【正文】 mv以下 厭氧培養(yǎng) 驅(qū)氧 添加還原劑：抗壞血酸、巰基乙酸、硫化鈉、半胱氨酸、鐵屑、谷胱甘肽、庖肉（瘦肉粒） 加入鐵屑的培養(yǎng)基：－ 400 mv Better 氧化還原電位的測(cè)定 電位計(jì) 氧化還原指示劑 刃天青 美蘭 Better 經(jīng)濟(jì)節(jié)約 大生產(chǎn)用的培養(yǎng)基 以粗代精： 糖蜜 V蔗糖 以野代家： 粗木薯粉 V優(yōu)質(zhì)淀粉 以廢代好 黃豆?jié){水： Geotrichum candidum 造紙廠亞硫酸廢液（含戊糖） 以簡(jiǎn)代繁 以氮代朊 以纖代糖 以烴代糧 以國(guó)代進(jìn) Better 選用和設(shè)計(jì)培養(yǎng)基的方法 生態(tài)模擬 自然基質(zhì)或模擬：初級(jí)天然培養(yǎng)基 肉湯、魚汁 果汁 濕潤(rùn)的麩皮米糠、米飯、面包 查閱文獻(xiàn) 精心設(shè)計(jì)：優(yōu)選法或正交實(shí)驗(yàn) 試驗(yàn)比較 培養(yǎng)皿瓊脂平板 搖瓶培養(yǎng) 發(fā)酵罐 Better 設(shè)計(jì)培養(yǎng)基的方法 實(shí)驗(yàn)比較： 不同培養(yǎng)基配方的選擇比較 單種成分來(lái)源和數(shù)量的比較 幾種成分濃度比例調(diào)配的比較 小型試驗(yàn)放大到大型生產(chǎn)條件的比較 pH和溫度試驗(yàn) Better （一）培養(yǎng)基應(yīng)具有的共性 ? 單位數(shù)量的培養(yǎng)基應(yīng)能以最高產(chǎn)率地生產(chǎn)出所需產(chǎn)物， ? 能最高速率地穩(wěn)定合成出所需產(chǎn)物， ? 培養(yǎng)基成分應(yīng)價(jià)格便宜易于就近取材， ? 培養(yǎng)基有利于通風(fēng)、攪拌、提取、純化和廢物處理等 Better （二）制備培養(yǎng)基的要素 （ 1） 營(yíng)養(yǎng)物質(zhì) ：包括研究或?qū)嶒?yàn)微生物所需要的碳 、 氮 、 磷 、 硫等宏量元素及微量元素 、 生長(zhǎng)因素及水等 。 ? 純水 Aw為 ,溶液中溶質(zhì)越多 , Aw越小。亦等于該溶液的百分相對(duì)濕度。溶解性不好，液體培養(yǎng)對(duì)攪拌要求高。 醇類 甲醇，甘油 甲醇被用來(lái)培養(yǎng)酵母。 ? 熱值高，液體培養(yǎng)時(shí)消耗氧氣多。 Better ? 麥芽 發(fā)芽的大麥 ? 主要培養(yǎng)酵母用，工業(yè)上用麥芽汁發(fā)酵，制作啤酒。 糖蜜 甜菜糖蜜，甘蔗糖蜜 是非常好的碳源，成分復(fù)雜，在發(fā)酵工業(yè)中常用酵母發(fā)酵、抗生素和丙酮丁醇生產(chǎn)常用它為碳源。 以含氮量來(lái)看： NH3(82%)CO(NH2)2(46%)NH4NO3(35%)(NH4)2CO3(%)(NH4)2SO4(21%) Better 適宜營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的選擇 種類 舉例 說(shuō)明 單糖 葡萄糖，麥芽糖，果糖，麥芽糖，半乳糖，木糖 用作速效碳源，但會(huì)加速菌體呼吸，溶氧下降中間代謝物積累 二糖 蔗糖，乳糖 用作速效碳源，但會(huì)加速菌體呼吸，溶氧下降中間代謝物積累 多糖 淀粉，玉米粉，纖維素 遲效碳源。 霉菌 （ 查氏合成培養(yǎng)基 ） NaNO3 3g K2HPO4 1g KCl 蔗糖 30g H2O 1000ml Better 適宜營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的選擇 Better 營(yíng)養(yǎng)協(xié)調(diào) 微生物細(xì)胞組成元素調(diào)查分析 培養(yǎng)基設(shè)計(jì)的重要參考依據(jù) 營(yíng)養(yǎng)物的濃度與比例應(yīng)恰當(dāng) ? 濃度過(guò)高 —— 微生物的生長(zhǎng)起抑制作用， ? 濃度過(guò)小 —— 不能滿足微生物生長(zhǎng)的需要。 