水處理微生物學(xué)營養(yǎng).ppt

1、第二節(jié) 微生物的營養(yǎng),新陳代謝（metabolism） 微生物從外界環(huán)境中不斷攝取營養(yǎng)物質(zhì)，經(jīng)過一系列生物化學(xué)反應(yīng)，轉(zhuǎn)變成細胞的組分，同時產(chǎn)生廢物并排泄到體外的過程。 分為同化作用assimilation（提供基質(zhì)） 異化作用dissimilation（物質(zhì)基礎(chǔ)和能量）,同化作用 合成代謝 異化作用 分解代謝,吸收能量,物質(zhì)分解反應(yīng)將營養(yǎng)物和細胞物質(zhì)分解,放出能量,物質(zhì)合成反應(yīng)將營養(yǎng)物轉(zhuǎn)變?yōu)闄C體組分,微生物為了維持正常的生長和繁殖，需要不斷地從外界環(huán)境中吸收各種物質(zhì)，以便合成自身的細胞物質(zhì)并獲得生命活動所需要的能量，此過程所吸收的物質(zhì)稱為微生物的營養(yǎng)物質(zhì)。 營養(yǎng)物質(zhì)為微生物的生命活動提供結(jié)構(gòu)物

2、質(zhì)、代謝調(diào)節(jié)物質(zhì)和能量，是微生物生長、繁殖和維持一切生命活動的物質(zhì)基礎(chǔ)。,一、微生物的化學(xué)組成,提問：如何知道細菌所需的營養(yǎng)物種類呢？ 單因子或復(fù)合因子培養(yǎng)試驗、由細胞化學(xué)組成進行推斷。,水、無機離子和生物分子 水是微生物細胞重要的組成部分，含量最高，占80（ 70 90）。 水的生理功能是：作為體內(nèi)、外的溶媒；原生質(zhì)膠體的結(jié)構(gòu)部分；參與代謝作用反應(yīng)；調(diào)節(jié)溫度等。,水、無機離子和生物分子 無機離子參與有機物組成或單獨存在于細胞原生質(zhì)中。 生物分子（干物質(zhì)）是生物體和生命現(xiàn)象的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)和功能基礎(chǔ)，包括糖和脂（C、H、O）、蛋白質(zhì)（C、H、O、N、S）、核酸（C、H、O、N、P）和維生素等有機化合

3、物。,大量元素(macroelement):碳、氫、氧、氮、磷、硫、鉀、鎂、鈣、鐵（其中前六種占細菌細胞干重的97%）。 微量元素(trace element): 鋅、錳、鈉、氯、鉬、硒、鈷、銅、鎢、鎳 、硼。,微生物細胞中幾種主要元素的含量（干重）,細菌C5H7NO2或C60H87O23N12P 真菌C10H17NO6 藻類C5H8NO2 原生動物C7H14NO3,分析細胞有機、無機成分的方式,有機成分： 1. 化學(xué)法直接抽提-定性、定量分析 2. 破碎細胞，獲得亞細胞結(jié)構(gòu)-化學(xué)分析 無機成分： 細胞-550-灰分-定性、定量分析,污水處理系統(tǒng)的元素配比 以C、N和P等元素的比例加以調(diào)節(jié)一般

4、為BOD5:N:P=100:5:1 在厭氧生物處理中，BOD5:N:P =500:5:1 對生物降解性較好的廢水，BOD5:N:P可取350:5:1；如果廢水的可生物降解性較差，BOD5:N:P則維持為1000:5:1較為適宜 以淀粉、尿素、磷肥補充,城市生活污水不存在營養(yǎng)不足的問題。但有的工業(yè)廢水缺某種營養(yǎng)，當(dāng)營養(yǎng)量不足時，應(yīng)供給或補足。 酒精廢水缺 ？,洗滌劑廢水 ？,N、P,缺N,P過剩,提問：如何知道所處理的廢水中營養(yǎng)物供應(yīng)是否比例平衡呢？ 先測、對比、試驗驗證,煉油廢水 ？,N、P,但如果工業(yè)廢水不缺營養(yǎng)，就切勿盲目補充！ 提問：為什么？ 過猶不及“嬌慣” 細菌往往先利用這類現(xiàn)成的容

