不同碳源与氮源对耐寒柑橘愈伤组织诱导的影响
题目不同碳源与氮源对耐寒柑橘愈伤组织诱导的影响
学生姓名胡思远学号 0912014075 所在学院生物科学与工程学院
专业班级生物科学092班
指导教师胡选萍 __
完成地点生物科学与工程学院组织培养实验室
2013年 6 月 7 日
不同碳源与氮源对耐寒柑橘愈伤组织诱导的影响
胡思远
（陕西理工学院生物科学与工程学院生物科学092班，陕西汉中 723000）
指导老师：胡选萍
[摘要]本研究以汉中柑橘耐寒品种为试材，通过离体组织培养技术，分析碳源种类与浓度、氮源种类与水平对柑橘愈伤组织诱导的影响作用，结果表明：（1）碳源种类对柑橘愈伤组织的诱导影响比较显著，其中膨大率水平存在极显著差异，出愈率、出愈速度和前、后期膨大速度水平存在较显著差异，而膨大速度和前、后期出愈速度水平差异不显著；（2）碳源含量是柑橘愈伤组织诱导的重要因素，其中膨大率水平、膨大速度水平和前、后期膨大速度水平有极其显著差异；（3）氮源含量对柑橘愈伤组织的诱导影响并不显著，其中出愈速度水平有极其显著差异，在出愈率水平存在较显著差异，而在膨大率、膨大速度和后期出愈速度等水平差异不显著。
[关键词]碳源；氮源；柑橘；愈伤组织
引言
柑橘（Citrus reticulata Blanco）为芸香科柑橘属，常绿小乔木或灌木，高约3米，枝柔弱，通常有刺。叶互生，革质，披针形至卵状披针形，长5.5-8厘米，宽2.9-4厘米，顶端渐尖，基部楔形，全缘或具细钝齿，叶柄细长，翅不明显。花小，黄白色，单生或簇生于叶腋，萼片5;花瓣5;雄蕊18-24，花丝常3-5枚合生，子房9-15室。柑果扁球形，直径5-7厘米，橙黄色或淡红黄色，果皮疏松，肉瓤极易分离。
城固柑橘栽培历史悠久，距今已有2000多年历史。城固县位于陕南、汉中盆地中部，属北亚热带向暖温带过渡地区，北有秦岭大山体阻挡了西北寒流的入侵，南有巴山蜿蜒使暖湿气流不能长驱直入。秦岭山麓的逆温层带和坡壁效应，形成了独特的小气候区域，冬少严寒，夏少酷暑。这里的柑橘一是花期没有高温干热风危害，坐果率高；二是秋季降温早，温差大，有利于果实着色、成熟，这里的柑橘果面艳丽，果实可溶性固形物含量高、酸甜适度。
研究[1-4]表明，通过改变碳源能够诱导体胚发生。由于大部分柑橘愈伤组织具有不能再生胚状体现象[5-7]，而诱导高频率的体细胞胚胎发生对于柑橘细胞的遗传转化、离体诱变、离体筛选突变体、快速繁殖等工作具有特别重要的意义[8-9]。本文就蔗糖、葡萄糖、可溶性淀粉、3种碳源和硝酸铵1种氮源在不同水平对柑橘愈伤组织生长及体细胞胚胎发生能力的影响进行了研究，为选择耐寒柑橘最适培养条件的研究提供依据。
1、研究目的与意义
1.1研究目的
1、分析碳源种类与水平对耐寒柑橘离体培养外植体脱分化的影响；
2、探索氮源对耐寒柑橘愈伤组织诱导的效应方式与效应程度；
3、筛选耐寒柑橘离体脱分化诱导愈伤组织的合适碳、氮源条件。
1.2研究意义
柑橘愈伤组织是理化诱变和遗传转化的理想材料，而碳源与氮源是柑橘愈伤组织诱导与继代培养中的必要成分，因此探索碳、氮源对柑橘愈伤组织诱导的效应程度与效应方式具有重要意义。
1、探索碳源和氮源对于柑橘愈伤组织诱导的效应，特别是对出愈率和分化速度的影响，为深入研究碳、氮源在柑橘离体组织培养中的作用机理，提供一定的数据支撑；
2、以汉中柑橘耐寒品种为研究材料，尝试筛选出其愈伤组织诱导所需的最佳碳、氮源种类和含
量，为通过愈伤组织途径生产柑橘脱毒苗提供相对比较理想的基本培养条件。
2、研究材料和方法
2.1实验材料
供试材料外植体为大小一致，健康完整的城固耐寒柑橘品种的种子。
2.2实验准备
2.2.1实验仪器
HS型系列水平流向工作台（苏州安泰空气技术有限公司）；立室圆形压力蒸汽灭菌锅（上海医用核子仪器厂）；手提式电热压力蒸汽消毒器（山东新华医疗器械厂）；上皿电子天平（上海天平仪器厂）；电热蒸馏水器（上海医用核子仪器厂）。
2.2.2辅助材料
（1）有计划的清洗玻璃器皿（三角烧瓶、培养皿等），并在自然条件下或烤箱中干燥;
（2）取一定量的三角烧瓶加封口膜，用棉线绳绑紧；
（3）取一定量的三角烧瓶向瓶中加入约2/3的纯净水，封口；
（4）向培养皿中放入滤纸一张，包好；
（5）把密封好的三角烧瓶和培养皿放入高压蒸汽灭菌锅，在1.1 kg/cm2高压下灭菌30min；
