细菌生理学.ppt

1,第二章细菌生理学,细菌的生理活动包括摄取和合成营养物质,进行新陈代谢及生长繁殖。整个生理活动的中心是新陈代谢,细菌的代谢活动十分活跃而且多样化,乃至繁殖迅速是其显著的特点。研究细菌的生理活动不仅是基础生物学科的范畴,而且与医学、环境卫生、工农业生产等都密切相关。,2,细菌生理,细菌生理活动包括：,摄取和合成营养物质,细菌的新陈代谢,细菌的生长繁殖,3,第一节细菌的化学组成及物理性状,一、化学组成,占细胞总重量75%-90%,蛋白质、糖类、脂类、核酸,钾、钠、铁、镁、钙等,肽聚糖、胞壁酸、磷壁酸等,水：,有机物：,无机离子：,特有成分：,微生物细胞的化学组成,5,(一)、水分：生命活动离不开水。占细菌体重的7580%。分为结合水：与菌体其他成份结合，不参与渗透作用也不易冻结和蒸发。游离水：呈游离状态是细菌体内重要溶剂，参加一系列生化反应。,6,(二)、无机盐：,占细菌重量的2%3%;常量营养元素:P、K、Ca、Mg、Na、Cl、S等微量营养元素:Cu、Fe、Zn、Mn、Si、Al、Co等。作用:构成菌体成分作为酶的组成部分,维持酶的活性调节渗透压,7,1.蛋白质和含氮化合物：占细菌的重量50%80%;包括：复合蛋白:核蛋白、糖蛋白、脂蛋白；简单蛋白:球蛋白、白蛋白、麦谷蛋白作用:构成菌体的主要成分;作为酶,催化代谢反应;2.核酸：DNA:存在于染色体和质粒中。RNA:存在于细胞质和细胞膜中。是细菌的遗传物质。,(三)、有机物,8,3.糖类：主要以多糖、脂多糖、粘多糖形式存在，并与脂类、蛋白质形成复合物。构成细胞壁、菌体抗原、荚膜。G细胞壁中脂多糖与肠杆菌科细菌的分群定型有关。4.脂类：占菌体干重的1-10%。包括中性脂肪、脂肪酸、类脂大肠杆菌3.6-7.9%;枯草杆菌3-4%;结核杆菌22.3%,9,二、物理性状,光学性质,半透明,体表面积,体积小、表面积大,带电现象,革兰阳性菌pH23革兰阴性菌pH45,半透性,细胞壁、膜有半透性,渗透压,中性环境带负电荷,革兰阳性菌2025大气压革兰阴性菌56大气压,10,1、光学性质,细菌为半透明体,当光线照射至细菌,部分被吸收,部分被折射,故细菌悬液呈混浊状态。菌数越多浊度越大,使用比浊法或分光光度计可以粗略地估计细菌的数量。由于细菌具有这种光学性质,可用相差显微镜观察其形态和结构。,11,12,2、表面积,细菌体积微小,相对表面积大。有利于同外界进行物质交换。如葡萄球菌直径约1um,则1cm3体积的表面积可达60000cm2；直径为1cm的生物体,每cm3体积的表面积仅6cm2两者相差1万倍。因此细菌的代谢旺盛,繁殖迅速。,13,3、带电现象,细菌固体成分的50%-80%是蛋白质,蛋白质由兼性离子氨基酸组成。革兰阳性菌pH为2-3,革兰阴性菌pH为45,故在近中性或弱碱性环境中,细菌均带负电荷,尤以前者所带负电荷更多。细菌的带电现象与细菌的染色反应、凝集反应、抑菌和杀菌作用等都有密切关系。,14,NH3-NH4酸性蛋白质氨基酸组成COOH-COO-碱性在一定的pH条件下，细菌所带正电荷数相等，此时的pH值称为等电点。G+等电点：1.9-2.9;G等电点：4-5一般培养基pH7.27.6之间，故G，G+都带负电荷。,15,阳离子染料：碱性染料带正电荷，而细菌带负电荷，故细菌学上的染料大都为碱性染料。如美兰，碱性复红，结晶紫，沙黄，苯胺染料，孔雀绿等。阴离子染料：酸性染料带负电荷又叫阴离子染料，伊红，酸性复红，胭脂红。