《食品微生物学》教案 (第7次课2学时 一、授课题日 第3章微生物的营养与培养基 二、教学日的和要求 了解微生物细胞的化学组成及所需的营养物质，微生物的营养类型及其对营养物质的 吸收 三、教学重点和难点 营养类型、微生物对营养的吸收 四、教学过程 教学内容：微生物的营养 教学办法：交流引导分析法：微生物营养要素以交流方式进行，营养类型通过引导， 强调概念，分析表格加深理解。 辅导手段：采用PPT辅助教学，充分利用数据、表格、图表等比较说明 板书： 第3章微生物的营养与培养基 3.1微生物的营养物和营养类型 3.2微生物对营养物质的吸收 一、微生物的六大营养要素 单纯扩散促讲护散 ,微生物的营养类型 主动运输基团转位 自养型异养型光能型化能型 学时分配： 导入(2min) 做生物的营养物和营养类型(48min) 对营养物质的吸收(47min)(重点讲解) 小结(3min) 五、作业 课后P1182 六、主要参考资料 微生物学教程，周德庆.1993，高等教育出版社 做生物学，蔡信之，黄君红.1996，高等教育出版社 华中农业大学微生物学 七、课后记
导入：微生物同其他生物一样，有个体的生长、繁殖（病毒除外），有群休的生长，需要 新陈代谢，从外界获取营养、能量。创设问题：微生物对营养有何需求？培养基如何配制？ 微生物的生长规律及相关的影响因素 第3章微生物的营养与培养基 3.1微生物的营养物和营养类型 3.1.1微生物的六大营养要素(20min) 一、微生物细胞的化学组成 C、H、O、N及矿质元素组成，其含量与菌种、茵龄、培养基组成有关，由这些元索 组成细胞中有机和无机成分，主要是水分、蛋白质、碳水化合物、脂肪、核酸和无机盐 微生物营养体细胞中水分含量最多，在70%以上，平均在80%左右：干物质占20% 左右，芽孢，孢子，菌核等含水量很少，约40%左右。 二、微生物的营养物质及具生理功能 营养物质主要功用 供给细菌所需要的碳源和氨源：构成酶的活性成分与物质运输系统：产生能量：有的 营养物如维生素主要用于调节新陈代谢。 I、谈源(carbon source) 凡能够被微生物吸收利用来构成细胞物质或代谢产物中碳架的营养物，统称为碳源 C02 一自养型微生物： 有机含碳化合物，单、双、多糖、纤维、有机酸、醇等木霉、根霉等都可利用纤维素： 碳氢化合物，如石油、石腊，有些菌甚至可在人工合成的塑料上生长 碳源既是细菌的成成分，又是细菌的能量来源。 2、氮源(nitrogen source) 氮源：指能提供微生物生长繁殖所需氮元素的营养源。氨是组成细南蛋白质、酶和核 酸的成分。 从分子态氮至结构复杂的含化合物如N2、尿素、嘌岭、AA、肽等都可被不同微生 物利用。 氯源物质一般不提供能量，只有少数菌如硝化细菌可利用铵盐、硝酸盐为源和能源 实验室常用酵母膏、鱼粉、蛋白胨、牛肉膏等到作为氮源。 3、能源 2
4、无机盐类 细菌所需无机盐包括磷、硫、镁、铁、钾、钠、钙、氯、锰、锌、钴、铜等，其中 常量元素：P、S、Mg、Ca、K等 微量元素：Fe、Cu、Zn、Mn等 作用：(1)参与细胞物质组成： (2)许多无机元素是酶的辅助因子，直接影响酶的活性如己糖激酶需Mg激活：调节 渗透压、pH值、氧化还原电位： (3)有些自养微生物需利用无机矿物元素作为能源，如硫和硫化物是某此自养微生物的 能量物质 5、生长因子(growth factors) 生长因子是微生物维持正常生命活动所不可缺少的、微量的特殊的有机营养物，这些 微量营养物质微生物自身不能合成，必须在培养基中加入。包括维生素、嘌岭和嘧啶等。 6、水分 水分：占细胞浆的70%~90%，水是细胞的组成成分，也是良好的溶剂。 3.1.2微生物的营养类型（28min) 据对碳源的不同利用能力分：自养型微生物和异养型微生物。 自养型微生物(autotrophic bacteria)是指利用简单无机物作营养物质进行生长繁殖， 能以C02或碳酸盐为唯一碳源，在体内合成有机物，不需要外券供给有机含碳化合物 异养型微生物(heterotrophic bacteria):需要利用有机碳作为营养和能源的微生物. 划分异养、自养的标准不在于能否利用C0,而在于是香为唯一碳源或主要碳源。 据微生物生命活动中能量来源不同可分为：光能型微生物、化能型微生物。 光能自养型微牛物 胞内含光合色素，可光合作用，使光能转变为化学能，供细胞直接利用。如绿硫菌、 蓝细菌等。 二、化能自养型微生物 该类微生物具有氧化无机物能力，然后利用反应生成的能量，将CO,或可溶性无机 盐转化为有机物，所以此反应必须有O2,有充足氧气是其反应前提。如亚硝酸细菌、铁 细菌、硫细菌等。 三、光能异养型微生物 只能以现成的有机含碳物为碳源，能源来源为光能。如深红螺菌在有光厌氧的条件下 进行的反应。该种菌在黑暗、有氧条件下，又可利用有机物氧化所释放的化学能。严格来 说应为过渡型菌，该种类型的还有氢细菌等。 四、化能异养型微生物 能量、碳源都来自于有机物。自然界中绝大多数细菌、全部的放线菌、真菊和原生动