5、易被吸收、利用的有機物質(zhì)，而不再利用工業(yè)廢水中難以吸收、利用的有機物，從而導(dǎo)致細菌分解特殊有機物的能力下降 這與細菌馴化正好相反（反馴化）。,留意！,二、微生物的營養(yǎng)物質(zhì)及營養(yǎng)類型,1、水的作用： （1）水是微生物細胞的重要組成成分，占生活細胞總量的90左右。 （2）水是微生物代謝生理生化反應(yīng)過程中必不可少的溶劑或直接參與某些生化反應(yīng)。 （3）水是營養(yǎng)物質(zhì)和代謝產(chǎn)物實現(xiàn)細胞內(nèi)外物質(zhì)交換的媒介。 （4）水的比熱高，又是熱的良好導(dǎo)體，控制微生物細胞內(nèi)溫度的變化。,2、碳源物質(zhì)能被微生物用來構(gòu)成細胞物質(zhì)或代謝產(chǎn)物中的碳素來源的營養(yǎng)物質(zhì)稱為碳源(Carbon source)。 碳元素在細胞干物質(zhì)中約占

6、50%左右，主要作用是構(gòu)成微生物的含碳物質(zhì)和供給微生物生長、繁殖和運動所需要的能量。 簡單的無機含碳化合物CO2、碳酸鹽等，或是復(fù)雜的有機化合物糖、醇、有機酸、烴類等。,不同微生物利用碳的能力不同 不同類型碳被利用的順序不同,1、無機營養(yǎng)微生物：自養(yǎng)微生物 以無機碳源為碳素來源，利用光能和化學(xué)能合成細胞物質(zhì)，無需外界現(xiàn)成的有機物質(zhì)。 光能自養(yǎng)：利用光為能源，通過光合作用利用CO2、 H2O或 H2S合成細胞有機物。如藻類、藍細菌和光合細菌。 化能自養(yǎng)：以CO2為唯一碳來源，利用氧化S、H2S、H2、NH3、Fe等，通過氧化磷酸化獲得能量ATP。如硝化細菌、硫細菌和鐵細菌。,鐵細菌,氫細菌,2、

7、有機營養(yǎng)微生物（異養(yǎng)微生物） 以有機碳源為碳素來源，利用現(xiàn)成的有機物質(zhì)。 光能異養(yǎng)：利用光為能源，以有機物為供氫體，還原CO2合成有機物，如某些厭氧微生物，如紫色非硫細菌中如紅微菌屬。,2、有機營養(yǎng)微生物（異養(yǎng)微生物） 化能異養(yǎng)：利用氧化有機物產(chǎn)生化學(xué)能獲得能量ATP。如絕大多數(shù)細菌以及全部放線菌、真菌及原生、后生動物。 腐生利用無生命的有機物(包括動植物的殘體)； 寄生從活的有機體(寄主)體內(nèi)獲得營養(yǎng)物質(zhì)，離 開奇主便不能進行生長和繁殖。,自養(yǎng)型和異養(yǎng)型微生物的主要區(qū)別,自養(yǎng)型,異養(yǎng)型,主要碳源,能源,二氧化碳或碳酸鹽,光或無機物的氧化,有機物,有機物或光能,3、混合營養(yǎng)微生物 既可利用有機

8、碳源，也可利用無機碳源為碳素來源，利用現(xiàn)成的有機物質(zhì)。 如甲烷八疊球菌,碳源物質(zhì)中，糖類物質(zhì)是異養(yǎng)微生物最容易利用的碳源物質(zhì)與能源物質(zhì)，其次是醇類、有機酸類和脂類。 在糖類之中，葡萄糖和果糖十分容易被微生物吸收和利用，而多糖，如木質(zhì)素最不容易利用。 某些微生物能利用氰化物、酚等有毒的含碳物質(zhì)作為碳源，現(xiàn)已分離到了以氰化物為唯一碳源和氮源的諾卡氏菌和霉菌。例如，晴綸廢水中丙烯腈就可以利用某些諾卡氏菌進行降解。,3、氮源物質(zhì)氮源物質(zhì)有簡單的無機氮，如NO3-、NO2- 、NH4+、N2等，也有復(fù)雜的有機氮（蛋白質(zhì)及其水解產(chǎn)物肽、氨基酸等）。 是合成細胞含氮物質(zhì)的原料，一般不用作能源物質(zhì)（除少數(shù)化能

