微生物的营养与培养.pptx

生命科学与工程学院生命科学与工程学院第四章第四章 微生物的营养与培养微生物的营养与培养 第一节第一节 微生物的营养物和营养类型微生物的营养物和营养类型 第二节第二节 微生物营养物质的转运微生物营养物质的转运 第三节第三节 微生物培养基微生物培养基 第四节第四节 微生物的培养微生物的培养 生命科学与工程学院生命科学与工程学院第一节第一节 微生物的营养物和营养类型微生物的营养物和营养类型一、一、微生物的营养物微生物的营养物二、二、微生物的营养类型微生物的营养类型生命科学与工程学院生命科学与工程学院一、微生物的营养物一、微生物的营养物微生物和动物、植物营养物的比较微生物和动物、植物营养物的比较生命科学与工程学院生命科学与工程学院（一）碳源（一）碳源（二）氮源（二）氮源（三）能源（三）能源（四）无机盐类（四）无机盐类（五）生长因子（五）生长因子（六）水（六）水生命科学与工程学院生命科学与工程学院二、微生物的营养类型二、微生物的营养类型（一）自养型微生物（一）自养型微生物（二）异养型微生物（二）异养型微生物1光能异养型光能异养型2化能异养型化能异养型1光能自养型光能自养型2化能自养型化能自养型生命科学与工程学院生命科学与工程学院第二节第二节 微生物营养物质的转运微生物营养物质的转运二、耗能转运二、耗能转运一、不耗能转运一、不耗能转运1简单扩散简单扩散2复杂扩散复杂扩散1依靠依靠ATP的转运的转运3依靠呼吸作用的转运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依靠烯醇式磷酸丙酮酸高能键基团的转运作用生命科学与工程学院生命科学与工程学院第三节第三节 微生物培养基微生物培养基一、一、培养基的定义及种类培养基的定义及种类二、二、选用和设计培养基的原则选用和设计培养基的原则生命科学与工程学院生命科学与工程学院一、培养基的定义及种类一、培养基的定义及种类培养基（培养基（medium,media,culture medium）是指按照各种微生物的需要，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。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（一）培养基的定义（二）培养基的种类（二）培养基的种类1根据培养基的物理状态划分：根据培养基的物理状态划分：（1）液体培养基（）液体培养基（liquid medium）（2）固体培养基（）固体培养基（solidified medium）（3）半固体培养基（）半固体培养基（semi-solid medium）生命科学与工程学院生命科学与工程学院2根据培养基的性质划分：根据培养基的性质划分：（1）合成培养基（）合成培养基（defined medium）（2）天然培养基（）天然培养基（complex medium）（3）半合成培养基（）半合成培养基（semi-defined medium）3根据培养基的用途划分：根据培养基的用途划分：（1）普通培养基）普通培养基（2）鉴别培养基（）鉴别培养基（differential medium）（3）选择培养基（）选择培养基（selected medium）（4）基础培养基）基础培养基（5）孢子培养基）孢子培养基（6）种子培养基）种子培养基（7）发酵培养基）发酵培养基生命科学与工程学院生命科学与工程学院（三）常用培养基（三）常用培养基1营养琼脂培养基营养琼脂培养基2伊红美蓝培养基（伊红美蓝培养基（EMB）3高氏高氏1号培养基号培养基4察氏培养基察氏培养基5马铃薯葡萄糖琼脂培养基（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分离培养酵母菌常用的培养基（1）麦芽汁培养基）麦芽汁培养基（2）YM培养基培养基（3）YPD培养基培养基生命科学与工程学院生命科学与工程学院二、选用和设计培养基的原则二、选用和设计培养基的原则（1）按培养的菌种选择）按培养的菌种选择（2）按用途选择）按用途选择（3）营养协调）营养协调（4）理化条件适宜）理化条件适宜（5）经济节约）经济节约生命科学与工程学院生命科学与工程学院第四节第四节 微生物的培养微生物的培养一、一、微生物的生长微生物的生长二、二、测定微生物生长繁殖的方法测定微生物生长繁殖的方法三、三、微生物生长规律微生物生长规律四、四、微生物培养方法微生物培养方法五、五、影响微生物生长的因素影响微生物生长的因素生命科学与工程学院生命科学与工程学院一、微生物的生长一、微生物的生长生长生长就是有机体的细胞组分与结构在量方面就是有机体的细胞组分与结构在量方面的增加。的增加。在单细胞微生物中，由于细胞分裂而引起的在单细胞微生物中，由于细胞分裂而引起的个体数目的增加，称为个体数目的增加，称为繁殖繁殖。在一般情况下，当环境条件适合，生长与繁在一般情况下，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，这个过程就是个由量变到质变的过程，这个过程就是发发育育。生命科学与工程学院生命科学与工程学院二、测定微生物生长繁殖的方法二、测定微生物生长繁殖的方法（一）测生长量（一）测生长量（二）计繁殖数（二）计繁殖数1直接法直接法1直接法直接法(1)测体积测体积(2)测干重测干重 2间接法间接法(1)平板菌落计数法平板菌落计数法(2)液体稀释法液体稀释法2间接法间接法(1)比浊法比浊法(2)生理指标法生理指标法生命科学与工程学院生命科学与工程学院三、微生物生长规律三、微生物生长规律微生物的典型生长曲线微生物的典型生长曲线 2对数生长期对数生长期 1调整期或缓慢期调整期或缓慢期3平稳期平稳期4衰退期或死亡期衰退期或死亡期（一）典型生长曲线（一）典型生长曲线生命科学与工程学院生命科学与工程学院 使微生物群体中的所有使微生物群体中的所有细胞尽可能都处于同样生长细胞尽可能都处于同样生长和分裂周期中的培养称为和分裂周期中的培养称为同同步培养（步培养（synchronous culture）。这种通过同步培。这种通过同步培养而使细胞群体处于分裂步养而使细胞群体处于分裂步调一致的状态称为调一致的状态称为同步生长同步生长。