11微生物营养代谢生长

null微生物与发酵工程 （二） ——微生物的营养 考点45 P308微生物与发酵工程 （二） ——微生物的营养 考点45 P308①微生物需要的营养物质及其功能 ②培养基的配置原则 ③培养基的种类新陈代谢专题八命题规律命题规律啤酒生产企业需要培养大量的酵母菌，如果你是技术员，该怎么办？啤酒生产企业需要培养大量的酵母菌，如果你是技术员，该怎么办？对微生物进行培养，首先要了解微生物需要怎样一些营养物质。思考思考什么是营养物质？ 什么是营养？ 人体需要的营养物质有哪些？ 这些营养物质主要功能有那些？糖类、脂类、蛋白质、水、无机盐、维生素等提供能量； 提供构建和修复组织的物质； 提供调节机体生理功能的物质null一、微生物的营养营养：微生物从环境摄取营养物质进入细胞，在细胞内合成细胞所需要的物质并储存能量的过程称为微生物的营养（nutrition）微生物维持和延续其生命形式的一种生理过程null营养物质： 能够满足机体生长、繁殖和完成各种生理活动所需要的物质 碳源、氮源、能源、生长因子、无机盐和水元素： 大量元素：碳、氢、氧、氮、磷、硫、钾、 镁、钙 微量元素：锌、锰、氯、钼、硒、钴、铜等碳源碳源阅读教材P79不同微生物对碳源的需求有明显差异。null有些微生物如放线菌、细菌、酵母菌以石油为碳源，有何用途？有些细菌可以利用氰化物和酚类做碳源，意义如何？消除石油污染处理有害物质，环保氮源氮源什么是微生物氮源？ 氮源对微生物的生长、代谢、繁殖有什么意义？ 通常微生物的氮源有哪些？阅读教材P79第二段1构成蛋白质和核酸 2合成含氮的代谢产物 3有些可为某些微生物提供能量来源无机氮：N2 、NH4+ 、NO3- 有机氮：小分子：尿素、氨基酸、嘌呤和嘧啶 实验室：牛肉膏、蛋白胨、酵母膏 生产：鱼粉、玉米浆、花生饼粉不同的微生物对碳源需求具有怎样特征？不同的微生物对碳源需求具有怎样特征？null固氮null绝大多数微生物（包括自养型和异养型）---- NH4+ 、NO3-也可利用含氮有机物 硝化细菌--- NH4+ 、NO2-既是氮源也是碳源 异养微生物---含CHON有机物既是氮源也是碳源 固氮微生物--- N2 生长因子生长因子问题：如何证明某种物质是某种微生物的生长因子? 1.对微生物正常代谢必不可少 2.有机物 3.需要量一般很少 4.生长因子种类：维生素、碱基、卟啉及其衍生物、甾醇、胺类、C4～C6的分枝或直链脂肪酸，氨基酸 几种微生物所需的生长因子 几种微生物所需的生长因子null微生物的人工培养 培养基：用人工方法配制而成的，专供微生物生长 繁殖使用的混合营养物制品培养基的配制原则培养基的配制原则一、目的明确 二、营养协调 三、物理化学条件适宜营养协调1 营养物质浓度合适： 过低，不能满足正常生长； 过高，可能对微生物生长起抑制作用。2 营养物质间比例合适。尤其是C/N营养协调C/N（摩尔数的比）C/N（摩尔数的比）培养基中所含的C源中C原子的摩尔数/ N源中N原子的摩尔数例如：谷氨酸发酵 C/N=4：1 菌体大量繁殖，产生的谷氨酸少 C/N=3：1 菌体繁殖抑制，产生的谷氨酸多物理化学条件适宜物理化学条件适宜微生物种类 最适PH(一般) 放线菌 7.5~8.5 细菌 6.5~7.5 霉菌 4.0~5.8 酵母菌 3.8~6.0 为了维持培养基pH的相对恒定，通常在培养基中加入pH缓冲剂，或在进行工业发酵时补加酸、碱。培养基的种类培养基的种类据物理性质：液体培养基 半固体培养基（+凝固剂琼脂） 固体培养基（+凝固剂琼脂） 据化学成分：合成培养基 天然培养基 根据用途： 选择培养基 鉴别培养基null液体培养基中沉淀生长混浊生长表面生长null半固体体培养基中混浊生长沿穿刺线生长生长选择培养基选择培养基1.加入青霉素的培养基 分离酵母菌、霉菌等真菌（抑制细菌、放线菌） 2.加入高浓度食盐的培养基 分离金黄色葡萄球菌（抑制多种细菌） 3.