中性染料：瑞特氏,16,4、半透性、渗透压,半透性细菌的细胞壁和细胞膜都有半透性,允许水及部分小分子物质用过,有利于吸收营养和排出代谢产物。渗透压细菌体内含有高浓度的营养物质和无机盐,一般革兰氏阳性菌的渗透压高达20-25个大气压,革兰氏阴性菌为5-6个大气压。细菌所处一般环境相对低渗,但有坚韧细胞壁的保护不致崩裂。若处于比菌内渗透压更高的环境中,菌体内水分逸出,胞质浓缩,细菌就不能生长繁殖。,17,细胞质中含有各种蛋白质，其结构、成分、功能各不相同，为多相胶体pro，因此在细胞内可同时进行性质不同的生化反应，结果细胞外浓度低的物质可以被选择性吸收而浓缩于C内。,5、多相胶体性质：,18,6、比重,决定于菌体内水分和其他物质的多少.一般大于1灵杆菌1.054枯草杆菌1.2-1.3(1.35)一个细菌的重量约为1X10-91X10-10,19,第二节细菌的营养与代谢,一、细菌的营养要求微生物需要从外界获得营养物质,而这些营养物质主要以有机和无机化合物的形式为微生物所利用,也有小部分以分子态的气体形式被微生物利用。,20,氮源（nitrogensource）碳源（carbonsource）无机盐（mineralsalts）生长因子（growthfactor）水（water）,细菌的营养要求,21,1碳源(sourceofcarbon),在细菌生长过程中为细菌提供碳素来源。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、蛋白质等)和代谢产物,碳可占一般细菌细胞干重的一半。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。但是有些以CO2作为唯一或主要碳源的微生物生长所需的能源则并非来自碳源物质。,22,常见碳源及种类,微生物利用的碳源物质主要有糖类、有机酸、醇、脂类、烃、CO2及碳酸盐等。微生物利用碳源物质具有选择性,糖类是一般微生物较容易利用的良好碳源和能源物质。葡萄糖、果糖、麦芽糖、蔗糖、淀粉、半乳糖、乳糖、甘露糖、纤维二糖、纤维素、半纤维素、甲壳素、本质素等单糖优于双糖,已糖优于戊糖,淀粉优于纤维素,纯多糖优于杂多糖,微生物的碳源谱,24,碳源物质利用的选择性,目前在微生物工业发酵中所利用的碳源物质主要是单糖、怡糖、糖蜜(制糖工业副产品)、淀粉(玉米粉、山芋粉、野生植物淀粉)、麸皮、米糠等。例如在以葡萄糖和半乳糖为碳源的培养基中，大肠杆菌(Escherichiacoli)首先利用葡萄糖,然后利用半乳糖,前者称为大肠杆菌的速效碳源，后者称为迟效碳源。,25,凡是可以构成微生物细胞和代谢产物中氮素来源的营养物质都称为氮源。氮源功能：为微生物提供合成细胞物质代谢产物的原料，氮源一般不做能源，只有硝化细菌利用铵盐，亚硝酸盐作氮源,同时也作能源。氮源种类：分子态氮：固氮微生物以分子氮为唯一氮源无机态氮：硝酸盐、铵盐几乎所有微生物能利用有机态氮：蛋白质及其降解产物a、速性氮源：实验常用牛肉膏、蛋白质、酵母膏做氮源b、迟速性氮源：生产用玉米浆、豆饼、葵花饼、花生饼等。,2、氮源(nitroginsource),微生物氮源谱,27,氮源利用的选择性,土霉素产生菌利用玉米浆比利用黄豆饼粉和花生饼粉的速度快玉米浆为速效氮源,有利于菌体生长;黄豆饼粉和花生饼粉作为迟效氮源,有利于代谢产物的形成。在发酵生产土霉素的过程中,往往将两者按一定比例制成混合氮源,以控制菌体生长时期与代谢产物形成时期的协调,达到提高土霉素产量的目的。,28,构成微生物细胞的组成成分。