9、自養(yǎng)細菌）。 氮是細胞的一種主要組成元素，用于合成細胞內(nèi)各種氨基酸和堿基，之后合成蛋白質(zhì)和核酸等細胞成分。,提問：哪些物質(zhì)可作為細菌的氮源？ 有機氮（氨基酸和蛋白質(zhì)）、無機氮（ N2、 NH3、銨鹽、硝酸鹽）等。 實驗室中有機氮源蛋白胨,工業(yè)投加的細菌氮源？,尿素、糞便,、固氮微生物利用分子態(tài)的氮合成自身需要的氨基酸和蛋白質(zhì)。如自生固氮菌、根瘤菌、巴氏固氮梭菌和固氮藍細菌等。 、無機氮源有氨、尿素、銨鹽、硝酸鹽等。如，大腸桿菌、產(chǎn)氣桿菌、枯草桿菌、銅綠假單胞菌等都可以利用硫酸銨、硝酸銨作為氮源， 放線菌可以利用硝酸鉀作為氮源 霉菌可以利用硝酸鈉作為氮源等。,、氨基酸利用微生物：不能利用簡單的無

10、機含氮物質(zhì)合成氨基酸，必須從外界吸收現(xiàn)成的氨基酸作為氮源，例如，乳酸桿菌、丙酸細菌等。 、分解蛋白質(zhì)獲得氮源微生物能夠分解蛋白質(zhì)為氨氮、氨基酸，進而合成細胞蛋白質(zhì)，如氨化細菌、霉菌、酵母菌和一些腐敗細菌。,4、無機鹽（礦物營養(yǎng)）為微生物提供碳、氮以外各種重要元素，常為金屬元素及其離子，其功能為： 構(gòu)成細胞組分 構(gòu)成酶組分、維持酶活性 調(diào)節(jié)滲透壓、H2離子濃度、氧化還原電位 供給自養(yǎng)微生物能源 10-310-4mg/L的為大量元素（P、S、K、Na、Ca、Mg、Fe、Cl），10-610-8mg/L的為微量元素（Cu、Mn、Zn、B、Mo、Co、Ni）。,P：所有微生物都需要磷酸鹽 是細胞合成核

11、酸、核蛋白及其他含磷化合物的重要元素； 是NAD和NADP、輔酶A、輔羧化酶、能量ATP等的組分； 在糖代謝磷酸化中起關(guān)鍵作用； 磷酸腺苷中的高能磷酸鍵儲存和傳遞能量； 磷酸鹽是重要的緩沖劑，調(diào)節(jié)pH； 磷酸鹽促進巨大芽孢桿菌的芽孢發(fā)芽和發(fā)育,S 是胱氨酸、半胱氨酸、蛋氨酸組分（-SH）； 是好氧硫細菌的能源；,Mg（硫酸鎂等鹽類） 是某些酶的活化劑； 是光合細菌菌綠素和藻類葉綠素的組分； 起穩(wěn)定核糖體、細胞膜和核酸的作用；,Fe 是過氧化物酶、細胞色素及氧化酶的組分； 是細胞色素和鐵氧還蛋白（FAD）的電子載體； 缺鐵的E-Coli： 影響酶（如甲酸脫氫酶）合成； 影響細胞分裂（只為絲狀，污

12、泥膨脹）,Ca 是蛋白酶的激活劑； 是芽孢細菌的組分，形成耐熱性； 穩(wěn)定細胞壁,K 是酶的激活劑； 對磷的傳遞、ATP的水解、蘋果酸的脫羧有重要作用,5、生長因子 維生素：構(gòu)成酶的輔基或輔酶。 氨基酸：氨基酸是蛋白質(zhì)的主要組成成分。缺乏合成能力時，補充量為2050g/mL。 嘌呤或嘧啶堿基：堿基在機體內(nèi)的作用主要是構(gòu)成核酸的組成成分或某些酶的輔酶。生物體的堿基可以從食物中攝取或通過“從頭合成”途徑合成。 多數(shù)真菌、放線菌和一些細菌不需要外界提供生長因子。,種類：嘌呤、嘧啶類、維生素類 作用：？ 嘌呤和嘧啶參與合成核酸和輔酶； 維生素，重要輔酶 多數(shù)細菌不存在生長因子問題。 只有少數(shù)細菌需要外界

