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,*,细菌培养基营养肉汤nutrient broth)：,牛肉膏 3g；蛋白胨 5g；水 1000ml；pH 7.27.4,放线菌培养基高氏1号：,可溶性淀粉 20g；KNO3 1g;K2HPO4 1g,MgSO4 0.5g NaCl 1g;FeSO47H2O 0.5g,水 1000ml;pH 7.27.4,霉菌培养基查氏zapek)培养基：,蔗糖 30g;KCl 0.5g;MgSO4.H2O 0.5g;,FeSO4 0.5g 水 1000ml;K2HPO4 1g;,NaNO3 3g;pH 6.7,酵母菌培养基麦芽汁培养基,3.3.1 根据所培微生物类群来分,细菌培养基 放线菌培养基 霉菌培养基,3.3 培养基的类型及应用,例：味精生产菌北京棒状杆菌AS1299的一级种子用摇床培养培养基配方：,葡萄糖 3%玉米浆 2.53.5%,尿素 0.30.5%K,2,HPO,4,0.10.2%,MgSO,4,0.05%,二级种子1200升发酵罐培养基配方：以水解糖3%代替葡萄糖3%，其他成分相同。,3.3.2 根据培养目的来分,种子培养基(seed culture medium)是为保证发酵生产获得大量优质种子而设计的培养基，有时为使菌种能迅速适应后面的发酵条件，还有意识地参加发酵培养基的基质。,发酵培养基(fermentation medium)用于生产预定发酵产物，碳源含量往往高于种子培养基。大规模生产时，原料应价廉易得，还应有利于下游的别离提取。,3.3.3 按对培养基成分的了解程度来分,天然培养基(complex medium)：也称作chemically undefined medium。利用化学成分还不完全清楚或不恒定的天然物质，如肉汤、蛋白胨、麦芽汁、酵母汁、豆芽汁、玉米粉、牛奶、血清等制成的培养基，天然培养基比较经济，除实验室经常使用外，更适宜于在生产上用来大规模地培养微生物和生产微生物产品。,合成组合培养基(synthetic medium)：也称作chemically defined medium.由化学成分完全了解的物质配制而成的培养基，该类培养基的组成成分精确、清楚，重复性强，但微生物生长较慢，且价格昂贵，故一般适于在实验室范围内他有关研生物营养需要、代谢、分类鉴定、生物测定以及菌种选育、遗传分析等方面的研究工作。如高氏培养基、察氏培养基等.,半组合培养基(semi-defined medium)：在合成培养基的根底上添加些天然成份，以更有效地满足微生物对营养物的需要.如马铃薯蔗糖培养基,实验室常用天然培养基,3.3.4 按制备后培养基外观的物理状态来分,固体培养基(solid medium)：天然固体营养基质制成的培养基，或液体培养基中参加一定量凝固剂琼脂1.52)而呈固体状态的培养基。为微生物的生长提供营养外表。常用于微生物的别离、纯化、计数等方面的研究。可依使用目的不同而制成斜面、平板等形式.,半固体培养基(semi-solid medium)：在液体培养基中参加的琼脂构成的培养基。常用来观察细菌运动的特征，以进行菌种鉴定和噬菌体效价滴定等方面的实验工作。,液体培养基(liquid medium)：液体培养基不含任何凝固剂，菌体与培养基充分接触，操作方便，常用于大规模的工业生产以及在实验室进行微生物生理代谢等根本理论的研究工作。可据培养后的浊度判断微生物的生长程度.,1.不被微生物分解、利用、液化；,2.不因消毒灭菌而被破坏；,3.在微生物的生长温度内保持固态；,4.凝固点的温度对微生物无害；,5.