第四章 微生物的营养和培养基
? 第一节 微生物的六种营养要素
? 第二节 微生物的营养类型
? 第三节 营养物质的跨膜运输
? 第四节 培养基
第一节 微生物的六种营养要素
营养（或营养作用,nutrition）,是指生物体从外部环境摄取其生命
活动所必需的能量和物质，以满足其生长和繁殖需要的一种生理功
能。
营养物（或营养,nutrient）,则指具有营养功能的物质。在微生物
学中，常也包括光能这种非物质形式的能源。
微生物细胞的化学组成,碳, 氢, 氧, 氮, 硫, 磷, 钙,
镁, 钾, 氯及多种微量元素 。
营养物质,不论从元素水平还是从营养要素水平看, 微生
物的营养与摄食型的动物 （ 包括人类 ） 和光和自养型的
植物非常相似, 他们之间存在着, 营养上的统一性, 。
也有六种营养要素 。 见表 4-1。
生物类型
营养要素
动物
（异养）
微生物
绿色植物
（自养）
异养 自养
碳源 糖类、脂
肪
糖、醇、有机酸等 二氧化碳、碳酸
盐等
二氧化碳、碳
酸盐等
氮源 蛋白质或其降解物 蛋白质或其降解物、有机氮化合物、无机
氮化合物、氮
无机氮化合物、
氮 无机氮化合物
能源 与碳源相 同 与碳源相同 氧化无机物或 利用日光能 利用日光能
生长因子 维生素 部分需要维生素 不需要 不需要
无机元素 无机盐 无机盐 无机盐 无机盐
水分 水 水 水 水
表 4-1：微生物和动物、植物营养要素的比较
一、碳源 (carbon source)
碳源是一切能提供微生物营养所需的碳元素的营养源，兼作
能源。碳源是需要量最大的营养物（大量营养物）。
表 4-2 微生物的碳源谱
类型 元素水平 化合物水平 培养基原料水平
有
机
碳
C?H?O?N?X 复杂蛋白质, 核酸等 牛肉膏, 蛋白胨, 花生饼粉等
C?H?O?N 多数氨基酸, 简单蛋白质 一般氨基酸, 明胶等
C?H?O 糖, 有机酸, 醇, 脂等 葡萄糖, 蔗糖, 各种淀粉, 糖蜜等
C?H 烃类 天然气, 石油及其不同馏分, 石蜡油等
无
机
碳
C（？ ） —— ——
C?O CO2 CO2
C?O?X NaHCO3,CaCO3等 NaHCO3,CaCO3,白垩等
?碳源主要功能,一是提供细胞物质中的碳素来源；二是提
供微生物生长发育过程中所需的能量。, 双功能营养物, 。
?对碳源的分析：
（ 1） 把微生物作为一个整体来看，微生物的碳源谱很广，但对某一个
具体的菌株来说，其碳源谱有其特殊性。
（ 2） 微生物所能利用的碳源有有机碳源和无机碳源，凡必须利用有
机碳源的微生物，为 异养微生物 ；凡能利用无机碳源的微生物是 自养微
生物 。
（ 3）多数微生物以有机化合物作为碳源和能源，对异养微生物来说最
适碳源是 CHO型，糖类是最好的碳源，尤其是葡萄糖；其次是醇类；有
机酸、脂类等。
（ 4）针对某一种具体微生物来看，其具体碳源利用范围很悬殊。
（ 5）在发酵工业中，常用的碳素原料主要有：山芋粉、玉米粉、麸皮、
废糖蜜、野生植物淀粉等。
二、氮源 (nitrogen source)：
凡能提供微生物生长繁殖所需氮元素的营养源，称为氮源。
注意 C/N对微生物生长的影响。微生物的氮源谱见表 4-3。
类型 元素水平 化合物水平 培养基原料水平
有
机
氮
N?C?H?O? X 复杂蛋白质, 核酸等 牛肉膏, 酵母膏, 饼粕粉, 蚕蛹粉
等
N? C?H?O 尿素, 一般氨基酸, 简单蛋白质等 尿素, 蛋白胨, 明胶等
无
机
氮
N?H NH3,铵盐等 （ NH4） 2SO4等
N?O 硝酸盐等 KNO3等
N N2 空气
表 4-3：微生物的氮源谱
氮源的主要功能, 是提供合成原生质和细胞其他结构的氮素
来源，一般不提供能量，但硝化细菌是利用铵盐或硝酸盐作
为氮源和能源的。
对氮源的分析,
（ 1）从微生物所能利用的氮源种类来看：
?氨基酸自养型生物,所有绿色植物和很多的微生物
?氨基酸异养型生物,所有的动物和大量的异养微生物
（ 2）氮源种类,无机氮：铵态氮、硝态氮、氮气等；
有机氮源：尿素、氨基酸、蛋白质等。
（ 3）实验室和发酵工业生产中，常用的氮源有铵盐、硝
酸盐,牛肉膏、蛋白胨、酵母膏,鱼粉、蚕蛹粉、豆饼粉、
花生饼粉等。
三、能源（ energy source)：
能为微生物的生命活动提供最初能量来源的营养物或辐射能。
能源谱,
1、化学物质 (化能营养型 )
有机物：化能异养微生物的能源（同碳源）
无机物：化能自养微生物的能源（不同于碳源）
2、辐射能 (光能营养型 )：
光能自养和光能异养微生物的能源
能源的分析：
（ 1）化能自养型的微生物，其利用的能源物质是一些还原态
的无机物质，如 NH4+, NO2-,S,H2S,H2,Fe2+等。
（ 2）单功能营养物：能源 如光辐射能
? 双功能营养物：还原态的无机物 N
? 三功能营养物：氨基酸
四, 生长因子 （ growth factor)：
生长因子：是一类对微生物正常代谢必不可少, 且不能用
简单的碳源或氮源自行合成的有机物 。
广义的生长因子除维生素外, 还包括碱基, 卟啉及其衍生
物, 甾醇, 胺类, C4~C8的分支或直链脂肪酸, 以及需要
量较大的氨基酸；
而狭义的生长因子就是指维生素 。 见表 4－ 4
维生素 转移的对象 代谢功能
硫胺素（ B1） 乙醛基 焦磷酸硫胺素是脱羧酶、转醛酶、转酮酶的辅基，与 α -酮酸的氧化脱羧和
酮基转移有关
核黄素（ B2） 氢、电子 黄素核苷酸 FMN和 FAD的前体，他们构成黄素蛋白的辅基，转移氢
烟酸（ B5） 氢、电子 NAD和 NADP的前体，是脱氢酶的辅酶，参与递氢过程及氧化还原反应
吡哆醇（ B6） 氨基 磷酸吡哆醛是氨基酸消旋酶、转氨酶与脱羧酶的辅基，参与氨基酸的消旋、
脱羧和转氨
泛酸 酰基 辅酶 A的前体，乙酰载体的辅基，转移酰基，参与糖和脂肪酸的合成
叶酸 甲基 即辅酶 F（ 四氢叶酸），参与一碳基的转移，与合成嘌呤、嘧啶、核苷酸、丝氨酸和甲硫氨酸有关
生物素（ H） 羧基 各种羧化酶的辅基，在 CO2固定、氨基酸和脂肪酸合成及糖代谢中起作用
维生素 B12 羧基，甲基 钴酰胺辅酶，参与一碳基传递，与甲硫氨酸和胸苷酸的合成和异构化有关
