微生物学第四章章节资料课件.ppt

微生物学（MICROBIOOGY）李先磊化学化工学院第四章第四章 微生物的营养微生物的营养微生物学（MICROBIOOGY）李先磊化学化工学院微生物的营养微生物的营养 第一节第一节 微生物的营养要求微生物的营养要求第二节第二节 培养基培养基第三节第三节 营养物质进入细胞营养物质进入细胞微生物学（MICROBIOOGY）李先磊化学化工学院1.1 1.1 微生物的营养要素微生物的营养要素1.1.1 1.1.1 微生物细胞的化学组成微生物细胞的化学组成微生物细胞微生物细胞水：水：70%-90%70%-90%干物质干物质有机物有机物蛋白质、糖、脂、核酸、维生素等蛋白质、糖、脂、核酸、维生素等及其降解产物及其降解产物 无机物（盐）无机物（盐）微生物、动物、植物之间存在微生物、动物、植物之间存在“营养上的统一性营养上的统一性”细胞化学元素组成：细胞化学元素组成：主要元素主要元素：碳、氢、氧、氮、磷、硫碳、氢、氧、氮、磷、硫、钾、镁、钙、铁等；、钾、镁、钙、铁等；微量元素微量元素：锌、锰、钠、氯、钼、硒、钴、铜、钨、镍、硼等锌、锰、钠、氯、钼、硒、钴、铜、钨、镍、硼等第一节第一节 微生物的营养要求微生物的营养要求微生物学（MICROBIOOGY）李先磊化学化工学院1.1.21.1.2元素在细胞内存在形式：元素在细胞内存在形式：上述元素主要以水、有机物、无机盐的形式存在于细胞中：上述元素主要以水、有机物、无机盐的形式存在于细胞中：有机物：蛋白质、糖、脂类、核酸、有机物：蛋白质、糖、脂类、核酸、维生素及其降解产物维生素及其降解产物.无机物：无机物：1)1)参与有机物组成，参与有机物组成，2)2)单独存在于细胞质内以无机盐的形式存在单独存在于细胞质内以无机盐的形式存在.水：约占细胞总重水：约占细胞总重70%70%90%90%，以游离水和结合水两种形式存，以游离水和结合水两种形式存在在 游离水：干重法可测得；游离水：干重法可测得；结合水：不易蒸发、不冻结、也不能渗透结合水：不易蒸发、不冻结、也不能渗透,占水总量的占水总量的17%17%28%28%。

化学成分分析方法化学成分分析方法：化学法直接抽提有机成分、破碎细胞后：化学法直接抽提有机成分、破碎细胞后获得亚显微结构进行分析获得亚显微结构进行分析微生物学（MICROBIOOGY）李先磊化学化工学院1.1.31.1.3微生物细胞化学组成含量的变化微生物细胞化学组成含量的变化 主要成分主要成分 细菌细菌 酵母菌酵母菌 霉菌霉菌 水分水分 7585 7080 8590（占细胞鲜重的（占细胞鲜重的%）蛋白质蛋白质 5080 3275 1415 占占 细细 碳水化合物碳水化合物 1228 2763 740 胞胞 干干 脂肪脂肪 520 215 440 重重 的的 核酸核酸 1020 6 8 1%无机盐无机盐 230 3.87 612微生物细胞的化学组成微生物细胞的化学组成 此组成可因菌种的种类、菌龄、培养基组成、培养条件、此组成可因菌种的种类、菌龄、培养基组成、培养条件、分析方法等而有所不同分析方法等而有所不同微生物学（MICROBIOOGY）李先磊化学化工学院1.2 营养物质及其生理功能营养物质及其生理功能微生物与动植物营养要素的比较微生物与动植物营养要素的比较微生物生长所需要六大营养要素：微生物生长所需要六大营养要素：碳源、氮源、能源、无机盐、生长因子、水碳源、氮源、能源、无机盐、生长因子、水微生物学（MICROBIOOGY）李先磊化学化工学院1.2.1 碳源（碳源（Carbon source）定义：凡可被用来构成细胞物质或代谢产物中定义：凡可被用来构成细胞物质或代谢产物中碳素来源的营养物质。

碳素来源的营养物质功能：提供合成细胞物质及代谢物的原料功能：提供合成细胞物质及代谢物的原料;并为并为整个生理整个生理活动提供所需要能源（异养微生物）活动提供所需要能源（异养微生物）种类种类:无机含碳化合物：如无机含碳化合物：如COCO2 2和碳酸盐等和碳酸盐等有机含碳化合物：糖与糖的衍生物（多糖：如淀粉、有机含碳化合物：糖与糖的衍生物（多糖：如淀粉、麸皮、米糠等；饴糖；单糖）麸皮、米糠等；饴糖；单糖）,脂类、脂类、醇类有机酸、烃类、芳香族化合物醇类有机酸、烃类、芳香族化合物 以及各种含氮的化合物以及各种含氮的化合物微生物学（MICROBIOOGY）李先磊化学化工学院类类型型元素水平元素水平 化合物水平化合物水平 培养基原料水平培养基原料水平有有机机碳碳CHONX复杂蛋白质、核酸等复杂蛋白质、核酸等牛肉膏、蛋白胨、花生饼粉牛肉膏、蛋白胨、花生饼粉等等CHON多数氨基酸、简单蛋白质等多数氨基酸、简单蛋白质等一般氨基酸、明胶等一般氨基酸、明胶等CHO糖、有机酸、醇、脂类等糖、有机酸、醇、脂类等葡萄糖、蔗糖、各种淀粉、葡萄糖、蔗糖、各种淀粉、糖蜜等糖蜜等CH烃类烃类天然气、石油及其不同馏份、天然气、石油及其不同馏份、石蜡油等石蜡油等无无机机碳碳C(?)COCO2CO2COXNaHCO3NaHCO3、CaCO3、等、等微生物的碳源谱微生物的碳源谱微生物学（MICROBIOOGY）李先磊化学化工学院微生物发酵中用做碳源的原料微生物发酵中用做碳源的原料传统种类：糖类（单糖，饴糖）传统种类：糖类（单糖，饴糖）淀粉（玉米粉、山芋粉、野生植物淀粉（玉米粉、山芋粉、野生植物淀粉等）淀粉等）麸皮麸皮各种米糠等各种米糠等代粮发酵：纤维素、石油、代粮发酵：纤维素、石油、CO2、H2微生物学（MICROBIOOGY）李先磊化学化工学院 凡用来构成菌体物质或代谢产物中氮素来源的营养源。