Better 常見的培養(yǎng)四大類微生物的培養(yǎng)基 細(xì)菌 （ 牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基 ） ： 牛肉膏 3g 蛋白胨 10g NaCl 5g H2O 1000ml 放線菌 （ 高氏 1號(hào) ） 淀粉 20g K2HPO4 NaCl KNO3 1g FeSO4 H2O 1000ml 酵母菌 (麥芽汁培養(yǎng)基 ) 干麥芽粉加四倍水 ， 在 50℃ 60℃ 保溫糖化 34小時(shí) ， 用碘液試驗(yàn)檢查至糖化完全為止 ， 調(diào)整糖液濃度為 10。異養(yǎng)做生物的培養(yǎng)基至少需要含有一種有機(jī)物質(zhì)，但有機(jī)物的種類需適應(yīng)所培養(yǎng)菌的特點(diǎn)。 ? 不同營(yíng)養(yǎng)類型的微生物，其對(duì)營(yíng)養(yǎng)物的需求差異很大。 Better （一） 培養(yǎng)基組分應(yīng)適合微生物的營(yíng)養(yǎng)特點(diǎn)（ 目的明確 ） （二） 營(yíng)養(yǎng)物的濃度與比例應(yīng)恰當(dāng)（ 營(yíng)養(yǎng)協(xié)調(diào) ） （三） 物理化學(xué)條件適宜（ 條件適宜 ） （四） 根據(jù)培養(yǎng)目的選擇原料及其來(lái)源（ 經(jīng)濟(jì)節(jié)約 ） 在微生物學(xué)研究和生長(zhǎng)實(shí)踐中，配置合適的培養(yǎng)基是一項(xiàng)最基本的要求。所以一旦配成必須立即滅菌。通過(guò)趨化性運(yùn)動(dòng)靠近營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，將它吸附到膜表面，形成膜泡，并進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)。 酶 2 PHPr+糖 糖 P +HPr 酶 2是一種結(jié)合于細(xì)胞膜上的蛋白，它對(duì)底物具有特異性選擇作用，因此細(xì)胞膜上可誘導(dǎo)出一系列與底物分子相應(yīng)的酶 2。 Better ② 糖被磷酸化后運(yùn)入膜內(nèi) 膜外環(huán)境中的糖先與外膜表面的酶 2結(jié)合，再被轉(zhuǎn)運(yùn)到內(nèi)膜表面。 Better Na— K 泵 Better Better 基團(tuán)移位 group translocation ? Def 被輸送的基質(zhì)分子在膜內(nèi)經(jīng)受了共價(jià)的改變， 以被修飾的形式進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)的輸送機(jī)制 ? 特點(diǎn)： 輸送動(dòng)力：代謝能量 , PEP上的高能磷酸鍵 輸送方向：逆濃度梯度 載體蛋白：磷酸轉(zhuǎn)移酶系統(tǒng) 被輸送物質(zhì)在輸送前后的存在狀態(tài)：在細(xì)胞膜內(nèi)被磷酸化 Better 輸送機(jī)制： 例： 磷酸轉(zhuǎn)移酶系統(tǒng)（ PTS） 酶 Ⅰ ：非特異性，存在于細(xì)胞質(zhì)中 酶 Ⅱ ：特異性 (誘導(dǎo)型 )，存在于膜上 因子 Ⅲ ：特異性，存在于細(xì)胞質(zhì)中 HPr(組氨酸蛋白質(zhì) /熱穩(wěn)定蛋白質(zhì) )：非特異性，存在于細(xì)胞質(zhì)中 Better 在酶 Ⅰ 的作用下 HPr被激活 在酶 Ⅱ 的作用下 PHPr將磷酸轉(zhuǎn)移給糖 Better E. coli的基團(tuán)轉(zhuǎn)位運(yùn)送機(jī)制 磷酸轉(zhuǎn)移酶系統(tǒng) ⒈ 熱穩(wěn)定載體蛋白的激活 （ Heat－ stable carrier protein， HPr） ⒉ 磷酸化糖運(yùn)入細(xì)胞膜內(nèi) Better 運(yùn)送機(jī)制 :是依靠磷酸轉(zhuǎn)移酶系統(tǒng) ,即磷酸烯醇式丙酮酸 己糖磷酸轉(zhuǎn)移酶系統(tǒng) . 