微生物的营养与培养

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,生命科学与工程学院,第四章 微生物的营养与培养,第一节,微生物的营养物和营养类型,第二节,微生物营养物质的转运,第三节,微生物培养基,第四节,微生物的培养,第一节 微生物的营养物和营养类型,一、,微生物的营养物,二、,微生物的营养类型,一、微生物的营养物,微生物和动物、植物营养物的比较,（一）碳源,（二）氮源,（三）能源,（四）无机盐类,（五）生长因子,（六）水,二、微生物的营养类型,（一）自养型微生物,（二）异养型微生物,1,光能异养型,2,化能异养型,1,光能自养型,2,化能自养型,第二节 微生物营养物质的转运,二、耗能转运,一、不耗能转运,1,简单扩散,2,复杂扩散,1,依靠,ATP,的转运,3,依靠呼吸作用的转运,2,依靠烯醇式磷酸丙酮酸高能键基团的转运作用,第三节 微生物培养基,一、,培养基的定义及种类,二、,选用和设计培养基的原则,一、培养基的定义及种类,培养基（,medium,media,culture medium,）,是指按照各种微生物的需要，将多种营养成分混合配制成的一类人工混合营养料，供微生物生长、繁殖或产生代谢产物。可用于微生物的分离、培养、鉴定、研究以及生产等。,（一）培养基的定义,（二）培养基的种类,1,根据培养基的物理状态划分：,（,1,）液体培养基（,liquid medium,）,（,2,）固体培养基（,solidified medium,）,（,3,）半固体培养基（,semi-solid medium,）,2,根据培养基的性质划分：,（,1,）合成培养基（,defined medium,）,（,2,）天然培养基（,complex medium,）,（,3,）半合成培养基（,semi-defined medium,）,3,根据培养基的用途划分：,（,1,）普通培养基,（,2,）鉴别培养基（,differential medium,）,（,3,）选择培养基（,selected medium,）,（,4,）基础培养基,（,5,）孢子培养基,（,6,）种子培养基,（,7,）发酵培养基,（三）常用培养基,1,营养琼脂培养基,2,伊红美蓝培养基（,EMB,）,3,高氏,1,号培养基,4,察氏培养基,5,马铃薯葡萄糖琼脂培养基（,PDA,）,6,分离培养酵母菌常用的培养基,（,1,）麦芽汁培养基,（,2,）,YM,培养基,（,3,）,YPD,培养基,二、选用和设计培养基的原则,（,1,）按培养的菌种选择,（,2,）按用途选择,（,3,）营养协调,（,4,）理化条件适宜,（,5,）经济节约,第四节 微生物的培养,一、,微生物的生长,二、,测定微生物生长繁殖的方法,三、,微生物生长规律,四、,微生物培养方法,五、,影响微生物生长的因素,一、微生物的生长,生长,就是有机体的细胞组分与结构在量方面的增加。,在单细胞微生物中，由于细胞分裂而引起的个体数目的增加，称为,繁殖,。,在一般情况下，当环境条件适合，生长与繁殖始终是交替进行的。从生长到繁殖是一个由量变到质变的过程，这个过程就是,发育,。,二、测定微生物生长繁殖的方法,（一）测生长量,（二）计繁殖数,1,直接法,1,直接法,(1),测体积,(2),测干重,2,间接法,(1),平板菌落计数法,(2),液体稀释法,2,间接法,(1),比浊法,(2),生理指标法,三、微生物生长规律,微生物的典型生长曲线,2,对数生长期,1,调整期或缓慢期,3,平稳期,4,衰退期或死亡期,（一）典型生长曲线,使微生物群体中的所有细胞尽可能都处于同样生长和分裂周期中的培养称为,同步培养（,synchronous culture,）,。这种通过同步培养而使细胞群体处于分裂步调一致的状态称为,同步生长,。,（二）同步生长,同步生长和随机生长,(,三,),分批培养,分批培养,是指在一个固定容积的培养基中，从接种开始，不停培养，根据实验或生产等培养目的需要，定时收获。即培养一批，收获一批。这种培养方式即为分批培养。