1、關(guān)于微生物的營養(yǎng)類型第一張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月營養(yǎng)類型第二張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月光能自養(yǎng)型微生物以C02作為唯一碳源或主要碳源，并利用光能，以無機物如硫化氫、硫代硫酸鈉或其他無機硫化物作為供氫體將CO2還原成細胞物質(zhì)，同時產(chǎn)生元素硫 光能 CO2H2S CH2O+2S+H2O 光合色素 光能自養(yǎng)型微生物包括藍細菌（含葉綠素）、紅硫細菌和綠硫細菌等少數(shù)微生物（含細菌葉綠素），由于含有光合色素，因而能使先能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能（ATP），供機體直接利用。第三張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月光能異養(yǎng)型微生物以CO2為主要碳源或唯一碳源，以有機物（如異丙醇）作

2、為供氫體，利用光能將CO2還原成細胞物質(zhì)，紅螺菌屬中的一些細菌屬于此種營養(yǎng)類型。 光能 2(H3C)2CHOH+CO2 2CH3COCH3+CH2O+H2O 光合色素光能異養(yǎng)型細菌在生長時大多數(shù)采要外源的生長因子第四張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月利用光能，以簡單有機物（醇、有機酸）為供氫體同化CO2 CH3 光能CO2+2CH2-CHOH-CH2O+2CH3COCH3+H2O 菌綠素例：紅螺菌屬（Rhodospirillum）光能異養(yǎng)型微生物第五張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月化能自養(yǎng)型微生物 以CO2或碳酸鹽作為唯一或主要碳源，以無機物氧化釋放的化學(xué)能為能源,，利用電子

3、供體如氫氣、硫化氫、二價鐵離子或亞硝酸鹽等使CO2還原成細胞物質(zhì)。 這類微生物主要有硫化細菌、硝化細菌、氫細菌與鐵細菌。它們在自然界物質(zhì)轉(zhuǎn)換過程中起著重要的作用。 第六張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月通過氧化無機物取得能量，并以CO2為唯一或主要碳源1. 硝化細菌:亞硝化細菌 2NH4+ +3O22NO2- +2H2O + 4H+132Kcal硝化細菌 NO2- +1/2O2 NO3- +18.1 Kcal三、化能無機營養(yǎng)型第七張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月2. 硫化細菌: 通過氧化還原態(tài)的無機硫化物（H2S、S、 S2O32- 、SO32-）獲得能量（硫桿菌屬，硫微螺菌

4、屬） H2S + 1/2 O2 S +H2O + 50.1 Kcal S + 1 1/2 O2+H2O H2SO4+149.8 Kcal第八張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月3. 鐵細菌：氧化Fe2+為Fe3+獲取能量并同化 CO2 2Fe2+1/2O2+2H+ 2Fe3+H2O+21.2 Kcal4. 氫細菌：具有氫化酶，從氫的氧化獲取能 量，同化CO2 H2+ 1/2 O2 H2O + 56.7 Kcal第九張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月化能異養(yǎng)型微生物 多數(shù)微生物屬于化能異養(yǎng)型，其生長所需要能量和碳源通常來自同一種有機物。 根據(jù)化能異養(yǎng)型微生物利用有機物的特性，又可以

5、將其分為下列兩種類型：腐生型微生物：利用無生命活性的有機物作為生長的碳源。寄生型微生物：寄生在生活的細胞內(nèi)，從寄生體內(nèi)獲得生長所需要的營養(yǎng)物質(zhì)。 存在于寄生與腐生之間的中間過渡類型微生物，稱為兼性腐生型或兼性寄生型。第十張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月 Major nutritional types of microorganisms Nutritional TypeEnergy SourceCarbon SourceExamplesPhotoautotrophsLightCO2Cyanobacteria, some Purple and Green BacteriaPhotohet

