第三章微生物的營養(yǎng)與生長

從生物學(xué)的觀點來看，微生物活細胞是個新陳代謝的動力系統(tǒng)，它從環(huán)境不斷地吸收營養(yǎng)物質(zhì)，通過新陳代謝，實現(xiàn)生長和繁殖，同時排出“廢物”。笫一節(jié)微生物的營養(yǎng)?

營養(yǎng)物質(zhì)nutriment：微生物在生命活動中

從環(huán)境中吸取的用以提供能量、調(diào)節(jié)新陳

代謝以及合成細胞物質(zhì)的物質(zhì)。在發(fā)酵工

業(yè)上也包括用于合成產(chǎn)物。?

營養(yǎng)過程nutrition：微生物吸收和利用營

養(yǎng)物質(zhì)的過程。碳源

carbon

source凡是能被微生物用來構(gòu)成細胞物質(zhì)或代謝產(chǎn)物中碳素來源的營養(yǎng)物質(zhì)。能源

energy

source?

能為微生物生命活動提供最初能量來源的營養(yǎng)物質(zhì)或輻射能。分類標(biāo)準(zhǔn)營養(yǎng)類型能源光能營養(yǎng)型phototroph以光能為能源化能營養(yǎng)型chemotroph以有機物為能源碳源自養(yǎng)型autotroph以CO2為唯一或主要碳源異養(yǎng)型heterotroph以有機物為碳源一、微生物的營養(yǎng)類型(一)、微生物營養(yǎng)類型的分類分類標(biāo)準(zhǔn)營養(yǎng)類型氫供體無機營養(yǎng)型lithotroph有機營養(yǎng)型organotroph生長因子原養(yǎng)型(prototroph)/野生型(wildtype)營養(yǎng)缺陷型auxotroph合成氨基酸能力氨基酸自養(yǎng)型aminoacidautotroph氨基酸異養(yǎng)型aminoacidheterotroph取食方式滲透營養(yǎng)型osmotroph吞噬營養(yǎng)型phagotroph取得死或活有機物腐生saproghytism寄生parasitism(二)、微生物的營養(yǎng)類型1.

光能無機營養(yǎng)型

photolithotroph能源：光主要碳源：CO2供氫體：H2S、Na2S2O3例：綠硫細菌，紫硫細菌CO2+H2S

[CH2O]+2S+H2O細菌葉綠素2.

光能有機營養(yǎng)型

photoorganotroph

能源：光；

主要碳源：有機物，但可以將CO2還原成細胞物質(zhì);

供氫體：有機物例：2CH3CHOHCH3+CO22CH3COCH3+[CH2O]+H2O紅螺細菌

光合色素

3.化能無機營養(yǎng)型

chemolithotroph?

能源：無機物，NH3，NO2，

H2，H2S，S等主要碳源：CO2

電子供體：無機物例：

氧化亞鐵硫桿菌Fe+2Fe+3

+

e

+

11.3千卡4.化能有機營養(yǎng)型

chemoorganotroph能源：有機物主要碳源：有機物例：大部分種類的微生物，工業(yè)用菌種多為此類營養(yǎng)類型的劃分不是絕對的，在自然界中存在中間類型。營養(yǎng)類型的劃分以最簡單的營養(yǎng)條件為依據(jù)，并以“嚴格”,“兼性”加以區(qū)分。營養(yǎng)類型能源氫供體基本碳源實例光能無機營養(yǎng)型（光能自養(yǎng)型）光無機物CO2紫硫細菌、綠硫細菌、藻類光能有機營養(yǎng)型（光能異養(yǎng)型）光有機物CO及簡單2有機物紅螺細菌化能無機營養(yǎng)型（化能自養(yǎng)型）無機物無機物CO2硝化細菌、硫化細菌化能有機營養(yǎng)型（化能異養(yǎng)型）有機物有機物有機物絕大多數(shù)細菌和全部真核微生物微生物的營養(yǎng)類型二.