13、提供現(xiàn)成的生長因子，才能生長，如乳酸菌需要多種維生素，因此只能生活在這些物質(zhì)供應(yīng)充足的環(huán)境，如牛奶中、腸道。,必需，但不能自身合成的有機物,根據(jù)微生物對生長因子的需要存在差異，可分為：,1. 野生型(wild type) 原養(yǎng)型 不需要生長因子而能在基礎(chǔ)培養(yǎng)基上生長的菌株 2. 營養(yǎng)缺陷型(auxotroph) 由于自發(fā)或誘發(fā)突變等原因從野生型菌株產(chǎn)生的需要提供特定生長素物質(zhì)才能生長的菌株,三、營養(yǎng)物質(zhì)進入細胞的方式,細胞壁只對分子量大于600道爾頓的溶質(zhì)起阻擋作用，而細胞膜則是控制營養(yǎng)物質(zhì)進入和代謝產(chǎn)物排出的主要屏障。 細胞膜由磷脂雙分子層構(gòu)成，鑲嵌有膜蛋白。不同的營養(yǎng)物質(zhì)進行跨膜運輸?shù)姆绞?/p>

14、也不同。 營養(yǎng)物質(zhì)進入細胞的四種方式： 單純擴散、促進擴散、主動運輸和基團轉(zhuǎn)位,1、單純擴散(Simple diffusion) 是一種物理擴散作用，物質(zhì)在運輸過程中，既不與膜上的分子發(fā)生反應(yīng)，本身的分子結(jié)構(gòu)也不發(fā)生變化。 小分子的熱運動使被輸送的物質(zhì)由濃度高的一側(cè)轉(zhuǎn)運到濃度低的一側(cè)，即沿著濃度梯度降低的方向轉(zhuǎn)運，使內(nèi)外濃度趨同。 這種擴散作用是非特異性的，通常運送速度也很慢。不需要細胞提供能量，也沒有膜蛋白的協(xié)助。,1、單純擴散 物質(zhì)類型包括水、某些氣體（N2、O2和CO2）、脂溶性物質(zhì)（甘油、乙醇和苯等）以及少數(shù)氨基酸與某些離子。 影響因素有分子大小、脂溶性大小、極性大小和離子強度等，一般

15、分子量小，脂溶性小，極性小時營養(yǎng)物質(zhì)更容易被吸收，反之則不容易吸收。 不是微生物獲取營養(yǎng)物質(zhì)的主要方式，沒有選擇性和逆濃度梯度的能力。,特點： 擴散是非特異性的營養(yǎng)物質(zhì)吸收方式：如營養(yǎng)物質(zhì)通過細胞膜中的含水小孔，由高濃度的胞外環(huán)境向低濃度的胞內(nèi)擴散； 在擴散過程中營養(yǎng)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)不發(fā)生變化：即既不與膜上的分子發(fā)生反應(yīng)，本身的分子結(jié)構(gòu)也不發(fā)生變化； 物質(zhì)運輸?shù)乃俾瘦^慢：速率與胞內(nèi)外營養(yǎng)物質(zhì)的濃度差有關(guān)，即隨細胞膜內(nèi)外該物質(zhì)濃度差的降低而減小，直到胞內(nèi)外物質(zhì)濃度相同； 不需要載體參與； 擴散是一個不需要代謝能的運輸方式：因此，物質(zhì)不能進行逆濃度運輸。 可運送的養(yǎng)料有限：限于水、溶于水的氣體，及分子量