（6）将灭菌好的培养皿、烧瓶用报纸覆盖备用，整理实验室。
2.2.3基本培养基
表1 基本培养基
母液类别成分工作液浓度（mg/L）各种实用量（mg）定容标准（ml）大量元素类KNO31900 19000 1000
NH4NO31650 16500
MgSO4·7H2O 370 3700
KH2PO4170 1700
CaCl2332 3319
微量元素类MnSO4·H2O 22.3 1115 500
ZnSO4·7H2O 8.6 430
H3BO3 6.2 310
KI 0.83 41.5
Na2MoO4·2H2O 0.25 12.5
CuSO4·5H2O 0.025 1.25
CoCl2·6H2O 0.025 1.25
铁盐类Na2EDTA·2H2O 37.25 1862.5 500
FeSO4·7H2O 27.85 1392.5
有机物质类甘氨酸 2.0 100 500
盐酸硫胺素0.4 20
盐酸吡哆素10 500
烟酸 5 250
肌醇100 5000
2.3实验设计
2.3.1 变量选取
1、自变量：
（1）碳源种类：蔗糖；葡萄糖；可溶性淀粉；
（2）碳源含量：蔗糖的4个水平为15g/L；30g/L；45g/L；60g/L ；
（3）氮源含量：KNO3/NH4NO3=1:1和KNO3/NH4NO3=1:2。
2、因变量：
（1）出愈率：形成愈伤组织的切块数/接种的切块数×100%；
（2）膨大率：离体组织膨大的切块数/接种的切块数×100%；
（3）膨大速度：代表离体组织膨大的快慢。膨大速度=(N K-N0)/K×接种切块数。其中N0代表最初出现膨大的离体组织数，N K代表出现膨大后第K天的膨大组织数。
（4）出愈速度：代表愈伤组织诱导的快慢。出愈速度=(N K-N0)/K×接种切块数。其中N0代表最初出现愈伤组织的出愈数，N K代表出现愈伤组织后第K天的出愈数。
2.3.2设计方案
本实验选用3种碳源，分别为蔗糖、葡萄糖和可溶性淀粉，蔗糖设置4个浓度梯度，葡萄糖和可溶性淀粉不设置浓度梯度；氮源设置2个浓度梯度，分别为MT培养基正常值 1.65g/L （KNO3/NH4NO3=1:1）和加倍值3.30g/L（KNO3/NH4NO3=1:2），具体含量见表2、表3：
1 30 0 0 1.65
2 30 0 0 3.30
3 0 30 0 1.65
4 0 30 0 3.30
5 0 0 12 1.65
6 0 0 12 3.30
1 15 0 0 1.65
2 30 0 0 1.65
3 45 0 0 1.65
4 60 0 0 1.65
2.4研究技术路线
研究材料获取→无菌接种→离体暗培养观察→分析碳、氮源对柑橘离体组织培养的效应
2.4.1无菌接种
在超净工作台上将柑橘种子子叶切出大小3mm×3mm左右的外植体随机接种到各个培养基中，每种培养基接种的外植体数不少于30个。
2.4.2培养观察
实验材料置于温度25±2℃，相对湿度50-60%条件下黑暗培养，定期统计外植体膨大数与出愈数，并依此计算出相应的二级变量。
2.4.3统计分析
定期观察统计，将所获得的数据录入Excel数据库中，然后转换在SPSS专业数据平台上，进行单因素方差分析和二因素析因分析。
3、结果与分析
3.1 碳源种类对柑橘愈伤组织诱导的效应
鉴于3个种类的碳源实验组均设置有两组氮源水平，因此不能排除氮源比例对不同碳源的影响，所以应采取双因素析因分析，分析结果如表4和图1：
表4 碳源种类对柑橘愈伤组织诱导效应
双因素析因分析
平方和 自由度 均方 F 值 显著性 膨大率 0.070 2 0.035 9.422 0.008 出愈率 0.047 2 0.023 5.626 0.030 膨大速度 0.000 2 0.000 2.107 0.184 出愈速度 2.04E-005 2 1.02E-005 4.711 0.044 前期膨大速度 0.003 2 0.002 6.629 0.020 后期膨大速度 0.003 2 0.001 4.809 0.043 前期出愈速度 2.89E-005 2 1.44E-005 1.284 0.328 后期出愈速度
0.001
2
0.000
3.772
0.070
图1 碳源种类对柑橘愈伤组织诱导的效应