调解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还可做为自养微生物的能源。构成酶活性基的组成成分，维持酶活性。Mg、Ca、K是多种酶的激活剂。,3、无机盐（mineralsalts）,29,构成微生物细胞以C、H、O、N、P、S六种元素为主，约占细胞干重的95以上；Ca、K、Mg、Fe为大量元素，以无机盐阳离子形式被吸收，配培养基进要加磷酸盐、硫酸盐。Zn、Ca、Mn、Co、Mo等微量元素，在微生物培养中有0.1PPM就可以了，自来水原料中已经够用，不需另加。,无机盐种类,30,31,通常指那些微生物生长所必需而且需要量很小,但微生物自身不能合成或合成量不足以满足机体生长需要的有机化合物。各种微生物需求的生长因子的种类和数量是不同的。分类：维生素、氨基酸与嘌呤及嘧啶三大类。功能作为酶的辅基或辅酶参与新陈代谢;合成核苷、核苷酸和核酸。,4、生长因子（growthfactor）,32,维生素：,有的微生物自己不能合成维生素，需要外加，主要是B族维生素、硫胺素、叶酸、泛酸、核黄素等。,33,有些微生物自己不能合成某种AA，必须给予补充，如赖AA发酵所用的黄色短杆菌不能合成环丝AA，为环丝AA缺陷型菌株，在培养基中必须添加含环丝AA的氮源。如豆饼水解液或毛发水解液等。各种菌合成AA的能力有很大差别，一般G菌强于G，大肠杆菌自己能合成全部AA，沙门氏菌能合成大部分AA，有的菌合成AA能力极弱，如肠道串珠菌需从外界补充19种AA。,氨基酸,34,嘧啶和嘌呤是核酸和辅E的重要组分，是许多微生物必须的生长因素。有些微生物不仅不能合成嘧啶和嘌呤，而且不能将补充的嘧啶和嘌呤结合在核苷酸上，还必须供给核苷酸，有的菌需补充卟啉或其衍生物，还有的菌需供给（低碳）脂肪酸等。,碱基：,35,5、水,微生物细胞含水约占细胞鲜重的7090，水作用是多方面的。水的功能：是细胞中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，才能被吸收或排出体（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）。水活度的表示方法,36,微生物可利用的水用水活度来表示（Aw），Aw是指在相同的温度和压力下，溶液中水的蒸气压和纯水的蒸气压的比，即Aw=P溶液/P纯水。微生物生长所需的水活度通常在0.630.99之间，细菌水活度较高为0.8，酵母菌次之，耐旱的微生物水活度为0.6，水中溶质越高水活度越低。,水活度的表示方法,37,几类微生物生长最适aw,38,单纯扩散（simplediffusion）促进扩散（facilitateddiffusion）主动运输(activetransport)基团移位(grouptranslocation),二、细菌体内外物质的运送,39,物质进入细胞的动力是细胞内外的浓度差。这种运输方式不消耗能量。没有特异性，被运输物质不与膜上物质发生任何反应，物质不发生化学变化。,单纯扩散(simplediffusion)特点,40,2促进扩散(facilitateddiffusion),膜载体（载体蛋白）特点有很强的特异性在运输过程中，本身不发生化。能加快物质运输的速度。,41,促进扩散(facilitateddiffusion)过程：膜载体在膜外与营养物质亲合力强，与这种物质结合，进入细胞后亲合力降低释放营养物质。像渡船一样，膜外装货，膜内卸货，这种扩散方式比单纯扩散速度快。