表 4-4：维生素的生理功能
生长因子的功能：生长因子在微生物代谢中有着极其重
要的作用, 如构成细胞成分；调节代谢, 维持生命的
正常活动 。
生长因子分析：
（ 1） 各种微生物与生长因子的关系可分以下几类：
生长因子自养型微生物
生长因子异养型微生物
生长因子过量合成微生物
（ 2）在配制微生物培养基时，如果配制的是天然培养基，
则可加入富含生长因子的原料 — 酵母膏、玉米浆、肝
浸液、麦芽汁或其他新鲜的动植物组织浸液；如果配
制的是合成培养基，可加入复合维生素液。
五, 无机盐 (inorganic salt)：
无机盐主要可为微生物提供碳, 氮源以外的各种重要元素 。
大量元素,凡是生长所需浓度在 10-3~10-4mol/L范围内的元素,
如 K,Ca,Na,Mg,S,P,Fe等；
微量元素,凡所需浓度在 10-6~10-8mol/L范围内的元素, 称为,
如 Mn,Cu,Zn,Co,Mo等 。
Fe实际上介于大量元素和微量元素之间 。 不同的微生物对
不同的元素要求不同 。
无机盐的营养功能：
无机盐的分析：
（ 1）在配制细菌培养基时，对于大量元素来说，可以加
入有关化学试剂，其中首选的是 K2HPO4及 MgSO4,因为
它们可以同时提供 4种需要量最大的元素。
（ 2）对其他需要量少些的元素，除非研究代谢等有特殊
要求，一般不需外源添加。
六、水 (water)：
水分是微生物细胞中的主要组成成分，一般约为 70~90%。
其主要作用, 细胞物质的组成成分；生物化学反应的介质；
细胞内各种物质的基本溶剂；调节细胞内的温度，保持生活
环境温度的恒定。
除了少数微生物如蓝细菌以水为代谢中间物外，其他微生物
都不是利用水作为营养物质。
几种生物的游离水含量：
人体：～ 60% 海蜇：～ 96% 微生物,75～ 85%
第二节 微生物的营养类型
分类标准 营养类型
1.以能源分 光能营养型 （ phototroph）
化能营养型 （ chemotroph）
2.以供氢体分 无机营养型 （ lithotroph）
有机营养型 （ organotroph）
3.以碳源分 自养型 （ autotroph）
异养型 （ heterotroph）
4.以合成氨基酸能力分 氨基酸营养型 （ amino acid autotroph）
氨基酸自养型 （ amino acid heterotroph）
5.以生长因子分 原养型 （ protoroph） 或野生型 （ wild type）
营养缺陷型 （ auxotroph）
6.以取食方式分 渗透营养型 （ osmotroph）
吞噬营养型 （ phagocytosis）
7.以取得死或活有机物分 腐生型 （ saprophytism）
寄生型 （ parasitism）
表 4-5：微生物营养类型的分类
营养类型 能源 供氢体 基本碳源 实例
光能无机营养型
（ 光能自养型 ） 光 无机物 CO2
蓝细菌, 紫硫细菌, 绿硫细菌,
藻类
光能有机营养型
（ 光能异养型 ） 光 有机物 CO2及简单有机物
红螺菌科的细菌 （ 即紫色无硫
细菌 ）
化能无机营养型
（ 化能自养型 ） 无机物 * 无机物 CO2
硝化细菌, 硫化细菌, 铁细菌,
氢细菌, 硫黄细菌等
化能有机营养型
（ 化能异养型 ） 有机物 有机物 有机物
绝大多数细菌和全部真核微生
物
表 4-6：微生物的营养类型
1、光能自养型（光能无机营养型）
光能自养微生物所需要的能源是光能，以 CO2为主要碳
源，以无机物作为供氢体，将 CO2化合成细胞自己的有机物
质。这类微生物都含有光合色素，所以能利用光能进行光
合作用。主要类群是蓝细菌,绿硫细菌和紫硫细菌。光合
色素主要有二类：叶绿素和菌绿素。以绿硫细菌为例,
CO2+2H2S [CH2O]+2S+H2O
2,光能异养型（光能有机营养型）
光能异养微生物利用光作能源，以一种有机化合物为主
要碳源，作为供氢体，将 CO2还原成碳水化合物。例如红螺
菌利用异丙醇作为供氢体，进行光合作用。
CH3
CHOH+CO2 2CH3COCH3+H20
CH3
3、化能自养型（化能无机营养型）
化能自养微生物利用氧化无机物所产生的能量作为能源，
CO2作为碳源，合成自身需要的有机含碳化合物。这类微生物
仅限一些细菌，共有五类：氢细菌、硫细菌、铁细菌、氨细
菌和亚硝酸细菌。这些细菌在产能过程中，都需要大量氧气
参加，所以所有的化能自养细菌均为好氧菌。以亚硝酸细菌
为例，它将氨氧化为亚硝酸，获得能量，供 CO2合成有机含碳
化合物时用，二步反应是在细菌细胞内紧密联系进行的。
NH3+O2 2HNO2+4H++能
CO2+4H+ [CH2O]+H2O
4,化能异养型（化能有机营养型）
化能异养微生物利用氧化有机物时获得的能量作为能源，
碳源也是有机化合物。这样对化能异养菌来讲，一种有机化
合物的代谢作用既可提供能源又可以供应碳源。 绝大多数细
菌和全部真核微生物。
第三节 营养物质的跨膜运输
一般认为，细胞膜以四种方式控制物质的
运送，即单纯扩散、促进扩散、主动运送和基
团移位，以主动运送最为重要。
一、单纯扩散 (simple diffusion):
又称被动扩散 (passive diffusion)或被动运输／送 (passive
transport),细胞膜（包括孔蛋白在内）在无载体蛋白参与
下，单纯依靠物理扩散方式让许多小分子、非电离分子尤
其是亲水性分子被动通过的一种物质运送方式。
特点,物质由高浓度区向低浓度区扩散；
不需要能量；
扩散是非特异性的，无运载蛋白参与；
扩散速度慢。
运送的物质,气体（ O2和 CO2）,水、某些水溶性物质
（乙醇等）和脂溶性物质、大肠杆菌吸收钠离子。
2、促进扩散（ facilitated diffusion)
? 促进扩散指溶质在运送过程中，必须借助存在于细胞膜
上的底物特异载体蛋白的协助，但不消耗能量的一类扩
散性运送方式。
特点,物质由高浓度区向低浓度区扩散；
不需要能量；
扩散特异性载体蛋白（渗透酶、易位酶、易位
蛋白）参与；
扩散速度较快。
运送的物质,无机离子和糖类等。
