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氨基酸和蛋白质等了解培养基成分的作用和特点

时间:2023-06-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:培养基是人工配制的,适合微生物生长繁殖或产生代谢产物的营养基质。培养其他化能自养型微生物与上述培养基成分基本类似,只是能源物质有所改变。因此,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,常用的缓冲剂是K2HPO4和KH2PO4组成的磷酸盐混合物。在培养基中还存在一些天然的缓冲系

氨基酸和蛋白质等了解培养基成分的作用和特点

培养基是人工配制的,适合微生物生长繁殖或产生代谢产物的营养基质。无论是以微生物为材料的研究,还是利用微生物生产生物制品,都必须进行培养基的配制,它是微生物学研究和微生物发酵工业的基础。绝大多数微生物都可在人工培养基上生长,只有少数称作难养菌的寄生或共生微生物,例如类支原体、类立克次氏体和少数寄生真菌等,至今还不能在人工培养基上生长。

一、配制培养基的原则

综合文献资料和实践经验,在选用和设计培养基时应遵循以下四个原则。

1.目的明确

在设计新培养基前,先要明确:拟培养何种细菌;要得到何种发酵产物;是用于实验室研究还是大生产用;是进行一般研究还是做精密的生理、生化或遗传学研究;是用作种子培养基还是发酵培养基。根据不同的工作目的,运用自己丰富的生物化学和微生物学知识选择适宜的营养物质,可为优选最佳试验方案奠定良好的基础。

总体而言,所有微生物生长繁殖均需要培养基含有碳源、氮源、无机盐、生长因子、水及能源,但由于微生物营养类型复杂,不同微生物对营养物质的需求是不一样的,因此首先要根据不同微生物的营养需求配制针对性强的培养基。自养型微生物能从简单的无机物合成自身需要的糖、脂类、蛋白质、核酸、维生素等复杂的有机物,因此培养自养型微生物的培养基完全可以(或应该)由简单的无机物组成。例如,培养化能自养型的氧化硫硫杆菌的培养基(培养基组成见表5-13),配制过程中并未专门加入其他碳源物质,而是依靠空气中和溶于水中的CO2为氧化硫硫杆菌提供碳源。

培养其他化能自养型微生物与上述培养基成分基本类似,只是能源物质有所改变。对光能自养型微生物而言,除需要各类营养物质外,还需光照提供能源。培养异养型微生物需要在培养基中添加有机物,而且不同类型异养型微生物的营养要求差别很大,因此其培养基组成也相差很远。例如,培养大肠杆菌的培养基组成比较简单(见表5-13),而有些异养型微生物的培养基的成分非常复杂,如肠膜明串珠菌需要生长因子,若配制培养它的合成培养基时,需要在培养基中添加的生长因子多达33种,因此通常采用天然有机物来为它提供生长所需的生长因子。

表5-13 几种类型培养基组成*

续表

*表中培养基各组分含量均为每1L培养基中该成分的质量(g)。

就微生物主要类型而言,有细菌、放线菌酵母菌霉菌、原生动物、藻类及病毒之分,培养它们所需的培养基各不相同。在实验室中常用牛肉蛋白胨培养基(或简称普通肉汤培养基)培养细菌;用高氏1号合成培养基培养放线菌;培养酵母菌一般用麦芽汁培养基,它是将麦芽粉与4倍水混匀,在58~65℃条件下保温3~4h至完全糖化,调整糖液浓度为10°Bx,煮沸后用纱布过滤,调pH为6.0配制而成。麦芽粉组成复杂,能为酵母菌提供足够的营养物质;培养霉菌则一般用查氏合成培养基。