微生物的營養(yǎng)物質(zhì)(一)、微生物細胞的化學(xué)組成1、元素組成：C、H、O、N、P、S、K、Na、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Co、Zn、Mo。其中C、H、O、N、P占細胞干重的97%。2、物質(zhì)組成水：約占細胞濕重的90%。有機物：主要有蛋白質(zhì)、碳水化合物、脂類、核酸、維生素以及它們的合成中間體和降解物。無機鹽：灰分元素是指參與有機物組成及單獨存在于細胞原生質(zhì)內(nèi)的無機鹽等灰分物質(zhì)中的元素。3．影響微生物細胞化學(xué)組成的因素微生物的種類：硫細菌、鐵細菌、海洋細菌含有較多的S、Fe、Cl和Na。菌齡：幼齡菌中含氮量較高。培養(yǎng)條件：在氮源豐富的環(huán)境中生長的微生物含氮量較高。微生物細胞元素組成(二)重要營養(yǎng)物質(zhì)的作用

1、水

水的生理功能????細胞的重要組分微生物進行代謝活動的介質(zhì)參與部分生化反應(yīng)調(diào)節(jié)和控制細胞溫度幾種生物的游離水含量人：

~60%海蟄：~96%微生物：孢子：霉菌孢子：~39%細菌芽孢：皮層：~70%核心：極低營養(yǎng)體：細菌：~80%酵母：~75%霉菌：~85%環(huán)境中水的存在狀態(tài)?

結(jié)合水：與溶質(zhì)或其它分子結(jié)合而不能被微生物所利用狀態(tài)的水；?

游離水：可以被微生物所利用的水水活度water

activity：在相同溫度、壓力條件下，溶液中水的蒸汽壓（P）、純水蒸汽壓（P0）aw=

p/p0純水的aw為1．00，當(dāng)純水中溶有溶質(zhì)后，aw＜1.00。微生物生長要求：aw=0.63~0.992.碳源

carbon

source凡是能被微生物用來構(gòu)成細胞物質(zhì)或代謝產(chǎn)物中碳素來源的營養(yǎng)物質(zhì)。生理功能

提供C元素

提供能量碳源物質(zhì)有機碳化物無機碳化物類型元素水平化合物水平培養(yǎng)基原料水平有機碳C·H·O·N·X復(fù)雜蛋白質(zhì)、核酸等牛肉膏、蛋白胨、豆餅粉等C·H·O·N多數(shù)氨基酸、簡單蛋白質(zhì)等一般氨基酸、明膠等C·H·O糖、有機酸、醇、脂類等葡萄糖、蔗糖、各種淀粉、糖蜜等C·H烴類天然氣、石油及其不同餾分、石蠟油等無機碳C(?)------C·OC02CO2C·O·N·NaCO、CaCO等33NaCO、CaCO、白堊等33微生物的碳源譜3.氮源

nitrogen

source?

凡是能被微生物用來構(gòu)成細胞物質(zhì)

或代謝產(chǎn)物中氮素來源的營養(yǎng)物質(zhì)

稱為氮源?是構(gòu)成細胞中核酸和蛋白質(zhì)的重要元素，只為少數(shù)細菌提供能量類型元素水平化合物水平培養(yǎng)基原料水平有機氮N·C·H·O·X復(fù)雜蛋白質(zhì)、核酸等蠶蛹等N·C·H·O尿素、多數(shù)氨基酸、簡單蛋白質(zhì)等尿素、蛋白胨、明膠等無機氮N·HNH、銨鹽等3（NH）SO等424N·O硝酸鹽等KNO等3NN2空氣微生物的氮源譜牛肉膏、酵母膏、豆餅粉、氮源的種類無機氮、有機氮、氣體氮速效性氮源能夠被微生物細胞直接吸收和利用的有機氮源。遲效性氮源不能被微生物直接吸收，必須先經(jīng)相應(yīng)的水解酶降解以后，才能被細胞吸收利用的有機氮源“生理酸性鹽”與“生理堿性鹽”?

生理酸性鹽由于其陽離子中的氮被微生物選擇性吸收利用而造成培養(yǎng)基的pH下降的鹽。如(NH4)2SO4?

生理堿性鹽由于其陰離子中的氮被微生物選擇性吸收利用而造成培養(yǎng)基的pH上升的鹽。如NaNO34.無機鹽類mineral

salts?

生理功能參與細胞結(jié)構(gòu)物質(zhì)的組成；參與酶的組成及調(diào)節(jié)酶的活性；參與能量轉(zhuǎn)移；調(diào)節(jié)并維持細胞滲透壓的平衡；作為某些微生物的能源物質(zhì)?

大量（主要/宏量）元素

macroelementsP、S、K、Na、Ca、Mg等需要量：10-3~10-4M?