6、erotrophsLightOrganic compoundsSome Purple and Green BacteriaChemoautotrophs or Lithotrophs (Lithoautotrophs)Inorganic compounds, e.g. H2, NH3, NO2, H2SCO2A few Bacteria and many ArchaeaChemoheterotrophs or HeterotrophsOrganic compoundsOrganic compoundsMost Bacteria, some Archaea第十一張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于202

7、2年6月自養(yǎng)微生物：不依賴任何有機營養(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物才能 滿足其正常營養(yǎng)要求的微生物（即 其碳源必須是有機物，供氫體是有 機物，能源可以是氧化有機物活利 用日光能）關(guān)于營養(yǎng)類型的定義：第十二張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月第四節(jié) 培養(yǎng)基(medium)定義：應(yīng)科研或生產(chǎn)的需要，由人工配制的、適合于不同微生物生長繁殖或積累代謝產(chǎn)物用的營養(yǎng)基質(zhì)（混合養(yǎng)料）。特點：任何培養(yǎng)基都應(yīng)具備微生物所需要的五大營養(yǎng)要素，且應(yīng)比例適當。所以一旦配成必須立即滅菌。用途：促使微生物生長；積累代謝產(chǎn)物；分離微生物菌種；鑒定微生物種類；微生物細胞計數(shù)；菌種保藏；

8、制備微生物制品第十三張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月一、培養(yǎng)基的配制原則（一）培養(yǎng)基組分應(yīng)適合微生物的營養(yǎng)特點（目的明確）（二）營養(yǎng)物的濃度與比例應(yīng)恰當（營養(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源（經(jīng)濟節(jié)約）第十四張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月（一）培養(yǎng)基組分應(yīng)適合微生物的營養(yǎng)特點 即根據(jù)不同微生物的營養(yǎng)需要配制不同的培養(yǎng)基。 不同營養(yǎng)類型的微生物，其對營養(yǎng)物的需求差異很大。如自養(yǎng)型微生物的培養(yǎng)基完全可以（或應(yīng)該）由簡單的無機物質(zhì)組成。異養(yǎng)做生物的培養(yǎng)基至少需要含有一種有機物質(zhì)，但有機物的種類需適應(yīng)所培養(yǎng)菌的特點。 按微生物的主要類群來

9、說，它們所需要的培養(yǎng)基成分也不同： 細菌： 牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基 LB (Luria-Bertani) 放線菌： 高氏一號培養(yǎng)基 真菌： 查氏合成培養(yǎng)基 PDA (Potato-Dextrose-Agar) 酵母菌； 麥芽汁當對試驗菌營養(yǎng)需求特點不清楚的時候，可以采用生長譜法進行測定。第十五張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月（二）營養(yǎng)物的濃度與比例應(yīng)恰當濃度過高微生物的生長起抑制作用， 濃度過小不能滿足微生物生長的需要。碳氮比（C/N）直接影響微生物生長與繁殖及代謝物的形成與積累，故常作為考察培養(yǎng)基組成時的一個重要指標； 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

10、 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，菌體大量繁殖，谷氨酸積累少；C/N3/1 時，菌體生長受抑制，而谷氨酸大量增加。第十六張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月（三）物理化學(xué)條件適宜 （1）pH: 各類微生物的最適生長pH值各不相同： 細 菌：7.08.0放線菌：7.58.5酵母菌：3.86.0霉 菌：4.05.8 在微生物的生長和代謝過程中，由于營養(yǎng)物質(zhì)的利用和代謝產(chǎn)物的形成與積累，培養(yǎng)基的初始pH值會發(fā)生改變，為了維持培養(yǎng)基pH值的相對恒定，通常采用下列兩種方式：內(nèi)源調(diào)節(jié)：在培養(yǎng)基里加一些緩沖劑或不溶性的碳酸鹽；調(diào)節(jié)培養(yǎng)