原生动物也可用培养基培养,有的原生动物需要较多的营养物质,例如梨形四膜虫的培养基含有10种氨基酸、7种维生素、鸟嘌呤、尿嘧啶及一些无机盐等,而有些变形虫可在较简单的蛋白胨肉汤中生长。大多数藻类可以利用光能,只需要CO2、水和一些无机盐就可生长,而某些藻类如眼虫藻中的一些种可在黑暗条件下利用有机物质生长。有些藻类需要在培养基中补加土壤浸液,培养海洋藻类时可直接利用海水,但如果在特殊情况下需要用合成培养基培养海洋藻类时,则必需在培养基中加入海水中含有的各种盐。

2.营养协调

对微生物细胞组成元素调查与分析是设计培养基的重要参考依据。一般而言,微生物细胞内各组分间有一较稳定的比例。在异养微生物中大体上存在10倍序列的递减趋势:

H2O>碳源(兼能源)>N源>P、S>K、Mg>生长因子

培养基中营养物质浓度合适时微生物才能生长良好,营养物质浓度过低时不能满足微生物正常生长所需,浓度过高时则可能对微生物生长起抑制作用,例如高浓度糖类物质、无机盐、重金属离子等不仅不能维持和促进微生物的生长,反而起到抑制或杀菌作用。另外,培养基中各营养物质之间的浓度配比也直接影响微生物的生长繁殖和(或)代谢产物的形成和积累,其中碳氮比(C/N)的影响较大。严格地讲,碳氮比指培养基中碳元素与氮元素的摩尔数比值,有时也指培养基中还原糖与粗蛋白之比。例如,在利用微生物发酵生产谷氨酸的过程中,培养基碳氮比为4/1时,菌体大量繁殖,谷氨酸积累少;当培养基碳氮比为3/1时,菌体繁殖受到抑制,谷氨酸产量则大量增加。再如,在抗生素发酵生产过程中,可以通过控制培养基中速效氮(或碳)源与迟效氮(或碳)源之间的比例来控制菌体生长与抗生素的合成。

3.理化适宜

培养基的pH、渗透压、水分活度和氧化还原势等物理化学条件要适宜。

(1)控制pH培养基的pH必须控制在一定的范围内,以满足不同类型微生物的生长繁殖或产生代谢产物。各类微生物生长繁殖或产生代谢产物的最适pH条件各不相同,一般来讲细菌为7.0~8.0、放线菌为7.5~8.5、酵母菌为3.8~6.0、霉菌为4.0~5 .8。值得注意的是,在微生物生长繁殖和代谢过程中,由于营养物质被分解利用和代谢产物的形成与积累,会导致培养基pH发生变化,若不对培养基pH条件进行控制,往往导致微生物生长速度或(和)代谢产物产量降低。因此,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,常用的缓冲剂是K2HPO4和KH2PO4组成的磷酸盐混合物。K2HPO4溶液呈碱性,KH2PO4溶液呈酸性,两种物质的等摩尔混合溶液的pH为6.8。当培养基中酸性物质积累导致H+浓度增加时,H+与弱碱性盐结合形成弱酸性化合物,培养基pH不会过度降低;如果培养基中OH-浓度增加,OH-则与弱酸性盐结合形成弱碱性化合物,培养基pH也不会过度升高。

但K2HPO4/KH2PO4缓冲系统只能在一定的pH范围(pH 6.4~7.2)内起调节作用。有些微生物,如乳酸菌能大量产酸,上述缓冲系统就难以起到缓冲作用,此时可在培养基中添加难溶的碳酸盐(如CaCO3)来进行调节,CaCO3难溶于水,不会使培养基pH过度升高,但它可以不断中和微生物产生的酸,同时释放出CO2,将培养基pH控制在一定范围内。