3、主动运输（ active transport)
? 主动运输是指一类必须提供能量并通过细胞膜
上特异性载体蛋白构想的变化，使膜外环境中
底浓度的溶质运入膜内的一种运送方式。
特点,逆浓度梯度运输；
需要提供能量；
需要特异性载体蛋白参与；
运送速度较快
运送的物质,无机离子、有机离子和一些糖类等。
四、基团转位 (group translocation)
基团转位 指一类既特异性载体蛋白的参与，又需耗能的一
种物质运送方式，其特点是溶质在运送前后会发生分子结
构的变化，而不同于一般的主动运送。
磷酸转移酶系统。该磷酸转移酶系统包括酶 I,酶 II和 Hpr。
第一步, PEP+HPr---------P~HPr+丙酮酸
第二步,P-Hpr+糖 -----------糖 -P+Hpr 热稳载体蛋白
丙酮酸
特点：逆浓度梯度运输；需要能量；需要特异性载体蛋
白；被转运的物质改变了化学结构。
运送的物质：某些细菌运送的葡萄糖
四种运送营养物质方式的比较
比较项目 单纯扩散 促进扩散 主动运送 基团转位
特异载体蛋白 无 有 有 有
运送速度 慢 快 快 快
溶质运送方向 由浓到稀 由浓到稀 由稀到浓 由稀到浓
平衡时内外浓度 内外相等 内外相等 内部浓度高得多 内部浓度高得多
运送分子 无特异性 特异性 特异性 特异性
能量消耗 不需要 不需要 需要 需要
运送前后溶质分子 不变 不变 不变 改变
载体饱和效应 无 有 有 有
与溶质类似物 无竞争性 有竞争性 有竞争性 有竞争性
运送抑制剂 无 有 有 有
运送对象举例 H2O,CO2、
O2、甘油、少
数氨基
SO42-,PO43-；
糖
氨基酸、乳糖等
糖类,Na+、
Ca2+等无机离子
葡萄糖、果糖、
甘露糖、嘌呤、
核苷、脂肪酸等。
影响营养吸收的因素,
1,细胞内外营养物质的浓度差
浓度差越大，越有利于细胞的吸收。
2,营养物的特性
（ 1）大分子化合物不易透过，需经胞外酶水解成可溶
性的小分子后，才被吸收。
（ 2）脂溶性化合物较水溶性物质更易透过细胞膜。
（ 3）不易电离的化合物较易电离的化合物更易进入细
胞。
3,细胞膜的通透性
当营养物的电荷与膜上的孔的电荷相反时，透性增加；
当菌种是幼龄时，膜透性较大；当细胞受损或死亡时，
膜的选择性受到破坏，菌体内含物容易从体内渗出。
其他物化条件，如温度,pH、有毒物质等都会影响细
胞膜的通透性。
第四节 培养基
培养基 (medium/culture medium)一种人工配制的、适合微
生物生长繁殖或产生代谢产物用的混合养料。
具备六种营养要素、进行灭菌。
一、配制原则 （ 4条 )
1、目的明确：
实验室：不计较成本，重复性要强；
大生产：考虑成本（ 1）种子培养基：利于菌种的快速繁
殖 （ 2）发酵培养基：利于产物的生成
2、营养协调：
微生物细胞内各种成分间有较稳定的比例关系。因此大多数
化能异养微生物的培养基，除水分外，碳源（兼能源）的
含量最高，其后依次是氮源、大量元素和生长因子。
C/N比 指在微生物培养基中所含的碳源中碳原子与氮源中氮
原子的摩尔数比 。 一般来讲, 真菌需 C/N比较高的培养基
（ 似动物的, 素食, ）, 细菌尤其是动物病原菌需 C/N较
低的培养基 （ 似动物的, 浑食, ） 。 据记载：一般培养基
的 C/N比为 100/0.5~2；谷氨酸发酵培养基为 100/11~21；放
线菌蛋白质培养基为 100/10~20。
3,条件适宜 （ 理化适宜 ）,
（ 1） pH,各大类微生物一般都有它们合适的生长 pH值 。
如细菌 7.0～ 8.0,放线菌 7.5～ 8.5,酵母菌 3.8～ 6.0,霉菌
4.0～ 5.8,藻类 6.0～ 7.0,原生动物 6.0～ 8.0。
A) 内源调节培养基的 pH值调剂能力, 通过培养基内成分
发挥的调节作用 。
磷酸缓冲液,K2HPO4和 KH2PO4浓度比, pH6.0～ 7.6。
备用碱,CaCO3或 NaHCO3
B)外源调节, 加入酸液或碱液
（ 2） 渗透压和水活度：
? 渗透压：等渗环境适宜微生物生长；
? 水活度：水可利用性的衡量指标；不同微生物
要求的水活度不同。
（ 3）氧化还原势,发酵 — 0.1V— 呼吸
? 各种微生物对氧的需求不同。氧化还原电位 Eh可作为供
氧水平的指标。
? 好氧微生物生长的 Eh为 +0.3～ +0.4V，它们在 Eh＞ 0.1V的
环境中均能生长；
? 兼性厌氧微生物 在 Eh＞ 0.1V时进行好氧呼吸，在 Eh＜
0.1V时进行发酵；
? 厌氧微生物在 Eh＜ 0.1V时才能生长。
? 培养厌氧微生物时，除了在配制培养基、灭菌、按种和
培养一系列操作中采用严格的厌氧技术除去氧气外，还
要在培养基中加入还原剂，降低其氧化还原电位。
? 不论是好氧还是厌氧微生物，随着它们的生长和代谢活
动的进行，培养基的原有 Eh会逐步降低。这是由于溶解
氧的消耗及 H2S,H2等还原性代谢产物形成累积所致。
4、经济节约
（ 1）以粗代精
（ 2）以, 野, 代, 家,
（ 3）以废代好
（ 4）以简代繁
（ 5）以烃代粮
（ 6）以纤代糖
（ 7）以氮代朊
（ 8）以, 国, 代, 进,
二, 设计步骤 （ 方法 ）
1、生态模拟
２、参考文献
３、精心设计
４、试验比较
三、培养基种类
（一）按对培养基成分的了解来分
天然培养基、组合培养基和半组合培养基
１, 天然培养基 (complex medium; undefined medium)：
?天然培养基是指利用各种动, 植物或微生物的原料, 其成
分难以确切知道 。
? 如培养细菌用的 牛肉膏蛋白胨培养基, 培养酵母菌的 麦芽
汁培养基 等 。
?用作这种培养基的主要原料：牛肉膏、麦芽汁、蛋白胨、
酵母膏、玉米粉、麸皮、各种饼粉、马铃薯、牛奶、血清等。
?优点：取材广泛，营养全面和丰富，制备方便，价格低廉，
适宜于大规模培养微生物。
?缺点：成分复杂，成分不稳定。
配制天然培养基用的几种原料性质与成分
原材料 产品特点 营养成分
牛肉膏
(beefextract)
瘦牛肉加热抽提并浓缩而成的膏状
物
富含水溶性动物组织的营养
