导图社区 培养基制备与保存
包含了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、微生物细胞含碳量约占干重50%、除水外。
指对微生物正常代谢不可缺少而需要量又不大，且微生物不能用简单碳源或氮源自身合成，或合成量不足的一类用以满足菌体生长需要的有机营养物质。
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英语词性
生物必修一
法理
培养基制备与保存
所需营养物质
碳源
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
微生物细胞含碳量约占干重50%
除水外，碳源是需要量最大的营养物，也称大量营养物
功能
提供合成细胞物质及代谢物的原料
为整个生理活动提供所需要能源
种类
微生物可利用的碳源范围及其广泛
微生物碳源谱
在C·H·O中
糖最易利用，6C糖优于5C糖，常被化能异养菌利用
异养微生物的最适碳源
糖类
糖类是最广泛利用的碳源，其次为醇类、醛类、有机酸类、脂类
单糖优于多糖/双糖；己糖优于戊糖；葡萄糖/果糖优于半乳糖/甘露糖
淀粉比纤维素、几丁质等纯多糖好利用，纯多糖优于琼脂等杂多糖和其他大分子多糖如木质素，木质素最难利用
氮源
用来构成菌体物质或代谢产物中氮素来源的营养源
微生物含氮量约占干重12-15%，是主要营养物
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
一般不用于作为能源
少数细菌能以铵盐、硝酸盐等氮源作为能源
与碳源相似，微生物氮源谱广泛
异样微生物对氮源的一般顺序
N·C·H·O或者N·C·H·O·X优于N·H，更优于N·O类
N类最难利用
固氮微生物
能利用空气中分子氮作为氮源
能源
指为微生物生命活动提供最初能量来源的营养物或辐射能
各种异样微生物的能源--碳源
能源谱
化学物质
有机物
化能异养微生物的能源（同于碳源）
无机物
化能自养微生物的能源（不同于碳源）
辐射能
光能自养和光能异养微生物的能源
无机盐
为微生物细胞生长提供碳、氮源以外的多种重要元素（大量和微量元素）的物质，多以无机盐形式供给
微生物生长所需的无机盐：通常为硫酸盐、磷酸盐、氯化物以及含钠、钾、镁、铁等金属元素的化合物
无机元素来源及功能
构成微生物细胞的组成成分
调节微生物细胞渗透压、ph、氧化还原电位
有些无机盐(S、Fe)可以作为自养微生物能源
构成酶活性基团的组成成分，维持酶活性——如Mg、Cu、Zn等是多种酶激活剂
生长因子
指对微生物正常代谢不可缺少而需要量又不大，且微生物不能用简单碳源或氮源自身合成，或合成量不足的一类用以满足菌体生长需要的有机营养物质
狭义
维生素
广义
碱基、卟啉及其衍生物
甾醇、胺类、C4-C6的分枝或直链脂肪酸
需要量较大的氨基酸
不同微生物所需生长因子种类、数量不同，主要为氨基酸、维生素(B族)、碱基
水
微生物生长必不可少的营养要素
菌体自爆重要组成成分，占活细胞总量90%作用
机体内一系列生理生化反应离不开水
营养物质吸收及代谢产物分泌均通过水完成
能有效控制温度变化（比热高，热的良好导体，可有效吸收代谢过程释放的热并迅速散发出去，壁面细胞内温度突然升高）
大量元素
指微生物生长所需浓度在
微量元素
微生物和动物、植物营养要素的比较
培养基
按照微生物对营养物质的需要，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混合营养基质
用途
促使微生物生长繁殖和积累代谢产物