在培养基中还存在一些天然的缓冲系统,如氨基酸、肽、蛋白质都属于两性电解质,也可起到缓冲剂的作用。

(2)控制氧化还原电位 不同类型微生物生长对氧化还原电位(ϕ)的要求不一样,一般好氧性微生物在ϕ值为+0.1V以上时可正常生长,一般以+0.3~+0.4V为宜,厌氧性微生物只能在ϕ值低于+0.1V条件下生长,兼性厌氧微生物在ϕ值为+0.1V以上时进行好氧呼吸,在+0.1V以下时进行发酵。ϕ值与氧分压和pH有关,也受某些微生物代谢产物的影响。在pH相对稳定的条件下,可通过增加通气量(如振荡培养、搅拌)提高培养基的氧分压,或加入氧化剂,从而增加ϕ值;在培养基中加入抗坏血酸、硫化氢半胱氨酸谷胱甘肽、二硫苏糖醇等还原性物质可降低ϕ值。还需根据所培养微生物的特点调节适宜的渗透压和水分活度。

4.经济节约

在设计大生产用的培养基时,经济节约的原则显得十分重要。在生产实践中,大体可从以下几方面去实施这一原则:以粗代精;以“野”代“家”;以废代好;以简代繁;以氮代朊;以纤代糖;以烃代粮;以“国”代“进”。在配制培养基时应尽量利用廉价且易于获得的原料作为培养基成分,特别是在发酵工业中,培养基用量很大,利用低成本的原料更体现出其经济价值。例如,在微生物单细胞蛋白的工业生产过程中,常常利用糖蜜(制糖工业中含有蔗糖的废液)、乳清(乳制品工业中含有乳糖的废液)、豆制品工业废液及黑废液(造纸工业中含有戊糖和己糖的亚硫酸纸浆)等作为培养基的原料。再如,工业上的甲烷发酵主要利用废水、废渣作原料,而在我国农村,已推广利用人畜粪便及禾草为原料发酵生产甲烷作为燃料。另外,大量的农副产品或制品,如麸皮、米糠、玉米浆、酵母浸膏、酒糟、豆饼、花生饼、蛋白胨等都是常用的发酵工业原料。

要获得微生物纯培养,必须避免杂菌污染,因此需对所用器材及工作场所进行消毒与灭菌。对培养基而言,更是要及时进行严格的灭菌。对培养基一般采取高压蒸汽灭菌,一般培养基用0.1MPa、121.3℃、15~30min可达到灭菌目的。在高压蒸汽灭菌过程中,长时间高温会使某些不耐热物质遭到破坏,如使糖类物质形成氨基糖、焦糖,因此含糖培养基常用55kPa、112.6℃、15~30min进行灭菌。对某些对糖要求较高的培养基,可先将糖进行过滤除菌或间歇灭菌,再与其他已灭菌的成分混合。长时间高温还会引起磷酸盐、碳酸盐与某些阳离子(特别是钙、镁、铁离子)结合形成难溶性复合物而产生沉淀,因此,在配制用于观察和定量测定微生物生长状况的合成培养基时,常需在其中加入少量螯合剂,避免培养基中产生沉淀而影响O.D.值的测定,常用的螯合剂为乙二胺四乙酸(EDTA)。还可以将含钙、镁、铁等离子的成分与磷酸盐、碳酸盐分别进行灭菌,然后再混合,避免形成沉淀;高压蒸汽灭菌后,培养基pH会发生改变(一般使pH降低),可根据所培养微生物的要求,在培养基灭菌前后加以调整。在配制培养基过程中,泡沫的存在对灭菌处理极不利,因为泡沫中的空气形成隔热层,使泡沫中微生物难以被杀死。因而有时需要在培养基中加入消泡沫剂以减少泡沫的产生,或适当提高灭菌温度,延长灭菌时间。

二、培养基的类型及应用

培养基种类繁多,根据其成分、物理状态和用途可分成多种类型(见表5-14)。

表5-14 培养基分类

(一)按成分不同划分

1.天然培养基

这类培养基主要以化学成分还不清楚或化学成分不恒定的天然有机物组成,牛肉膏蛋白胨培养基和麦芽汁培养基就属于此类。基因克隆技术中常用的LB培养基也是一种复合培养基,其组成见表5-15。