運(yùn)送步驟 : ① 熱穩(wěn)載體蛋白 (HPr)的激活 細(xì)胞內(nèi)高能化合物磷酸烯醇式丙酮酸（ PEP） 的磷酸基團(tuán)把 HPr激活。 Better Na+,K+ATPase系統(tǒng) ? Na+,K+ATPase系統(tǒng)位于細(xì)胞膜上的一種離子通道蛋白，其作用是通過(guò)該蛋白構(gòu)象的改變，把細(xì)胞內(nèi)的 Na +運(yùn)出細(xì)胞，同時(shí)將 K+運(yùn)回細(xì)胞內(nèi)，即實(shí)現(xiàn)了 Na與 K+的置換。 輸送機(jī)制：代謝能量改變底物與載體之間的 結(jié)合力。 Better 物質(zhì)運(yùn)輸促進(jìn)擴(kuò)散示意圖 Better 主動(dòng)運(yùn)輸 active transport ? 在消耗能量的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)溶質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)的濃縮，而沒(méi)有任何化學(xué)變化發(fā)生的輸送機(jī)制。 輸送機(jī)制： 被輸送的物質(zhì)與相應(yīng)的載體之間存在一種親和力。 J=D dc/dx J：擴(kuò)散速度 D：擴(kuò)散系數(shù) dc/dx：該物質(zhì)的濃度梯度 ? 影響因素： 分子的大小、溶解性、極性和環(huán)境的溫度等 Better 自由擴(kuò)散 Better Better 促進(jìn)擴(kuò)散 facilitated diffusion ? 在特異性載體蛋白的協(xié)助下，不消耗能量的一類擴(kuò)散性運(yùn)輸方式。 ? 特點(diǎn) ： 輸送動(dòng)力：濃度梯度 ? 不消耗能量 ? 不發(fā)生化學(xué)變化 ? 非特異性。 ? 被動(dòng)吸收 —— 簡(jiǎn)單擴(kuò)散和促進(jìn)擴(kuò)散 ? 主動(dòng)吸收 —— 主動(dòng)運(yùn)輸和基團(tuán)移位 ? 原生動(dòng)物 —— 膜泡運(yùn)輸 Better 各大類有細(xì)胞微生物通過(guò)細(xì)胞膜的滲透和選擇吸收作用來(lái)從外界吸取營(yíng)養(yǎng)物（原生動(dòng)物除外）。 自養(yǎng)型以無(wú)機(jī)碳化物為碳源 ， 異養(yǎng)型雖然也可利用 CO2，但必須在有機(jī)碳存在情況下 。 中間類型 （ 兼性腐生或兼性寄生 ） 如結(jié)核桿菌 、痢疾桿菌就是兼性寄生菌 。 腐生型：利用無(wú)生命的有機(jī)物獲得營(yíng)養(yǎng)物質(zhì) 。 Better 化能有機(jī)營(yíng)養(yǎng)型 chemoanotroph 能源：有機(jī)物 主要碳源：有機(jī)物 例：大部分種類的微生物，工業(yè)用菌種多為此類。 2CH3CHOHCH3+CO2 2CH3COCH3+[CH2O]+H2O 光合色素 Better phototrophic anisms Better 化能無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)型 chemolithotroph ? 能源：無(wú)機(jī)物， NH3 ， NO2， H2， H2S， S等 主要碳源： CO2 電子供體：無(wú)機(jī)物 例： 氧化亞鐵硫桿菌 Fe Fe + e + +2 +3 Better ? FeO硫桿菌可把 FeO氧化成 Fe， Fe氧化率達(dá)95－ 100％并放出能量 ? 用氧化亞鐵硫桿菌氧化黃鐵礦時(shí)，可以生成硫酸和硫酸高鐵，硫酸高鐵是強(qiáng)氧化劑和溶劑可以和硫酸高鐵，硫酸高鐵是強(qiáng)氧化劑和溶劑可以溶解礦物，如溶解銅礦析出銅元素，用這類微生物來(lái)開礦冶金稱為細(xì)菌冶金，是開采貧礦和尾礦的有效辦法，用細(xì)菌浸出 Fe的速度比完全氧化快 56－ 60倍。 CO2+H2S [CH2O]+2S+H2O 細(xì)菌葉綠素 Better 光能有機(jī)營(yíng)養(yǎng)型 photoanotroph 能源：光； 主要碳源：有機(jī)物，但可以將 CO2還原成細(xì)胞物質(zhì)。