物，如糖类、有机含氮物、
水溶性维生素和无机盐等
蛋白胨
(peptone)
由酪素或明胶等蛋白质经酸或酶 ( 胰
蛋白酶、胃蛋白酶或木瓜蛋白酶 等 )
水解而成。因蛋白质来源和水解方
式不同，可以获得不同特性的产品
是营养丰富 的有机氮源，其
中还含有若干维生素和糖类。
如胰酶水解的酪蛋白约含总
氮 12.9%，氨基氮 6,6%
酵母膏
(yeast extract)
由酵母细胞水提取物浓 缩而成的膏
状物，还可制成粉末型商品
富含 B族维生素，也含丰富的
有机氮和碳化物
２．组合培养基 (chemical defined medium)：
?组合培养基又称合成培养基或综合培养基，是按照微生物的
营养要求精确设计后，用多种化学试剂配制而成的培养基。
?如实验室常用的培养 E,coli等细菌用的 葡萄糖铵盐培养基 ；
放线菌（链酶菌）用的 淀粉硝酸盐培养基（常称为高氏一号
培养基） ；培养真菌用的 蔗糖硝酸盐培养基（即察氏一号培
养基） 等。
?优点：成分精确、重演性好。
?缺点：价格较贵、配制较烦。一般用于实验室进行营养代谢、
分类鉴定和选育菌种、菌种鉴定和生物测定等定量要求较高
的研究工作上。
３, 半组合培养基 (semi-defined medium)：
?半组合培养基用一部分天然物质作为碳氮源及生长辅
助物质, 又适当补充少量无机盐类配制的培养基 。
例如：培养真菌的 马铃薯蔗糖培养基 等 。
? 半合成培养基应用最广, 能使绝大多数微生物良好
地生长 。
（二）按培养基外观的物理状态来分
1、固体培养基 (solid medium)：
? 根据固体的性质可把其分为四类：
①固化培养基：常称为固体培养基，加 1~2%琼脂或 5~12%
明胶作凝固剂
②非可逆性凝固培养基：血清或无机硅胶
③天然固体培养基：由天然固体状基质直接制成
④滤膜：一种坚韧且带有无数微孔的醋酸纤维薄膜。
? 固体培养基的用途很广泛，如用于菌种的分离、鉴定、菌
落计数、检验杂菌、选种、育种、菌种保藏、抗生素等生物
活性物质的生物测定等，还可以用于固体发酵。
成分 营养价 值 分解性 融化温 度 凝固温 度 耐高压灭 菌力
琼脂
明胶
聚半乳糖
硫酸酯
蛋白质
无
氮源
罕见
极易
96℃
25℃
40℃
20℃
强
弱
琼脂与明胶性质比较
A在标准营养培养基上对总菌数进行计数。（染色）
B在粪便大肠菌培养基上检测粪便中的大肠菌类
C在远藤氏培养基上检测大肠杆菌
D在麦芽汁培养基上生长的酵母和霉菌
2、半固体培养基 (semi-solid medium)：
? 加入少量的凝固剂到液体培养基中就配制成半固体培养基，
琼脂用量一般在 0.5%左右。
? 常用来观察细菌的运动性，鉴定噬菌体的效价和厌氧菌的
培养及菌种保存等。
3、液体培养基 (liquid medium)：
? 所配制的培养基是液态的，其中的成分基本上溶于水，没
有明显的固形物。液体培养基营养成分分布均匀，适用于做
细致的生理代谢等各项基本理论的研究，更适用于现代化的
大规模发酵生产。
4、脱水培养基（ dehydrated culture media）
? 指含有除水以外的一切营养成分的商品培养基，使用时只
要加入适量的水分并加以灭菌即可。
（三）按培养基的功能来分
选择性培养基、鉴别性培养基
1、选择性培养基 (selected medium)
?根据某种微生物的特殊营养要求或对某化学、物理因素的抗
性而设计的培养基，其功能是使混合菌样中的劣势菌变成优
势菌，从而提高该菌的筛选效率。
?一般利用“投其所好”和“取其所抗”的原理，如 加富性培
养基 和 抑制性选择培养基 。
选择对象 抑制剂及其用量 (μg/ml) 抑制对象
细菌
四环素 (200)
四环素 (100)
放线菌酮 (20)
放线菌酮 (50)
放线菌酮 (100)
放线菌酮 (200)
真菌素 (Cabicidin)(100)
黑曲霉，酵母
酱油曲霉，根霉
酵母
酱油曲霉
根霉
黑根霉酱
油曲霉，酵母
G+细菌 多粘菌素 B(5) G-细菌
G-细菌 青霉素 (1) G+细菌
乳酸菌
山梨酸 (0.2%,pH6)
叠氮化纳 (Na 3N)(0.005%,pH7)
真菌素 (20)
芽孢杆菌
曲霉
酵母
肠道细菌 胆汁酸 (1.5～ 5mg/mi) G+细菌
微球菌 山梨酸 (0.2%) 芽孢杆菌
放线菌 放线菌酮 (50)，制霉菌素 (50)，丙酸钠 (4mg/ml) 霉菌
酵母
丙酸钠 (0.2%)
丙酸钠 (0.1%～ 0.15%)
CuSO4·5H2O(0.05%,pH3.8)
四环素 (50)，氯霉素 (20)，链霉素 (20～ 100)，青霉素 (50)，金
霉素 (100)，真菌素 (200)
曲霉,根霉，杆菌
青霉，微球菌，醋酸菌
乳酸菌，乳链球菌
细菌
霉菌 氯霉素 (100)青霉素 (20)，链霉素 (40)，青霉素 (100)，氯霉素 (50)+放线菌酮 (10)
细菌
细菌，酵母
选择性培养基的抑制剂
2,鉴别性培养基 (differential medium)：
? 培养基中加有能与某一菌的无色代谢产物发生显色反应
的指示剂，从而用肉眼就能使该菌菌落与外形相似的它种
菌落相区分的培养基。
? 最常见的鉴别性培养基是 伊红美蓝乳糖培养基,即 EMB
培养基 。它在饮用水、牛乳的大肠杆菌等细菌学检验以及
遗传学研究上有着重要的用途。
改良 EMB(伊红－美兰培养基 )的成分：
其中的伊红和美蓝两种苯胺染料可抑制
革兰氏阳性细菌和一些难培养的革兰氏
阴性细菌。在低酸度时，这两种染料结
合形成沉淀，起着产酸指示剂的作用。
EMB在鉴定各种肠道杆菌中的作用概括
如下图：
五、培养基的配制
培养基配方确定以后，在实验室中
经过下列步骤可配制出培养基。
步骤：
计算称量 → 加水溶解 → 调节 pH → 过
滤分装 → 放塞包扎 → 加压灭菌 → 无
菌检查
作业题：
1、名词解释：营养、营养物、培养基
2、微生物的营养要素有那些？并说明其功能。
3、列表比较微生物的营养类型。
4、营养物质进入细胞的方式哪几种？列表比较。
5、选用和设计培养基的原则和方法是什么？
6、培养基的种类有哪些？各自的意义。