微量元素

microelementsFe、Mn、Cu、Co、Zn、Mo等需要量：

10-6~10-8M鋅乙醇脫氫酶、乳酸脫氫酶、RNA聚合酶等錳過氧化物歧化酶、磷酸烯醇式脫羧酶等鉬硝酸鹽還原酶、固氮酶等銅細胞色素氧化酶硒甘氨酸還原酶、甲酸脫氫酶微量元素的生理功能（舉例）無機鹽一般采用的濃度范圍5.生長因子

growth

factor

是指微生物生長不可缺少的微量有機物質(zhì).?種類

維生素、氨基酸、堿基?

需要量

維生素：1—50ug/L

氨基酸：20—50ug/L

堿

基：10—20ug/L

核苷或核苷酸：200—2000ug/L?

向培養(yǎng)基中添加生長因子的措施直接添加添加富含生長因子的物質(zhì)酵母膏，玉米漿，肝浸汁，麥芽汁幾種微生物的生長因子

菌種丙酮丁醇梭菌德氏乳桿菌干酪乳桿菌糞鏈球菌腸膜明串珠菌金黃色葡萄球菌

生長因子對氨基苯甲酸酪氨酸、胸腺核苷

生物素、麻黃素

葉酸、精氨酸

吡哆醛

硫胺素玉米漿含的氨基酸6、能源

energy

source?

能為微生物生命活動提供最初能量來源的營養(yǎng)物質(zhì)或輻射能。?

能源譜化學(xué)物質(zhì)：有機物、無機物輻射能

7、氣體

（1）氧O2

：?

微生物的對氧的需求

專性好氧菌：只能在有氧的環(huán)境中生長

專性厭氧菌：只能在無氧的環(huán)境中生長

兼性厭氧菌：在有氧及無氧的環(huán)境中都能生長微嗜氧菌：只能在氧分壓很低的環(huán)境中生長?

向微生物提供氧的措施實驗室：液體培養(yǎng)（三角瓶、試管）：淺液層、振蕩固體培養(yǎng)（平板、斜面）：表面生長大生產(chǎn)：液體培養(yǎng)（發(fā)酵罐）：通風(fēng)、攪拌固體培養(yǎng)：淺層、通風(fēng)Pi

ADP

COOH

HOOCCOCH

ATP

CO

COCOOH

CH

2

2

3

+

+

?

?

?

?

→

?

+

+

丙酮

羧（2）二氧化碳CO2?

對于自養(yǎng)微生物：唯一或主要碳源?

對于異養(yǎng)微生物：輔助碳源酸

化酶四.營養(yǎng)物質(zhì)的跨膜輸送

微生物是通過細胞膜的滲透和選擇吸收作用而從外界吸取營養(yǎng)物質(zhì)的。被動吸收——簡單擴散和促進擴散主動吸收——主動運輸、基團移位和ATP結(jié)合性盒式轉(zhuǎn)運蛋白系統(tǒng)原生動物——膜泡運輸本部分要求掌握①輸送動力，②輸送方向，③是否需要載體及其特異性，④被輸送物質(zhì)在輸送過程中是否發(fā)生化學(xué)變化⑤輸送物質(zhì)舉例。（一）被動擴散1.簡單擴散

simple

diffusion?

無載體蛋白參與下，單純依靠物理擴散方式輸送營養(yǎng)物質(zhì)。?

特點輸送動力：濃度梯度輸送方向：順濃度梯度輸送物質(zhì)：水、氣體、脂溶性物質(zhì)、極性小的分子過程：進入膜的疏水脂質(zhì)區(qū)域；通過脂質(zhì)雙分子層；離開脂相回到水相（細胞內(nèi)）。輸送機制：通過親水小孔或脂雙分子層。J=D

dc/dx

J：擴散速度D：擴散系數(shù)dc/dx：該物質(zhì)的濃度梯度?

影響因素分子的大小、溶解性、極性和環(huán)境的溫度等

2、促進擴散

facilitated

diffusion?

在特異性載體蛋白的協(xié)助下，不消耗能量的一類擴散性

運輸方式。?

特點：輸送動力：濃度梯度輸送方向：順濃度梯度載體蛋白：需要，具有特異性輸送物質(zhì)：極性大的分子（單糖、氨基酸、維生素、無機鹽等輸送機制：

載體外部疏水、接合部位親水，被輸送的物質(zhì)與相應(yīng)的載體

之間存在一種親和力。（二）主動運輸1、主動運輸

active

transport?

