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微生物的营养课件

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  • 上传时间:2019-04-19
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    • 1、第四章 微生物的营养 第一节 微生物的营养要求 第二节 培养基 第三节 菌种分离及保藏技术,第一节 微生物的营养要求,一、碳源 除水分外,需求最大 (占干细胞重50% )。 1.包括:有机碳和无机碳。 2.功能:提供C和能量。 3.优先利用:如葡萄糖效应(葡萄糖、乳糖)。,二、氮源 1.功能:提供N和部分能量。 2.种类:无机和有机氮。 3.优先利用:(NH4)2SO4被认为速效氮源。 如龟列链霉菌(产土霉素),利用玉米浆黄豆饼粉和花生饼粉。 利用混合氮源,控制菌体生长和产代谢物提高土霉素产量。,三、无机盐 大量元素(10-4-10-3moL/L):P、S、K、Mg、Fe、Na等; 微量元素(10-8-10-6moL/L):Cu、Zn、Mn、Mo、Co等,须控制量。 功能:酶的激活剂(Mg2+,Mn2+,Zn2+,Cu2+),维持大分子和细胞结构(Ca,Mg,Fe等),调节渗透压(Na+)和无氧呼吸氢受体(NO3-,SO42-)等。,四、生长因子(酶的辅酶或辅基) 1.种类 维生素(传统生长因子),嘌呤、卟啉、甾醇、脂肪酸等。 2.微生物对生长因子的利用 (1)能合成全部:占大多数(自

      2、养型),过量合成型(链霉菌VB12)。 (2)不能或只能部分合成(异养型) 须额外添加对应因子; 如乳酸菌:添加嘌呤核苷酸; 支原体:添加甾醇。,注: 菌不同需生长因子的种类和数量不同; 同种菌,环境不同需生长因子不同。 如鲁氏毛霉:在厌氧需VB1+生物素;好氧自身合成。,五、水 1.分为自由水和结合水。 2.水活度(aw) 微生物可实际利用的环境中自由水的量,或生长环境中水的有效性。 一定温度和压力下,溶液蒸汽压与同条件下纯水蒸汽压的比值。,几类微生物生长最适w,aw=P/P0 P为溶液蒸汽压; P0 为纯水蒸汽压 M的aw一般在0.60-0.99之间,六、能量,化学物质(化能营养型),有机物:化能异养型,无机物:化能自养型,辐射能(光能营养型):光能自养和光能异养,七、微生物的营养类型 按碳源、能源、氢供体划分。,注: 区分是相对的。 异养菌:有机物存在可同化CO2 。 自养菌也能利用有机物。 条件变化营养类型改变,如紫色非硫细菌 无有机物:自养 ; 有机物存在:为异养; 厌氧光照:光能营养; 好氧黑暗:化能营养。,第二节 培 养 基,人工配制,适合不同微生物生长繁殖或积累代谢产物

      3、所用的营养基质。 一、配制培养基的原则 二、培养基的类型及应用,一 配制培养基的原则,目的明确 营养协调 条件适宜 经济节约,1.目的明确:目的菌、营养类型、什么用。 2.营养协调 浓度合适,比例协调(如C/N)。 如水C源N源无机盐生长因子。 菌不同,C/N不同,细菌、酵母菌为5/1,霉菌为10/1。 同一种菌,生长阶段不同,C/N也不同。如谷氨酸棒杆菌,菌体生长C/N为4/1;谷氨酸积累为3/1。,3.条件适宜 渗透压,pH,氧化还原电位和水活度。 (1)pH 细菌:pH7.0-8.0; 放线菌:pH7.58.5; 酵母和霉菌:pH4.56.0。,调pH方法,外源调节:1mol/L的NaOH和HCl溶液,内 源 调 节,磷酸缓冲剂(KH2PO4和K2HPO4):产生少量酸、碱时(pH6.4-7.2内起调节作用)。,碳酸钙:中和培养过程中产生大量酸。,培养基中天然缓冲物质:氨基酸,蛋白质。,(2)氧化-还原电位() 量度还原剂释放电子或氧化剂接受电子趋势。 不同微生物要求值不同。 好氧:0.3-0.4V提高通气量或加氧化剂; 厌氧:+0.1V以下加还原剂(抗坏血酸、Na2S等); 兼

      4、性厌氧:+0.1V有氧呼吸,-0.1V发酵。,4.经济节约 糖蜜(含蔗糖,制糖工业废液) 乳清(含乳糖,乳制品工业废液) 麸皮、米糠、豆饼粉、花生饼粉等。 5.附-灭菌处理 121.3,15-20min或115,35min 。 不耐高温物质:先过滤除菌或间歇灭菌混合。 长时间高温磷酸盐、碳酸盐+某些阳离子沉淀。加EDTA,或分开灭菌混合。,6.常见的四种培养基 培养细菌:牛肉膏蛋白胨培养基,pH7.0-7.2 培养放线菌:高氏一号培养基,pH7.2-7.4 培养酵母菌:麦芽汁培养基,自然 培养霉菌:查氏培养基,PDA培养基,pH自然,二、培养基的类型及应用,(一)按成分来源划分 (二)根据物理状态划分 (三)按用途划分,(一)按成分来源划分 1.天然培养基 优点:配制方便、营养多、经济。 缺点:成分杂,不稳定,重复性差。 例:肉汤、麦芽汁培养基。 用途:研究和生产。,2.合成培养基 用途:研究。 优点:重复性强。 缺点:贵、烦琐、生长慢。 例:高氏一号、察氏、葡萄糖铵盐培养基等。 3.半合成培养基 用途:广泛。 例:马铃薯-葡萄糖培养基。,(二)根据物理状态划分 1.固体培养基 (1)