? 第一节 微生物的六种营养要素
? 第二节 微生物的营养类型
? 第三节 营养物质的跨膜运输
? 第四节 培养基
第一节 微生物的六种营养要素
营养（或营养作用,nutrition）,是指生物体从外部环境摄取其生命
活动所必需的能量和物质，以满足其生长和繁殖需要的一种生理功
能。
营养物（或营养,nutrient）,则指具有营养功能的物质。在微生物
学中，常也包括光能这种非物质形式的能源。
微生物细胞的化学组成,碳, 氢, 氧, 氮, 硫, 磷, 钙,
镁, 钾, 氯及多种微量元素 。
营养物质,不论从元素水平还是从营养要素水平看, 微生
物的营养与摄食型的动物 （ 包括人类 ） 和光和自养型的
植物非常相似, 他们之间存在着, 营养上的统一性, 。
也有六种营养要素 。 见表 4-1。
生物类型
营养要素
动物
（异养）
微生物
绿色植物
（自养）
异养 自养
碳源 糖类、脂
肪
糖、醇、有机酸等 二氧化碳、碳酸
盐等
二氧化碳、碳
酸盐等
氮源 蛋白质或其降解物 蛋白质或其降解物、有机氮化合物、无机
氮化合物、氮
无机氮化合物、
氮 无机氮化合物
能源 与碳源相 同 与碳源相同 氧化无机物或 利用日光能 利用日光能
生长因子 维生素 部分需要维生素 不需要 不需要
无机元素 无机盐 无机盐 无机盐 无机盐
水分 水 水 水 水
表 4-1：微生物和动物、植物营养要素的比较
一、碳源 (carbon source)
碳源是一切能提供微生物营养所需的碳元素的营养源，兼作
能源。碳源是需要量最大的营养物（大量营养物）。
表 4-2 微生物的碳源谱
类型 元素水平 化合物水平 培养基原料水平
有
机
碳
C?H?O?N?X 复杂蛋白质, 核酸等 牛肉膏, 蛋白胨, 花生饼粉等
C?H?O?N 多数氨基酸, 简单蛋白质 一般氨基酸, 明胶等
C?H?O 糖, 有机酸, 醇, 脂等 葡萄糖, 蔗糖, 各种淀粉, 糖蜜等
C?H 烃类 天然气, 石油及其不同馏分, 石蜡油等
无
机
碳
C（？ ） —— ——
C?O CO2 CO2
C?O?X NaHCO3,CaCO3等 NaHCO3,CaCO3,白垩等
?碳源主要功能,一是提供细胞物质中的碳素来源；二是提
供微生物生长发育过程中所需的能量。, 双功能营养物, 。
?对碳源的分析：
（ 1） 把微生物作为一个整体来看，微生物的碳源谱很广，但对某一个
具体的菌株来说，其碳源谱有其特殊性。
（ 2） 微生物所能利用的碳源有有机碳源和无机碳源，凡必须利用有
机碳源的微生物，为 异养微生物 ；凡能利用无机碳源的微生物是 自养微
生物 。
（ 3）多数微生物以有机化合物作为碳源和能源，对异养微生物来说最
适碳源是 CHO型，糖类是最好的碳源，尤其是葡萄糖；其次是醇类；有
机酸、脂类等。
（ 4）针对某一种具体微生物来看，其具体碳源利用范围很悬殊。
（ 5）在发酵工业中，常用的碳素原料主要有：山芋粉、玉米粉、麸皮、
废糖蜜、野生植物淀粉等。
二、氮源 (nitrogen source)：
凡能提供微生物生长繁殖所需氮元素的营养源，称为氮源。
注意 C/N对微生物生长的影响。微生物的氮源谱见表 4-3。
类型 元素水平 化合物水平 培养基原料水平
有
机
氮
N?C?H?O? X 复杂蛋白质, 核酸等 牛肉膏, 酵母膏, 饼粕粉, 蚕蛹粉
等
N? C?H?O 尿素, 一般氨基酸, 简单蛋白质等 尿素, 蛋白胨, 明胶等
无
机
氮
N?H NH3,铵盐等 （ NH4） 2SO4等
N?O 硝酸盐等 KNO3等
N N2 空气
表 4-3：微生物的氮源谱
氮源的主要功能, 是提供合成原生质和细胞其他结构的氮素
来源，一般不提供能量，但硝化细菌是利用铵盐或硝酸盐作
为氮源和能源的。
对氮源的分析,
（ 1）从微生物所能利用的氮源种类来看：
?氨基酸自养型生物,所有绿色植物和很多的微生物
?氨基酸异养型生物,所有的动物和大量的异养微生物
（ 2）氮源种类,无机氮：铵态氮、硝态氮、氮气等；
有机氮源：尿素、氨基酸、蛋白质等。
（ 3）实验室和发酵工业生产中，常用的氮源有铵盐、硝
酸盐,牛肉膏、蛋白胨、酵母膏,鱼粉、蚕蛹粉、豆饼粉、
花生饼粉等。
三、能源（ energy source)：
能为微生物的生命活动提供最初能量来源的营养物或辐射能。
能源谱,
1、化学物质 (化能营养型 )
有机物：化能异养微生物的能源（同碳源）
无机物：化能自养微生物的能源（不同于碳源）
2、辐射能 (光能营养型 )：
光能自养和光能异养微生物的能源
能源的分析：
（ 1）化能自养型的微生物，其利用的能源物质是一些还原态
的无机物质，如 NH4+, NO2-,S,H2S,H2,Fe2+等。
（ 2）单功能营养物：能源 如光辐射能
? 双功能营养物：还原态的无机物 N
? 三功能营养物：氨基酸
四, 生长因子 （ growth factor)：
生长因子：是一类对微生物正常代谢必不可少, 且不能用
简单的碳源或氮源自行合成的有机物 。
广义的生长因子除维生素外, 还包括碱基, 卟啉及其衍生
物, 甾醇, 胺类, C4~C8的分支或直链脂肪酸, 以及需要
量较大的氨基酸；
而狭义的生长因子就是指维生素 。 见表 4－ 4
维生素 转移的对象 代谢功能
硫胺素（ B1） 乙醛基 焦磷酸硫胺素是脱羧酶、转醛酶、转酮酶的辅基，与 α -酮酸的氧化脱羧和
酮基转移有关
核黄素（ B2） 氢、电子 黄素核苷酸 FMN和 FAD的前体，他们构成黄素蛋白的辅基，转移氢
烟酸（ B5） 氢、电子 NAD和 NADP的前体，是脱氢酶的辅酶，参与递氢过程及氧化还原反应
吡哆醇（ B6） 氨基 磷酸吡哆醛是氨基酸消旋酶、转氨酶与脱羧酶的辅基，参与氨基酸的消旋、
脱羧和转氨
泛酸 酰基 辅酶 A的前体，乙酰载体的辅基，转移酰基，参与糖和脂肪酸的合成
叶酸 甲基 即辅酶 F（ 四氢叶酸），参与一碳基的转移，与合成嘌呤、嘧啶、核苷酸、丝氨酸和甲硫氨酸有关
生物素（ H） 羧基 各种羧化酶的辅基，在 CO2固定、氨基酸和脂肪酸合成及糖代谢中起作用
维生素 B12 羧基，甲基 钴酰胺辅酶，参与一碳基传递，与甲硫氨酸和胸苷酸的合成和异构化有关