16、小，脂溶性、極性小的營養(yǎng)物質(zhì)。,單純擴散模式圖,細胞膜外,細胞膜內(nèi),細胞膜,2、促進擴散(facilitated diffusion) 小分子沿著濃度梯度減小方向的運輸，不需要能量。不同的是，需要某些特異載體蛋白。 載體蛋白是位于細胞膜上的特異性膜蛋白，它可以和被運輸?shù)臓I養(yǎng)物質(zhì)發(fā)生可逆性結(jié)合，起著“渡船”的作用，使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)通過細胞膜進入細胞內(nèi)，而其本身并不發(fā)生變化。 這種膜內(nèi)外親和力的改變與載體蛋白的構(gòu)象改變有關(guān)。,2、促進擴散(facilitated diffusion) 載體蛋白對物質(zhì)具有選擇性及專一性，類似于酶和底物，因此也稱滲透酶，大多數(shù)為誘導(dǎo)酶，只有當(dāng)外界存在某種物質(zhì)時才誘導(dǎo)被產(chǎn)生。

17、 運輸速度受到底物濃度、pH值及溫度等因素的影響，通常轉(zhuǎn)運速度較快。 此方式主要存在于真核微生物中，包括某些單糖、氨基酸及維生素、金屬離子等。,特點：在促進擴散過程中 營養(yǎng)物質(zhì)本身在分子結(jié)構(gòu)上也不會發(fā)生變化 不消耗代謝能量，故不能進行逆濃度運輸 運輸?shù)乃俾视砂麅?nèi)外該物質(zhì)的濃度差決定 需要細胞膜上的載體蛋白（透過酶）參與物質(zhì) 運輸 被運輸?shù)奈镔|(zhì)與載體蛋白有高度的特異性 養(yǎng)料濃度過高時, 與載體蛋白出現(xiàn)飽和效應(yīng) 促進擴散的運輸方式多見于真核微生物中，例如通常在厭氧生活的酵母菌中，某些物質(zhì)的吸收和代謝產(chǎn)物的分泌是通過這種方式完成的。,3、主動運輸(active transport) 營養(yǎng)物質(zhì)從細胞外

18、低濃度轉(zhuǎn)運到細胞內(nèi)高濃度的一側(cè)，消耗能量，有載體蛋白參與。載體蛋白在運輸中起泵的作用，有選擇性地將某些特異性的營養(yǎng)物質(zhì)逆濃度梯度進行轉(zhuǎn)運。 載體蛋白與營養(yǎng)物質(zhì)之間的親和力較強，因而需要消耗能量才引起載體蛋白的構(gòu)象變化，將物質(zhì)在膜的另一側(cè)釋放出來，物質(zhì)在整個運輸?shù)倪^程中并不發(fā)生任何化學(xué)變化。,3、主動運輸(active transport) 主動運輸系統(tǒng)能量不直接來于ATP，而是間接通過離子濃度梯度的驅(qū)動獲得能量。如H+濃度梯度驅(qū)動的主動運輸是微生物吸收營養(yǎng)的重要方式。 是微生物的一種主要運輸方式。通過主動運輸進入細胞的營養(yǎng)物質(zhì)有單糖、氨基酸、核苷和無機離子（如K+、Na+、Ca2+）等。例如，

19、大腸桿菌對K+（內(nèi)/外3000倍）。,3、主動運輸?shù)臋C制分為三種 鈉鉀泵主動運輸 G、aa和K+進入細胞的方式 以消耗ATP驅(qū)動Na+- K+-ATP，每排出3個Na+，吸收2個K+，形成的電位差又通過同向轉(zhuǎn)運載體使Na+從外向內(nèi)轉(zhuǎn)移以恢復(fù)平衡，同時將K+吸入。由此反復(fù),3、主動運輸?shù)臋C制分為三種 離子濃度梯度 消耗ATP建立離子濃度梯度，通過反向轉(zhuǎn)運載體完成H+、Na+、K+的反向傳遞。,3、主動運輸?shù)臋C制分為三種 H+濃度梯度主動運輸 好氧微生物的主要方式。 在膜呼吸或ATP的作用下，將體內(nèi)的H+排到細胞外，使膜內(nèi)（7.0）外（ 5.05.5）形成pH相差，由此K+等陽離子和H+、中性的糖