,(,四,),连续培养,连续培养（,continuous culture,）,是当微生物以分批培养的方式培养到指数期的后期时，一方面以一定速度连续流进新鲜培养基，并立即搅拌均匀；另一方面，利用溢流的方式，以同样的流速不断流出培养物。这样，培养物就达到动态平衡，其中的微生物可长期保持在指数期的平衡生长状态和稳定的生长速率上。这种培养方式即为连续培养。通常采用恒浊连续培养和恒化连续培养方法达到连续培养目的。,恒浊器和恒化器的比较,a,恒浊器,b,恒化器,（五）固定化细胞培养,a.,固定后酵母菌在载体内的分布（,600,）,b.,培养,124,小时后酵母菌在载体内增殖情况（,2000,）,葡萄酒酵母固定在海藻酸钠载体内扫描电镜图片,四、微生物培养方法,（一）试管斜面培养,（二）琼脂平板培养,（三）试管液体培养,（四）三角瓶浅层液体培养,（五）,摇瓶培养,（六）发酵罐培养,五、影响微生物生长的因素,灭菌（,sterilization,）,采用强烈的理化因素使任何物体内外部的一切微生物永远丧失其生长繁殖能力的措施，称为灭菌。系指杀死一切病原菌和非病原菌及其芽孢和孢子，使物体上无任何存活的微生物。,消毒（,disinfection,）,采用较温和的理化因素，仅杀死物体表面或内部一部分对人体有害的病原菌，而对被消毒的物体基本无害的措施。而另一些微生物芽孢、孢子并不严格要求全部杀死。用于消毒的化学物质，称为消毒剂。,防腐（,antisepsis,）,利用某种理化因素完全抑制霉腐微生物的生长繁殖，从而达到防止食品等发生霉腐的措施。防腐的措施很多，如低温、缺氧、干燥、高渗、高酸度、防腐剂（化学物质）等。,（一）温度,2,低温对微生物的影响,3,高温对微生物的影响,1,微生物的生长温度范围,（二）氧气对微生物的影响,1,好氧菌,(aerobes),2,兼性厌氧菌,(facultative anaerobes),3,微好氧菌,(microaerophilic bacteria),4,耐氧菌,(aerotolerant anaerobes),5,厌氧菌,(anaerobes),氧毒害机理,（三）干燥对微生物的影响,（四,),辐射对微生物的影响,1,可见光线的影响,2,日光的影响,3,紫外线的影响,4,X,射线的影响,5,放射性同位素的影响,（五）超声波对微生物的影响,（六）化学因素对微生物的影响,1,酸类的影响,（,1,）无机酸类,（,2,）有机酸类,2,碱类的影响,3,重金属的影响,4,氧化剂的影响,5,卤素的影响,6,酚类的影响,7,醇类的影响,8,染料的影响,9,表面活性剂的影响,10,胆汁和胆酸盐的影响,（七）化学疗剂对微生物的作用,（八）生物活性物质对微生物的作用,1,抗代谢物,2,抗生素,（,1,）抑制细胞壁的形成,（,2,）影响细胞膜的功能,（,3,）干扰蛋白质的合成,（,4,）阻碍核酸的合成,（,5,）影响产能,血球计数板构造,金针菇摇瓶培养时所产生的菌丝球,微生物的生长温度范围,高温对微生物的影响,细菌最高生长温度与某些酶类的最低破坏温度,TDT,值：,热力致死时间（,Thermal death time,）。即在特定的温度条件下，杀死一定数量的微生物所需要的时间（,min,。热力致死温度是指在固定的时间内，通常是,10min,，杀死一定数量的微生物所需要的杀菌温度（,min,）。,D,值：,又称,DT,值，即指数递减时间（,Decimal reduction time,），或指杀灭,90,微生物所需要的时间。反映的是一种微生物在特定温度下的耐热性。,Z,值：,当热力致死时间减少,1/10,或增加,10,倍时所需提高或降低的温度值。,Z,值是衡量温度变化时，微生物死亡速率变化的一个尺度，反映的是微生物在不同致死温度下的相对耐热性。,F,值：,F,值又称杀菌值，是指在一定的致死温度下将一定数量的某种微生物全部杀死所需的时间（,min,）。,（,1,）微生物热致死作用的几个基本概念,（,2,）高温灭菌法,（,3,）影响高温杀菌作用的因素,灭菌物体含菌种类、数量及其发育阶段,灭菌容器内空气排除程度,灭菌物体的性质,灭菌物体的,pH,