纯种分离/鉴定/菌种保藏及分类
微生物细胞计数
制备微生物制品
选用和设计培养基的原则和方法
四个原则
目的明确：培养基组分应适应微生物营养特点
不同类型微生物对营养物需求差异大
自养型：简单无机物
异养型：至少含有一种有机物，且有机物种类适合培养菌特点
首先原则：根据不同微生物的营养要求来配制不同培养基
细菌：牛肉膏蛋白胨培养基
放线菌：高氏一号培养基
真菌（霉菌/酵母菌）：察氏合成培养基或PDA培养基
酵母菌：麦芽汁培养基
营养协调：营养物浓度比例适当
营养物之间浓度配比直接影响生长繁殖和代谢产物积累
浓度过高，对微生物生长起抑制作用；浓度过小，不能满足微生物生长需要
C/N比影响最为明显
微生物培养基质中所含的碳源中碳原子摩尔数与氮源中氮原子摩尔数之比
条件适宜：物理、化学条件适宜
培养基pH
多数细菌pH7.0--8.0
放线菌pH7.5--8.5
酵母菌pH3.8--6.0
霉菌pH4.0--5.8
渗透压
高渗质壁分离，低渗吸水膨胀
等渗溶液最适宜微生物生长
水分活性值（Aw）
细菌0.90-0.98，酵母菌0.87-0.91，霉菌0.80-0.87
氧化还原电势（Eh）
对专性厌氧菌影响较大，配制培养基时需加入还原剂（Vc可以消除溶解氧）
经济节约：根据培养目的选择原料及其来源
种子培养基
营养丰富，氮源含量高（碳氮比低）
代谢产物培养基
氮源一般应比种子培养基稍低
发酵产物为含氮化合物，有时还需提高培养基氮源含量
代谢产物为次级代谢产物，需考虑是否加入特殊元素或特定代谢产物
大规模发酵用培养基
需重视培养基中各成分来源和价格，选择来源广泛、价格低廉原料
提倡以粗代精、以废代好、以简代繁、以氮代朊、以纤代糖、以烃代粮、以国代进
设计
生态模拟
自然条件下，凡有某种微生物大量生长的环境，必存在该微生物所必要的营养和其他条件
直接取用这类自然基质或模拟这类自然条件，就可获得一个“初级的”天然培养基
如用肉汤、鱼汁培养细菌；用果汁培养酵母菌；用润湿的麸皮/米糠培养霉菌，用米饭/面包培养根霉等
参阅文献
精心设计
优选法、正交实验设计
实验比较
由定性到定量、有小到大、由实验室到工厂
琼脂平板测试→摇瓶培养or台式发酵罐→扩大到实验型并进一步放大到生产型发酵罐
培养基设计
配制
加热融化→过滤分装→灭菌→质量检查→培养基保存
培养基灭菌
高压蒸汽灭菌
一般培养基
1.05Kg/cm²，121.3℃，15-30min
含糖培养基
0.56Kg/cm²，112.6℃，15-30min
过滤细菌
培养基中存在高温易分解和变性的成分时采用，如血清、血液、酶
培养基制作
按成分来源
天然
利用化学成分很不恒定或难以确定的天然物质（牛奶、麦芽）制成的培养基
微生物常规培养
生产上大规模培养微生物
合成
化学成分完全了解的物质
微生物营养代谢/生理生化/遗传育种/菌种鉴定/生物测定等定量要求较高的工作
半合成
主要以化学试剂配制，同时加入某些天然成分
实验室和发酵工业最常用
按物理性状
液体培养基
不加任何凝固剂，呈液体状态
实验室和生产实践，获得大量菌体，发酵工业大规模生产
固体培养基
外观固体状态
微生物各种研究和工业酿造
按固体性质分
凝固培养基
琼脂固体培养基
液体培养基中加入1.5%-2.0%琼脂（凝固剂）后制成的培养基
常用于微生物的分离/鉴定/计数/保藏等方面
琼脂（洋菜），藻类中提取的胶体多糖，熔点96℃，凝固点40-50℃，可反复溶化凝固而不变的性质
非可逆性凝固培养基
凝固后不能再重新融化
血清培养基、无机硅胶培养基
天然固体培养基
由天然固态基质直接配制而成