11、基的碳氮比。外源調(diào)節(jié)：按實際需要不斷向發(fā)酵液流加酸或堿液第十七張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月（三）物理化學(xué)條件適宜（續(xù)）磷酸緩沖液：pH值從6.07.6之間K2HPO4+HCl KH2PO4+KClKH2PO4+KOH K2HPO4+H2O加入CaCO3：CO32 HCO3 H2CO3 CO2+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。第十八張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月（2）滲透壓和aw滲透壓等滲溶液適宜微生物生長高滲溶液細胞發(fā)生質(zhì)壁分離低滲溶液細胞吸水膨脹，直至破裂大多數(shù)微生物適合在等滲的環(huán)境下生長，而有的菌如Staphylococ

12、cus aureus則能在3mol/L NaCl的高滲溶液中生長。能在高鹽環(huán)境（2.86.2/L NaCl）生長的微生物常被稱為嗜鹽微生物（Halophiles）。第十九張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月第二十張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月（3）氧化還原電勢(redox poyential)各種微生物對培養(yǎng)基的氧化還原電勢的要求：好氧微生物：+0.3+0.4V,(在0.1V以上的環(huán)境中均能生長).厭氧微生物：只能在+0.1V以下生長兼性厭氧微生物：+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)，測出的Eh值僅代表其綜合結(jié)果。對微生物影響最大的是：

13、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。第二十一張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月（四）根據(jù)培養(yǎng)基的應(yīng)用目的選擇原料及其來源該培養(yǎng)基的應(yīng)用目的，即： 是培養(yǎng)菌體還是積累代謝產(chǎn)物？ 是實驗室種子培養(yǎng)還是大規(guī)模發(fā)酵？ 代謝產(chǎn)物是初級代謝產(chǎn)物還是次級代謝產(chǎn)物？ 用于培養(yǎng)菌體種子的培養(yǎng)基營養(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，有時還應(yīng)提高培養(yǎng)基的氮源含量）；若代謝產(chǎn)物是次級代謝產(chǎn)物時要考慮是否加入特殊元素或特定的代謝產(chǎn)物；當所設(shè)計的是大規(guī)模發(fā)酵用

14、的培養(yǎng)基時，應(yīng)重視培養(yǎng)基中各成份的來源和價格，應(yīng)選擇來源廣泛、價格低廉 的原料，提倡以粗代精，以廢代好。第二十二張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月1.生態(tài)模擬 調(diào)查所培養(yǎng)菌的生態(tài)條件，查看“嗜好”，對“癥”下料初級天然培養(yǎng)基.2.查閱文獻 查閱、分析文獻，調(diào)查前人的工作資料，借鑒人家的經(jīng)驗，以便從中得到啟發(fā)設(shè)計有自己特色的培養(yǎng)基配方.3.精心設(shè)計 借助優(yōu)選法或正交試驗設(shè)計法等方法.二、設(shè)計培養(yǎng)基的方法第二十三張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月二、設(shè)計培養(yǎng)基的方法（續(xù)）4、實驗比 較： 不同培養(yǎng)基配方的選擇比較 單種成分來源和數(shù)量的比較 幾種成分濃度比例調(diào)配的比較 小型試驗放大到

15、大型生產(chǎn)條件的比較 pH和溫度試驗附1：配置培養(yǎng)基時應(yīng)注意的幾個問題及解決方法：1、沉淀2、膠體強度的破壞3、褐色物質(zhì)的形成4、pH發(fā)生變化第二十四張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月高壓蒸氣滅菌 一般培養(yǎng)基: 1.05 Kg/cm2, 121.3, 15-30 min 含糖培養(yǎng)基: 0.56 Kg/cm2, 112.6 , 15-30 min 過濾滅菌, 分別滅菌, 間歇滅菌的應(yīng)用附2：培養(yǎng)基的滅菌第二十五張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月附圖：過濾滅菌第二十六張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月附3：器皿的滅菌及無菌室的消毒器皿的滅菌： 干熱空氣： 160， 2 小時無