凡用来构成菌体物质或代谢产物中氮素来源的营养源种类：种类：无机氮：铵盐、硝酸盐、亚硝酸盐、无机氮：铵盐、硝酸盐、亚硝酸盐、尿素、尿素、氨、氨、N N2 2等；等；有机氮：蛋白质及其降解产物（如胨、肽、有机氮：蛋白质及其降解产物（如胨、肽、氨基酸等）、牛肉膏、鱼粉、花生饼粉、氨基酸等）、牛肉膏、鱼粉、花生饼粉、黄豆饼粉、玉米浆等黄豆饼粉、玉米浆等功能：功能：1 1）提供合成细胞中含氮物，如蛋白质、核酸，以及含氮代谢）提供合成细胞中含氮物，如蛋白质、核酸，以及含氮代谢物等的原料；物等的原料；2 2）少数细菌可以）少数细菌可以铵盐、硝酸盐等铵盐、硝酸盐等氮源为能源氮源为能源1.2.21.2.2氮源氮源（Nitrogen source Nitrogen source）：微生物学（MICROBIOOGY）李先磊化学化工学院类类型型 元素水平元素水平化合物水平化合物水平培养基原料水平培养基原料水平有有机机氮氮NCHOX复杂蛋白质、核酸等复杂蛋白质、核酸等牛肉膏、酵母膏、饼粕牛肉膏、酵母膏、饼粕粉、蚕蛹粉等粉、蚕蛹粉等NCHO尿素、一般氨基酸、简单蛋白尿素、一般氨基酸、简单蛋白质等质等尿素、蛋白胨、明胶等尿素、蛋白胨、明胶等无无机机氮氮NHNH3、铵盐等、铵盐等(NH4)2SO4等等NO硝酸盐等硝酸盐等KNO3等等NN2空气空气微生物的氮源谱微生物的氮源谱微生物学（MICROBIOOGY）李先磊化学化工学院硝酸盐硝酸盐NONO3 3 NH4+实实验验室室常常用用的的氮氮源源:有有碳碳酸酸铵铵、硝硝酸酸盐盐、硫硫酸酸铵铵、尿尿素素、蛋蛋白白胨胨、牛牛肉肉膏膏、酵酵母母膏膏等等。

生生产产上上常常用用的的氮氮源源有有硝硝酸酸盐盐、铵铵盐盐、尿尿素素、氨氨以以及及蛋蛋白白含含量量较较高高的的鱼鱼粉粉、蚕蛹粉、黄豆饼粉、花生饼份、玉米浆等蚕蛹粉、黄豆饼粉、花生饼份、玉米浆等蛋白氮必须通过水解之后降解成胨、肽、氨基酸等才能被机体利用，这种氮源叫蛋白氮必须通过水解之后降解成胨、肽、氨基酸等才能被机体利用，这种氮源叫迟效氮源迟效氮源无机氮源或以蛋白质降解产物形式存在的有机氮源可以直接被菌体吸收利用，这种无机氮源或以蛋白质降解产物形式存在的有机氮源可以直接被菌体吸收利用，这种氮源叫做氮源叫做速效氮源速效氮源速效氮源，通常有利于机体的生长，迟效氮源有利于代谢产物的形成速效氮源，通常有利于机体的生长，迟效氮源有利于代谢产物的形成铵铵 盐盐氨基酸氨基酸入胞入胞 细胞物质细胞物质蛋白胨蛋白胨 豆豆 饼饼蚕蛹粉蚕蛹粉分解分解 入胞入胞 细胞物质细胞物质诱导酶诱导酶诱导酶诱导酶微生物学（MICROBIOOGY）李先磊化学化工学院1.2.31.2.3无机盐（无机盐（inorganic saltinorganic salt）定义：定义：为微生物细胞生长提供碳、氮源以外的多种重要元素为微生物细胞生长提供碳、氮源以外的多种重要元素（包括大量元素和微量元素）的物质，多以无机盐的形式供给。

包括大量元素和微量元素）的物质，多以无机盐的形式供给大量元素：大量元素：P、S、K、Mg、Ca、Na、Fe（微生物生长所需浓（微生物生长所需浓度在度在10-310-4mol/L）微量元素：微量元素：Cu、Zn、Mn、Mo、Co（微生物生长所需浓度在（微生物生长所需浓度在10-610-8mol/L）一般微生物生长所需要的无机盐有：硫酸盐、磷酸盐、一般微生物生长所需要的无机盐有：硫酸盐、磷酸盐、氯化物以及含有钠、钾、镁、铁等金属元素的化合物氯化物以及含有钠、钾、镁、铁等金属元素的化合物微生物学（MICROBIOOGY）李先磊化学化工学院无机盐的生理功能无机盐的生理功能无无机机盐盐大量大量元素元素微量微量元素元素一般功能一般功能特殊功能特殊功能酶的激活剂（酶的激活剂（Cu2+、Mn2+、Zn等）等）特殊分子结构成分（特殊分子结构成分（Co、Mo等）等）维持渗透压维持渗透压生理调节物质生理调节物质酶的激活剂酶的激活剂pH的稳定的稳定化化能能自自养养菌菌的的能能源源(S、Fe2+、NH4+、NO2-)无无氧氧呼呼吸吸时时的的氢氢受受体体(NO3-、SO42-)细细胞胞内内一一般般分分子子成成分分(如如P，S，Ca，Mg，Fe等等)微生物学（MICROBIOOGY）李先磊化学化工学院1.2.4 1.2.4 生长因子（生长因子（growth factorgrowth factor）：）：定义定义:是一类对微生物正常生活所不可缺少而需要量又不是一类对微生物正常生活所不可缺少而需要量又不大，但微生物自身不能用简单的碳源或氮源合成，或合成大，但微生物自身不能用简单的碳源或氮源合成，或合成量不足以满足机体生长需要的有机营养物质。