表 4-4：维生素的生理功能
生长因子的功能：生长因子在微生物代谢中有着极其重
要的作用, 如构成细胞成分；调节代谢, 维持生命的
正常活动 。
生长因子分析：
（ 1） 各种微生物与生长因子的关系可分以下几类：
生长因子自养型微生物
生长因子异养型微生物
生长因子过量合成微生物
（ 2）在配制微生物培养基时，如果配制的是天然培养基，
则可加入富含生长因子的原料 — 酵母膏、玉米浆、肝
浸液、麦芽汁或其他新鲜的动植物组织浸液；如果配
制的是合成培养基，可加入复合维生素液。
五, 无机盐 (inorganic salt)：
无机盐主要可为微生物提供碳, 氮源以外的各种重要元素 。
大量元素,凡是生长所需浓度在 10-3~10-4mol/L范围内的元素,
如 K,Ca,Na,Mg,S,P,Fe等；
微量元素,凡所需浓度在 10-6~10-8mol/L范围内的元素, 称为,
如 Mn,Cu,Zn,Co,Mo等 。
Fe实际上介于大量元素和微量元素之间 。 不同的微生物对
不同的元素要求不同 。
无机盐的营养功能：
无机盐的分析：
（ 1）在配制细菌培养基时，对于大量元素来说，可以加
入有关化学试剂，其中首选的是 K2HPO4及 MgSO4,因为
它们可以同时提供 4种需要量最大的元素。
（ 2）对其他需要量少些的元素，除非研究代谢等有特殊
要求，一般不需外源添加。
六、水 (water)：
水分是微生物细胞中的主要组成成分，一般约为 70~90%。
其主要作用, 细胞物质的组成成分；生物化学反应的介质；
细胞内各种物质的基本溶剂；调节细胞内的温度，保持生活
环境温度的恒定。
除了少数微生物如蓝细菌以水为代谢中间物外，其他微生物
都不是利用水作为营养物质。
几种生物的游离水含量：
人体：～ 60% 海蜇：～ 96% 微生物,75～ 85%
第二节 微生物的营养类型
分类标准 营养类型
1.以能源分 光能营养型 （ phototroph）
化能营养型 （ chemotroph）
2.以供氢体分 无机营养型 （ lithotroph）
有机营养型 （ organotroph）
3.以碳源分 自养型 （ autotroph）
异养型 （ heterotroph）
4.以合成氨基酸能力分 氨基酸营养型 （ amino acid autotroph）
氨基酸自养型 （ amino acid heterotroph）
5.以生长因子分 原养型 （ protoroph） 或野生型 （ wild type）
营养缺陷型 （ auxotroph）
6.以取食方式分 渗透营养型 （ osmotroph）
吞噬营养型 （ phagocytosis）
7.以取得死或活有机物分 腐生型 （ saprophytism）
寄生型 （ parasitism）
表 4-5：微生物营养类型的分类
营养类型 能源 供氢体 基本碳源 实例
光能无机营养型
（ 光能自养型 ） 光 无机物 CO2
蓝细菌, 紫硫细菌, 绿硫细菌,
藻类
光能有机营养型
（ 光能异养型 ） 光 有机物 CO2及简单有机物
红螺菌科的细菌 （ 即紫色无硫
细菌 ）
化能无机营养型
（ 化能自养型 ） 无机物 * 无机物 CO2
硝化细菌, 硫化细菌, 铁细菌,
氢细菌, 硫黄细菌等
化能有机营养型
（ 化能异养型 ） 有机物 有机物 有机物
绝大多数细菌和全部真核微生
物
表 4-6：微生物的营养类型
1、光能自养型（光能无机营养型）
光能自养微生物所需要的能源是光能，以 CO2为主要碳
源，以无机物作为供氢体，将 CO2化合成细胞自己的有机物
质。这类微生物都含有光合色素，所以能利用光能进行光
合作用。主要类群是蓝细菌,绿硫细菌和紫硫细菌。光合
色素主要有二类：叶绿素和菌绿素。以绿硫细菌为例,
CO2+2H2S [CH2O]+2S+H2O
2,光能异养型（光能有机营养型）
光能异养微生物利用光作能源，以一种有机化合物为主
要碳源，作为供氢体，将 CO2还原成碳水化合物。例如红螺
菌利用异丙醇作为供氢体，进行光合作用。
CH3
CHOH+CO2 2CH3COCH3+H20
CH3
3、化能自养型（化能无机营养型）
化能自养微生物利用氧化无机物所产生的能量作为能源，
CO2作为碳源，合成自身需要的有机含碳化合物。这类微生物
仅限一些细菌，共有五类：氢细菌、硫细菌、铁细菌、氨细
菌和亚硝酸细菌。这些细菌在产能过程中，都需要大量氧气
参加，所以所有的化能自养细菌均为好氧菌。以亚硝酸细菌
为例，它将氨氧化为亚硝酸，获得能量，供 CO2合成有机含碳
化合物时用，二步反应是在细菌细胞内紧密联系进行的。
NH3+O2 2HNO2+4H++能
CO2+4H+ [CH2O]+H2O
4,化能异养型（化能有机营养型）
化能异养微生物利用氧化有机物时获得的能量作为能源，
碳源也是有机化合物。这样对化能异养菌来讲，一种有机化
合物的代谢作用既可提供能源又可以供应碳源。 绝大多数细
菌和全部真核微生物。
第三节 营养物质的跨膜运输
一般认为，细胞膜以四种方式控制物质的
运送，即单纯扩散、促进扩散、主动运送和基
团移位，以主动运送最为重要。
一、单纯扩散 (simple diffusion):
又称被动扩散 (passive diffusion)或被动运输／送 (passive
transport),细胞膜（包括孔蛋白在内）在无载体蛋白参与
下，单纯依靠物理扩散方式让许多小分子、非电离分子尤
其是亲水性分子被动通过的一种物质运送方式。
特点,物质由高浓度区向低浓度区扩散；
不需要能量；
扩散是非特异性的，无运载蛋白参与；
扩散速度慢。
运送的物质,气体（ O2和 CO2）,水、某些水溶性物质
（乙醇等）和脂溶性物质、大肠杆菌吸收钠离子。
2、促进扩散（ facilitated diffusion)
? 促进扩散指溶质在运送过程中，必须借助存在于细胞膜
上的底物特异载体蛋白的协助，但不消耗能量的一类扩
散性运送方式。
特点,物质由高浓度区向低浓度区扩散；
不需要能量；
扩散特异性载体蛋白（渗透酶、易位酶、易位
蛋白）参与；
扩散速度较快。
运送的物质,无机离子和糖类等。