16、菌室的消毒： 紫外光 化學(xué)藥物熏蒸（苯酚；高錳酸鉀+甲醛）第二十七張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月三、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分 細菌培養(yǎng)基 放線菌培養(yǎng)基 霉菌培養(yǎng)基-2 根據(jù)培養(yǎng)目的來分 種子培養(yǎng)基(seed culture medium)是為保證發(fā)酵生產(chǎn)獲得大量優(yōu)質(zhì)種子而設(shè)計的培養(yǎng)基，特點是營養(yǎng)較豐富，氮源比例較高。有時為使菌種能迅速適應(yīng)后面的發(fā)酵條件，還有意識地加入發(fā)酵培養(yǎng)基的基質(zhì)。 發(fā)酵培養(yǎng)基(fermentation medium)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，原料應(yīng)價廉易得，還應(yīng)有利于下

17、游的分離提取。第二十八張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月-1細菌培養(yǎng)基營養(yǎng)肉湯（nutrient broth)： 牛肉膏 3g； 水 1000ml； 蛋白胨 5g ； pH 7.27.4放線菌培養(yǎng)基高氏1號： 可溶性淀粉 20g； KNO3 1g; K2HPO4 1g MgSO4 0.5g NaCl 1g; FeSO47H2O 0.5g 水 1000ml; pH 7.27.4霉菌培養(yǎng)基查氏（zapek)培養(yǎng)基： 蔗糖 30g; KCl 0.5g; MgSO4.H2O 0.5g; FeSO4 0.5g 水 1000ml; K2HPO4 1g; NaNO3 3g; pH 6.7酵母菌培養(yǎng)基

18、麥芽汁培養(yǎng)基 第二十九張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月味精生產(chǎn)菌北京棒狀桿菌AS1299的一級種子（用搖床培養(yǎng)）培養(yǎng)基配方：葡萄糖 3%玉米漿 2.53.5%尿素 0.30.5%K2HPO4 0.10.2%MgSO4 0.05%二級種子（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。第三十張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月-3 按對培養(yǎng)基成分的了解程度來分 天然培養(yǎng)基(complex medium)：也稱作chemically undefined medium。利用化學(xué)成分還不完全清楚或不恒定的天然物質(zhì)，（如肉湯、蛋白胨、麥芽汁、酵母汁、豆芽汁、玉米

19、粉、牛奶、血清等）制成的培養(yǎng)基，天然培養(yǎng)基比較經(jīng)濟，除實驗室經(jīng)常使用外，更適宜于在生產(chǎn)上用來大規(guī)模地培養(yǎng)微生物和生產(chǎn)微生物產(chǎn)品。 合成（組合）培養(yǎng)基(synthetic medium)：也稱作chemically defined medium. 由化學(xué)成分完全了解的物質(zhì)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，但微生物生長較慢，且價格昂貴，故一般適于在實驗室范圍內(nèi)他有關(guān)研生物營養(yǎng)需要、代謝、分類鑒定、生物測定以及菌種選育、遺傳分析等方面的研究工作。如高氏培養(yǎng)基、察氏培養(yǎng)基等.半組合培養(yǎng)基(semi-defined medium)：在合成培養(yǎng)基的基礎(chǔ)上添加些天然成份，以更有效地

20、滿足微生物對營養(yǎng)物的需要.如馬鈴薯蔗糖培養(yǎng)基第三十一張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月-4 按制備后培養(yǎng)基外觀的物理狀態(tài)來分 液體培養(yǎng)基(liquid medium)：液體培養(yǎng)基不含任何凝固劑，菌體與培養(yǎng)基充分接觸，操作方便，常用于大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)以及在實驗室進行微生物生理代謝等基本理論的研究工作。可據(jù)培養(yǎng)后的濁度判斷微生物的生長程度. 固體培養(yǎng)基(solid medium)：天然固體營養(yǎng)基質(zhì)制成的培養(yǎng)基，或液體培養(yǎng)基中加入一定量凝固劑（瓊脂1.52)而呈固體狀態(tài)的培養(yǎng)基。為微生物的生長提供營養(yǎng)表面。常用于微生物的分離、純化、計數(shù)等方面的研究?？梢朗褂媚康牟煌瞥尚泵妗⑵桨宓刃问?