      5、固化培养基 液体培养基+琼脂(1.5-2%)或明胶(5-12%)。 用途:分离、鉴定、活菌计数及保藏。 (2)天然固体培养基 (3)非可逆性凝固培养基 血清凝固或用无机硅胶做凝固剂,不能再融化,培养致病菌。 注:凝固剂有琼脂,明胶,硅胶。,2.半固体培养基 液体培养基+琼脂(0.2-0.7%),如明胶培养基。 用途:观察细菌运动、噬菌体效价、厌氧菌的培养和保藏。 3.液体培养基 4.脱水培养基 除水分以外,其他已配制好,如虎红培养基(孟加拉红+氯霉素)。,(三)按用途划分 1.基础培养基 含所需基本营养物质。 2.加富培养基 基础培养基+特殊营养物质(酵母膏,组织液,血液,血清等)。 用途:培养苛刻菌,分离富集菌。 3.鉴别培养基 基础培养基+指示剂(与微生物代谢产物发生显色反应)鉴别菌。,纤维素水解圈,放线菌,霉菌,4.选择培养基 (1)根据特殊营养要求或理化抗性设计分离菌种。 (2)分类 加特殊营养物:如纤维素、蛋白质(氮源)或不加氮源(只加甘露醇); 加抑制剂 青霉素+链霉素(抑制细菌和放线菌,分离真菌); 孟加拉红+链霉素+金霉素(分离真菌); 结晶紫(杀G+,分离G-); 苯

      6、酚或重铬酸钾(抑制细菌和真菌生长,低浓度对放线菌无影响); 制霉菌素(抑制霉菌和皮肤癣菌,分离细菌和放线菌)。,5.其他 分析培养基:分析化学物质(如抗生素、维生素)的浓度,或微生物的营养要求。 还原性培养基:培养厌氧菌。 组织培养物培养基:含宿主细胞,培养病毒、衣原体、立克次氏体和某些螺旋体等。,第三节 菌种分离及保藏技术 一、纯培养分离技术 固体分离技术、液体培养分离、单细胞分离及其选择培养基分离技术四种。 注:四种技术相辅相成,互相联系。,(一)、利用固体培养基分离纯培养 1.稀释倒平皿法和涂布平板法(10X稀释法,取菌悬液+培养基) 2.平板划线分离法 (连续划线,目的是使cell分散) 3.稀释摇管法,涂布平板法,稀释倒平皿法,1.稀释倒平皿法和涂布平板法,注: 无菌条件下操作; 稀释倒平皿法:温度45-50,长在培养基表面和内部。 涂布平板法:长在培养基表面。,2.平板划线法,3.稀释摇管法 分离厌氧菌,稀释倒平板法的变通形式。 过程 含培养基的试管(50左右); 梯度稀释样品,摇匀冷凝。 倒灭菌液体石蜡-固体石蜡混合物,培养。 挑单菌落。,(二)、液体培养基分离法 挑较大

      7、细菌、原生动物和藻类。 用液体培养基梯度稀释培养。 同一稀释度,若大多数试管没有菌生长(95%)有菌生长的试管纯培养物。,(三)、单细胞分离法 显微镜下直接挑取。 难度与个体的大小成反比,藻类、原生动物易分离,细菌难分离。 (四)、选择培养基分离法 1.直接分离:样品中目的菌含量多时。 2.加富分离:样品中目的菌含量少。,直接分离,富集分离,无对氨基苯甲酸,不生长,有对氨基苯甲酸,生长,二、菌种保藏技术 根据菌种特性和保藏目的进行保存。 1.原则 (1)选良种,最好是休眠体(分生孢子、芽孢) (2)创造休眠环境如低温、干燥、缺氧、缺乏营养、添加保护剂等。,2.几种常用保藏方法,3.菌种衰退、复壮 (1)衰退 自发突变丢失优良生产性状、遗传标记。 原因:基因突变,传代过多。 衰退表现 菌落和细胞形态改变; 生长慢,产孢少; 抵抗力减弱; 代谢物产量或寄生力下降。, 防衰退方法 控制传代次数; 用不易衰退的细胞传代(如单核孢子); 选合适培养条件及保藏方法; (2)复壮 狭义复壮:已衰退,找出未衰退个体。 广义复壮:未衰退前,进行纯种分离、生产性能测定提高性能。, 复壮措施 纯种分离:平板划线、涂布、单细胞挑取等。 接入寄主内复壮; 淘汰已衰退的个体(理化条件处理杀死衰退个体)。,4.国内外菌种保藏机构 (1)任务:收集、保管不死、不衰、不乱研究、交换和使用。 (2)菌种保藏机构: 中国微生物菌种保藏委员会(CCCCM) 美国的典型菌种保藏中心(ATCC) 英国国家典型菌种保藏所(NCTC) 法国里昂巴斯德研究所(IPL),练 习 题,1.名词:生长因子、培养基、鉴别培养基、 选择培养基、水活度、加富培养基、衰退、复壮。 2.培养基的配制原则? 3.配制培养基时为何调节pH?怎样调节? 4.实验室常用来培养细菌、放线菌、霉菌的培养基及pH? 5.如何筛选分解CMC的微生物? 6.如何利用VB12专一性微生物对样品VB12的含量进行定量分析? 7.能否仅凭借水解圈的直径和菌落的直径比来筛选高产胞外酶菌株?为什么?,8.常见的营养类型有哪些?对应的碳源、能源和氢供体各是什么? 9.简述EMB培养基鉴别作用的原理。 10.如何用富集培养技术分离纯化分解石油的微生物? 11.如何判断菌种是否衰退?若衰退,如何复壮?,

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