膜内外亲合力的改变与载体分子构型改变有关。促进扩散特点物质运输动力是细胞外的浓度差。运输过程不消耗能量。有膜载体参加，膜载体（渗透酶）有特异性。运输葡萄糖的载体只运输葡萄糖。,42,3主动运输(activetransport),ATP,ADP,+Pi,恢复原构像,再循环,耗能构像改变,膜上,膜外,膜内,移位,结合,43,被运送的物质可逆浓度梯度进入细胞内要消耗能量，必需有能量参加。有膜载体参加，膜载体发生构型变化被运送物质不发生任何变化。,主动运输特点,44,基团移位：是在研究糖的运输时发现的一种主动运输方式。运输过程中需要能量，被运输的物质发生化学变化的运输叫基团移位。许多糖就是靠基团移位进行运输的。这种运输方式是通过磷酸转移酶系统来运输营养物质的。,4基团移位(grouptranslocation),45,46,运输方式：,47,三、细菌的营养类型,1根据碳素来源区分：（1）自养菌：只能从无机物中取得碳源的细菌，利用CO2，H2CO3合成有机物。如硝化菌。（2）异养菌：凡是从有机物中取得碳源的细菌叫异养菌。只能利用有机碳合成所需的含碳有机物，大部分是病原菌。2据能量来源分为（1）光能营养菌：将光能转变为化学能的细菌，土壤和水中细菌。（2）化能营养菌：从无机物和有机物中取得能量的细菌。大部分细菌属于这种类型。,48,营养类型,异养菌,自养菌,以简单的无机物为原料，合成菌体成分,必以多种有机物为原料，合成菌体成分并获能量,49,（1）光能自养菌：凡是以光能作为能源，分解无机物进行生物合成的细菌。硫菌科（2）化能自养菌：利用某些无机化合物（如NH3、H2S、Fe2O3）取得能量，以二氧化碳作为碳素来源合成所需的有机物。如硝化细菌科（3）光能异养菌：能量来源于光合作用，以有机物作为碳源。红硫菌科（4）化能异养菌：能量来源于化学反应，以有机物作为碳源。病原菌,综上区分，细菌有4种营养类型：,50,腐生型：利用无生命的有机物获得营养物质寄生型：从活的寄生体内获取营养物质。中间类型（兼性腐生或兼性寄生）如大肠杆菌。,51,四种营养类型区别,52,四种营养类型划分不是绝对的红螺菌既可利用光能，也可利用化能。氢单胞菌是异养和自养的过渡型（称兼性自养型）。,53,四、细菌的新陈代谢,细菌生长和繁殖速度极快,超过动物细胞10100倍。细菌利用各种化合物作为能源的能力远远强于动物细胞。细菌对营养的需求比动物细胞更为多种多样,因为它们有多种代谢旁路。细菌可利用超常流水线式生产的方式合成大分子物质。细菌能产生诸如肽聚糖、脂多糖、磷壁酸等特殊物质。,细菌与动物真核生物新陈代谢的主要区别,54,55,细菌的酶胞外酶；胞内酶；固有酶；诱导酶等。细菌的呼吸细菌借助酶系统对物质进行分解氧化，从中获得它所需要的能量的过程。,56,细菌体内存在多种酶，据酶存在部位和产生条件分为：1胞内酶：存在于细菌细胞内的酶，大部分属于参与呼吸过程的酶类。2胞外酶：细菌合成后被分泌到细胞外的酶。如水解酶将大分子量物质分解成小分子量物质，便于吸收。3固有酶：细菌本身所固有的酶。如脱氢酶。4诱导酶：在诱导物存在下，因适应环境而产生的酶类。如大肠杆菌的半乳糖苷酶，只有培养基中加入乳糖时才产生该酶，分解乳糖。,(一)细菌的酶,57,5限制性核酸内切酶：存在于细菌的细胞内，它对异种DNA可以识别，并能将其在一定的碱基部位切割，使异种DNA断裂。EcoRI：来自大肠杆菌Hind：流感嗜血杆菌BamHI：淀粉液化芽胞杆菌6修饰酶：对DNA进行修饰，使DNA特定部位碱基甲基化，从而可保护自身的DNA不被限制酶分解。