20、和氨基酸也由單向轉(zhuǎn)運載體進入細胞。,特點：物質(zhì)在主動運輸?shù)倪^程中 需要消耗代謝能 可以進行逆濃度運輸?shù)倪\輸方式 需要載體蛋白參與 對被運輸?shù)奈镔|(zhì)有高度的立體專一性 被運輸?shù)奈镔|(zhì)在轉(zhuǎn)移的過程中不發(fā)生任何化學(xué)變化 不同的微生物在主動運輸過程中所需的能量的來源不同，好氧微生物中直接來自呼吸能，厭氧微生物主要來自化學(xué)能，光合微生物中則主要來自光能 。 主動運輸是微生物吸收營養(yǎng)物質(zhì)的主要方式。,主動運輸模式圖,細胞膜,細胞膜外,細胞膜內(nèi),恢復(fù)原構(gòu)象,移位,再循環(huán),結(jié)合,構(gòu)象改變,4、基團轉(zhuǎn)位(group translocation) 主要特點是被轉(zhuǎn)運的營養(yǎng)物質(zhì)在膜內(nèi)經(jīng)過化學(xué)修飾送到細胞內(nèi)部。此過程也需要

21、特異性的載體蛋白和能量，這些都與主動運輸?shù)奈镔|(zhì)轉(zhuǎn)運方式相同。 此類物質(zhì)有糖類（葡萄糖、甘露糖、果糖及糖的衍生物N-乙酰葡萄糖胺）、嘌呤、嘧啶、乙酸、脂肪酸等,4、基團轉(zhuǎn)位(group translocation) 大腸桿菌的磷酸轉(zhuǎn)移酶系統(tǒng)（PTS）包括酶I、酶II和熱穩(wěn)定蛋白(HPr)。能量由磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)提供，首先在酶I的催化下PEP將磷酸基團轉(zhuǎn)移到中間載體HPr上，然后細胞外的糖由載體蛋白攜帶到細胞膜上，并在酶II的催化下將HPrP上的磷酸基團轉(zhuǎn)移給糖，生成磷酸化糖并釋放于細胞內(nèi)。,PEP + HPr,酶I,HPr P + PEP鹽,HPrP + 糖,酶II,糖P + HPr,

22、外,內(nèi),內(nèi),4、基團轉(zhuǎn)位(group translocation) 由于細胞膜對大多數(shù)磷酸化合物具有高度的不滲透性，因此磷酸化的糖類化合物進入細胞后，很難穿過細胞膜而滯留在細胞質(zhì)中并轉(zhuǎn)入分解代謝過程。,四、培養(yǎng)基,培養(yǎng)基是一種將水、碳源、氮源、無機鹽及生長因子等按照一定的比例人工配制的、適合微生物生長繁殖或產(chǎn)生代謝產(chǎn)物的營養(yǎng)基質(zhì)。,用途：促使微生物生長；積累代謝產(chǎn)物；分離微生物菌種；鑒定微生物種類；微生物細胞計數(shù)；菌種保藏；制備微生物制品,分為合成培養(yǎng)基（無機物配置） 天然培養(yǎng)基（天然有機物） 復(fù)合培養(yǎng)基（天然有機物和無機物） 液體 半固體 凝膠，包括瓊脂、明膠、硅膠 固體,1、培養(yǎng)基的配置原

23、則 滿足微生物對營養(yǎng)物質(zhì)的需要 根據(jù)不同微生物對各種營養(yǎng)成分、及研究所需的精確程度具體要求配制,調(diào)配好營養(yǎng)物質(zhì)的濃度和配比 C/N值對微生物的生長繁殖和代謝產(chǎn)物的積累有重要影響。 例：谷氨酸生產(chǎn)中 C/N 4/1時，菌體大量繁殖，谷氨酸積累少； C/N3/1 時，菌體生長受抑制，而谷氨酸大量增加 一般細菌細胞的C/N值約為5:1，真菌細胞約為10:1。,創(chuàng)造適宜的培養(yǎng)條件 pH值 （細菌的最適pH值在7.08.0之間，放線菌在7.58.5之間，酵母菌在3.86.0之間，而霉菌則在4.05.8之間 ），常用的緩沖劑為K2HPO4和KH2PO4組成的混合物,創(chuàng)造適宜的培養(yǎng)條件 氧化還原電位 （好氧