物都属于该类。 异养茵据生态习性可以分为两类： 1、腐生菌(saprophytes):能从无生命的有机物质中摄取营养的异养菌 2、寄生菌(parasites):有些异养茵寄生于活的动植物体内，从宿主体内的有机物质 中获得营养和能量，这类细菌称为寄生茵。大部分致病菌属于寄生菌。 3.2微生物对营养物质的吸收(47min) 微生物在吸收营养物质时，没有特殊吸收营养物质的器官，通常是靠茵体表面的扩散 渗透，吸收等作用来完成。微生物细胞小，比表面大，因此表面吸收养料的效率高，微生 物吸收营养物质及对各种营养物质吸收速度，均取决于细胞膜的结构和细胞的代谢活动。 3.2.1被动运输 一、被动扩散(passive diffusion) 动力来自细胞内外的浓度差。方向可逆。特点： 扩散由高浓度向低浓度，即单纯物理扩散：不需要能量：非特异性（没有酶参与） 水、气体、某些无机盐和一些水溶性的小分子。 二、促进扩散(facilitated diffusion) 动力来自细胞内外的浓度养。方向可逆。扩散由高浓度向低浓度：不需能量：运输有 渗透酶参与。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 真核生物的普遍运输机制，原核生物中少见 3.2.2主动运输 运输由低浓度向高浓度：运输有渗透酶参与：需要能量 一、依靠ATP的转运 二、依靠呼吸作用的转运 三、基团转位(group translocation) 运输由低浓度向高浓度：运输有渗透翻参与：需要能量。被转运物质性质发生改变。 需要代谢能量主要存在于厌氧微生物中。荷萄糖、果糖等单糖以及核苷与脂肪酸的运 输均以此种方式进行
《食品微生物学》教案 (第8次课1学时》 一、授课题日 培浆其 二、教学日的和要求 掌握培养基的配制原则，了解培养基的分类 三、教学重点和难点 培养基的配制原则 四、教学过程 教学内容：培养基 教学办法：结合实验讨论交流比较、师生互动 辅导手段：利用图片说明技术方法 板书： 3.3培养基 配制培养基的基本原则 、培养基的类型 三、培养基制各的一般过程 基础、加富、选择、鉴别 学时分配： 导入、回顾(2min》 培养基(30min) 讨论(15min) 小结(3min)》 五、作业 课后P1184 六、主要参考资料 微生物学教程，周德庆，1993，高等教育出版社 食品微生物学，何国庆、贾英民，2002，中国农业大学出版社 华中农业大学微生物学、江西农业大学微生物精品课程 七、课后记 5
导入：前面学习了解到微生物生长需要6大营养要素只有满足其生长的基本营养需求，为 生物才能够正常生长，我们将这些营养基质就称为培养基。这节课主要介绍微生物的配制、 分类等 33培养基 培养基(culture medium)是一种人工配置的，适合微生物生长繁殖和积券代谢产物 所需要的营养基质。如肉汤培养基(broth medium)）、琼脂培养基(agar medium)、基础培 养基、营养培养基(riched medium),选择培养基(selective medium)。 仁何培养基都应具备微生物所需的营养要素，且其间比例合适，尤其是CN,同时注 意基质的理化条件，如pH值，渗透压等。 培育基一旦配成。必须立即灭菌，防杂菌丛生，影响其成分及性质。 一、培养基的类型 1、根据营养成分来源分 合成培养基：已知纯化合物配制而成，用于研究微生物形态、营养代谢、分类鉴定、 菌种选育、遗传分析等。 天然培养基：原成分天然有机物。牛肉膏、蛋白胨培养基、玉米粉、血球脂培养基 实验室常用。 半合成培养基：如：马铃薯蔗糖培养基 2、按物理状态分 固体培养基：天然固体培养基或加入凝固剂（琼脂、明胶、硅胶等），可供分离、鉴 定、活菌计数、菌种保藏等 半固体培养基：琼脂0.2-0.3%。用于观察细菌运动，菌种保存，噬菌体分离纯化。 液体培养基：广泛用于微生物的培养，生理代谢，和遗传学的研究及工业发酵等。 3、按用途分 基础培养基(minimum medium):在一定条件下含有某种微生物生长繁殖所需的基本营 养物质的培养基，也称为基本培养基。 完全培养基(complete medium):在一定条件下含有某种微生物生长繁殖所需的所有营 养物质的培养基。