不加氮源的无氮培养基 分离自生固氮菌 4.不加含碳有机物的无碳培养基 分离自养型微生物 5.加入氨基嘌呤、次黄嘌呤和胸腺嘧啶核苷的培养基 分离杂交瘤细胞鉴别培养基鉴别培养基伊红美蓝乳糖培养基（EMB）机理染料抑制G+。在低酸度时，结合形成沉淀，起着产酸指示剂的作用。 用途：多种肠道菌鉴别 null右表是某微牛物培养液成分。请据此回答： (1)右表培养基可培养的微生物类型 是 ； (2)若不慎将过量NaCl加入培养基中，如不想浪费此培养基，可再加入 ，用于培养 ； (3)若除去成分②，加入(CH20)，该培养基可用于培养 ； (4)表中营养成分共有 类； (5)不论何种培养基，在各种成分都溶化后分装前，要进行的是 ； (6)右表中各成分重量确定的原则 是 ； (7)若右表培养基用于菌种鉴定，应该增加的成分是 。 自养微生物含碳有机物调整PH值金黄色葡萄球菌固氮微生物3依微生物的生长需要确定 琼脂（或凝固剂）nullnullnullnullnull3. 营养类型nullnull4. 营养物质进入细胞的方式 单纯扩散 null促进扩散 null 主动运输 null 基团转位null5. 微生物的培养基 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。 null null 选择培养基：在培养基中加入相应的特殊营养物质或化学物质，抑制不需要的微生物的生长，有利于所需微生物的生长鉴别培养基：在培养基中添加某种化学物质而将目的或对象微生物的菌落与同一平板上的其他微生物菌落相区别的培养基null null大肠杆菌在EMB平板上形成的紫色的带金属光泽的菌落 麦康凯琼脂平板 null淀粉酶和脂酶null 单菌落与纯培养null 大肠杆菌的检测 滤膜法 发酵法null一 微生物营养　五大营养碳源、氮源、生长因子、无机盐和水 一 微生物营养null对于为数众多的化能异养微生物来说，碳源是兼有能源功能营养物。 微生物利用的碳源物质主要有糖类（尤其是葡萄糖）、有机酸、醇、脂类、烃、CO2及碳酸盐等。甲烷氧化菌只能利用甲烷、甲醇等作碳源。如何筛选？null凡是能被用来构成菌体物质中或代谢产物中氮素来源的营养物质称为氮源。2.氮源氮源｛有机氮无机氮NH3——硝化细菌 硝酸盐——反硝化细菌 N2 ——固氮菌｛｛蛋白质 核酸 氨基酸 尿素null㈡微生物的营养㈡微生物的营养碳源：强调自养微生物可利用CO2作为碳源，异养微生物必须利用有机物作碳源，学习培养异养型微生物的培养基配制方法 氮源：强调固氮微生物可利用分子态的氮气作为氮源，学习从众多微生物中分离固氮微生物的方法。 生长因子：强调并非所有微生物都需要额外补充生长因子，因为它们能自行合成所需的物质 水：补充说明，以强调水对生命的重要型以及灭菌和食品保存方法 培养基的种类和配制原则：强调培养的微生物类别以及培养用途配制不同的培养基，最好举例说明。教法建议导入导入引导学生回忆组成生物体的化学元素组成生物体的化合物及其主要组成元素等。在此基础上指出：微生物细胞的化学组成与其他生物的大体相同，且这些元素最终都是微生物从外界环境中吸收来的。 列举几种常见微生物，如硝化细菌、大肠杆菌、根瘤菌、乳酸菌、蓝藻、酵母菌等等，让学生判断它们的同化作用类型并依此进行分类。这样很自然地得出了自养微生物和异养微生物的概念，为以下学习理解碳源奠定基础。对于“生长因子”的教学对于“生长因子”的教学要紧扣定义设疑，步步为营，引导学生逐步揭示出概念的本质 ① 所有微生物的生长都需要生长因子吗？（“有些”） ② 生长因子都是有机物吗（“有机物”） ③ 微生物对生长因子的需要量很大吗？（“微量”） “培养基的种类”头绪多，叙述也过于简单、抽象 “培养基的种类”头绪多，叙述也过于简单、抽象 培养基图片或实物丰富感知 针对教材中的实例，导学思考题： ① 在需要获取酵母菌或霉菌时，为什么在培养基中加入青霉素可抑制细菌、放线菌的生长？