yǎng)料濃度過(guò)高時(shí),與載體蛋白出現(xiàn)飽和效應(yīng)促進(jìn)擴(kuò)散的運(yùn)輸方式多見(jiàn)于真核微生物中，例如通常在厭氧生活的酵母菌中，某些物質(zhì)的吸收和代謝產(chǎn)物的分泌是通過(guò)這種方式完成的。促進(jìn)擴(kuò)散模式圖細(xì)胞膜細(xì)胞膜外細(xì)胞膜內(nèi)恢復(fù)原構(gòu)象移位再循環(huán)結(jié)合結(jié)合構(gòu)象改變3、主動(dòng)運(yùn)輸(Activetransport)特點(diǎn)：物質(zhì)在主動(dòng)運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中需要消耗代謝能可以進(jìn)行逆濃度運(yùn)輸?shù)倪\(yùn)輸方式需要載體蛋白參與對(duì)被運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)有高度的專一性被運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)在轉(zhuǎn)移的過(guò)程中不發(fā)生任何化學(xué)變化不同的微生物在主動(dòng)運(yùn)輸過(guò)程中所需的能量的來(lái)源不同，好氧微生物中直接來(lái)自呼吸能，厭氧微生物主要來(lái)自化學(xué)能，光合微生物中則主要來(lái)自光能。主動(dòng)運(yùn)輸是微生物吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的主要方式。主動(dòng)運(yùn)輸模式圖細(xì)胞膜細(xì)胞膜外細(xì)胞膜內(nèi)恢復(fù)原構(gòu)象移位再循環(huán)結(jié)合構(gòu)象改變ADP+PiATPNa+-K+-ATP酶系統(tǒng)Na+-K+-ATPase是存在于原生質(zhì)膜上的一種重要離子通道蛋白功能:利用ATP能量將Na+由細(xì)胞內(nèi)“泵”出胞外,并將K+“泵”入胞內(nèi)。該酶由大小兩個(gè)亞基組成（MW:12萬(wàn),5.5萬(wàn)）作用步驟:1.ATP酶(E)在細(xì)胞內(nèi)側(cè)與3個(gè)Na+結(jié)合,同時(shí)消耗能量;2.磷酸化ATP酶(E+)構(gòu)象變化將Na+排除胞外,并與2個(gè)K+

結(jié)合;3.K+激發(fā)E+脫磷酸化恢復(fù)為E,同時(shí)將K+運(yùn)入細(xì)胞.

基因轉(zhuǎn)位是一種特殊的主動(dòng)運(yùn)輸，與普通的主動(dòng)運(yùn)輸相比，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中發(fā)生了化學(xué)變化（糖在運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中發(fā)生了磷酸化）。其余特點(diǎn)與主動(dòng)運(yùn)輸相同?；蜣D(zhuǎn)位主要存在于厭氧和兼性厭氧型細(xì)菌中，也主要是用于單（或雙）糖與糖的衍生物，以及核苷與脂肪散的運(yùn)輸4、基團(tuán)轉(zhuǎn)位(Grouptranslocation)在酶Ⅰ的作用下HPr被激活在酶Ⅱ的作用下P-HPr將磷酸轉(zhuǎn)移給糖運(yùn)送機(jī)制:是依靠磷酸轉(zhuǎn)移酶系統(tǒng),即磷酸烯醇式丙酮酸-己糖磷酸轉(zhuǎn)移酶系統(tǒng).運(yùn)送步驟:(1)熱穩(wěn)載體