常用的天然有机营养物质包括牛肉浸膏、蛋白胨、酵母浸膏、豆芽汁、玉米粉、土壤浸液、麸皮、牛乳、血清、稻草浸汁、羽毛浸汁、胡萝卜汁、椰子汁等,嗜粪微生物可以利用粪水作为营养物质。复合培养基成本较低,除在实验室经常使用外,也适于用来进行工业上大规模的微生物发酵生产。

表5-15 牛肉浸膏、蛋白胨及酵母浸膏的来源及主要成分

2.合成培养基

合成培养基是由化学成分完全了解的物质配制而成的培养基,也称化学限定培养基,高氏1号培养基和查氏培养基就属于此种类型。配制合成培养基时重复性强,但与天然培养基相比其成本较高,微生物在其中生长速度较慢,一般适于在实验室用来进行有关微生物营养需求、代谢、分类鉴定、生物量测定、菌种选育及遗传分析等方面的研究工作。

(二)根据物理状态划分

根据凝固剂的有无及含量的多少,可将培养基划分为固体培养基、半固体培养基、液体培养基和脱水培养基四种类型。

1.固体培养基

在一般培养温度下呈固体状态的培养基都称固体培养基。固体培养基可以分为两类:一类是用天然的固体状物质制成的,例如,由马铃薯块、胡萝卜条、小米、麸皮及米糠等制成固体状态的培养基就属于此类。如生产酒的酒曲、生产食用菌的棉子壳培养基。另一类是在液体中添加凝固剂而制成的,如实验室中常用的琼脂固体斜面和固体平板培养基。这种培养基广泛用于微生物的分离、鉴定、保藏、计数及菌落特征的观察等。在实验室中,固体培养基一般是加入平皿或试管中,制成培养微生物的平板或斜面。固体培养基为微生物提供一个营养表面,单个微生物细胞在这个营养表面进行生长繁殖,可以形成单个菌落。固体培养基常用来进行微生物的分离、鉴定、活菌计数及菌种保藏等。

在液体培养基中加入一定量凝固剂即为固体培养基。理想的凝固剂应具备以下条件:不被所培养的微生物分解利用;在微生物生长的温度范围内保持固体状态。在培养嗜热细菌时,由于高温容易引起培养基液化,通常在培养基中适当增加凝固剂来解决这一问题;凝固剂凝固点温度不能太低,否则将不利于微生物的生长;凝固剂对所培养的微生物无毒害作用;凝固剂在灭菌过程中不会被破坏;透明度好,粘着力强;配制方便且价格低廉。常用的凝固剂有琼脂、明胶和硅胶。如表5-16所示列出琼脂和明胶的一些主要特征。

表5-16 琼脂与明胶主要特征比较

对绝大多数微生物而言,琼脂是最理想的凝固剂,琼脂是由藻类(海产石花菜)中提取的一种高度分支的复杂多糖;明胶是由胶原蛋白制备得到的产物,是最早用来作为凝固剂的物质,但由于其凝固点太低,而且某些细菌和许多真菌产生的非特异性胞外蛋白酶以及梭菌产生的特异性胶原酶都能液化明胶,目前已较少作为凝固剂;硅胶是由无机的硅酸钠及硅酸钾被盐酸及硫酸中和时凝聚而成的胶体,它不含有机物,适合配制分离与培养自养型微生物的培养基。

2.半固体培养基

半固体培养基中凝固剂的含量比固体培养基少,培养基中琼脂量一般为0.2%~0.7%。半固体培养基常用来观察微生物的运动特征、分类鉴定及噬菌体效价滴定等。

3.液体培养基

液体培养基中未加任何凝固剂。在用液体培养基培养微生物时,通过振荡或搅拌可以增加培养基的通气量,同时使营养物质分布均匀。液体培养基常用于大规模工业生产以及在实验室进行微生物的基础理论和应用方面的研究。