不同微生物量不足以满足机体生长需要的有机营养物质不同微生物需求的生长因子的种类和数量不同需求的生长因子的种类和数量不同缺乏合成生长因子能力的微生物称为缺乏合成生长因子能力的微生物称为“营养缺陷型营养缺陷型”微生物嘌呤和嘧啶：用于合成核酸嘌呤和嘧啶：用于合成核酸 (DNA and RNA)(DNA and RNA)氨基酸：蛋白质合成氨基酸：蛋白质合成维生素：构成酶的辅基或辅酶维生素：构成酶的辅基或辅酶微生物学（MICROBIOOGY）李先磊化学化工学院根据微生物对生长因子的需要存在差异可为根据微生物对生长因子的需要存在差异可为：野生型野生型(wild type)原养型原养型 不需要生长因子而能在基础培养基上生长的菌株不需要生长因子而能在基础培养基上生长的菌株营养缺陷型营养缺陷型(auxotroph)由于自发或诱发突变等原因从野生型菌株产生的由于自发或诱发突变等原因从野生型菌株产生的需要提供特定生长素物质才能生长的菌株需要提供特定生长素物质才能生长的菌株微生物学（MICROBIOOGY）李先磊化学化工学院1.2.5 水水水是微生物最基本的组成分（水是微生物最基本的组成分（7090）水是微生物体内和体外的溶剂（吸收营养成分和代谢废物）水是微生物体内和体外的溶剂（吸收营养成分和代谢废物）水是细胞质组分，直接参与各种代谢活动水是细胞质组分，直接参与各种代谢活动调节细胞温度和保持环境温度的稳定（比热高，传热快）调节细胞温度和保持环境温度的稳定（比热高，传热快）2 2、微生物的营养类型、微生物的营养类型 异养型生物异养型生物自养型生物自养型生物生长所需要的营养物质生长所需要的营养物质生物生长过程中能量的来源生物生长过程中能量的来源光能营养型光能营养型化能营养型化能营养型微生物学（MICROBIOOGY）李先磊化学化工学院光能自养型：以光为能源，不依赖任何有机物即可正常生长光能自养型：以光为能源，不依赖任何有机物即可正常生长光能异养型：以光为能源，但生长需要一定的有机营养光能异养型：以光为能源，但生长需要一定的有机营养化能自养型：以无机物的氧化获得能量，生长不依赖有机营养物化能自养型：以无机物的氧化获得能量，生长不依赖有机营养物化能异养型：以有机物的氧化获得能量，生长依赖于有机营养物质化能异养型：以有机物的氧化获得能量，生长依赖于有机营养物质微生物学（MICROBIOOGY）李先磊化学化工学院 以以C0C02 2作作为为唯唯一一碳碳源源或或主主要要碳碳源源，并并利利用用光光能能，以以无无机机物物如如硫硫化化氢氢、硫硫代代硫硫酸酸钠钠或或其其他他无无机机硫硫化化物物作作为为供供氢氢体体将将COCO2 2还还原原成成细细胞胞物质，同时产生元素硫物质，同时产生元素硫 光能光能 COCO2 2H H2 2S CHS CH2 2O+2S+HO+2S+H2 2O O 光合色素光合色素 光光能能自自养养型型微微生生物物包包括括蓝蓝细细菌菌（含含叶叶绿绿素素）、红红硫硫细细菌菌和和绿绿硫硫细细菌菌等等少少数数微微生生物物（含含细细菌菌叶叶绿绿素素），由由于于含含有有光光合合色色素素，因因而能使光能转变成化学能（而能使光能转变成化学能（ATPATP），供机体直接利用。

供机体直接利用2.12.1光能自养型微生物光能自养型微生物2.2 2.2 光能异养型微生物光能异养型微生物 以以COCO2 2为为主主要要碳碳源源或或唯唯一一碳碳源源，以以有有机机物物（如如异异丙丙醇醇）作作为为供供氢氢体体，利利用用光光能能将将COCO2 2还还原原成成细细胞胞物物质质，红红螺螺菌菌属属中中的的一一些些细细菌菌属属于于此此种营养类型种营养类型光能光能 2(H2(H3 3C)C)2 2CHOH+COCHOH+CO2 2 2CH 2CH3 3COCHCOCH3 3+CH+CH2 2O+HO+H2 2O O 光合色素光合色素 光能异养型细菌在生长时大多数需要外源的生长因子光能异养型细菌在生长时大多数需要外源的生长因子微生物学（MICROBIOOGY）李先磊化学化工学院2.3 2.3 化能无机自养型（化能自养型）化能无机自养型（化能自养型）生长所需要的能量来自无机物氧化过程中放出的化学能；生长所需要的能量来自无机物氧化过程中放出的化学能；以以COCO2 2或碳酸盐作为唯一或主要碳源进行生长时，利用或碳酸盐作为唯一或主要碳源进行生长时，利用H H2 2、H H2 2S S、FeFe2+2+、NHNH3 3或或NONO2 2-等作为电子供体使等作为电子供体使COCO2 2还原成细胞物质。

还原成细胞物质化能无机自养型只存在于微生物中，可在完全无机及无化能无机自养型只存在于微生物中，可在完全无机及无光的环境中生长它们广泛分布于土壤及水环境中光的环境中生长它们广泛分布于土壤及水环境中,参与地球参与地球物质环这类微生物主要有硫化细菌、硝化细菌、氢细菌与铁细这类微生物主要有硫化细菌、硝化细菌、氢细菌与铁细菌它们在自然界物质转换过程中起着重要的作用它们在自然界物质转换过程中起着重要的作用微生物学（MICROBIOOGY）李先磊化学化工学院 通过氧化无机物取得能量，并以通过氧化无机物取得能量，并以COCO2 2为唯一或主要碳源为唯一或主要碳源硝化细菌硝化细菌:亚硝化细菌亚硝化细菌 :2NH:2NH4 4+3O+3O2 22NO2NO2 2-+2H+2H2 2O+4HO+4H+132Kcal+132Kcal硝化细菌硝化细菌:NO:NO2 2-+1/2O+1/2O2 2 NO NO3 3-+18.1 Kcal+18.1 Kcal硫化细菌硫化细菌:通过氧化还原态的无机硫化物（通过氧化还原态的无机硫化物（H H2 2S S、S S、S S2 2O O3 32-2-、SOSO3 32-2-）获得能量（硫杆菌属，硫微螺菌属）获得能量（硫杆菌属，硫微螺菌属）H H2 2S+1/2 OS+1/2 O2 2 S+H S+H2 2O+50.1 KcalO+50.1 Kcal S+1 1/2 O S+1 1/2 O2 2+H+H2 2O HO H2 2SOSO4 4+149.8 Kcal+149.8 Kcal铁细菌：铁细菌：氧化氧化FeFe2+2+为为FeFe3+3+获取能量并同化获取能量并同化COCO2 2 2Fe 2Fe2+2+1/2O+1/2O2 2+2H+2H+2Fe2Fe3+3+H+H2 2O+21.2 KcalO+21.2 Kcal氢细菌：氢细菌：具有氢化酶，从氢的氧化获取能量，同化具有氢化酶，从氢的氧化获取能量，同化COCO2 2 H H2 2+1/2 O+1/2 O2 2 HH2 2O+56.7 KcalO+56.7 Kcal微生物学（MICROBIOOGY）李先磊化学化工学院 多多数数微微生生物物属属于于化化能能异异养养型型，其其生生长长所所需需要要能能量和碳源通常来自同一种有机物。

