第4章 培养基

第四章：微生物的营养和培养基名词解释：1、异养微生物；2、自养微生物；3、营养类型；4、培养基；5、天然培养基；6、组合培养基；7、固化培养基；8、选择性培养基；9、鉴别性培养基；10、营养；11、营养物；12、双功能营养物；13、单功能营养物；问答（知识点）：1、微生物六大类营养物质是什么？在元素水平，都需要20种左右的元素，以C、H、O、N、P、S 6种元素为主。

在营养要素水平上都需要：碳源、氮源、能源、生长因子、无机盐和水。

2、微生物按照能源、氢供体和基本碳源的需要来分，可分为哪4种类型？3、选用和设计培养基的原则和方法是什么？4个原则：目的明确；营养协调；理化适宜；经济节约。

4种方法：生态模拟；参阅文献；精心设计；试验比较。

4、培养基中各营养要素的含量间一般遵循何种顺序5、按对培养基成分的了解进行分类，培养基可分为哪几类，各有什么优缺点？1、天然培养基：利用化学成分还不清楚或化学成分不恒定的天然有机物质制成的培养基。

优点：营养丰富、种类多样、配制方便、价格低廉、微生物生长良好。

缺点：成分不清楚、不稳定。

2、组合培养基：由化学成分完全了解的物质配制而成的培养基。

优点：组成成分精确、重复性强。

缺点：价格昂贵配制麻烦，微生物生长较慢。

3、半组合培养基：指一类主要以化学试剂配制，同时还加有某种或某些天然成分的培养基。

严格地讲，凡含有未经处理的琼脂的任何组合培养基，都只能看作是一种半组合培养基。

优点：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。

6、什么是鉴别性培养基？试以EMB培养基为例，分析其鉴别作用的原理。

鉴别性培养基：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。

EMB琼脂培养基EMB（Eosin Methylene Blue）agar伊红美蓝琼脂培养基的简称。

第四章 微生物的营养与培养基目的要求：通过本章的课堂教学，使学生了解微生物营养类型的特点及多样性，以及根据不同微生物各自的营养要求，配制相应的培养基对微生物培养的理论知识，为今后对微生物的研究与利用打下基础。

教学内容：1、微生物的6类营养要素2、微生物的营养类型3、营养物质进入细胞的方式单纯扩散(simple diffusion)促进扩散(facilitated diffusion)主动运输(active transport)基团移位(group translocation)4、培养基(media)配制的原则5、培养基的种类重点内容：微生物 营养类型营养物质进入细胞的方式培养基(media)配制的原则及主要培养基类型营养（nutrition）：微生物CUN 从外部环境中摄取对其生命活动必须的能量和物质，以满足其生长和繁殖等生理活动的过程。

营养物质（nutrient）：那些能够满足机体生长、繁殖和完成各种生理活动所需要的物质称为营养物质。

营养物质是微生物生存的物质基础，而营养是微生物维持和延续其生命形式的一种生理过程。

第一节 微生物的六种营养要素一、微生物细胞的化学组成细胞化学元素组成：主要元素: 包括碳、氢、氧、氮、磷、硫、钾、镁、钙、铁等，碳、氢、氧、氮、磷、硫等微量元素: 包括锌、锰、氯、钼、硒、钴、铜、钨、镍、硼等。

微生物细胞组成：有机物、无机物和水。

有机物：主要包括蛋白质、糖、脂、核酸、维生素以及它们的降解产物和一些代谢产物等物质。

无机物：是指与有机物相结构或单独存在于细胞中的无机盐(inorganic salt)等物质。

水：细胞维持正常生命活动所不可少的，一般可占细胞重量的70%-90%。

二、微生物的营养要素营养物质按照它们在机体中的生理作用不同，可以将它们区分成碳源、氮源、能源、生长因子、无机盐和水。

1、碳源：在微生物生长过程中能满足微生物生长繁殖所需碳元素的营养物质称为碳源。

碳源物质在细胞内经过一系列复杂的化学变化后成为微生物自身的细胞物质（如糖类、脂类、蛋白质等）和代谢产物，同时绝大部分碳源物质在细胞内生化反应过程中还能为机体提供维持生命活动所需的能源，因此碳源物质通常也是能源物质。

第4章抗菌药物敏感试验一、需氧菌和兼性厌氧菌的体外抗菌药物敏感试验1.扩散法（K-B法）（1）原理将含有定量抗菌药物的纸片贴在接种有待检菌的琼脂平板上，该点称为抗菌药源。