7与毒力有关的酶：透明质酶（结缔组织）胶原酶（结缔组织）血浆凝固酶，溶纤维蛋白酶，卵磷脂酶（魏氏梭菌产生）,58,59,根据细菌对游离氧的需要，将细菌分为：（1）需氧呼吸菌（需氧菌）：呼吸时必须有充足的氧，在无氧的条件下不能生长，在高层振荡培养时，生长在表面。假单胞菌（2）厌氧呼吸菌（厌氧菌）：必须在无氧的条件下才能生长，在高层振荡培养时，生长在试管底部。坏死杆菌，肉毒梭菌（3）兼性厌氧菌：需O2兼性厌氧，在无氧或有氧的条件下均能生长，在高层振荡培养时，生长整个培养基。肠杆菌,(二)细菌的呼吸,60,氧化型和发酵型的区分,氧化型呼吸：呼吸在有氧环境下进行，受氢体是分子氧的叫氧化型呼吸，简称呼吸。发酵型呼吸：呼吸在无氧环境中进行，受氢体不是分子氧，而是其它无机物或有机物称之为厌氧呼吸或发酵。,61,62,(三)细菌的分解代谢,1.糖的分解代谢过程:CO2H2H2O酸(甲乙丙丁乳酸等)多糖单糖丙酮酸醛醇酮,63,2.蛋白质的分解代谢过程:,无机物(水,NH3,CO2,H2S)蛋白质氨基酸含碳有机物(甲胺尸胺等)甲烷,酚,吲哚,尿素等,64,3.脂肪的分解代谢过程:,脂肪甘油+脂肪酸氧化丙酮酸羧基丙醛过氧化物臭氧水,65,根据细菌具有不完全相同的酶，分解不同营养物质的特点，用生化方法来鉴定细菌,称：细菌的生化反应,4.细菌的生化反应,66,常见的生化反应,对糖的发酵,对蛋白质的发酵,枸橼酸盐利用试验,尿素酶试验,甲基红试验,吲哚试验,硫化氢试验,单糖发酵试验,VP试验,其他试验,67,糖发酵试验,不同细菌分解糖类的能力和代谢产物不同。例加大肠埃希菌能发酵葡萄糖和乳糖;而伤寒沙门菌可发酵葡萄糖,但不能发酵乳糖。即使两种细菌均可发酵同一糖类,其结果也不尽相同;如大肠埃希菌有甲酸脱氢酶,能将葡萄糖发酵生成的甲酸进一步分解为CO2和H2,故产酸并产气;而伤寒沙门氏菌缺乏该酶,发酵葡萄糖仅产酸不产气。,68,69,70,VP(Voges-Proskauer)试验,大肠埃希菌和产气肠杆菌均能发酵葡萄糖,产酸产气,两者不能区别。但产气肠杆菌能使丙酮酸脱羧生成中性的乙酰甲基甲醇,后者在碱性溶液中被氧化生成二乙酰,二乙酰与含胍基化合物反应生成红色化合物,是为VP试验阳性.大肠埃希菌不能生成乙酰甲基甲醇,故VP试验阴性。,71,72,VP试验,大肠杆菌：产气杆菌：+,73,甲基红(methylred)试验,产气肠杆菌分解葡萄糖产生丙酮酸,后者经脱羧后生成中性的乙酰甲基甲醇,故培养液pH5.4,甲基红指示剂呈桔黄色,是为甲基红试验阴性。大肠埃希菌分解葡萄糖产生丙酮酸,培养液pH10%对其有抑制作用。如空肠弯曲菌、幽门螺杆菌。3.兼性厌氧菌(facultativeanaerobe)兼有需氧呼吸和无氧发酵两种功能,有氧或无氧环境中都能生长,但以有氧时生长较好大多数病原菌属于此。4.专性厌氧菌(obligateanaerobe)缺乏完善的呼吸酶系统,利用氧以外的其他物质作为受氢体，只能在无氧环境中进行发酵。有游离氧存在时，不但不能利用分子氧，且还将受其毒害,甚至死亡。如破伤风梭菌。,105,厌氧罐,106,高渗环境，生长停止，甚至死亡，用来保存食物如盐腌或糖渍。低渗环境：细菌破裂。适宜渗透压：0.5%NaCl0.1%K2HPO4,5渗透压：,107,细菌一般以简单的二分裂方式进行无性繁殖。在适宜条件下,多数细菌繁殖速度很快。细菌分裂数量倍增所需要的时间称为代时(generationtime),多数细菌为20-30min。