由析因分析的结果可以看出，不同碳源种类之间，柑橘愈伤组织膨大速度和前、后期出愈速度上存在不显著的差异，但在膨大率（F=9.422，p ＜0.01）上存在极显著差异，在出愈率（F=5.626，0.01＜p ＜0.05）、出愈速度（F=4.711，0.01＜p ＜0.05
）和前、后期膨大速度（0.01＜p ＜0.05）上存在较显著差异。
3.2 碳源含量对柑橘愈伤组织诱导的效应
本实验设置的4个碳源含量水平除了蔗糖含量不同以外其余培养条件均一致，因此可采用单因素方差分析对数据进行处理，结果如表5和图2：
表5 碳源含量对柑橘愈伤组织诱导的效应
单因素方差分析
平方和 自由度 均方 F 值 显著性 膨大率 0.074 3 0.025 28.985 0.004 膨大速度 0.001 3 0.000 23.754 0.005 前期膨大速度 0.005 3 0.002 56.861 0.001 后期膨大速度
0.011
3
0.004
46.871
0.001
碳源含量碳源含量
图2 碳源含量对柑橘愈伤组织诱导的效应
由方差分析的结果可以看出，在不同的碳源含量之间，柑橘愈伤组织的膨大率水平存在极其显著差异（F=28.985，p＜0.01），且在膨大速度水平（F=23.754，p＜0.01）和前、后期膨大速度也有极其显著差异（p＜0.01）；由图可以看出，蔗糖含量为45g/L时柑橘愈伤组织膨大率和膨大速度最高，其次为蔗糖含量为30g/L、15g/L和60g/L，而前期膨大速度高低依次为30g/L、15g/L、45g/L和60g/L，后期膨大速度依次为45g/L、60g/L、30g/L、15g/L。
3.3 氮源对柑橘愈伤组织诱导的效应
鉴于氮源实验组分别设置在3种碳源培养基中，因此不能排除不同碳源对氮源的影响，所以应采取双因素析因分析，分析结果如表6：
表6 氮源含量对柑橘愈伤组织诱导的效应
双因素析因分析平方和自由度均方F值显著性出愈率0.032 1 0.032 7.625 0.025
膨大率0.003 1 0.003 0.535 0.486
膨大速度8.17E-005 1 8.17E-005 1.459 0.262
出愈速度 3.72E-006 1 3.72E-006 1.720 0.226 前期膨大速度 6.65E-005 1 6.65E-005 0.281 0.610 后期膨大速度0.000 1 0.000 0.363 0.564 前期出愈速度0.000 1 0.000 19.065 0.002 后期出愈速度0.000 1 0.000 2.632 0.143 由析因分析的结果可以看出，在不同的氮源含量，在前期出愈速度水平有极其显著差异（F=19.065，p＜0.01），在出愈率水平存在较显著差异（F=7.625，0.01＜p＜0.05），而在膨大率、膨大速度和后期出愈速度等水平差异不显著。
4、讨论
碳源是植物组织培养不可缺少的物质，它不仅能给外植体提供能量，而且也能维持一定的渗透压，常用的碳源有果糖、葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、山梨醇等，其中蔗糖能支持绝大多数植物离体培养物的旺盛生长，一直被作为植物组织培养的标准碳源而广泛应用,近来，其他糖类对植物组织培养的效应，引起广泛关注。许多研究表明蔗糖并不一定是最佳碳源，不同植物对不同糖类的反应不完全相同[11]。所以在本实验设计中选取了蔗糖，葡萄糖和可溶性淀粉做为三种碳源。多数植物组织培养物除蔗糖外，在葡萄糖、可溶性淀粉为碳源时也能良好生长[10]，但在本实验过程中发现，蔗糖仍然是最好的碳源，而且其浓度的高低对愈伤组织的分化速度会产生很大的影响。当糖类(蔗糖或葡萄糖)浓度由4％降到1％时，西黄松子叶愈伤组织由原来致密、干燥状变为松软包围着一层粘液膜的软湿状[11]。因此，在进行植物组织培养时，选用合适的糖浓度不仅会提高胚性愈伤组织的诱导率，改善愈伤组织的质量，而且可以控制植株的再生途径，从而提高组织再生的频率。
郭肖红等人在丹参不定根组织培养的研究(Ⅱ)碳源、氮源和磷源对丹参不定根培养的影响中提到氮源对丹参不定根生长和次生代谢产物合成有显著影响[11]。由此可以证明，氮源在离体组织培养中应该是有显著作用的，但在本实验所得的结果中，上述结论并未得到充分验证，分析原因有以下两点，一是试验过程不相一致，且在实验过程中存在很大误差，不可避免会对实验结果产生影响；二是柑橘和丹参在植物分类系统中处于不同的地位，愈伤组织的形态与分化能力之间的关系是否存在一致性还需进一步探索。