透明度好，粘着力强,理想凝固剂应,具备的条件,按特殊用途划分,根底培养基(minimum medium):是含有一般微生物生长繁殖 所需的根本营养物质的培养基；根底培养基也可作为一些特殊培养基的根底成分，添加某微生物生长特别适宜的营养物质，使该微生物生长繁殖加快逐渐淘汰其他微生物，此培养基为增值培养基.,选择性培养基(selective medium)：是根据某种或某一类群微生物的特殊营养需要，或对某种化合物的敏感性不同而设计出来的一类培养基。利用这种培养基可用来将某种或某类微生物从混杂的微生物群体中别离出来.,鉴别性培养基(differential medium)：用于鉴别不同类型微生物的培养基，在普通培养基中参加能与某种代谢产物发生反响的指示剂或化学药品，从而产生某种明显的特征性变化，以区别不同的微生物，例：伊红美兰乳糖培养基Eosin Methylene Blue,加富培养基(enriched medium)：在普通培养基中参加某些特殊的营养物，如血、血清、动、植物组织液或其他营养物质或生长因子的一类营养丰富的培养基。用来培养营养要求苛刻的微生物，或用以富集数量上占优势和别离某中微生物.,选择培养基,(selective medium),选择培养基,(selective medium),鉴别培养基,(differential medium),伊红和美蓝二种苯胺染料可抑制G+细菌和一些难培养的G细菌。,在低酸度时，这二种染料结合形成沉淀，起着产酸指示剂的作用。,试样中的多种肠道菌会在EMB培养基上产生相互易区分的特征菌落,，因而易于辨。例如大肠杆菌强烈分解乳糖而产生大量的混合酸，,菌体呈酸性，菌落被染成深紫色，从菌落外表的反射光中还可看到,绿色金属闪光。,工业微生物培养基,工业微生物培养基要满足“经济、高效的原那么，同时还要满足以下要求：,从单位质量基质中获得产物最大收获量；,在发酵醪中获得产物的最大浓度；,可到达产物形成的最大速率；,副产品的收获量最少；,培养基原料廉价、质量稳定、全年可稳定供给；,生产过程中，通气/搅拌、萃取或提取、产品纯化、废物废液处理等方面的问题最少；,考虑培养基可能会影响pH变化、泡沫形成、电势改变以及菌种形态和变异等问题。,4、微生物吸收营养物质的方式,4.1 单纯扩散(,Simple Diffusion or Dassive Diffusion,),被输送的物质，靠细胞内外浓度为动力，以透析或扩散的形式从,高,浓度区向,低,浓度区的扩散。,特点：,扩散是非特异性的营养物质吸收方式：如营养物质通过,细胞膜中的含水小孔，由高浓度的胞外环境向低浓度的胞,内扩散；,在扩散过程中营养物质的结构不发生变化：即既不与膜,上的分子发生反响，本身的分子结构也不发生变化；,物质运输的速率较慢：速率与胞内外营养物质的浓度差有关,即随细胞膜内外该物质浓度差的降低而减小，直到胞内外物,质浓度相同；,不需要载体参与：,扩散是一个不需要代谢能的运输方式：因此，物质不能进行,逆浓度运输。,可运送的养料有限：限于水、溶于水的气体，及分子量小,脂溶性、极性小的营养物质。,单纯扩散模式图,细胞膜外,细胞膜内,细胞膜,特点：,被动的物质跨膜运输方式；,物质运输过程中不消耗能量；,参与运输的物质本身的分子结构不发生变化；,不能进行逆浓度运输；,运输速率与膜内外物质的浓度差成正比。,每种载体只运输相应的物质，具有较高的专一性。,营养物通过与细胞膜上载体蛋白也称作透过酶permease的可逆性结合来加快其传递速度。,促进扩散的运输方式多见于真核微生物中，例如通常在厌氧生活的酵母菌中，某些物质的吸收和代谢产物的分泌是通过这种方式完成的。,4.2 促进扩散(,Facilitated Diffusion,),Embeded protein,载体只影响物质的运输速率，并不改变该物质在膜内外形成,的动态平衡状态；,这种性质都类似于酶的作用特征，故载体蛋白也称透过酶；,透过酶大都是,诱导酶,只有在环境中存在机体生长所需的营,养物质时，相应的透过酶才合成。,促进扩散模式图,细胞膜,细胞膜外,细胞膜内,恢复原构象,移位,再循环,结合,构象改变,在物质运输过程中需要消耗能量；,可以进行,逆,浓度运输。