在消耗能量的同時，實現(xiàn)溶質(zhì)在細胞內(nèi)的濃縮，而沒有任何化學(xué)變化發(fā)生的輸送機制。?

特點：輸送動力：跨膜質(zhì)子濃度梯度輸送方向：逆濃度梯度載體蛋白：需要，具有特異性輸送物質(zhì)：氨基酸、某些糖、H+、Na+、K+等。輸送機制：代謝能量改變底物與載體間的結(jié)合力。ATP結(jié)合性盒式轉(zhuǎn)運蛋白系統(tǒng)（

ATP-binding

cassette

transpoter

ABC運輸系統(tǒng)）?

系統(tǒng)3個組成部分：周質(zhì)結(jié)合蛋白，與被輸送物質(zhì)特異性結(jié)合跨膜輸送蛋白，真正介導(dǎo)物質(zhì)運輸?shù)腁TP水解蛋白，為輸送提供能量的?

主要存在于G-細菌中如大腸桿菌運輸阿拉伯糖、麥芽糖、半乳糖及核糖、氨基酸（谷氨酸、組氨酸及亮氨酸）和維生素B12等溶質(zhì)。2、基團移位

group

translocation??被輸送的基質(zhì)分子在膜內(nèi)經(jīng)受了共價的改變，以被修飾的形式進入細胞質(zhì)的輸送機制特點：輸送動力：代謝能量,磷酸烯醇式丙酮酸上的高能磷酸鍵輸送方向：逆濃度梯度載體蛋白：磷酸轉(zhuǎn)移酶系統(tǒng)輸送物質(zhì)：E.coli對Glucose等的吸收，被輸送物質(zhì)在輸送前后的存在狀態(tài)：在細胞膜內(nèi)被磷酸化輸送機制：存在特殊輸送系統(tǒng)?輸送機制：磷酸轉(zhuǎn)移酶系統(tǒng)（PTS）酶Ⅰ：非特異性，存在于細胞質(zhì)中酶Ⅱc：特異性(誘導(dǎo)型)，存在于膜上因子Ⅲ(酶Ⅱa/b)：特異性，存在于細胞質(zhì)中HPr(組氨酸蛋白質(zhì)/熱穩(wěn)定蛋白質(zhì))：非特異性，存在于細胞質(zhì)中四種物質(zhì)運輸方式的比較(三)膜泡運輸

Membrane

vesicle

transport

通過趨化性運動靠近營養(yǎng)物質(zhì)，將它吸附到膜表面，形成膜泡，并進入細胞質(zhì)。?

胞吞作用?

胞飲作用五、培養(yǎng)基

medium人工配制的含有營養(yǎng)物質(zhì)的供微生物生長繁殖或積累代謝產(chǎn)物的基質(zhì)（一）培養(yǎng)基應(yīng)具有的共性單位數(shù)量的培養(yǎng)基應(yīng)能以最高產(chǎn)率地生產(chǎn)出所需產(chǎn)物，能最高速率地穩(wěn)定合成出所需產(chǎn)物，培養(yǎng)基成分應(yīng)價格便宜易于就近取材，

培養(yǎng)基有利于通風(fēng)、攪拌、提取、純化和廢物處理等（二）培養(yǎng)基的種類1、按對培養(yǎng)基成分的了解分類天然培養(yǎng)基

complex

medium；undefined

medium

利用化學(xué)成分還不清楚

或不恒定的天然有機物質(zhì)制成的培養(yǎng)基。如：實驗室用的麥汁培養(yǎng)基馬鈴薯浸汁培養(yǎng)基大生產(chǎn)用山芋干粉糖化醪一些營養(yǎng)物質(zhì)的來源與成分合成培養(yǎng)基synthetic

medium，defined

medium利用化學(xué)成分完全了解的高純化學(xué)試劑制成的培養(yǎng)基。如：培養(yǎng)霉菌用的察氏培養(yǎng)基（g/L)NaNO3

2,

K2HPO4

1,

KCl

0.5,

MgSO4·7H2O

0.5FeSO4·7H2O

0.01,

蔗糖

30,

瓊脂

20,

pH

自然?