（二）同步生长（二）同步生长同步生长和随机生长同步生长和随机生长生命科学与工程学院生命科学与工程学院(三三)分批培养分批培养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。这种培养方式即为时收获。即培养一批，收获一批。这种培养方式即为分批培养。分批培养。生命科学与工程学院生命科学与工程学院(四四)连续培养连续培养连续培养（连续培养（continuous culture）是当微生物以分批培养的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，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。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用恒浊连续培养和恒化连续培养方法达到连续培养目的。达到连续培养目的。恒浊器和恒化器的比较恒浊器和恒化器的比较a恒浊器恒浊器b恒化器恒化器生命科学与工程学院生命科学与工程学院（五）固定化细胞培养（五）固定化细胞培养 a.固定后酵母菌在载体内的分布（固定后酵母菌在载体内的分布（600）b.培养培养124小时后酵母菌在载体内增殖情况（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葡萄酒酵母固定在海藻酸钠载体内扫描电镜图片生命科学与工程学院生命科学与工程学院四、微生物培养方法四、微生物培养方法（一）试管斜面培养（一）试管斜面培养（二）琼脂平板培养（二）琼脂平板培养（三）试管液体培养（三）试管液体培养（四）三角瓶浅层液体培养（四）三角瓶浅层液体培养（五）（五）摇瓶培养摇瓶培养（六）发酵罐培养（六）发酵罐培养生命科学与工程学院生命科学与工程学院五、影响微生物生长的因素五、影响微生物生长的因素灭菌（灭菌（sterilization）采用强烈的理化因素使任何物体内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。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。任何存活的微生物。消毒（消毒（disinfection）采用较温和的理化因素，仅杀死物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。部杀死。用于消毒的化学物质，称为消毒剂。防腐（防腐（antisepsis）利用某种理化因素完全抑制霉腐微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。（化学物质）等。生命科学与工程学院生命科学与工程学院（一）温度（一）温度2低温对微生物的影响低温对微生物的影响3高温对微生物的影响高温对微生物的影响1微生物的生长温度范围微生物的生长温度范围生命科学与工程学院生命科学与工程学院（二）氧气对微生物的影响（二）氧气对微生物的影响1好氧菌好氧菌(aerobes)2兼性厌氧菌兼性厌氧菌(facultative anaerobes)3微好氧菌微好氧菌(microaerophilic bacteria)4耐氧菌耐氧菌(aerotolerant anaerobes)5厌氧菌厌氧菌(anaerobes)生命科学与工程学院生命科学与工程学院氧毒害机理氧毒害机理 生命科学与工程学院生命科学与工程学院（三）干燥对微生物的影响（三）干燥对微生物的影响（四（四)辐射对微生物的影响辐射对微生物的影响1可见光线的影响可见光线的影响2日光的影响日光的影响3紫外线的影响紫外线的影响4X射线的影响射线的影响5放射性同位素的影响放射性同位素的影响（五）超声波对微生物的影响（五）超声波对微生物的影响生命科学与工程学院生命科学与工程学院（六）化学因素对微生物的影响（六）化学因素对微生物的影响1酸类的影响酸类的影响（1）无机酸类）无机酸类（2）有机酸类）有机酸类2碱类的影响碱类的影响3重金属的影响重金属的影响4氧化剂的影响氧化剂的影响5卤素的影响卤素的影响6酚类的影响酚类的影响7醇类的影响醇类的影响8染料的影响染料的影响9表面活性剂的影响表面活性剂的影响10胆汁和胆酸盐的影响胆汁和胆酸盐的影响生命科学与工程学院生命科学与工程学院（七）化学疗剂对微生物的作用（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（八）生物活性物质对微生物的作用1抗代谢物抗代谢物2抗生素抗生素（1）抑制细胞壁的形成）抑制细胞壁的形成（2）影响细胞膜的功能）影响细胞膜的功能（3）干扰蛋白质的合成）干扰蛋白质的合成（4）阻碍核酸的合成）阻碍核酸的合成（5）影响产能）影响产能生命科学与工程学院生命科学与工程学院血球计数板构造血球计数板构造金针菇摇瓶培养时所产生的菌丝球金针菇摇瓶培养时所产生的菌丝球生命科学与工程学院生命科学与工程学院微生物的生长温度范围微生物的生长温度范围生命科学与工程学院生命科学与工程学院高温对微生物的影响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细菌最高生长温度与某些酶类的最低破坏温度生命科学与工程学院生命科学与工程学院 TDT值：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：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：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：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）微生物热致死作用的几个基本概念 生命科学与工程学院生命科学与工程学院（2）高温灭菌法）高温灭菌法 生命科学与工程学院生命科学与工程学院（3）影响高温杀菌作用的因素）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