3、主动运输（ active transport)
? 主动运输是指一类必须提供能量并通过细胞膜
上特异性载体蛋白构想的变化，使膜外环境中
底浓度的溶质运入膜内的一种运送方式。
特点,逆浓度梯度运输；
需要提供能量；
需要特异性载体蛋白参与；
运送速度较快
运送的物质,无机离子、有机离子和一些糖类等。
四、基团转位 (group translocation)
基团转位 指一类既特异性载体蛋白的参与，又需耗能的一
种物质运送方式，其特点是溶质在运送前后会发生分子结
构的变化，而不同于一般的主动运送。
磷酸转移酶系统。该磷酸转移酶系统包括酶 I,酶 II和 Hpr。
第一步, PEP+HPr---------P~HPr+丙酮酸
第二步,P-Hpr+糖 -----------糖 -P+Hpr 热稳载体蛋白
丙酮酸
特点：逆浓度梯度运输；需要能量；需要特异性载体蛋
白；被转运的物质改变了化学结构。
运送的物质：某些细菌运送的葡萄糖
四种运送营养物质方式的比较
比较项目 单纯扩散 促进扩散 主动运送 基团转位
特异载体蛋白 无 有 有 有
运送速度 慢 快 快 快
溶质运送方向 由浓到稀 由浓到稀 由稀到浓 由稀到浓
平衡时内外浓度 内外相等 内外相等 内部浓度高得多 内部浓度高得多
运送分子 无特异性 特异性 特异性 特异性
能量消耗 不需要 不需要 需要 需要
运送前后溶质分子 不变 不变 不变 改变
载体饱和效应 无 有 有 有
与溶质类似物 无竞争性 有竞争性 有竞争性 有竞争性
运送抑制剂 无 有 有 有
运送对象举例 H2O,CO2、
O2、甘油、少
数氨基
SO42-,PO43-；
糖
氨基酸、乳糖等
糖类,Na+、
Ca2+等无机离子
葡萄糖、果糖、
甘露糖、嘌呤、
核苷、脂肪酸等。
影响营养吸收的因素,
1,细胞内外营养物质的浓度差
浓度差越大，越有利于细胞的吸收。
2,营养物的特性
（ 1）大分子化合物不易透过，需经胞外酶水解成可溶
性的小分子后，才被吸收。
（ 2）脂溶性化合物较水溶性物质更易透过细胞膜。
（ 3）不易电离的化合物较易电离的化合物更易进入细
胞。
3,细胞膜的通透性
当营养物的电荷与膜上的孔的电荷相反时，透性增加；
当菌种是幼龄时，膜透性较大；当细胞受损或死亡时，
膜的选择性受到破坏，菌体内含物容易从体内渗出。
其他物化条件，如温度,pH、有毒物质等都会影响细
胞膜的通透性。
第四节 培养基
培养基 (medium/culture medium)一种人工配制的、适合微
生物生长繁殖或产生代谢产物用的混合养料。
具备六种营养要素、进行灭菌。
一、配制原则 （ 4条 )
1、目的明确：
实验室：不计较成本，重复性要强；
大生产：考虑成本（ 1）种子培养基：利于菌种的快速繁
殖 （ 2）发酵培养基：利于产物的生成
2、营养协调：
微生物细胞内各种成分间有较稳定的比例关系。因此大多数
化能异养微生物的培养基，除水分外，碳源（兼能源）的
含量最高，其后依次是氮源、大量元素和生长因子。
C/N比 指在微生物培养基中所含的碳源中碳原子与氮源中氮
原子的摩尔数比 。 一般来讲, 真菌需 C/N比较高的培养基
（ 似动物的, 素食, ）, 细菌尤其是动物病原菌需 C/N较
低的培养基 （ 似动物的, 浑食, ） 。 据记载：一般培养基
的 C/N比为 100/0.5~2；谷氨酸发酵培养基为 100/11~21；放
线菌蛋白质培养基为 100/10~20。
3,条件适宜 （ 理化适宜 ）,
（ 1） pH,各大类微生物一般都有它们合适的生长 pH值 。
如细菌 7.0～ 8.0,放线菌 7.5～ 8.5,酵母菌 3.8～ 6.0,霉菌
4.0～ 5.8,藻类 6.0～ 7.0,原生动物 6.0～ 8.0。
A) 内源调节培养基的 pH值调剂能力, 通过培养基内成分
发挥的调节作用 。
磷酸缓冲液,K2HPO4和 KH2PO4浓度比, pH6.0～ 7.6。
备用碱,CaCO3或 NaHCO3
B)外源调节, 加入酸液或碱液
（ 2） 渗透压和水活度：
? 渗透压：等渗环境适宜微生物生长；
? 水活度：水可利用性的衡量指标；不同微生物
要求的水活度不同。
（ 3）氧化还原势,发酵 — 0.1V— 呼吸
? 各种微生物对氧的需求不同。氧化还原电位 Eh可作为供
氧水平的指标。
? 好氧微生物生长的 Eh为 +0.3～ +0.4V，它们在 Eh＞ 0.1V的
环境中均能生长；
? 兼性厌氧微生物 在 Eh＞ 0.1V时进行好氧呼吸，在 Eh＜
0.1V时进行发酵；
? 厌氧微生物在 Eh＜ 0.1V时才能生长。
? 培养厌氧微生物时，除了在配制培养基、灭菌、按种和
培养一系列操作中采用严格的厌氧技术除去氧气外，还
要在培养基中加入还原剂，降低其氧化还原电位。
? 不论是好氧还是厌氧微生物，随着它们的生长和代谢活
动的进行，培养基的原有 Eh会逐步降低。这是由于溶解
氧的消耗及 H2S,H2等还原性代谢产物形成累积所致。
4、经济节约
（ 1）以粗代精
（ 2）以, 野, 代, 家,
（ 3）以废代好
（ 4）以简代繁
（ 5）以烃代粮
（ 6）以纤代糖
（ 7）以氮代朊
（ 8）以, 国, 代, 进,
二, 设计步骤 （ 方法 ）
1、生态模拟
２、参考文献
３、精心设计
４、试验比较
三、培养基种类
（一）按对培养基成分的了解来分
天然培养基、组合培养基和半组合培养基
１, 天然培养基 (complex medium; undefined medium)：
?天然培养基是指利用各种动, 植物或微生物的原料, 其成
分难以确切知道 。
? 如培养细菌用的 牛肉膏蛋白胨培养基, 培养酵母菌的 麦芽
汁培养基 等 。
?用作这种培养基的主要原料：牛肉膏、麦芽汁、蛋白胨、
酵母膏、玉米粉、麸皮、各种饼粉、马铃薯、牛奶、血清等。
?优点：取材广泛，营养全面和丰富，制备方便，价格低廉，
适宜于大规模培养微生物。
?缺点：成分复杂，成分不稳定。
配制天然培养基用的几种原料性质与成分
原材料 产品特点 营养成分
牛肉膏
(beefextract)
瘦牛肉加热抽提并浓缩而成的膏状
物
富含水溶性动物组织的营养
物，如糖类、有机含氮物、