牛肉膏蛋白胨培养基就是枯草芽孢杆茵等的完全培养基。 加富培养基(enrichment medium):在普通培养基（如肉汤蛋白豚培养基）中加入某些 特殊营养物质制成的一类营养丰富的培养基。这些特殊营养物质包括血液、血清、酵母浸 膏、动植物组织液等，用来培养营养要求比较苛刻的异养型微生物，如培养百日咳博德氏 Bordetella pertussis)需要含有血液的加官培养基。根话待分离微生物的特点设计的培养 基，用于从环境中富集和分离某种微生物。（日的微生物在这种培养基中较其他做生物生 长速度快，并逐渐富集而占优势，从而容易达到分离该种微生物的日的，)在用于菌种筛 选时，一般在培养基中加入额外的营养物，使某种微生物在其中生长比其它的生长迅速
逐渐淘汰其它微生物。“投其所好”。在加富培养基中生长的微生物并不是一纯种，而只是 营养要求相同的一类微生物。 选择培养基：用于将某种或某类微生物从混杂的微生物群体中分离出来的培养基，根 据不同种类微生物的特殊营养需求或对某种化学物质的敏感性不同，在培养基中加入相应 的特殊营养物质或化学物质，抑制不需要的微生物的生长，有利于所需微生物的生长。“投 其所好”“取其所抗 鉴别培养基：根据微生物能否利用培养基中某种成分或依靠指示剂的颜色反应来鉴别 不同种微生物的培养基叫鉴别培养基如EMB培养基即伊红和美蓝二种苯胺染料可抑制 G细菌和一些难培养的G细茵，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。试样中的多种肠道菌会在EMB培养基上产生相互易区分的特征菌落，因而易 于辨。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绿色金属闪光。 二、配制培养基的基本原贝 1、选择适宜的营养物质 做生物不同采用的培养条件不同： 培养日的不同，原料的选择和配比不同。 实哈室一般培养常用业诵培养基：遗传研究使用成分者整的合成培养基：生迎、代 研究选用相应的培养基配方：例如枯草芽孢杆菌：一般培养用肉汤培养基或LB培养基 自然转化用基础培养基：观察芽孢用生孢子培养基：产蛋白酶用以玉米粉、黄豆饼粉为主 的产酶培养基。 实验室的常用培养基： 细菊：牛肉膏蛋白胨培养基（或简称普通肉汤培养基）： 放线菌：高氏1号合成培养基培养： 辈菌：麦茅汁培养基 霉菌：查氏合成培养基 2、注意营养成分浓度及配比 高浓度糖类物质、无机盐、重金屈离子等不仅不能维持和促进微生物的生长，反而起 到抑制或杀菌作用。 培养基中各营养物质之间的浓度配比也直接影响微生物的生长繁殖和（或）代谢产物 的形成和积紫，其中碳氨比(CN)的影响较大。 如发酵生产谷氨酸：碳氮比为4/1时，菌体大量繁殖，谷氨酸积祟少：碳氮比为31 时，南体繁殖受到抑制，谷氨酸产量则大量增加。当氨源不足时，谷氨酸生成量很少，而 积累ā-刷戊二酸，氮源过量时则使谷氨酸酰化，生成谷氨酰胺，同样使产量下降。 3、适宜的理化条件 p川值：培养基的pH必须控制在一定的范围内，以满足不同类型微生物的生长繁殖 或产生代谢产物。通常培养条件：细菌与放线菌：p7~7.5:酵母菌和霉菌：pI4.5~6范
围内生长。为了维持培养基p的相对恒定，通常在培养基中加入p缓冲剂，或在进行 工业发酵时补加酸、碱。配制培养基时常用的缓冲物质有：磷酸盐类、碳酸钙。 渗透压 水活度：微生物一般在āw为0.60-0.99的条件下生长，āw过低时，微生物生长的迟 缓期延长，比生长速率和总生长量减少。微生物不同，其生长的最适āw不同。 氧化还原电位：不同类型微生物生长对氧化 氧化还原电位又称氧化还原电势(edox 还原电位（中）的要求不同，好氧性微生物：+0.1伏 ontia),是度量某氧化还原系统中的 以上时可正常生长，以+0.3~+0.4伏为宜：厌氧 还原剂释放出子或氧化剂接受电子趋势 性微生物：低于+0.1伏条件下生长：兼性厌氧德 :的一种指标，其单位是V(伏)或mV 生物：+0.1伏以上时进行好氧呼吸，+0.1伏以下 (伏) 时讲行发孝 氧化还原电位与氧分压和pH有关，也受某些微生物代谢产物的影响。如增加通气量 (如振荡培养、搅拌)可提高培养基的氧分压，或加入氧化剂，从而增加中值：在培养基中 加入抗坏血酸(0.1%)、硫化氢(0.025%、半胱氨酸(<0.05%)、谷胱甘肽 二硫苏糖醇 庖肉等还原性物质可降低中值，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 行问接测定。 8