个别细菌繁殖速度较慢,如结核分枝杆菌的代时达18-20h。细菌发育生长后，菌体中部凹陷，形成隔膜，将一个菌一分为二。有性繁殖,二、细菌繁殖方式,108,DNA结合位点,细菌繁殖方式,109,细菌生长繁殖,二分裂法,繁殖方式：,链球菌,八叠球菌,葡萄球菌,110,大肠杆菌分裂照片,111,三、繁殖速度与生长曲线,1速度：计算方法t1t2时间内，细菌数为N1N2。则Logn2Logn1V=(t2-t1)log22生长曲线：将一定数量的细菌接种于适宜的液体培养基中,连续定时取样检查活菌数,可发现其生长过程的规律性。以培养时间为横坐标,培养物中的活菌数的对数为纵坐标,可绘制出一条生长曲线（growthcurve）。,112,生长曲线,113,对数期,迟缓期,分为四期：迟缓期、对数期、稳定期、衰退期,细菌生长曲线,0,5,15,20,25,30,10,5.5,6.0,8.5,8.0,7.5,7.0,6.5,9.0,衰退期,总菌数,活菌数,细菌数的对数,小时,稳定期,114,1.迟缓期(lagphase)特点,生长速率常数等于零菌体粗大含量增加代谢活力强对不良条件抵抗能力降低,115,缩短延滞期的意义和方法,可以缩短生产周期，提高设备利用率。,接种对数生长期的菌种，采用最适菌龄。,加大接种量。,用与培养菌种相同组成分的培养基。,116,2、指数期(对数期)(exponentialphase),特点,活菌数呈对数增加酶系活跃，代谢旺盛生长速率最大，generationtime最短细胞的化学组成及形态，生理特性比较一致,117,稳定期特点活菌数保持相对稳定，总菌数达最高水平。细菌代谢物积累达到最高峰。芽胞杆菌这时开始形成芽胞。这是生产收获时期。,3、稳定期(stationaryphase),118,4、衰亡期(declinephase/deathphase),特点细菌死亡数大于增殖数,活菌数明显减少,群体衰落。细胞出现多形态,大小不等的畸形,变成衰退型。细胞死亡,出现自溶现象。,119,细菌的生长曲线的指导意义,掌握细菌生长规律,可以人为地改变培养条件,调整细菌的生长繁殖阶段,更为有效地利用对人类有益的细菌。例如在培养过程中,不断地更新培养液和对需氧菌进行通气,使细菌长时间地处于生长旺盛的对数期,这种培养称为连续培养。,120,四细菌的人工培养,培养细菌的方法培养基细菌在培养基中的生长情况人工培养细菌的用途,121,(一)细菌的培养方法,微生物培养就是提供一个适宜特定微生物生长的物理化学环境,使其大量地繁殖。微生物培养的目的各有不同,有些是以大量增殖微生物作为目标(如单细胞蛋白或胞内产物),有些则是希望在微生物生长的同时,实现目标代谢产物的大量积累。固体培养(solid-stateculture)液体培养(Liquid-stateculture)连续培养(continuousculture)补料分批培养(Fed-batchculture),122,1.固体培养(solid-stateculture),利用固体培养基进行细菌的繁殖,细菌贴附在营养基质表面生长,所以又可称为表面培养(surfaceculture)。用于菌种的分离、纯化、保存等。实验室主要有试管斜面、培养皿平板、较大型的克氏扁瓶和茄子瓶斜面等培养方法。,123,124,细菌分离培养,125,126,127,2.液体培养,(l)试管液体培养通气效果一般较差,仅适用于培养兼性好氧菌,以及进行微生物的各种生理生化试验。(2)浅层液体培养一般也仅适于兼性好氧菌。