量和碳源通常来自同一种有机物根根据据化化能能异异养养型型微微生生物物利利用用有有机机物物的的特特性性，又又可以将其分为下列两种类型：可以将其分为下列两种类型：腐腐生生型型微微生生物物：利利用用无无生生命命活活性性的的有有机机物物作作为为生长的碳源生长的碳源寄寄生生型型微微生生物物：寄寄生生在在生生活活的的细细胞胞内内，从从寄寄生生体内获得生长所需要的营养物质体内获得生长所需要的营养物质存存在在于于寄寄生生与与腐腐生生之之间间的的中中间间过过渡渡类类型型微微生生物物，称为兼性腐生型或兼性寄生型称为兼性腐生型或兼性寄生型2.4 2.4 化能异养型微生物化能异养型微生物微生物学（MICROBIOOGY）李先磊化学化工学院第二节第二节 微生物培养基微生物培养基定义定义：应科研或生产的需要，由人工配制的、适合：应科研或生产的需要，由人工配制的、适合于不同微生物生长繁殖或积累代谢产物用的营养基于不同微生物生长繁殖或积累代谢产物用的营养基质（混合养料）质（混合养料）特点特点：任何培养基都应具备微生物所需要的五大营：任何培养基都应具备微生物所需要的五大营养要素，且应比例适当所以一旦配成必须立即灭养要素，且应比例适当。

所以一旦配成必须立即灭菌用途用途：促使微生物生长；积累代谢产物；分离微生：促使微生物生长；积累代谢产物；分离微生物菌种；鉴定微生物种类；微生物细胞计数；菌种物菌种；鉴定微生物种类；微生物细胞计数；菌种保藏；制备微生物制品保藏；制备微生物制品微生物学（MICROBIOOGY）李先磊化学化工学院培养基几乎是一切对微生物进行研究和利用工作的基础培养基几乎是一切对微生物进行研究和利用工作的基础任何培养基都应该具备微生物生长所需要六大营养要素：任何培养基都应该具备微生物生长所需要六大营养要素：碳源、氮源、能源、无机盐、生长因子、水碳源、氮源、能源、无机盐、生长因子、水常规高压蒸汽灭菌：常规高压蒸汽灭菌：1.05kg/cm1.05kg/cm2 2,121.3 15-20,121.3 15-20分钟；分钟；0.56kg/cm0.56kg/cm2 2,112.6,112.6 20-3020-30分钟分钟,某些成分进行分别灭菌；某些成分进行分别灭菌；过滤除菌过滤除菌干热灭菌干热灭菌微生物学（MICROBIOOGY）李先磊化学化工学院1.1 1.1 培养基组分应适合微生物的营养特点培养基组分应适合微生物的营养特点 即根据不同微生物的营养需要配制不同的培养基。

即根据不同微生物的营养需要配制不同的培养基不同不同营养类型营养类型的微生物，其对营养物的需求差异很大的微生物，其对营养物的需求差异很大如如自养型自养型微生物的培养基完全可以（或应该）由简单的无机物微生物的培养基完全可以（或应该）由简单的无机物质组成异养型异养型微生物的培养基至少需要含有一种有机物质，微生物的培养基至少需要含有一种有机物质，但有机物的种类需适应所培养菌的特点但有机物的种类需适应所培养菌的特点按按微微生生物物的的主主要要类类群群来来说说，它它们们所所需需要要的的培培养养基基成成分分也也不不同：同：细菌：细菌：牛肉膏蛋白胨培养基牛肉膏蛋白胨培养基 LB (Luria-Bertani)放线菌：放线菌：高氏一号培养基高氏一号培养基 真菌：真菌：查氏合成培养基查氏合成培养基 PDA(Potato-Dextrose-Agar)酵母菌；酵母菌；麦芽汁麦芽汁当对试验菌营养需求特点不清楚的时候，可以采用当对试验菌营养需求特点不清楚的时候，可以采用生长谱生长谱法进行测定法进行测定1 1 培养基的配制原则培养基的配制原则微生物学（MICROBIOOGY）李先磊化学化工学院1.21.2营养物的浓度与比例应恰当营养物的浓度与比例应恰当浓度过高浓度过高微生物的生长起抑制作用微生物的生长起抑制作用 浓度过小浓度过小不能满足微生物生长的需要不能满足微生物生长的需要碳氮比（碳氮比（C/N）直接影响微生物生长与繁殖及代谢物）直接影响微生物生长与繁殖及代谢物的形成与积累，故常作为考察培养基组成时的一个重的形成与积累，故常作为考察培养基组成时的一个重要指标；要指标；速效性氮（或碳）源与迟效性氮（或碳）源的比例速效性氮（或碳）源与迟效性氮（或碳）源的比例 各种金属离子间的比例各种金属离子间的比例 碳源中的碳原子的碳源中的碳原子的mol数数氮源中所含的氮原子的氮源中所含的氮原子的mol数数C/N比值比值=例：谷氨酸生产中例：谷氨酸生产中 C/N 4/1时，菌体大量繁殖，谷氨酸积累少；时，菌体大量繁殖，谷氨酸积累少；C/N3/1 时，菌体生长受抑制，而谷氨酸大量增加。

时，菌体生长受抑制，而谷氨酸大量增加微生物学（MICROBIOOGY）李先磊化学化工学院1.3 1.3 物理化学条件适宜物理化学条件适宜（A）pH:各类微生物的最适生长各类微生物的最适生长pH值各不相同：值各不相同：细细 菌：菌：7.08.0放线菌：放线菌：7.58.5酵母菌：酵母菌：3.86.0霉霉 菌：菌：4.05.8 在在微微生生物物的的生生长长和和代代谢谢过过程程中中，由由于于营营养养物物质质的的利利用用和和代代谢谢产产物物的的形形成成与与积积累累，培培养养基基的的初初始始pH值值会会发发生生改改变变，为为了了维维持持培培养养基基pH值值的的相相对对恒恒定定，通通常常采采用用下下列列两两种方式：种方式：内内源源调调节节：在在培培养养基基里里加加一一些些缓缓冲冲剂剂或或不不溶溶性性的的碳碳酸酸盐盐；调节培养基的碳氮比调节培养基的碳氮比外源调节：按实际需要不断向发酵液流加酸或碱液外源调节：按实际需要不断向发酵液流加酸或碱液微生物学（MICROBIOOGY）李先磊化学化工学院磷酸缓冲液：磷酸缓冲液：pH值从值从6.07.6之间之间K2HPO4+HCl KH2PO4+KClKH2PO4+KOH K2HPO4+H2O加入加入CaCO3：CO32 HCO3 H2CO3 CO2+H2O+H+H+H+H培养基中所含氨基酸、肽、蛋白质等物质也可起到缓冲作用。