4.脱水培养基

脱水培养基又称脱水商品培养基或预制干燥培养基,指含有除水以外的一切成分的商品培养基,使用时只要加入适量水分并加以灭菌即可,是一类成分精确又使用方便的现代化培养基。

(三)按用途划分

1.基础培养基

尽管不同微生物的营养需求各不相同,但大多数微生物所需的基本营养物质是相同的。基础培养基是含有一般微生物生长繁殖所需的基本营养物质的培养基。牛肉膏蛋白胨培养基是最常用的基础培养基。基础培养基也可以作为一些特殊培养基的基础成分,再根据某种微生物的特殊营养需求,在基础培养基中加入所需营养物质。(www.xing528.com)

2.加富培养基

加富培养基也称营养培养基,即在基础培养基中加入某些特殊营养物质制成的一类营养丰富的培养基,这些特殊营养物质包括血液、血清、酵母浸膏、动植物组织液等。加富培养基一般用来培养营养要求比较苛刻的异养型微生物,如培养百日咳博德氏菌(Bordetella pertussis)需要含有血液的加富培养基。加富培养基还可以用来富集和分离某种微生物,这是因为加富培养基含有某种微生物所需的特殊营养物质,该种微生物在这种培养基中较其他微生物生长速度快,并逐渐富集而占优势,逐步淘汰其他微生物,从而容易达到分离该种微生物的目的。从某种意义上讲,加富培养基类似选择培养基,两者区别在于,加富培养基是用来增加所要分离的微生物的数量,使其形成生长优势,从而分离到该种微生物;选择培养基则一般是抑制不需要的微生物的生长,使所需要的微生物增殖,从而达到分离所需微生物的目的。

3.鉴别培养基

鉴别培养基是用于鉴别不同类型微生物的培养基。在培养基中加入某种特殊化学物质,某种微生物在培养基中生长后能产生某种代谢产物,而这种代谢产物可以与培养基中的特殊化学物质发生特定的化学反应,产生明显的特征性变化,根据这种特征性变化,可将该种微生物与其他微生物区分开来。鉴别培养基主要用于微生物的快速分类鉴定,以及分离和筛选产生某种代谢产物的微生物菌种。常用的一些鉴别培养基如表5-17所示。

表5-17 一些鉴别培养基

4.选择培养基

选择培养基是用来将某种或某类微生物从混杂的微生物群体中分离出来的培养基。根据不同种类微生物的特殊营养需求或对某种化学物质的敏感性不同,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。

一种类型的选择培养基是依据某些微生物的特殊营养需求设计的,例如,利用以纤维素或石蜡油作为唯一碳源的选择培养基,可以从混杂的微生物群体中分离出能分解纤维素或石蜡油的微生物;利用以蛋白质作为唯一氮源的选择培养基,可以分离产胞外蛋白酶的微生物;缺乏氮源的选择培养基可用来分离固氮微生物。另一类选择培养基是在培养基中加入某种化学物质,这种化学物质没有营养作用,对所需分离的微生物无害,但可以抑制或杀死其他微生物。例如,在培养基中加入数滴10%酚可以抑制细菌和霉菌的生长,从而由混杂的微生物群体中分离出放线菌;在培养基中加入亚硫酸铋,可以抑制革兰氏阳性细菌和绝大多数革兰氏阴性细菌的生长,而革兰氏阴性的伤寒沙门氏菌可以在这种培养基上生长;在培养基中加入染料亮绿或结晶紫,可以抑制革兰氏阳性细菌的生长,从而达到分离革兰氏阴性细菌的目的;在培养基中加入青霉素四环素链霉素,可以抑制细菌和放线菌生长,而将酵母菌和霉菌分离出来。现代基因克隆技术中也常用选择培养基,在筛选含有重组质粒的基因工程菌株的过程中,利用质粒上具有的对某种(些)抗生素的抗性选择标记,在培养基中加入相应抗生素,就能比较方便地淘汰非重组菌株,以减少筛选目标菌株的工作量。