半合成培養(yǎng)基semi-

synthetic

medium由部分天然有機物和部分化學(xué)試劑制成的培養(yǎng)基。如：LB培養(yǎng)基(g/L)：Tryptone

10,

Yeast

Extract

5,

NaCl

10,

pH7.22、據(jù)培養(yǎng)基的物理狀態(tài)分類?

液體培養(yǎng)基

liquid

medium呈液體狀態(tài)的培養(yǎng)基?

固體培養(yǎng)基solid

medium外觀呈固體狀態(tài)的培養(yǎng)基?

半固體培養(yǎng)基semi-solid

medium

呈當(dāng)容器倒放時不致流下、但在劇烈振蕩后則能破散狀態(tài)的凝固性固體培養(yǎng)基。瓊脂的加量為0.5%左右。固體培養(yǎng)基①凝固培養(yǎng)基（solidified

medium）：遇熱可融化、冷卻后則凝固的培養(yǎng)基。②非可逆性凝固培養(yǎng)基：當(dāng)凝固后就不能再融化的固體培養(yǎng)基。③天然固體培養(yǎng)基：由天然固體物質(zhì)直接制成的固體培養(yǎng)基。④濾膜（membrane

filter）：是一種堅韌且?guī)в袩o數(shù)微孔的醋酸纖維素薄膜。瓊脂和明膠的區(qū)別比較內(nèi)容常用濃度熔點℃凝固點℃PH灰分

%CaO

%MgO

%氮

%微生物的可利用能力瓊脂1.5-2.0%98-10040-42微酸161.150.770.4絕大多數(shù)微生物不能利用明膠5-12%2520酸性14-150018.3不少微生物能利用3、按照培養(yǎng)基的特殊用途分類（1）加富培養(yǎng)基

enriched

medium為分離某種微生物而專門設(shè)計，

加入了助長該類微生物的營養(yǎng)物質(zhì)的培養(yǎng)基。（2）選擇培養(yǎng)基

selected

medium加入特殊的營養(yǎng)物質(zhì)助長某類目的微生物;或添加某種化學(xué)物質(zhì),以抑制不需要的菌的生長,從而促進目的菌生長的培養(yǎng)基。（3）鑒別培養(yǎng)基

differential

medium添加了某種試劑或化學(xué)藥品而對特定的微生物起鑒別作用的培養(yǎng)基。一些鑒別培養(yǎng)基（4）種子培養(yǎng)基

seed

medium

培養(yǎng)發(fā)酵用的健壯的種子的培養(yǎng)基。（5）發(fā)酵培養(yǎng)基

fermentation

medium

用于合成某種預(yù)定的發(fā)酵的培養(yǎng)基。（6）繁殖和保藏培養(yǎng)基

細

菌：營養(yǎng)瓊脂、LB培養(yǎng)基

放線菌：馬鈴薯培養(yǎng)基，高氏一號培養(yǎng)基

酵

母：麥汁培養(yǎng)基，YEPD培養(yǎng)基霉菌：麥汁培養(yǎng)基、察氏培養(yǎng)基(7)基礎(chǔ)培養(yǎng)基幾種相似培養(yǎng)基的共同部分例：Yeast

Carbon

Base-----酵母碳基

Yeast

Nitrogen

Base---酵母氮基Yeast

Nitrogen

Base

w/o

Amino

Acid

----無氨基酸酵母氮基培養(yǎng)基種類（三）制備培養(yǎng)基的要素（1）營養(yǎng)物質(zhì)包括研究或?qū)嶒炍⑸锼枰奶?、氮、磷、硫等宏量元素及微量元素、生長因素及水等。在營養(yǎng)缺陷型（生長因素異養(yǎng)型）微生物的培養(yǎng)基中，必須配入所缺的生長因素。營養(yǎng)成分的溶解緩沖性組分；易沉淀組分；微量組分；合成培養(yǎng)基的組分（2）水活度：實際上是控制好培養(yǎng)基中可溶物質(zhì)的濃度。（3）pH值：指滅菌后pH值，這與pH緩沖液和緩沖物（如CaCO3）的使用有關(guān)。（4）培養(yǎng)基的物理狀態(tài)（5）滅菌方法第二節(jié)微生物的生長

生長：個體體積的增大及細胞原生質(zhì)總量的增加。

繁殖：個體數(shù)量的增多。

群體生長：包含了個體生長和繁殖菌齡不是指個別細胞的菌齡，而是指細菌培養(yǎng)物在培養(yǎng)條件下渡過的時間一、微生物個體細胞的生長1、細菌的生長與繁殖二.