药物向周围扩散，形成了随着药源距离增加，琼脂中药物浓度递减的浓度梯度。

在药源周围可抑菌浓度范围内待检菌的生长被抑制，形成无菌生长的透明圈即抑菌圈，其大小可以反映待检菌对测定药物的敏感性，并与该药对待检菌的最低抑菌浓度（MIC）呈负相关，即抑菌圈愈大，MIC愈小。

（2）实验材料①培养基：采用水解酪蛋白（M-H）琼脂，pH为7.2，琼脂厚度4mm。

对生长条件要求高的细菌，如链球菌属细菌需加入5%脱纤维羊血，嗜血杆菌属细菌需加入1%血红蛋白（含Ⅴ因子）和1%Ⅹ因子复合物。

②抗菌药物纸片：选用直径为6.35mm，吸水量20μl的专用药敏纸片。

制备时取灭菌药敏纸片，经加样或浸泡药物溶液后冷冻干燥，置4℃保存备用，在有效期内使用。

③接种菌液挑取平板上形态相同的菌落4～5个，接种于3～5ml M-H肉汤中，于35℃中培养2～8h。

嗜血杆菌属和链球菌属细菌需用加血肉汤培养过夜。

用生理盐水或肉汤校正菌液至0.5麦氏比浊标准（相当于1.5×109/ml的含菌量）后在15min内接种。

（3）试验方法以无菌棉拭蘸取已制备好的菌液（其浊度为0.5麦氏比浊标准），在M-H琼脂表面均匀涂布接种3次，每次平板旋转60°，最后沿平板内缘涂抹１周。

平板置室温干燥3～5min，后用无菌镊子或专用纸片分配器将含药纸片贴于琼脂表面。

纸片应贴得均匀，各纸片中心相距＞24mm，纸片距平板内缘＞15mm。

直径为90mm的平板可贴6张纸片。

纸片贴牢后应避免再移动。

平板室温放置15min后倒置于35℃培养箱中培养16～18h后读取结果。

（4）结果解释平板置黑色背景上，从背面量取包括纸片直径在内的抑菌圈直径，单位为mm。

培养基中如果加有血液须打开皿盖从正面测量抑圈菌。

第四章微生物的营养和培养基微生物的营养：为了满足其生长和繁殖的的需要微生物从外界摄取其生命活动所必须的能量和物质，以满足其生长和繁殖需要的一种生理功能。

即获得与利用营养物质的功能。

微生物的营养物质：能够满足微生物的生长繁殖和完成其各种生理活动所需要的物质称为微生物的营养物质。

即具有营养功能的物质。

微生物的营养物质可为它们正常的生命活动提供结构物质（大分子碳架）、能量、代谢调解物质和良好的生理环境。

微生物的营养物质来源除无机、有机物质外，还包括光能这种非物质形式的能源。

第一节微生物的六类营养要素1 微生物的营养要求2 微生物的六类营养要素一微生物的营养要求（一）微生物细胞的化学组成微生物细胞由C、H、O、N、S、P、Mg、K、Na、Ca、Fe、Mn、Cu、Co、Mo、Zn等化学元素组成，且以C、H、O、N、S、P六种元素为主，占细菌细胞干重的97%。

微生物细胞中的这些元素主要以水、有机物和无机盐的形式存在于细胞中。

有机物主要为：蛋白质、糖、脂、核酸、维生素及它们的降解物与一些代谢产物等物质组成。

无机物则是：参与有机物组成或单独存在于细胞原生质内的无机盐等灰分物质中。

水是细胞的一种主要成分，一般占微生物营养体重量的百分比：细菌80%左右、酵母菌75%左右、霉菌85%左右；霉菌孢子含水约39%、细菌芽孢核心部分的含水量低于30%。

细胞内的有机物、无机物和水等共同赋予细胞的遗传连续性、透性和生化活性。

（二）微生物的营养要求微生物细胞也和其他高等生物细胞一样，在元素水平都需要20种左右，且以C、H、O、N、S、P六种元素为主；在营养要素水平上都在六大类的范围内：碳源、氮源、能源、生长因子、无机盐和水。

二微生物的六类营养要素（一）碳源1 碳源（carbon source）一切能满足微生物生长繁殖所需碳元素的营养物，称为碳源。

碳源是微生物需要量最大的营养物，又称大量营养物。

2 微生物的碳源谱微生物可利用的碳源范围即碳源谱。

第四章 微生物的营养和培养基学习要点4.1 微生物的六类营养要素一、碳源凡是被用来构成细胞物质或代谢产物中碳素来源的营养物质均可作碳源。

其主要功能是；构成细胞及代谢产物的骨架；是大多数微生物代谢所需的能量来源。

碳源的种类包括：无机含碳化合物，如CO2和碳酸盐等；有机含碳化合物：糖类、脂类、有机酸以及各种含氮的化合物。

二、氮源氮源是用来构成菌体物质或代谢产物中氮素来源的营养物质。

其主要功能有：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；少数细菌可以铵盐、硝酸盐等氮源作为能源。