在实际应用中,有时需要配制既有选择作用又有鉴别作用的培养基。例如,当要分离金黄色葡萄球菌时,在培养基中加入7.5%NaCl、甘露糖醇和酸碱指示剂,金黄色葡萄球菌可耐高浓度NaCl且能利用甘露糖醇产酸,因此,能在上述培养基上生长,而且菌落周围培养基颜色发生变化,则该菌落有可能是金黄色葡萄球菌,再通过进一步鉴定加以确定。

5.其他类型

除上述四种主要类型外,培养基按用途划分还有很多种,比如:分析培养基常用来分析某些化学物质(抗生素、维生素)的浓度,还可用来分析微生物的营养需求;还原性培养基专门用来培养厌氧型微生物;组织培养物培养基含有动、植物细胞,用来培养病毒、衣原体、立克次氏体及某些螺旋体等专性活细胞寄生的微生物。尽管如此,有些病毒和立克次氏体目前还不能利用人工培养基来培养,需要接种在动植物体内、动植物组织中才能增殖。常用的培养病毒与立克次氏体的动物有小白鼠、家鼠和豚鼠,鸡胚也是培养某些病毒与立克次氏体的良好营养基质,鸡瘟病毒、牛痘病毒、天花病毒、狂犬病毒等十几种病毒也可用鸡胚培养。

三、培养基的制备方法

(一)设计培养基的方法

1.生态模拟

在自然条件下,凡有某种微生物大量生长繁殖着的环境,必存在着该微生物所必要的营养和其他条件。若直接取用这类自然基质(经过灭菌)或模拟这类自然条件,就可获得一个“初级的”天然培养基,例如可用肉汤、鱼汁培养细菌,用果汁培养酵母菌,用润湿的麸皮、米糠培养酵母菌以及用米饭面包培养根霉等。调查所培养菌的生态条件,查看“嗜好”,对“症”下料——初级天然培养基。

2.查阅文献

任何科技工作者决不能事事都靠直接经验。多查阅、分析和利用文献资料上一切对自己研究对象直接或间接有关的信息,对设计新培养基有着重要的参考价值,因此,要时时注意和收集这类文献资料。查阅、分析文献,调查前人的工作资料,借鉴人家的经验,以便从中得到启发设计有自己特色的培养基配方。

3.精心设计

在设计、试验新配方时,常常要对多种因子进行比较和反复试验,工作量极大。借助于优选法或正交试验设计等行之有效的数学工具,可明显提高工作效率。

4.试验比较

要设计一种优化的培养基,在上述3项工作的基础上,还得经过具体试验和比较才能最后予以确定。试验的规模一般都遵循由定性到定量、由小到大、由实验室到工厂等逐步扩大的原则。例如:可先在培养皿琼脂平板上测试某微生物的营养要求,然后作摇瓶培养或台式发酵罐培养试验,最后才扩大到试验型并进一步放大到生产型发酵罐中进行试验。主要包括不同培养基配方的选择比较;单种成分来源和数量的比较;几种成分浓度比例调配的比较;小型试验放大到大型生产条件的比较;pH和温度试验。

(二)培养基制备的一般过程

培养基的种类繁多,制备的具体方法也不完全相同,但制备的基本过程及其要求是相同的,下面介绍培养基制备的一般过程。

1.配料

根据各种微生物需要,选择适宜的培养基配方,选用符合标准的试剂药品,各种成分准确称量。

2.加热熔化

各种成分准确称量后加入蒸馏水,加热熔化,校正pH后,再加热煮沸5~10min,并补加损耗的液体。

3.过滤及分装

液体培养基一般应澄清无沉淀,否则影响观察细菌的生长情况。培养基混浊沉淀多主要与蛋白胨、牛肉膏和琼脂的质量有关,质量优良的原料制成的培养基基本上澄清,无须过滤。分装时,固体培养基要趁热分装以免冷却凝固;液体培养基分装时装量要适宜。