水溶性维生素和无机盐等
蛋白胨
(peptone)
由酪素或明胶等蛋白质经酸或酶 ( 胰
蛋白酶、胃蛋白酶或木瓜蛋白酶 等 )
水解而成。因蛋白质来源和水解方
式不同，可以获得不同特性的产品
是营养丰富 的有机氮源，其
中还含有若干维生素和糖类。
如胰酶水解的酪蛋白约含总
氮 12.9%，氨基氮 6,6%
酵母膏
(yeast extract)
由酵母细胞水提取物浓 缩而成的膏
状物，还可制成粉末型商品
富含 B族维生素，也含丰富的
有机氮和碳化物
２．组合培养基 (chemical defined medium)：
?组合培养基又称合成培养基或综合培养基，是按照微生物的
营养要求精确设计后，用多种化学试剂配制而成的培养基。
?如实验室常用的培养 E,coli等细菌用的 葡萄糖铵盐培养基 ；
放线菌（链酶菌）用的 淀粉硝酸盐培养基（常称为高氏一号
培养基） ；培养真菌用的 蔗糖硝酸盐培养基（即察氏一号培
养基） 等。
?优点：成分精确、重演性好。
?缺点：价格较贵、配制较烦。一般用于实验室进行营养代谢、
分类鉴定和选育菌种、菌种鉴定和生物测定等定量要求较高
的研究工作上。
３, 半组合培养基 (semi-defined medium)：
?半组合培养基用一部分天然物质作为碳氮源及生长辅
助物质, 又适当补充少量无机盐类配制的培养基 。
例如：培养真菌的 马铃薯蔗糖培养基 等 。
? 半合成培养基应用最广, 能使绝大多数微生物良好
地生长 。
（二）按培养基外观的物理状态来分
1、固体培养基 (solid medium)：
? 根据固体的性质可把其分为四类：
①固化培养基：常称为固体培养基，加 1~2%琼脂或 5~12%
明胶作凝固剂
②非可逆性凝固培养基：血清或无机硅胶
③天然固体培养基：由天然固体状基质直接制成
④滤膜：一种坚韧且带有无数微孔的醋酸纤维薄膜。
? 固体培养基的用途很广泛，如用于菌种的分离、鉴定、菌
落计数、检验杂菌、选种、育种、菌种保藏、抗生素等生物
活性物质的生物测定等，还可以用于固体发酵。
成分 营养价 值 分解性 融化温 度 凝固温 度 耐高压灭 菌力
琼脂
明胶
聚半乳糖
硫酸酯
蛋白质
无
氮源
罕见
极易
96℃
25℃
40℃
20℃
强
弱
琼脂与明胶性质比较
A在标准营养培养基上对总菌数进行计数。（染色）
B在粪便大肠菌培养基上检测粪便中的大肠菌类
C在远藤氏培养基上检测大肠杆菌
D在麦芽汁培养基上生长的酵母和霉菌
2、半固体培养基 (semi-solid medium)：
? 加入少量的凝固剂到液体培养基中就配制成半固体培养基，
琼脂用量一般在 0.5%左右。
? 常用来观察细菌的运动性，鉴定噬菌体的效价和厌氧菌的
培养及菌种保存等。
3、液体培养基 (liquid medium)：
? 所配制的培养基是液态的，其中的成分基本上溶于水，没
有明显的固形物。液体培养基营养成分分布均匀，适用于做
细致的生理代谢等各项基本理论的研究，更适用于现代化的
大规模发酵生产。
4、脱水培养基（ dehydrated culture media）
? 指含有除水以外的一切营养成分的商品培养基，使用时只
要加入适量的水分并加以灭菌即可。
（三）按培养基的功能来分
选择性培养基、鉴别性培养基
1、选择性培养基 (selected medium)
?根据某种微生物的特殊营养要求或对某化学、物理因素的抗
性而设计的培养基，其功能是使混合菌样中的劣势菌变成优
势菌，从而提高该菌的筛选效率。
?一般利用“投其所好”和“取其所抗”的原理，如 加富性培
养基 和 抑制性选择培养基 。
选择对象 抑制剂及其用量 (μg/ml) 抑制对象
细菌
四环素 (200)
四环素 (100)
放线菌酮 (20)
放线菌酮 (50)
放线菌酮 (100)
放线菌酮 (200)
真菌素 (Cabicidin)(100)
黑曲霉，酵母
酱油曲霉，根霉
酵母
酱油曲霉
根霉
黑根霉酱
油曲霉，酵母
G+细菌 多粘菌素 B(5) G-细菌
G-细菌 青霉素 (1) G+细菌
乳酸菌
山梨酸 (0.2%,pH6)
叠氮化纳 (Na 3N)(0.005%,pH7)
真菌素 (20)
芽孢杆菌
曲霉
酵母
肠道细菌 胆汁酸 (1.5～ 5mg/mi) G+细菌
微球菌 山梨酸 (0.2%) 芽孢杆菌
放线菌 放线菌酮 (50)，制霉菌素 (50)，丙酸钠 (4mg/ml) 霉菌
酵母
丙酸钠 (0.2%)
丙酸钠 (0.1%～ 0.15%)
CuSO4·5H2O(0.05%,pH3.8)
四环素 (50)，氯霉素 (20)，链霉素 (20～ 100)，青霉素 (50)，金
霉素 (100)，真菌素 (200)
曲霉,根霉，杆菌
青霉，微球菌，醋酸菌
乳酸菌，乳链球菌
细菌
霉菌 氯霉素 (100)青霉素 (20)，链霉素 (40)，青霉素 (100)，氯霉素 (50)+放线菌酮 (10)
细菌
细菌，酵母
选择性培养基的抑制剂
2,鉴别性培养基 (differential medium)：
? 培养基中加有能与某一菌的无色代谢产物发生显色反应
的指示剂，从而用肉眼就能使该菌菌落与外形相似的它种
菌落相区分的培养基。
? 最常见的鉴别性培养基是 伊红美蓝乳糖培养基,即 EMB
培养基 。它在饮用水、牛乳的大肠杆菌等细菌学检验以及
遗传学研究上有着重要的用途。
改良 EMB(伊红－美兰培养基 )的成分：
其中的伊红和美蓝两种苯胺染料可抑制
革兰氏阳性细菌和一些难培养的革兰氏
阴性细菌。在低酸度时，这两种染料结
合形成沉淀，起着产酸指示剂的作用。
EMB在鉴定各种肠道杆菌中的作用概括
如下图：
五、培养基的配制
培养基配方确定以后，在实验室中
经过下列步骤可配制出培养基。
步骤：
计算称量 → 加水溶解 → 调节 pH → 过
滤分装 → 放塞包扎 → 加压灭菌 → 无
菌检查
作业题：
1、名词解释：营养、营养物、培养基
2、微生物的营养要素有那些？并说明其功能。
3、列表比较微生物的营养类型。
4、营养物质进入细胞的方式哪几种？列表比较。
5、选用和设计培养基的原则和方法是什么？
6、培养基的种类有哪些？各自的意义。