如，硝化细菌。

氮源的种类包括：分子态氮，只有固氮微生物以分子态氮作为唯一氮源；无机态氮，包括硝酸盐、铵盐等，几乎所有的微生物都能利用；有机态氮，主要是蛋白质及其降解产物。

三、能源能源为微生物生命活动提供最初的能量来源的物质。

微生物的能源种类包括化学能和光能，如，化能异养微生物利用有机物，化能自养微生物利用无机物，光能营养微生物利用光能作为能源。

四、生长因子生长因子是一类调节微生物正常代谢必不可少，但又不能自行合成的极微量的有机物。

主要包括维生素、AA、碱基等。

其主要功能是参与合成核酸和辅酶，如嘌呤和嘧啶。

提供生长因子的物质包括酵母膏、玉米浆、麦芽汁、复合维生素等营养物质。

五、无机盐为微生物细胞的生长提供碳、氮源以外的多种重要的元素物质，多以无机盐的形式供给。

其主要功能有：构成微生物细胞的组分；调节微生物细胞的渗透压，pH值和氧化还原电位；有些无机盐，如S、Fe还可作为自养微生物的能源；构成酶活性基的组分，维持酶活性。

无机盐的种类有大量元素 S、P、K 、Na、Ca、Mg、Fe（以无机盐阳离子形式被吸收，配培养基时要加磷酸盐、硫酸盐）和微量元素 Zn、Cu、Mn、Co、Mo等（在微生物培养中的浓度很低，自来水中的就够用，不需另加）。

六、水微生物细胞的含水量约占细胞鲜重的70－90％，水以游离态或结合态存在。

其作用包括：是细胞生化反应的良好介质；营养物质和代谢产物都必须溶解在水里，才能被吸收或排出细胞外；水的比热高，能有效的吸收代谢过程中放出的热量，不致使细胞的温度骤然上升；维持细胞的膨压（控制细胞形态）。

第四章微生物的生理1、酶是什么？它有哪些组成？各有什么生理功能？答：酶是动物、植物及微生物等生物体内合成的，催化生物化学反应的，并传递电子、源自和化学基团的生物催化剂。

组成有两类：1、单组分酶，只含蛋白质。

2、全酶，有蛋白质和不含氮的小分子有机物组成，或有蛋白质和不含氮的小分子有机物加上金属离子组成。

酶的各组分的功能：酶蛋白起加速生物化学反应的作用；酶基和辅酶起传递电子、原子、化学基团的作用；金属离子除传递电子之外，还起激活剂的作用。

2、什么是辅基？什么是辅酶？有哪些物质可作辅基或辅酶？答：p101-1043、简述酶蛋白的结构及酶的活性中心.答：组成酶的20种氨基酸按一定的排列顺序有肽腱连接成多肽链，两条多肽链之间或一条多肽链卷曲后相邻的基团之间以氢键、盐键、脂键、疏水键、范德华力及金属键等相连接而成。

分一、二、三级结构，少数酶具有四级结构。

酶的活性中心是指酶蛋白分子中与底物结合，并起催化最用的小部分氨基酸微区。

构成活性中心的微区或处在同一条台联的不同部位，或处在不同肽链上；在多肽链盘曲成一定空间构型时，它们按一定位置靠近在一起，形成特定的酶活性中心。

4、按酶所在细胞的不同部位，酶可分为哪几种？按催化反应类型可分为哪几类？这两种划分如何联系和统一？答：按酶在细胞的不同部位可把酶分为胞外酶、胞内酶和表面酶。

按催化反应类型可分为水解酶类、氧化还原酶类、异构酶类、转移酶类、裂解酶类和合成酶类。

【按酶作用底物的不同可分为淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、纤维素酶、核糖核酸酶】上述三种分类和命名方法可右击低联系和统一起来。

如：淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶和纤维素酶均催化水解反应，属于水解酶类；而他们均位于细胞外，属胞外酶。

除此之外的大多数酶类，如氧化还原酶、异构酶、转移酶、裂解酶和合成酶等，均位于细胞内，属胞内酶。

5、酶的催化作用有哪些特征？答：1、酶积极参与生物化学反应，加速化学速度，速度按反应到达平衡的时间，但不改变反应的平衡点。