② 为什么高浓度的食盐可抑制多种细菌的生长？ 讨论培养基的配制原则，指出科研人员在配制培养基时需要考虑的因素，让学生带着这些问题，并结合教材中的几个实例来理解培养基配制的三个原则。 ①     要培养哪一类微生物？②     是用于实验、科研，还是用于大规模的发酵生产？③     是作生产用的“种子”，还是用于发酵获得大量代谢产物？nullnull微生物 是一切肉眼看不见或看不清楚的微小生物的总称。 他们体积小，面积大；吸收多，转化快；生长旺，繁殖快；适应强，易变异；分布广，种类多。 包括原核类的细菌、放线菌、蓝藻、支原体、衣原体等；真核类的真菌（酵母菌、霉菌）、原生动物（草履虫）、显微藻类（衣藻）等；以及非细胞类的病毒、类病毒、朊病毒等。 null①对氧气要求：专性需氧菌 微需氧菌 兼性厌氧菌 专性厌氧菌 ②对CO2要求： 5% CO2①水 ②碳源 ③氮源 ④无机盐 ⑤生长因子 有些细菌需要微生物生长条件4、对气体要求 3、PH2、温度1、营养物质null对数期调整期 分为四期：调整期 、 对数期、稳定期、衰亡期微生物生长曲线0515202530105.56.08.58.07.57.06.59.0衰亡期总菌数活菌数菌体个数的对数次小时稳定期null微生物的代谢产物毒素色素 抗生素 维生素null微生物的人工培养 培养基：用人工方法配制而成的，专供微生物生长 繁殖使用的混合营养物制品null常用培养基种类厌氧培养基基础培养基增菌培养基选择培养基鉴别培养基null细菌的生长情况固体培养基中菌落（S型）菌苔菌落（R型）null液体培养基中沉淀生长混浊生长表面生长null半固体体培养基中混浊生长沿穿刺线生长生长null 杀死物体上病原微生物的方法, 并不一定能杀死含芽胞的细菌 或非病原微生物杀灭物体上所有微生物的方法。 不存在活菌的意思。 防止或抑制体外细菌生长繁殖的方法。消毒：灭菌：无菌：防腐：null  热力灭菌法 一、物理消毒灭菌法高温杀灭細菌焚烧----最彻底的灭菌方法烧灼----直接用火焰灭菌方法干烤----加热160-180℃ 2小时干热灭菌法 null湿热灭菌法 加压蒸汽灭菌法最有效的灭菌方法 121 ℃ 20~30分钟煮沸消毒法水煮100 ℃ 5分钟(繁殖体)~2小时(芽胞)流通蒸汽消毒法巴氏消毒法间歇蒸汽灭菌法水蒸汽100 ℃ 15~30分钟(繁殖体)反复多次流动蒸汽间歇加热灭菌较低的温度（61 ℃ 30分钟）杀灭致病菌null 湿热灭菌与干热灭菌的比较同一温度下，湿热灭菌比干热灭菌效果好原因1、湿热中细菌菌体蛋白较易凝固2、湿热的穿透力比干热大3、湿热的蒸汽有潜热null辐射杀菌法 紫外线杀菌机理：波长200~300m的紫外线具有杀菌作用干扰DNA的复制与转录紫外线穿透力较弱不耐热物品的表面消毒特 点：应用范围：空气消毒 手术室、传染病房、细菌实验室 null杀菌机理：应用范围：电离辐射包括高速电子、X射线和 γ 射线产生游离基,破坏DNA。一次性医用塑料制品的消毒食品的消毒不破坏其营养成分 null滤过除菌法用物理阻留的方法 将液体或空气中的细菌除去,以达到除菌目的滤菌器含有微细小孔<0.22微米,只允许液体或气体通过, 而大于孔径的细菌等颗粒不能通过 适用范围血清、毒素、抗生素以及空气等的除菌 null滤菌过程null低温与干燥在低温状态下真空抽去水分用途：保存菌种冷冻真空干燥法：null二、化学消毒灭菌法常用消毒剂种类null各种消毒剂的应用null影响消毒剂作用的因素消毒剂细菌 环境种类浓度作用时间菌龄种类有机物温度酸硷度null选择适当的消毒剂低毒价廉低破坏易贮藏方便有效null人工培养细菌的用途医学中的应用工农业 生产中的应用基因 工程中的应用感染性疾病的诊断细菌学研究生物制品的制备制造各种产品处理垃圾制造菌肥农药等表达重组DAN制备产品null