(3)摇瓶培养一般装液量为三角瓶的10以下。(4)台式发酵罐用液体培养基进行厌氧菌培养时,一般采用加有机还原剂(如巯基乙醇、半胱氨酸、维生素C等)或无机还原剂(铁丝等)的深层液体培养基,其上方封以凡士林-石蜡层,以保证氧化还原电位Eh0保持在-150-420mV的范围内,如放在厌氧罐中培养,则效果更好。,128,连续培养(continuousculture),在对数生长期的培养容器中不断添加新鲜的培养基,同时不断放出代谢物,使微生物所需的营养及时得到补充,有害的代谢产物又能够及时排除,菌体的生长不受影响地始终处于对数生长期,这就是连续培养。控制方式主要有两类：恒化培养(Chemostatculture)和恒浊培养(Turbidostaticculture)。保持培养液的流速不变,使培养罐内的营养物质浓度基本恒定,并使微生物始终在低于其最高生长速度的条件下进行繁殖,这种连续培养方式称为恒化培养。培养和控制装置称为恒化器(Chemostat),根据体系中微生物的生长密度,不断调整培养液的流速,以取得菌体密度和生长速度恒定的微生物细胞的培养方式称为恒浊培养。培养和控制装置称为恒浊器(Turbidostat)。,129,130,补料分批培养(Fed-batchculture),根据菌株生长和初始培养基的特点,在分批培养的某些阶段适当补加培养基,使菌体或其代谢产物的生产时间延长。在生产次级代谢产物和需要细胞高密度培养的发酵工业中普遍采用了补料分批培养技术。,131,(二)细菌的人工培养,1.培养基,用人工方法配制而成的，专供微生物生长繁殖使用的混合营养物制品,132,（1）有的放矢（2）营养协调（3）条件适宜(4)经济节约以粗代精,以简代繁,以纤代糖,以氮代朊,以国产代进口等.,2、配制培养基的原则,133,3、培养基的类型,（1）根据微生物的种类,（2）按培养基的成分,（3）按培养的用途,（4）按培养基的物理状态,134,培养基根据微生物的种类分类（1）细菌培养基（2）放线菌培养基（3）霉菌培养基（4）酵母培养基,135,（1）合成培养基：营养物质的成分及其浓度完全清楚；组分精确；重复性强。但微生物生长缓慢，所用各种物质成本昂贵，只在实验室里使用。（2）天然培养基：采用动植物组织、微生物浸出物等，如牛肉膏蛋白质、玉米粉、麦芽汁、麸皮、马铃薯、酵母膏，等皮革厂、肉食品加工厂、淀粉厂的付产品配制成。不稳定、不精确。微生物生长良好，培养基易得，成本低廉，适于大生产中配制培养基。（3）半合成培养基：在天然有机物基础上加入某种已知的无机盐类或在合成培养基基础上加入某些天然有机成分。这种培养基能更有效的满足微生物的营养要求。微生物生生长良好，应用广泛。,按培养基的成分,136,按培养的用途（1）基本培养基（2）加富培养基（3）选择培养基（4）鉴别培养基（5）保藏菌种培养基,137,基本培养基：按大多数微生物的营养需要配制一种培养基称为基本培养基。加富培养基:是在培养基中加入血、血清、动植物组织提取。用来培养要求较苛刻的某些异养微生物。选择培养基:是为分离某种微生物，根据这种微生物的特殊营养需要或含有某种抑制剂。配制出适合它生长的。不利另外一些微生物生长的培养基，是用于筛选菌种初筛所用培养基。,138,鉴别培养基：用于微生物分类鉴定的培养基，通过指示剂的显色等不同的生化反应来鉴别不同的微生物。如伊红美兰培养基上，当大肠杆菌发酵乳糖形成紫黑色带金属光泽的菌落，而沙门氏杆菌在这种培养基上长出的是无色菌落。保藏菌种培养基：对于生产中使用的菌种保藏培养基，要