麸皮/米糠/木屑/纤维等配成的培养基
滤膜
一种坚韧且带有无数微孔的醋酸纤维薄膜
对含菌量很少的水中微生物进行检测
半固体培养基
液体培养基中加少量琼脂（0.5-0.8%）制成的半固体态培养基，放入试管形成“直立柱”
作用
细菌动力学观察、趋化性研究
厌氧菌培养/分离/计数
细菌和酵母菌的菌种保藏
用于双层平板法，测定噬菌体效价
脱水培养基
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
成分精确、使用方便的现代化培养基
按对微生物功能
基础培养基
按大多数微生物的营养需要配制的一种能满足一般微生物生长繁殖的培养基
牛肉膏蛋白胨琼脂：细菌的基础培养基
马铃薯葡萄糖琼脂：霉菌的基础培养基
麦芽汁琼脂：酵母菌的基础培养基
加富培养基
自然界微生物混杂在一起，了解某一些微生物的营养要求，配制适合这种微生物生长而不适合其他微生物生长的培养基
可以把菌种从自然界分离
一般加入血、血清、动植物组织提取液等，用来培养要求较苛刻的某些异养微生物
培养基上生长的微生物不是纯种，是营养要求相同的一类微生物
常用来做菌种筛选工作
鉴别培养基
根据生物能否利用培养基中某种成分，依靠指示剂的颜色反应，鉴别不同种类微生物的培养基
糖发酵管培养基，可观察不同细菌对糖的分解情况及分解后产酸产气情况
区别大肠杆菌和伤寒杆菌：大肠杆菌在含有葡萄糖、乳糖的肉汤中产酸产气但是伤寒杆菌只发酵葡萄糖，不发酵乳糖
比如伊红美蓝培养基（EMB培养基）
选择培养基
在培养基中加入某些化学药品以抑制不需要的微生物生长，而促进某些需要微生物生长的培养基
一般指含抑菌剂或杀菌剂的培养基，这些物质没营养作用
亮绿、伊红、甲基蓝、孟加拉红、胆盐等，一般均为染色剂或抗生素
加富培养基和鉴别培养基有时候也可以是选择培养基
举例
培养沙门菌加入四硫磺酸钠、亮绿以抑制大肠杆菌生长
培养真菌加入孟加拉红
分离酵母加入抗生素
分离纤维分解菌，培养基里加一个滤纸条（含有纤维）
含石蜡的培养基可分离 利用石蜡油的微生物
缺氮培养基可以分离固氮微生物
保藏菌种培养基
对于生产中使用的菌种，保藏时使用保藏菌种培养基
要求比较丰富的氮源，以防止菌种退化变质
注意
选择培养基和鉴别培养基的划分，是人为定的理论标准
实际应用时，两种功能常有机结合在一起
保存
恒温
培养基冷却后，可以将其放在10℃左右的冰箱中贮藏3～5周。在大批量生产中可以放在装有空调的接种室内，摆放2周左右，温度控制在20℃以内。若摆放时间为2～5d，温度不超过28℃即可。但是在培养基摆放过程中温度不应过高，同时还应避免温度有较大幅度的变化，随着贮藏室气温的升高或降低，装有培养基容器内的空气会跟着膨胀或缩小，带来菌类进入培养基，造成贮藏期间培养基的大量污染。
定期更新
培养基不宜长期贮存，特别是固体培养基。随着时间的推移，培养基里的水分以气态选出，培养基的含水量便逐渐降低，使培养基的浓度和理化性状发生改变，对以后的外植体培养或植株的继代转接及生根培养均不利;培养基贮存过长，空气中夹杂的细菌、真菌也可能降落到培养基表面引起污染;当贮藏含有吲哚乙酸、椰乳等物质的培养基时，环境中的光线会使吲哚乙酸发生光解，也会使椰乳所含的一些成分发生变化。因此结合生产任务做好培养基的配制和使用计划十分必要，一般情况下培养基贮存时间不应超过1周。
避光
备用培养基应贮于光线较暗的房子里面，因为吲哚乙酸等某些物质易见光分解。在光照下，一些培养基添加物的成分也会发生变化。在接种室里挂上较厚的窗帘或在培养基的箱子上加盖厚的黑布，这样可以使培养基免受光线的影响。
防尘
培养基保存
培养基制备