21、半固體培養(yǎng)基(semi-solid medium)：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。常用來觀察細菌運動的特征，以進行菌種鑒定和噬菌體效價滴定等方面的實驗工作。 第三十二張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月1.不被微生物分解、利用、液化；2.不因消毒滅菌而被破壞；3.在微生物的生長溫度內(nèi)保持固態(tài)；4.凝固點的溫度對微生物無害；5.透明度好，粘著力強理想凝固劑應(yīng)具備的條件第三十三張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月第三十四張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月第三十五張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月-5 按特殊用途劃分基礎(chǔ)培養(yǎng)基(minimum med

22、ium): 是含有一般微生物生長繁殖所需的基本營養(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）. 選擇性培養(yǎng)基(selective medium)：是根據(jù)某種或某一類群微生物的特殊營養(yǎng)需要，或?qū)δ撤N化合物的敏感性不同而設(shè)計出來的一類培養(yǎng)基。利用這種培養(yǎng)基可用來將某種或某類微生物從混雜的微生物群體中分離出來.鑒別性培養(yǎng)基(differential medium)：用于鑒別不同類型微生物的培養(yǎng)基，在普通培養(yǎng)基中加入能與某種代謝產(chǎn)物發(fā)生反應(yīng)的指示劑或化學(xué)藥品，從而產(chǎn)生某種明顯的特征性變化，以區(qū)別不同的微生物，例：伊紅美蘭乳糖培養(yǎng)基（Eosin Methyle

23、ne Blue）加富培養(yǎng)基(enriched medium)：在普通培養(yǎng)基中加入某些特殊的營養(yǎng)物，如血、血清、動、植物組織液或其他營養(yǎng)物質(zhì)（或生長因子）的一類營養(yǎng)豐富的培養(yǎng)基。用來培養(yǎng)營養(yǎng)要求苛刻的微生物，或用以富集（數(shù)量上占優(yōu)勢）和分離某中微生物.第三十六張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月TYPES OF CULTURE MEDIA TYPE PURPOSE Chemically definedGrowth of chemoautotrophs and photoautotrophs, and microbiological assays. Complex Growth of mos

24、t chemoheterotrophic organisms. Selective Suppression of unwanted microbes; encouraging desired microbes. Differential Differentiation of colonies of desired microbes from others. Enrichment Similar to selective media but designed to increase numbers of desired microbes to detectable levels. 第三十七張，P

25、PT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月Table 4a. Minimal medium for the growth of Bacillus megaterium. An example of a chemically-defined medium for growth of a heterotrophic bacterium. ComponentAmountFunction of componentsucrose10.0 gC and energy sourceK2HPO42.5 gpH buffer; P and K sourceKH2PO42.5 gpH buffer; P and K s

26、ource(NH4)2HPO41.0 gpH buffer; N and P sourceMgSO4 7H2O0.20 gS and Mg+ sourceFeSO4 7H2O0.01 gFe+ sourceMnSO4 7H2O0.007 gMn+ Sourcewater985 mlpH 7.0第三十八張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月Table 4b. Defined medium for the growth of Thiobacillus thiooxidans, a lithoautotrophic bacterium. ComponentAmountFunction of co

27、mponentNH4Cl0.52 gN sourceKH2PO40.28 gP and K sourceMgSO4 7H2O0.25 gS and Mg+ sourceCaCl2 2H2O0.07 gCa+ sourceElemental Sulfur1.56 gEnergy sourceCO25%*C sourcewater1000 mlpH 3.0* Aerate medium intermittently with air containing 5% CO2. 第三十九張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月Table 5a. Complex medium for the growth of fastidious bacteriaComponentAmountFunction of componentBeef extract1.5 gSource of vitamins and other growth factorsYeast extract3.0 gSource of vitamins and other growth factorsPeptone6.0 gSource of amino acids, N, S, and PGlucose1.0 gC and energy sou