培养基中所含氨基酸、肽、蛋白质等物质也可起到缓冲作用微生物学（MICROBIOOGY）李先磊化学化工学院（B B）渗透压和）渗透压和a aw w渗透压渗透压等渗溶液等渗溶液 适宜微生物生长适宜微生物生长高渗溶液高渗溶液 细胞发生质壁分离细胞发生质壁分离低渗溶液低渗溶液 细胞吸水膨胀，直至破裂细胞吸水膨胀，直至破裂 大多数微生物适合在等渗的环境下生长，而有的大多数微生物适合在等渗的环境下生长，而有的菌如菌如金黄色酿脓葡萄球菌金黄色酿脓葡萄球菌Staphylococcus aureusStaphylococcus aureus则则能在能在3mol/L NaCl3mol/L NaCl的高渗溶液中生长能在高盐环境的高渗溶液中生长能在高盐环境（2.8-6.2/L NaCl2.8-6.2/L NaCl）生长的微生物常被称为）生长的微生物常被称为嗜嗜盐微盐微生物（生物（HalophilesHalophiles）微生物学（MICROBIOOGY）李先磊化学化工学院水活度水活度 在天然环境中，微生物可实际利用的自由水或游离水的含在天然环境中，微生物可实际利用的自由水或游离水的含量，一般用在一定的温度和压力条件下量，一般用在一定的温度和压力条件下,溶液的蒸汽压力与同溶液的蒸汽压力与同样条件下纯水蒸汽压力之比表示，即：样条件下纯水蒸汽压力之比表示，即：w w=Pw/P=Pw/Po ow w 式中式中PwPw代表溶液蒸汽压力代表溶液蒸汽压力,P,PO Ow w代表纯水蒸汽压力。

代表纯水蒸汽压力纯水纯水w w为为1.00,1.00,溶液中溶质越多溶液中溶质越多,w w越小微生物一般在微生物一般在w w为为0.600.600.990.99的条件下生长的条件下生长,w w过低时过低时,微生物生长的迟缓期延长微生物生长的迟缓期延长,比生长速率和总生长量减少比生长速率和总生长量减少微生物不同，其生长的最适微生物不同，其生长的最适w w不同微生物学（MICROBIOOGY）李先磊化学化工学院 水活度水活度微生物学（MICROBIOOGY）李先磊化学化工学院（C）氧化还原电势）氧化还原电势(redox poyential)各种微生物对培养基的氧化还原电势的要求：各种微生物对培养基的氧化还原电势的要求：好好氧氧微微生生物物：+0.3+0.4V,(在在0.1V以以上上的的环环境境中中均均能能生生长长).厌氧微生物：只能在厌氧微生物：只能在+0.1V以下生长以下生长兼性厌氧微生物：兼性厌氧微生物：+0.1V以上呼吸、以上呼吸、+0.1V以下发酵以下发酵培培养养基基是是多多氧氧化化还还原原对对的的复复杂杂电电化化学学系系统统，测测出出的的Eh值值仅仅代表其综合结果代表其综合结果对微生物影响最大的是：对微生物影响最大的是：分子氧和分子氢分子氧和分子氢的浓度的浓度培培养养基基中中常常用用的的还还原原剂剂：巯巯基基乙乙酸酸、抗抗坏坏血血酸酸、硫硫化化氢氢、半胱氨酸、谷胱甘肽、二硫苏糖醇等。

半胱氨酸、谷胱甘肽、二硫苏糖醇等微生物学（MICROBIOOGY）李先磊化学化工学院氧化还原电位与氧分压和氧化还原电位与氧分压和pHpH有关有关,也受某些微生物代谢产物的影响也受某些微生物代谢产物的影响增加通气量增加通气量(如振荡培养、搅拌如振荡培养、搅拌)提高培养基的氧分压，或加入提高培养基的氧分压，或加入氧化剂，从而增加氧化剂，从而增加值；值；在培养基中加入抗坏血酸（在培养基中加入抗坏血酸（0.1%0.1%）、硫化氢）、硫化氢(0.025%)(0.025%)、半胱氨酸、半胱氨酸(0.05%)(0.05%)、谷胱甘肽、二硫苏糖醇、庖肉等还原性物质可降低、谷胱甘肽、二硫苏糖醇、庖肉等还原性物质可降低值培养基中加入氧化还原指示剂刃天青可对氧化还原电位进行间接测定培养基中加入氧化还原指示剂刃天青可对氧化还原电位进行间接测定微生物学（MICROBIOOGY）李先磊化学化工学院1.4 根据培养基的应用目的选择原料及其来源根据培养基的应用目的选择原料及其来源该培养基的应用目的，即：该培养基的应用目的，即：是培养菌体还是积累代谢产物？是培养菌体还是积累代谢产物？是实验室种子培养还是大规模发酵？是实验室种子培养还是大规模发酵？代谢产物是初级代谢产物还是次级代谢产物？代谢产物是初级代谢产物还是次级代谢产物？用于用于培养菌体种子培养菌体种子的培养基营养应丰富，氮源含量宜高（碳的培养基营养应丰富，氮源含量宜高（碳氮比低）；氮比低）；用于用于大量生产代谢产物大量生产代谢产物的培养基其氮源一般应比种子培养基的培养基其氮源一般应比种子培养基稍低，（但若发酵产物是含氮化合物时，有时还应提高培养基稍低，（但若发酵产物是含氮化合物时，有时还应提高培养基的氮源含量）；若代谢产物是的氮源含量）；若代谢产物是次级代谢产物次级代谢产物时要考虑是否加入时要考虑是否加入特殊元素或特定的代谢产物；特殊元素或特定的代谢产物；当所设计的是当所设计的是大规模发酵大规模发酵用的培养基时，应重视培养基中各用的培养基时，应重视培养基中各成份的来源和价格，应选择来源广泛、价格低廉成份的来源和价格，应选择来源广泛、价格低廉 的原料，提倡的原料，提倡以粗代精，以废代好。