微生物生長的測定

(一)

直接計數(shù)法

1、顯微計數(shù)法??酵母菌、霉菌孢子：血球計數(shù)器細菌：Petroff-Hausser或Helber計數(shù)器2、電子自動計數(shù)法Coulter電子計數(shù)器可測定細胞數(shù)、細胞大小分布。（二）間接計數(shù)法1、平板菌落計數(shù)法CFU：colony-forming

unit適用：單細胞或單孢子菌懸液方法：傾注平板、涂布平板2、薄膜過濾計數(shù)法微孔濾膜如硝化纖維素薄膜適用：量大、含菌濃度低的樣品3、液體稀釋法（或然率法）

MPN(

Most

probable

number)將樣品作10倍系列稀釋，定量接種液體培養(yǎng)基中(一般3個稀釋度,每稀釋度3、5管)，培養(yǎng)后記錄出現(xiàn)生長的試管數(shù)，查MPN表。

應(yīng)用：水中大腸菌群數(shù)測定

（三）其他方法1.測定細胞物質(zhì)的量?

測定細胞干重法?

比濁法?

測定細胞總含氮量法

2..霉菌菌絲長度的測定??菌落直徑測定法：U型管測定法：3.比色法（比濁法）?

600~700nm

波長?

原生質(zhì)含量的增加，會引起培養(yǎng)物渾濁度的增高。?

注意：背景中無有色物質(zhì)也無固體顆粒三.

微生物群體生長規(guī)律（一）細菌生長曲線

growth

curve

將少量細菌接種到一恒定容積的新鮮液體培養(yǎng)基中，在適宜條件下培養(yǎng)，定時取樣測定細胞密度（CFU），以活細胞數(shù)的對數(shù)對培養(yǎng)時間所作出的曲線稱為生長曲線。細菌群體生長曲線1.延遲期（lag

phase調(diào)整期）????活細胞數(shù)：基本不變細胞生理特點：分裂遲緩、代謝活躍出現(xiàn)的原因：調(diào)整代謝，適應(yīng)新環(huán)境影響因素：菌種的遺傳性；種齡；接種量；

培養(yǎng)基組分及培養(yǎng)條件?

縮短措施：2.對數(shù)期

log

phase/exponential

phase活細胞數(shù)：呈幾何級數(shù)增加細胞的生理特點：細胞生長速率最大；細胞進行平衡生長；酶系活躍，代謝旺盛;繁殖代數(shù)和世代時間（G）x2=x1·2n繁殖代數(shù)n=(lg

x2-

lg

x1)/lg

2世代時間generation

timeG=lg

2

(t2-t1)/

(lg

x2-

lg

x1)在最適條件下幾種微生物的世代時間

3、平衡期

stationary

phase1)

活細胞數(shù)：動態(tài)平衡2)3)

出現(xiàn)原因：

營養(yǎng)物質(zhì)的消耗有生理毒性代謝產(chǎn)物的積累環(huán)境條件（pH,

氧化還原電位）的改變對細胞生長不利

細胞生理特點：分裂速度降低；活細胞數(shù)達到最大值；開始積累儲藏物質(zhì)；積累發(fā)酵產(chǎn)物；芽孢細菌產(chǎn)生芽孢4、衰亡期

decline

phase/death

phase?

活細胞數(shù)：逐漸下降?

細胞生理特點：細胞內(nèi)顆粒更加明顯，出現(xiàn)液泡細胞出現(xiàn)異常形態(tài)細胞死亡伴隨自溶

（二）真菌的生長曲線1、酵母菌的生長曲線：與細菌相似2、絲狀真菌的生長曲線

生長停滯期迅速生長期

衰退期

孢子萌發(fā)前的時期菌絲伸長及分枝菌絲體干重下降

伴隨自溶（三）多種碳源及復(fù)合培養(yǎng)基存在下的微生物的生長?

葡萄糖和乳糖共存時大腸桿菌的二次生長曲線?

麥芽糖和蔗糖共存時釀酒酵母的二次生長曲線四.微生物的培養(yǎng)1.分批培養(yǎng)

batch

culture將微生物置于一定容積的培養(yǎng)基中，經(jīng)過培養(yǎng)生長，最后一次收獲的培養(yǎng)方法。?