24、微生物要求Eh為+300+400mV，兼性厭氧微生物在Eh為+100 mV以上時進行有氧呼吸，在Eh為+100mV以下時進行無氧呼吸；專性厭氧細菌為-200-250mV，專性厭氧的產(chǎn)甲烷菌Eh為-300-600mV）。 對于厭氧微生物要嚴格厭氧操作，排除氧氣外并加入半胱氨酸等還原劑以降低氧化還原電位 。,創(chuàng)造適宜的培養(yǎng)條件 水的活度 活度應(yīng)符合微生物的生理要求，一般水的活度應(yīng)在0.630.99之間。,2、培養(yǎng)基的類型 根據(jù)微生物的種類劃分 常用的細菌培養(yǎng)基為牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基 常用的放線菌培養(yǎng)基為高氏1號培養(yǎng)基 常用的酵母菌培養(yǎng)基為麥芽汁培養(yǎng)基 常用的霉菌培養(yǎng)基為查氏培養(yǎng)基,細菌的牛肉膏蛋白胨

25、培養(yǎng)基和酵母菌的麥芽汁培養(yǎng)基 牛肉膏是由瘦牛肉加熱、濃縮而成的膏狀物，主要提供碳水化合物、氨基酸和嘌呤等含氮有機物、無機鹽以及水溶性維生素； 蛋白胨是蛋白質(zhì)經(jīng)酸或酶水解的產(chǎn)物，主要提供有機氮、維生素及碳水化合物； 酵母膏是由酵母細胞抽提物濃縮而成的，可提供大量的B族維生素、氨基酸、嘌呤和微量元素,按照培養(yǎng)基的物理性狀劃分（固體培養(yǎng)基） 加入一定量的凝固劑配制的培養(yǎng)基。 常用的凝固劑有瓊脂、明膠和硅膠等。 瓊脂是最為理想的凝固劑（1530g/L） ，是從石花菜等紅藻中提煉出來的。,人工做法(與果凍方法一樣) 向液體培養(yǎng)基中加入2左右的瓊脂，加熱至100溶解，40下冷卻并凝固。,石花菜(紅藻）瓊脂

26、,瓊脂主要成份半乳聚糖，分子量大，呈網(wǎng)狀粘著力強，溶解分散（溫度為96以上）,條狀瓊脂,粉末瓊脂,瓊脂的化學(xué)成分是多聚半乳糖的硫酸酯，大多數(shù)微生物不能分解和利用瓊脂。 瓊脂的熔點是96，凝固點為40，在一般培養(yǎng)溫度下呈固體狀態(tài)，在滅菌過程中不會受到破壞。 價格低廉，透明性好，常常被用作固體培養(yǎng)基的凝固劑。,1.不被微生物分解、利用、液化； 2.不因消毒滅菌而被破壞； 3.在微生物的生長溫度內(nèi)保持固態(tài)； 4.凝固點的溫度對微生物無害； 5.透明度好，粘著力強,理想凝固劑應(yīng)具備的條件,瓊脂特性,A.不能被絕大多數(shù)微生物利用、分解液化； 提問：有什么好處？ 不作為額外碳源，干擾試驗，保持固體特性 B

27、.高壓滅菌結(jié)構(gòu)不被破壞，且顏色透明不妨礙觀察；,C.多數(shù)微生物在瓊脂培養(yǎng)基表面生長并形成獨立菌落；,提問：有何好處？ 易于純化分離,按照培養(yǎng)基的物理性狀劃分（半固體培養(yǎng)基） 在液體培養(yǎng)基中，加入35g/L的凝固劑配制成的這種半固體狀態(tài)的培養(yǎng)基。 半固體培養(yǎng)基在微生物的研究中有特殊的用途，如通過細菌的穿刺培養(yǎng)可以觀察細菌的運動能力，還可用于多種厭氧菌的培養(yǎng)以及菌種保藏等。,按照培養(yǎng)基的物理性狀劃分（液體培養(yǎng)基） 不含凝固劑，呈液體狀態(tài)。 組分均勻，微生物可充分接觸和利用其中的養(yǎng)料，主要用于微生物的生理、代謝等研究。 液體培養(yǎng)基的發(fā)酵率高，絕大多數(shù)發(fā)酵培養(yǎng)基都采用液體培養(yǎng)基（廢水處理）,按照培養(yǎng)基