以粗代精，以废代好微生物学（MICROBIOOGY）李先磊化学化工学院2.1.生态模拟生态模拟 调查所培养菌的生态条件，查看调查所培养菌的生态条件，查看“嗜好嗜好”，对对“症症”下料下料初级天然培养基初级天然培养基2.2.查阅文献查阅文献 查阅、分析文献，调查前人的工作资料，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特色的培养基配方2.3.精心设计精心设计 借助优选法或借助优选法或正交试验设计正交试验设计法等方法法等方法.2、设计培养基的方法、设计培养基的方法微生物学（MICROBIOOGY）李先磊化学化工学院2.4、实验比实验比 较：较：不同培养基配方的选择比较不同培养基配方的选择比较 单种成分来源和数量的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小型试验放大到大型生产条件的比较 pH和温度试验和温度试验附附1：配置培养基时应注意的几个问题：配置培养基时应注意的几个问题：1、沉淀、沉淀2、胶体强度的破坏、胶体强度的破坏3、褐色物质的形成、褐色物质的形成4、pH发生变化发生变化微生物学（MICROBIOOGY）李先磊化学化工学院高压蒸气灭菌高压蒸气灭菌 一般培养基一般培养基:1.05 Kg/cm2,121.3,15-20 min 含糖培养基含糖培养基:0.56 Kg/cm2,115,20-30 min 过滤灭菌，分别灭菌，间歇灭菌的应用过滤灭菌，分别灭菌，间歇灭菌的应用附附2：培养基的灭菌：培养基的灭菌微生物学（MICROBIOOGY）李先磊化学化工学院附图：过滤灭菌微生物学（MICROBIOOGY）李先磊化学化工学院附附3：器皿的灭菌及无菌室的消毒：器皿的灭菌及无菌室的消毒器皿的灭菌：器皿的灭菌：干热空气：干热空气：160，2 小时小时无菌室的消毒：无菌室的消毒：紫外光紫外光 化学药物熏蒸（苯酚；高锰酸钾化学药物熏蒸（苯酚；高锰酸钾+甲醛）甲醛）微生物学（MICROBIOOGY）李先磊化学化工学院细菌培养基细菌培养基营养肉汤（营养肉汤（nutrient broth)：牛肉膏牛肉膏 3g；蛋白胨；蛋白胨 5g；水；水 1000ml；pH 7.27.4放线菌培养基放线菌培养基高氏高氏1号：号：可溶性淀粉可溶性淀粉 20g；KNO3 1g;K2HPO4 1g MgSO4 0.5g NaCl 1g;FeSO47H2O 0.5g 水水 1000ml;pH 7.27.4霉菌培养基霉菌培养基查氏（查氏（zapek)培养基：培养基：蔗糖蔗糖 30g;KCl 0.5g;MgSO4.H2O 0.5g;FeSO4 0.5g 水水 1000ml;K2HPO4 1g;NaNO3 3g;pH 6.7酵母菌培养基酵母菌培养基麦芽汁培养基麦芽汁培养基3.1 3.1 根据所培养微生物的微生物类群来分根据所培养微生物的微生物类群来分 细菌培养基细菌培养基 放线菌培养基放线菌培养基 霉菌培养基霉菌培养基3 33 3 培养基的类型及应用培养基的类型及应用微生物学（MICROBIOOGY）李先磊化学化工学院 味精生产菌北京棒状杆菌味精生产菌北京棒状杆菌AS1299的的一级种子一级种子（用摇床培养）（用摇床培养）培养基配方：培养基配方：葡萄糖葡萄糖 3%玉米浆玉米浆 2.53.5%尿素尿素 0.30.5%K2HPO4 0.10.2%MgSO4 0.05%二级种子二级种子（1200升发酵罐）培养基配方：以水解糖升发酵罐）培养基配方：以水解糖3%代替葡萄糖代替葡萄糖3%，其他成分相同。

其他成分相同3.2 3.2 根据培养目的来分根据培养目的来分 种子培养基种子培养基(seed culture medium)(seed culture medium)是为保证发酵是为保证发酵生产获得大量优质种子而设计的培养基，特点是营养较丰富，氮源生产获得大量优质种子而设计的培养基，特点是营养较丰富，氮源比例较高有时为使菌种能迅速适应后面的发酵条件，还有意识地比例较高有时为使菌种能迅速适应后面的发酵条件，还有意识地加入发酵培养基的基质加入发酵培养基的基质发酵培养基发酵培养基(fermentation medium)(fermentation medium)用于生产预定发用于生产预定发酵产物，一般以碳为主要元素，碳源含量往往高于种子培养基大酵产物，一般以碳为主要元素，碳源含量往往高于种子培养基大规模生产时，原料应价廉易得，还应有利于下游的分离提取规模生产时，原料应价廉易得，还应有利于下游的分离提取微生物学（MICROBIOOGY）李先磊化学化工学院3.3 按培养基成分不同来分按培养基成分不同来分 天然培养基天然培养基(complex medium)：也称作：也称作chemically undefined medium。

利用利用化学成分还不完全清楚或不恒定化学成分还不完全清楚或不恒定的天的天然物质，（如肉汤、蛋白胨、麦芽汁、酵母汁、豆芽汁、玉米然物质，（如肉汤、蛋白胨、麦芽汁、酵母汁、豆芽汁、玉米粉、牛奶、血清等）制成的培养基，天然培养基比较经济，除粉、牛奶、血清等）制成的培养基，天然培养基比较经济，除实验室经常使用外，更适宜于在生产上用来大规模地培养微生实验室经常使用外，更适宜于在生产上用来大规模地培养微生物和生产微生物产品物和生产微生物产品合成（组合）培养基合成（组合）培养基(synthetic medium)：也称作：也称作chemically defined medium.由化学成分完全了解的物质配制而成的培养基，由化学成分完全了解的物质配制而成的培养基，该类培养基的该类培养基的组成成分精确、清楚组成成分精确、清楚，重复性强，但微生物生长，重复性强，但微生物生长较慢，且价格昂贵，故一般适于在实验室范围内他有关研生物较慢，且价格昂贵，故一般适于在实验室范围内他有关研生物营养需要、代谢、分类鉴定、生物测定以及菌种选育、遗传分营养需要、代谢、分类鉴定、生物测定以及菌种选育、遗传分析等方面的研究工作如高氏培养基、察氏培养基等析等方面的研究工作。