搖瓶培養(yǎng)?

發(fā)酵罐培養(yǎng)2.補料分批培養(yǎng)

fed-batch

culture特點可以減弱底物或代謝產(chǎn)物的抑制增加次級代謝產(chǎn)物的產(chǎn)量可以提高發(fā)酵的細胞密度可以恒定培養(yǎng)條件方法階段式補料連續(xù)補料----流加發(fā)酵3.連續(xù)培養(yǎng)

continuous

culture當(dāng)微生物以分批培養(yǎng)的方式培養(yǎng)到對數(shù)期后，向培養(yǎng)器中不斷補充新鮮營養(yǎng)物質(zhì)，并以同樣速度排出培養(yǎng)物，使微生物的增殖速度及培養(yǎng)基中的總菌量保持不變的培養(yǎng)方法。重要特征：微生物的增殖速度和代謝活性處于某種穩(wěn)定狀態(tài)分批培養(yǎng)與連續(xù)培養(yǎng)的關(guān)系恒濁連續(xù)培養(yǎng)不斷調(diào)節(jié)流速而使培養(yǎng)液的濁度(菌體密度)保持恒

定的連續(xù)培養(yǎng)方法?

反應(yīng)器：恒濁器（turbidostat）?

目的：

不斷提供具有一定生理狀態(tài)的細胞，得到以最高

生長速率進行生長的培養(yǎng)物。?

應(yīng)用：

獲得大量的菌體

獲得與菌體生長相平衡的代謝產(chǎn)物。恒化化連續(xù)培養(yǎng)

控制恒定的流速，使由于菌體生長而耗去的營養(yǎng)物及時得到補充；培養(yǎng)液中營養(yǎng)物濃度基本恒定，從而保持菌體的恒定生長速率的連續(xù)培養(yǎng)方法。?反應(yīng)器：恒化器

chemostat?培養(yǎng)基：含一種限制性因子，其它營養(yǎng)成分均過量?

限制性因子條件菌體生長提供所必需的營養(yǎng)物質(zhì)；

在一定的濃度范圍內(nèi)，生長速率與其濃度呈正比關(guān)系。?

限制因子的種類氨基酸，葡萄糖，生長因子，無機鹽等連續(xù)培養(yǎng)處于穩(wěn)定狀態(tài)的條件?

D=F/V

=μF：培養(yǎng)基流入(流出)培養(yǎng)器的速度（

l/h）V：培養(yǎng)基中培養(yǎng)液的體積

(l)D：稀釋率，單位時間內(nèi)單位體積的培養(yǎng)基中流入流出的量（h-1)μ

：比生長速率，單位時間內(nèi)單位重量的微生物所形成的新的菌體的重量(h-1)連續(xù)培養(yǎng)的穩(wěn)定狀態(tài)：D=F/V

=μ當(dāng)D

=

μ

時，處于穩(wěn)定狀態(tài)當(dāng)D＜

μ時，

μ減小，但培養(yǎng)物中細胞密度加大。當(dāng)D＞

μ時，

μ增大，但培養(yǎng)物中細胞密度減小。當(dāng)D＞

μ

max時，細胞被“洗出”，連續(xù)培養(yǎng)系統(tǒng)遭破壞酒精發(fā)酵(D=0.05-0.1)連續(xù)發(fā)酵的應(yīng)用?連續(xù)發(fā)酵的優(yōu)點

提高設(shè)備利用率

便于自動化控制

產(chǎn)品質(zhì)量較穩(wěn)定

節(jié)省人力、物力，水、電、氣負荷均衡?

連續(xù)發(fā)酵的缺點

菌種易退化

易污染雜菌

營養(yǎng)物質(zhì)利用率低于分批發(fā)酵五.同步培養(yǎng)物

synchronous

culture

Synchronous

culture

is

a

form

ofculture

on

which

all

the

cells

paththrough

the

same

stage

of

the

cellcycle

at

the

same

time。

在同一時刻，所有的細胞都處于細胞周期中的同一階段的培養(yǎng)物叫同步培養(yǎng)物1、機械法依據(jù)：處于不同生長階段的細胞的大小不同。?

密度梯度離心分離法?

過濾分離法（一）獲得同步培養(yǎng)物的方法機械法?

優(yōu)點：不打亂細胞原有的代謝?

缺點：2、調(diào)整生理條