营养要求微生物的营养类型营养物质进入细胞培养基纯培养的

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,*,营养要求,微生物的营养类型,营养物质进入细胞,培养基,纯培养的别离,内容提要:,微生物细胞的化学组成,1.化学元素组成：,主要元素：C、H、O、N、P、S、K、Mg、Ca、Fe等,微量元素：Zn、Mn、Na、Cl、Cu,等,2.组成成分分析：有机物、无机物、水,内容:,营养要求,二、营养物质及其生理功能,1.碳源：能提供微生物营养所需的碳元素的物质,2.氮源：为微生物提供氮素来源的物质,3.能源：为微生物生命活动提供最初能量来源的营养物或辐射能,4.无机盐：为微生物提供碳素和氮素以外的各种重要元素的物质,5.生长因子：微生物正常代谢必不可少的自身不能合成或合成量缺乏满足机体生长需要的有机物,6.水：微生物生长必不可少的物质,三、微生物的营养类型,根据碳源、能源和电子供氢体的不同进行分别分类：,微生物的营养类型,微生物的营养缺陷型与原养型,缺陷型,：某些菌株发生突变后，失去合成某种对该菌株生长必不可少的物质的能力，必须从外界环境获得该物质才能生长繁殖，这种突变型称为营养缺陷型。相应的野生型称为,原养型,。,如何鉴别某一菌株的缺陷型？以赖氨酸缺陷型为例说明,。,第二节 培养基,1.什么是培养基？,培养基,：人工配制的，适合微生物生长繁殖或产生代谢产物的营养基质。,要求：必须具备微生物所需的六大营养要素。,2.选用和配制营养基的原那么,目的明确：为什么配制该培养基？作何用途？,营养协调：选择适宜的营养物质和配比,条件适宜：物理化学条件，主要是酸碱度和渗透压,经济节约：生产的效益,实验室科学研究：适当忽略成本,企业大规模生产：尽量经济,做 种子培养基：营养成分丰富些，氮源含量高些,做发酵培养基：氮源含量相对低些,一般培养用：天然培养基的要求,精细研究：组合培养基的要求,培养的微生物对象,针对不同的微生物配制不同成分、浓度和比例的培养基。,确定培养基中营养要素数量和比例的依据：,培养对象的不同成分和元素的组成,培养对象的营养类型，在异养微生物中，碳源 兼作能源，而能源需要量很高。,培养基中营养物质的浓度适宜微生物才能良好生长。,碳氮比：培养基中碳元素和氮元素的物质的量比值，有时也指培养基中复原糖和粗蛋白的比值。该值在发酵工业中十分重要，可决定菌种的生长或是产物的积累。,大多数化能异养菌的培养基中各营养要素量的比例规律：,要素：水碳+能源氮源磷、硫钾、镁生长因子,含量：10,-1,10,-2,10,-3,10,-4,10,-5,10,-6,酸碱度的调节方法：,磷酸缓冲液,：调节磷酸氢二钾和磷酸二氢钾的浓度比可获得的一系列稳定PH。,碳酸钙备碱法,：碳酸钙在培养基中可逐渐被溶解掉，从而改变酸碱度。,内源调节,按实际需要不间断向培养基中加酸液或碱液。,外源调节,渗透压和水活度：,微生物各有一套适应渗透压的方法，一定的适宜渗透压，即等渗溶液。高渗溶液和低渗溶液。,水活度：天然环境中微生物可实际利用的自由水或游离水的含量。,以粗代精：粗和精的概念是认为划分的,以野代家：野生原料代替栽培原料,以废代好：利用工农业生产中可利用的废弃物,以简代繁：改进培养基时，可用减法原那么代替加法原那么,以烃代粮：以石油或天然气代替糖质原料,以纤代糖：以纤维素代替糖类原料,以氮代朊：以非蛋白质和非氨基酸原料代替有机的氮源,以国代进：以国产原料代替进口原料,培养基的配制原那么,3.设计培养基的方法,生态模拟,查阅文献,精心设计,实验比较：定性到定量，由小到大的原那么,包括：小试，中试，大试，试验型发酵,二、培养基的种类,天然培养基,根据,成分,来分：组合培养基,半组合培养基,固体培养基,根据,物理状态,来分：液体培养基,半固体培养基,基础培养基,根据,功能,来分：加富培养基,选择培养基,鉴别培养基,天然培养基,：含有化学成分不清楚或含量不恒定的有机物的培养基，也叫非化学限定培养基。例如牛肉膏蛋白胨培养基，麦芽汁培养基。