如高氏培养基、察氏培养基等.半组合培养基半组合培养基(semi-defined medium)：在合成培养基的基础：在合成培养基的基础上添加些天然成份，以更有效地满足微生物对营养物的需要上添加些天然成份，以更有效地满足微生物对营养物的需要.如如马铃薯蔗糖培养基马铃薯蔗糖培养基微生物学（MICROBIOOGY）李先磊化学化工学院实验室常用天然培养基成分实验室常用天然培养基成分微生物学（MICROBIOOGY）李先磊化学化工学院3.4 按制备后培养基外观的物理状态来分按制备后培养基外观的物理状态来分 液体培养基液体培养基(liquid medium)：液体培养基不含任何凝固：液体培养基不含任何凝固剂，菌体与培养基充分接触，操作方便，常用于大规模的工剂，菌体与培养基充分接触，操作方便，常用于大规模的工业生产以及在实验室进行微生物生理代谢等基本理论的研究业生产以及在实验室进行微生物生理代谢等基本理论的研究工作可据培养后的浊度判断微生物的生长程度工作可据培养后的浊度判断微生物的生长程度.固体培养基固体培养基(solid medium)：天然固体营养基质制成的：天然固体营养基质制成的培养基，或液体培养基中加入一定量凝固剂（琼脂培养基，或液体培养基中加入一定量凝固剂（琼脂1.52)而呈固体状态的培养基。

为微生物的生长提供营养表面常而呈固体状态的培养基为微生物的生长提供营养表面常用于微生物的分离、纯化、计数等方面的研究可依使用目用于微生物的分离、纯化、计数等方面的研究可依使用目的不同而制成斜面、平板等形式的不同而制成斜面、平板等形式.半固体培养基半固体培养基(semi-solid medium)：在液体培养基中加：在液体培养基中加入入0.7-0.8的琼脂构成的培养基常用来观察细菌运动的特的琼脂构成的培养基常用来观察细菌运动的特征，以进行菌种鉴定和噬菌体效价滴定等方面的实验工作征，以进行菌种鉴定和噬菌体效价滴定等方面的实验工作微生物学（MICROBIOOGY）李先磊化学化工学院1.不被微生物分解、利用、液化；不被微生物分解、利用、液化；2.不因消毒灭菌而被破坏；不因消毒灭菌而被破坏；3.在微生物的生长温度内保持固态；在微生物的生长温度内保持固态；4.凝固点的温度对微生物无害；凝固点的温度对微生物无害；5.透明度好，粘着力强透明度好，粘着力强理想凝固剂应具理想凝固剂应具备的条件备的条件微生物学（MICROBIOOGY）李先磊化学化工学院微生物学（MICROBIOOGY）李先磊化学化工学院3.5 按特殊用途划分按特殊用途划分 基础培养基基础培养基(minimum medium):是含有一般微生物生长繁殖是含有一般微生物生长繁殖所需的所需的基本营养物质基本营养物质的培养基；的培养基；另外基础培养基也可作为一些特殊另外基础培养基也可作为一些特殊培养基的基础成分（如制备糖发酵培养基时）培养基的基础成分（如制备糖发酵培养基时）.选择性培养基选择性培养基(selective medium)：是根据某种或某一类群微生：是根据某种或某一类群微生物的物的特殊营养需要特殊营养需要，或对某种化合物的敏感性不同而设计出来的一，或对某种化合物的敏感性不同而设计出来的一类培养基。

利用这种培养基可用来将某种或某类微生物从混杂的微类培养基利用这种培养基可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生物群体中分离出来.鉴别性培养基鉴别性培养基(differential medium)：用于鉴别不同类型微生物：用于鉴别不同类型微生物的培养基，在普通培养基中加入的培养基，在普通培养基中加入能与某种代谢产物发生反应的指示能与某种代谢产物发生反应的指示剂或化学药品剂或化学药品，从而产生某种明显的特征性变化，以区别不同的微，从而产生某种明显的特征性变化，以区别不同的微生物，例：伊红美兰乳糖培养基（生物，例：伊红美兰乳糖培养基（Eosin Methylene Blue）加富培养基加富培养基(enriched medium)：在普通培养基中：在普通培养基中加入某些特殊加入某些特殊的营养物的营养物，如血、血清、动、植物组织液或其他营养物质（或生长，如血、血清、动、植物组织液或其他营养物质（或生长因子）的一类营养丰富的培养基用来培养营养要求苛刻的微生物，因子）的一类营养丰富的培养基用来培养营养要求苛刻的微生物，或用以或用以富集（数量上占优势）富集（数量上占优势）和分离某中微生物和分离某中微生物.微生物学（MICROBIOOGY）李先磊化学化工学院选择培养基选择培养基(selective medium)(selective medium)微生物学（MICROBIOOGY）李先磊化学化工学院选择培养基选择培养基(selective medium)(selective medium)微生物学（MICROBIOOGY）李先磊化学化工学院鉴别培养基鉴别培养基(differential medium)(differential medium)伊红和美蓝二种染料可抑制伊红和美蓝二种染料可抑制G G+细菌和一些难培养的细菌和一些难培养的G G细菌。

在低酸细菌在低酸度时，这二种染料结合形成沉淀，起着产酸指示剂的作用试样中度时，这二种染料结合形成沉淀，起着产酸指示剂的作用试样中的多种肠道菌会在的多种肠道菌会在EMBEMB培养基上产生相互易区分的特征菌落，因而培养基上产生相互易区分的特征菌落，因而易于辨别例如大肠杆菌强烈分解乳糖而产生大量的混合酸，易于辨别例如大肠杆菌强烈分解乳糖而产生大量的混合酸，菌体呈酸性，菌落被染成深紫色，从菌落表面的反射光中还可看到菌体呈酸性，菌落被染成深紫色，从菌落表面的反射光中还可看到绿色金属闪光绿色金属闪光微生物学（MICROBIOOGY）李先磊化学化工学院第三节第三节 营养物质进入细胞营养物质进入细胞1 1 单纯扩散单纯扩散(simple diffusion or passive diffusion)(simple diffusion or passive diffusion)被输送的物质，靠细胞内外浓度为动力，以透析或扩散被输送的物质，靠细胞内外浓度为动力，以透析或扩散的形式从高浓度区向低浓度区的扩散的形式从高浓度区向低浓度区的扩散微生物学（MICROBIOOGY）李先磊化学化工学院特点特点：扩扩散散是是非非特特异异性性的的营营养养物物质质吸吸收收方方式式：如如营营养养物物质质通通过过细细胞胞膜膜中中的的含含水水小小孔孔，由由高高浓浓度度的的胞胞外外环环境境向向低低浓浓度度的的胞胞内内扩扩散；散；在在扩扩散散过过程程中中营营养养物物质质的的结结构构不不发发生生变变化化：即即既既不不与与膜膜上的分子发生反应，本身的分子结构也不发生变化；上的分子发生反应，本身的分子结构也不发生变化；物物质质运运输输的的速速率率较较慢慢：速速率率与与胞胞内内外外营营养养物物质质的的浓浓度度差差有有关关，即即随随细细胞胞膜膜内内外外该该物物质质浓浓度度差差的的降降低低而而减减小小，直直到到胞胞内内外物质浓度相同；外物质浓度相同；不不需需要要载载体体参参与与；扩扩散散是是一一个个不不需需要要代代谢谢能能的的运运输输方方式式，因此物质不能进行逆浓度运输。