,主动运输是广泛存在于微生物中的一种主要的物质运输方式,运输物质所需能量来源：,好氧型微生物与兼性厌氧微生物直接利用,呼吸能,；,厌氧型微生物利用,化学能,(ATP),；,光合微生物利用,光能,；,嗜盐细菌通过紫膜,(purple membrane),利用,光能,。,在代谢能的推动下，通过膜上特殊载体蛋白,逆,养料浓度梯度吸收营养物质的过程。,4.3 主动运输(,Active Transport,),主动运输模式图,细胞膜,细胞膜外,细胞膜内,恢复原构象,移位,再循环,结合,构象改变,ADP+Pi,ATP,4.3.1 初级主动运输(,primary active transport,),初级主动运输(,primary active transport,),、次级主动运输(,secondary active transport,),同向运输,(symport),逆向运输,(antiport),单向运输,(uniport),为什么被称为：次级主动运输？,4.3.3 Na,+,K,+,-ATP,酶,(Na,+,K,+,-ATPase),系统,Na,+,-K,+,-ATP,酶系统,Na+-K+-ATPase是存在于原生质膜上的一种重要离子通道蛋白。,功能:,利用ATP能量将Na+由细胞内“泵出胞外,并将K+“泵入胞内。,该酶由大小两个亚基组成MW:12万,5.5万,作用步骤:,1.ATP酶(E)在细胞内侧与3个Na,+,结合,同时消耗能量;,2.磷酸化ATP酶(E,+,)构象变化将Na,+,排除胞外,并与2个K,+,结合;,3.K,+,激发E,+,脱磷酸化恢复为E,同时将K,+,运入细胞.,4.3.4,基团转位,(group translocation),基团转位主要存在于厌氧型和兼性厌氧型细菌中，主要用于糖,的运输。脂肪酸、核苷、碱基等也可通过这种方式运输。,由一个复杂的运输系统来完成物质的运输,物质在运输过程中发生化学变化；,基因转位是一种特殊的主动运输，与普通的主动运输相比，营养物质在运输的过程中发生了化学变化糖在运输的过程中发生了磷酸化。其余特点与主动运输相同。,在酶的作用下HPr被激活,在酶的作用下P-HPr将磷酸转移给糖,运送机制:是依靠磷酸转移酶系统,即磷酸烯醇式丙酮酸-己糖磷酸转移酶系统.,运送步骤:,(1)热稳载体蛋白(HPr)的激活,细胞内高能化合物磷酸烯醇式丙酮酸PEP的磷酸基团把HPr激活。,酶1,PEP+HPr 丙酮酸+P-HPr,HPr是一种低分子量的可溶性蛋白，结合在细胞膜上，具有高能磷酸载体的作用。,(2)糖被磷酸化后运入膜内,膜外环境中的糖先与外膜外表的酶2结合，再被转运到内膜外表。这时，糖被P-HPr上的磷酸激活，并通过酶2的作用将糖-磷酸释放到细胞内。,酶2,P-HPr+糖 糖-P+HPr,酶2是一种结合于细胞膜上的蛋白，它对底物具有特异性选择作用，因此细胞膜上可诱导出一系列与底物分子相应的酶2。,基团移位模式图,细胞膜外,细胞膜内,S,S,S,S,细胞膜,Enz2,Enz2,Enz2,Enz2,S,S,HPr,P,P,HPr,Enz1+,PEP,丙酮酸,四种运输营养物质方式的比较,比较项目,单纯扩散,促进扩散,主动运输,基团转位,特异载体蛋白,运输速度,物质运输方向,胞内外浓度,运输分子,能量消耗,运输后物质的结构,无,慢,由浓至稀,相等,无特异性,不需要,不变,有,快,由浓至稀,相等,特异性,不需要,不变,有,快,由稀至浓,胞内浓度高,特异性,需要,不变,有,快,由稀至浓,胞内浓度高,特异性,需要,改变,膜泡运输主要存在于原生动物中，特别是变形虫(amoeba)，,为这类微生物的一种营养物质的运输方式)。,4.4 膜泡运输,(Memberane Vesicle Transport),Special Cases,1.Endocytosis,2.Exocytosis,