28、的用途劃分（基本/基礎(chǔ)培養(yǎng)基） 能滿足某菌種野生型菌株最低營養(yǎng)要求，牛肉膏/蛋白胨/氯化鈉按比例配，偏堿性。 基本培養(yǎng)基不能生長營養(yǎng)缺陷型菌株。若在加入蛋白胨、酵母膏等富含生長因子的營養(yǎng)物質(zhì)，營養(yǎng)缺陷型微生物可以生長，這種培養(yǎng)基稱為完全培養(yǎng)基。,類似物如酵母膏、麥芽汁、土壤浸出液、牛奶、玉米粉,優(yōu)點營養(yǎng)豐富、配制容易 缺點？ 質(zhì)量不穩(wěn)定、選擇性差； 3）半合成 半不純 優(yōu)缺點介于前兩者之間，因而使用最廣。,蛋白胨動植物蛋白（大豆或動物骨粉等）經(jīng)初步酶解形成的短肽（主要作氮源）,酵母膏,按照培養(yǎng)基的用途劃分（選擇培養(yǎng)基） 利用微生物對敏感化學(xué)物質(zhì)的差異，抑制非目的微生物生長、使要分離的微生物生長

29、繁殖的培養(yǎng)基。 提高細菌的篩選效率，如膽汁酸鹽G。 主要的選擇性包括對碳源和氮源的需求特點或物理和化學(xué)抗性特點等。, 投毒法（“正考試”）,常用物質(zhì)為染料、膽汁酸鹽、金屬鹽類、酸、堿和抗生素。 例如欲分離古細菌，培養(yǎng)基中通常加入青霉素（由于古細菌的細胞壁不同于普通細菌，因而不會被對破壞普通細菌細胞壁結(jié)構(gòu)的青霉素殺死），古細菌就唯一分離并存活下來。,膽汁酸鹽抑制革蘭氏陽性菌 提問：它能選擇性生長那種細菌？ 革蘭氏陰性細菌,毒選擇性的抑制劑 待選細菌有抗性,投其所好法（“邪挖墻角”）,好營養(yǎng)、環(huán)境因子 （1）專一性營養(yǎng)源培養(yǎng)法 待選細菌專門需要的某種碳源或氮源 例如篩選纖維素分解菌選用纖維素作為培

30、養(yǎng)基中的唯一碳源； 各類降解石化廢水特殊有機物的細菌篩選通常是以這類有機物為培養(yǎng)基中的唯一碳源，將目的細菌富集篩選下來。,（2）理化因素控制法 理化因素特殊的溫度、氧氣、pH、鹽度等環(huán)境條件 主要用于篩選極端環(huán)境微生物。如嗜鹽、嗜熱、嗜冷、嗜酸、嗜堿等的細菌，同時也被用于選擇性培養(yǎng)好氧或厭氧細菌。,嗜冷菌,嗜熱菌,按照培養(yǎng)基的用途劃分（鑒別培養(yǎng)基） 在普通培養(yǎng)基里加入指示劑（某種試劑或化學(xué)藥品）的培養(yǎng)基，微生物在生長過程中產(chǎn)生的某種代謝產(chǎn)物能與培養(yǎng)基中加入的特定試劑或化學(xué)藥品起反應(yīng)，產(chǎn)生某種明顯的特征性變化，從而將此種微生物與其它微生物區(qū)分開。 常用于微生物的生理生化鑒定，伊紅美藍。,鑒別明查分別（細菌種類） 提供培養(yǎng)環(huán)境外還同時具有類似于“驗鈔機”的作用,方法？ 鑒加入指示劑（“紫光燈”） 別不同菌落制造不同的代謝物（“有無熒光粉”），顯色不一 水處理中常用的遠藤氏培養(yǎng)基就是典型大腸菌群內(nèi)不同種