因此物质不能进行逆浓度运输可可运运送送的的养养料料有有限限：限限于于水水、溶溶于于水水的的气气体体，及及分分子子量量小，脂溶性、极性小的营养物质小，脂溶性、极性小的营养物质微生物学（MICROBIOOGY）李先磊化学化工学院 单纯扩散模式图单纯扩散模式图细胞膜外细胞膜外细胞膜内细胞膜内细胞膜细胞膜微生物学（MICROBIOOGY）李先磊化学化工学院2 2 促进扩散促进扩散(facilitated diffusion)(facilitated diffusion)特点：特点：被动的物质跨膜运输方式被动的物质跨膜运输方式物质运输过程中不消耗能量物质运输过程中不消耗能量参与运输的物质本身的分子结构不发生变参与运输的物质本身的分子结构不发生变化化不能进行逆浓度运输不能进行逆浓度运输运输速率与膜内外物质的浓度差成正比运输速率与膜内外物质的浓度差成正比通过促进扩散进行跨膜运输的物质需要借助与载体通过促进扩散进行跨膜运输的物质需要借助与载体(carrier)(carrier)的作用才能进入细胞，而且每种载体只运输相应的物质，具有较的作用才能进入细胞，而且每种载体只运输相应的物质，具有较高的专一性高的专一性。

营养物通过与细胞膜上载体蛋白（也称作透过酶营养物通过与细胞膜上载体蛋白（也称作透过酶permease）的的可逆性结合来加快其传递速度可逆性结合来加快其传递速度促进扩散的运输方式多促进扩散的运输方式多见于真核微生物中，例见于真核微生物中，例如通常在厌氧生活的酵如通常在厌氧生活的酵母菌中，某些物质的吸母菌中，某些物质的吸收和代谢产物的分泌是收和代谢产物的分泌是通过这种方式完成的通过这种方式完成的微生物学（MICROBIOOGY）李先磊化学化工学院Embedded protein微生物学（MICROBIOOGY）李先磊化学化工学院载体只影响物质的运输速率，并不改变该物质在膜内外形成的动态载体只影响物质的运输速率，并不改变该物质在膜内外形成的动态平衡状态；平衡状态；这种性质都类似于酶的作用特征，因此载体蛋白也称为透过酶；这种性质都类似于酶的作用特征，因此载体蛋白也称为透过酶；透过酶大都是诱导酶透过酶大都是诱导酶,只有在环境中存在机体生长所需的营养物质只有在环境中存在机体生长所需的营养物质时，相应的透过酶才合成时，相应的透过酶才合成微生物学（MICROBIOOGY）李先磊化学化工学院促进扩散模式图促进扩散模式图细胞膜细胞膜细胞膜外细胞膜外细胞膜内细胞膜内恢复原构象恢复原构象移位移位再再循循环环结结合合结结合合构构象象改改变变微生物学（MICROBIOOGY）李先磊化学化工学院3 3 主动运输主动运输(active transport)(active transport)在物质运输过程中需要消耗能量在物质运输过程中需要消耗能量可以进行逆浓度运输可以进行逆浓度运输主动运输是广泛存在于微生物中的一种主要的物质运输方式主动运输是广泛存在于微生物中的一种主要的物质运输方式运输物质所需运输物质所需能量来源能量来源：好氧型微生物与兼性厌氧微生物直接利用呼吸能；好氧型微生物与兼性厌氧微生物直接利用呼吸能；厌氧型微生物利用化学能厌氧型微生物利用化学能(ATP)(ATP)；光合微生物利用光能；光合微生物利用光能；嗜盐细菌通过紫膜嗜盐细菌通过紫膜(purple membrane)(purple membrane)利用光能；利用光能；在代谢能的推动下，通过膜上特殊载体蛋白逆养在代谢能的推动下，通过膜上特殊载体蛋白逆养料浓度梯度吸收营养物质的过程料浓度梯度吸收营养物质的过程微生物学（MICROBIOOGY）李先磊化学化工学院主动运输模式图主动运输模式图细胞膜细胞膜细胞膜外细胞膜外细胞膜内细胞膜内恢复原构象恢复原构象移位移位再再循循环环结结合合构构象象改改变变ADP+PiADP+PiATPATP微生物学（MICROBIOOGY）李先磊化学化工学院3.1 3.1 初级主动运输初级主动运输(primary active transport)(primary active transport)微生物学（MICROBIOOGY）李先磊化学化工学院初级主动运输初级主动运输(primary active transport)(primary active transport)微生物学（MICROBIOOGY）李先磊化学化工学院3.23.2、次级主动运输、次级主动运输(secondary active transport)(secondary active transport)同向运输同向运输(symport)(symport)逆向运输逆向运输(antiport)(antiport)单向运输单向运输(uniport)(uniport)为什么被称为次为什么被称为次级主动运输？级主动运输？微生物学（MICROBIOOGY）李先磊化学化工学院3.3 Na3.3 Na+,K,K+-ATP-ATP酶酶(Na(Na+,K,K+-ATPase)-ATPase)系统系统 Na+-K+-ATPase是是存在于原生质膜上存在于原生质膜上的一种重要离子通道蛋白的一种重要离子通道蛋白功能：功能：利用利用ATP能量将能量将Na+由细胞内由细胞内“泵泵”出胞出胞外，并将外，并将K+“泵泵”入胞内。

入胞内该酶由大小两个亚基组成（该酶由大小两个亚基组成（MW:12万万,5.5万）万）微生物学（MICROBIOOGY）李先磊化学化工学院Na+-K+-ATP酶系统酶系统微生物学（MICROBIOOGY）李先磊化学化工学院作用步骤作用步骤:1.ATP酶酶(E)在细胞内侧与在细胞内侧与3个个Na+结合，同时消耗能量；结合，同时消耗能量；2.磷酸化磷酸化ATP酶酶(E+)构象变化将构象变化将Na+排除胞外，并与排除胞外，并与2个个K+结合；结合；3.K+激发激发E+脱磷酸化恢复为脱磷酸化恢复为E，同时将同时将K+运入细胞运入细胞.微生物学（MICROBIOOGY）李先磊化学化工学院3.。