本人在实验的过程中发现，消毒溶液的消毒时间选择对柑橘愈伤组织诱导非常重要，消毒时间过长会杀死组织细胞，从而使其不能正常的分化，如果消毒时间过短，则不能起到消毒作用，接种材料在短时间内即会被污染，从而失去宝贵的实验材料，增加了成本。
另外，褐变现象在植物组织培养过程中普遍存在[12],与菌类污染、过度含水化并称植物组织培养的三大难题[13][14]。已有大量学者对用暗处理方法控制外植体褐变进行了研究 [11-14]。本人认为以后的实验过程中，可以在培养基中适当的还原性调节物质，以便防止山药在组织培养过程中氧化褐变，这一点对提高山药的分化水平是非常重要的。
5、结论
本研究通过探究碳源种类，碳源含量以及氮源含量对柑橘愈伤组织诱导的效果和分化速率的比较，得出了以下结论：
（1）碳源种类对柑橘愈伤组织的诱导影响比较显著，其中膨大率水平存在极显著差异，出愈率、出愈速度和前、后期膨大速度水平存在较显著差异，而膨大速度和前、后期出愈速度水平差异不显著；
（2）碳源含量是柑橘愈伤组织诱导的重要因素，其中膨大率水平、膨大速度水平和前、后期膨大速度水平有极其显著差异；
（3）氮源含量对柑橘愈伤组织的诱导影响并不显著，其中出愈速度水平有极其显著差异，在出愈率水平存在较显著差异，而在膨大率、膨大速度和后期出愈速度等水平差异不显著。
致谢
时光飞逝，近三个月的毕业论文设计已经接近尾声。在此，我向胡选萍老师的指导与帮助致以崇高的敬意和最真诚的谢意！同时也对本次毕业设计中帮助和支持过我的各位同学表示真诚的谢意。这次毕业设计不仅为理论结合实际提供了平台，而且也是走向工作前的一次综合训练，使我受益匪浅。再次对帮助过我的老师和同学表示感谢！
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Effect of different carbon source and nitrogen source on the cold resistance of citrus callus induction
Hu Siyuan
(Grade09,Class2,Major biological science, College of biological science and engineering, Shaanxi
University of technology, Hanzhong 723000,Shaanxi)
Tutor: Hu Xuanping
Abstract: citrus callus is ideal material for physical and chemical mutagenesis and genetic transformation, the carbon source and nitrogen source is a necessary component in the induction and subculture of citrus callus, so the exploration of carbon, nitrogen sources is of great significance to the effect degree of citrus callus induction and effect way. This study choose cold resistance of citrus as test material, through culture vitro tissues, analysis of the effects of carbon source and concentration, nitrogen source and level on the influence of citrus callus induction, To provide the basis for the study of the occurrence and the mechanism of cold resistance of Citrus genetic improvement, somatic embryos.