4.灭菌

配制好的培养基需要及时进行灭菌处理,为所培养的微生物提供没有杂菌的生长环境。目前,常用的培养基灭菌方法主要有高压蒸汽灭菌法和过滤除菌法。

实验室中常用的培养基都采用高压蒸汽灭菌法进行灭菌处理。培养基成分耐热时,多采用121℃,15~20min,容器和装量大的可延长至30min;凡含有葡萄糖或其他糖类等不耐热的成分,宜用115℃,20min灭菌,以防压力大、温度高、时间长破坏糖分。发酵工业中对液体培养基灭菌时将高压蒸汽通入装在发酵罐的培养基内,使培养基的温度逐渐升至所需温度并保持一定的时间。

培养基中如果有血清、血液、糖类、维生素、酶等在高温下易于分解或变性的成分,应用过滤除菌法进行灭菌处理,再按规定的温度和量加入已灭菌的培养基中。

5.质量检查

培养基的质量检查包括一般培养基的无菌检查、灵敏度测定及专用培养基、选择性培养基和生化试验培养基的已知菌对照试验等。无菌检查时,把配制好的培养基在适宜温度下培养,检测有无细菌生长;已知菌对照试验时,用已知菌株测定各种生化反应及其他反应的质量效果,以保证培养基的各种鉴别反应的灵敏度和准确性。

6.培养基的保存、备用

各种培养基均应在4~8℃下保存,绝不能冻结,因为冻溶后常因理化条件改变而影响试验结果。普通培养基可置冰箱内保存,一般应在两周内用完。久存后液体培养基会因失水过多、盐类出现沉淀等;而固体培养基出现干涸变形导致不能使用。选择性培养基最好当日用完,必要时应于冷暗处避光保存,但不能超过3d,否则会影响分离鉴定效果及其准确性。

本章小结

构成微生物细胞的物质基础是各种化学元素。微生物需要的营养物质包括碳源、氮源、无机盐、生长因子和水五大类。营养物质进入细胞主要有扩散、促进扩散、主动运输和基团转位几种方式。根据碳源、能源及电子供体的不同可将微生物划分为光能无机自养型、光能有机异养型、化能无机自养型和化能有机异养型四类。培养基是满足微生物营养需求的营养物质基质。配制时要遵循四个原则及掌握四种方法。培养基主要类型有:按化学成分不同分为复合和合成培养基;按物理状态不同分为固体、半固体和液体培养基;按用途不同分为基础、加富、鉴别、选择、分析、还原和组织培养物培养基等。

培养基的种类繁多,制备的具体方法也不完全相同,但制备的一般过程都包括配料、加热熔化、过滤及分装、灭菌、质量检查、保存、备用。

复习思考题

1.试述微生物生长所需的营养物质及其功能。在生产及实验中各有哪些常用的物质?

2.微生物有哪几种营养类型?各自的概念是什么?

3.微生物对营养的吸收有哪几种方式?

4.与促进扩散相比,微生物通过主动运输吸收营养物质的优点是什么?

5.培养基的配制应遵循哪几个原则,掌握哪几种方法?

6.某学生利用酪素培养基平板筛选产胞外蛋白酶细菌,在酪素培养基平板上发现有许多菌的菌落周围有蛋白水解圈,仅凭蛋白水解圈直径与菌落直径的比值大是否就能断定该菌株产胞外蛋白酶的能力也大,而将其选择为高产蛋白酶的菌种?为什么?

7.为什么微生物的营养类型多种多样,而动、植物营养类型则相对单一?

8.采取什么方法能分离到能分解并利用苯作为碳源和能源物质的细菌纯培养物?

9.微生物培养基有哪些类型?主要用途是什么?

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