,常用的天然有机物有：牛肉侵膏，蛋白胨，豆芽汁，玉米粉，土壤浸液，牛奶，血清，麸皮等。,组合培养基：由化学成分完全清楚的的物质配制而成的培养基，也叫合成培养基、化学限定培养基。例如培养放线菌用的淀粉硝酸盐培养基高氏一号培养基，培养真菌的葡萄糖铵盐培养基查氏培养基。,参与配制的物质是高纯度的化学试剂。,半组合培养基,：既含有天然成分又含有纯化学试剂的培养基。例如培养真菌所用的马铃薯蔗糖培养基。,培养基中凝固剂的有无和含量决定培养基的物理状态。,固体培养基：液体培养基中参加凝固剂外观呈现固态的培养基。主要的凝固剂有琼脂、明胶、硅胶。,凝固培养基1-2%琼脂或5-12%明胶；非可逆性凝固培养基血清凝固或参加硅胶；天然固体培养基米糠、木屑，马铃薯块等；滤膜醋酸纤维薄膜浸于液体培养基中,用途：菌种别离、鉴定、计数、保藏、选种、育种、抗生素测定等。,半固体培养基,：凝固剂含量少于固体培养基，呈现出容器倒置不致流下，剧烈震荡会破散的状态，约含0.2-0.7%琼脂，一般含0.5%。用于细菌的动力观察，微生物趋向性研究等。,液体培养基,：不加任何凝固剂，培养基呈现液态。主要用于大工业生产。,根底培养基：含有一般微生物生长繁殖所需的根本营养物质的培养基。,加富培养基：根底培养基中参加某些特殊营养物质的培养基。,鉴别培养基：培养基中参加某种能与某菌的代谢产物发生特定化学反响产生明显变化的特殊物质的培养基。,选择培养基：将某种或某类微生物从复杂的微生物群中别离出来的培养基。,选择作用的类别：1.抑制其它菌体生长酚对霉菌和细菌的抑制2.只供所需菌生长纤维素对分解纤维素菌种的选择实验比较：定性到定量，由小到大的原那么,第三节 营养物质进入细胞的方式,一、影响营养物质进入细胞的因素,营养物质本身的性质：分子量，溶解性等,微生物所处的环境：温度，酸碱度，离子强度等,细胞的通透屏障：细胞壁，细胞膜等,二、营养物质进入细胞的方式,根据,物质运输过程中的特点,，可有,自由扩散,促进扩散,主动运输,膜泡运输,A.,单纯扩散,：,细胞膜可以通过物理扩散方式让许多小分子、非电离分子尤其是亲脂性分子被动通过。这类物质不多，主要是水，氧，二氧化碳，乙醇和某些氨基酸分子。,促进扩散模式图,在溶质的运送过程中，必须借助膜上特异性载体蛋白的参与。载体具有专一性，根据其参与的方式不同，载体可以有很多其他的名字，如：透性酶、移位酶等。主要运输的物质有氨基酸，单糖，维生素和无机盐等。,C.,主动运输,特点：微生物营养运输的主要机制，特异性载体在运送物质的过程中，需要提供能量而发生构象变化；同时可以逆浓度梯度进行，使微生物在低营养环境中获得浓缩形式的营养物。,类型：初级主动运输,次级主动运输,基团移位,钠-钾泵,磷酸烯醇式丙酮酸磷酸糖转移酶系统磷酸转移酶系统(PTS),溶质在运输前后分子结构发生变化，被转移的物质改变了本身的性质，需要能量和载体参与，有化学基团转运到营养物质上了，例如大肠杆菌对葡萄糖的吸收。糖及糖的衍生物的运输是以磷酸糖形式进入细胞的，并且质膜对于磷酸化合物无透性，所以，磷酸糖一旦形成就被挡在细胞内了。,基团移位,磷酸烯醇式丙酮酸+糖(细胞外)丙酮酸+磷酸糖(细胞内),磷酸烯醇式丙酮酸磷酸糖转移酶系统磷酸转移酶系统(PTS)的组成是：酶1,E I;低分子量的热稳定蛋白,HPr;酶 11,E IIa、b、c.其中：酶1,E I位于细胞质中，酶 11,E IIa、b、c位于细胞膜上，具有特异性。,钾钠泵,钾钠ATP酶，该酶利用ATP的能量将钠离子泵出胞外，钾离子泵进细胞。结果使细胞内钠离子浓度低而钾离子浓度高。,D,.,膜泡运输,主要存在于原生动物中，例如变形虫的摄食。,胞饮作用,胞吞作用,物质运输类型,无载体：单纯扩散,有载体,不耗能量：促进扩散,耗能量,运送前后溶质分子不变：主动运输,运送前后溶质分子改变：基团移位,归纳总结,：,填表：,复习题,微生物营养物质的种类及其功能。,列表比较微生物的几种营养类型。,什么是培养基？其类型有几种，如何划分？,各种类型培养基的定义、配制方法和功能。,配制培养基的原那么，在配制过程中如何表达。,列表比较营养物质进入细胞的各种方式。,