Key words: carbon source; nitrogen source; citrus; callus
下列营养物质既含有碳源氮源又含有生长因子的是
35、下列营养物质,既含有碳源、氮源,又含有生长因子的是： 35、下列营养物质，既含有碳源、氮源，又含有生长因子的是: A(牛肉膏 B(生物素 C(蛋白胨 D(酵母粉 36、下列哪种细胞不具有癌变特点，不可以在培养条件下无限传代下去: A(原代细胞 B(细胞株 C(细胞系 D(胚胎细胞 37(以下各项说法中，不正确的是 ( ) 选蛋白质功能项 A RNA聚合酶参与DNA的复制 B 胰岛素调节血糖浓度 C 干扰素与抗原结合 D 固氮酶参与化能合成作用 38(下列关于环境污染的叙述中正确的是 ( ) A(环境污染是生物多样性面临威胁的原因之一 B(水中N、P、K等植物必需矿质元素的含量越多对水生植物生长越有利 C(固体废弃物是没有使用价值的污染源 D(环境污染是造成多基因遗传病发病率升高的原因之一 39(下列各项中是有丝分裂和减数分裂共有的特点的是( ) A(出现纺锤丝 B.染色体缩短变粗 C.着丝点分裂 D.非同源染色体自由组合 40(在基因工程中，作为基因运输工具的运载体，必须具备的条件有 ( ) A(能够在宿主细胞中复制，并稳定地保存 B(具有多个限制酶切点 C(必须是细菌的质粒或噬菌体 D(具有某些标记基因 41.下列结构在光下可产生ATP的是 A.细胞质基质 B.突触后膜 C.叶绿体的类囊体 D.线粒体的内膜 42. 淋巴细胞受某种抗原刺激后所产生的抗体 ( ) A(其化学本质是蛋白质 B(起非特异性免疫作用 C(是针对各种抗原的 D(能在体内存留 43.用氰化物抑制离体肌肉的细胞呼吸后，肌肉在一定时间内遇刺激仍能收缩，此时收缩的能量来自 A.外界的刺激 B.乳酸 C.磷酸肌酸 D.三磷酸腺苷 44.下列各项所进行的细胞分裂，不出现同源染色体配对现象的有
碳氮比计算图文稿
碳氮比计算 文件管理序列号：[K8UY-K9IO69-O6M243-OL889-F88688]
食用菌培养料碳氮比的速算方法 碳氮比(C/N)是指食用菌培养料中碳源和氮源适当浓度的比值。一般在食用菌营养生长阶段碳氮比以20∶1为宜；子实体生长发育期碳氮比以30～40∶1为佳。食用菌的种类及培养材料不同，对碳氮比的要求也不同。如蘑菇在菌丝生长阶段堆制原料时的碳氮比为33∶1，子实体分化和发育期的最适碳氮比为17∶1。若碳氮比值过大，食用菌不出菇，或虽能出菇，却往往在成熟前停止发育。因此，碳氮比对食用菌生长发育十分重要。仍以蘑菇堆料为例，配制碳氮比为33∶1的培养料1 000公斤(其中稻草400公斤、干牛粪600公斤)，需补充氮量即补充尿素或硫酸铵多少公斤 速算公式：需补充氮量=(主材料总碳量÷碳氮比-主材料总氮量)÷补充物质含氮量 经查得(已知)：稻草含碳量45.58%、含氮量0.63%，干牛粪含碳量39.75%、含氮量1.27%，尿素含氮量46%，硫酸铵含氮量21%。? 速算方法： (1)设需补充尿素x公斤，用速算公式得： x={〔(400×４５.５８%＋６００×３９.７５％〕÷３３〕－（４００×０.６３％＋６００×１.２７％）}÷46%≈5.7(公斤) (2)设需补充硫酸铵x公斤，用速算公式得： x={〔(400×４５.５８%＋６００×３９.７５％〕÷３３〕－（４００×０.６３％＋６００×１.２７％）}÷21%≈12.4(公斤)
经计算，需补充尿素5.7公斤或补充硫酸铵12.4公斤；也可混合补充尿素和硫酸铵各50%。 碳氮比是植物生理里的名词，一般用于衡量碳元素与氮元素。 施用碳氮比高的肥料，会促进根的生长，抑制茎叶的生长 施用碳氮比低的肥料，会促进茎叶的生长，抑制根的生长 碳氮比是指食用菌原料配制时碳元素与氮元素的总量之比。一般用 “C/N”表示。如蘑菇培养料的碳氮比为30－33：1，香菇培养料的碳氮比为64：1。现将食用菌培养料的一些主要原料的碳氮比列于下表，以供参考： 常用培养料碳氮比例表（干） 成分比培养料碳（%）氮（%）碳：氮 杂木屑 49.18 0.10 491.8 栎木屑 50.41.10 45.8 稻草 42.3 0.72 58.7 麦秸 46.5 0.48 96.9 玉米粒 46.7 0.48 97.3 玉米芯 42.30.48 88.1 豆秸 49.8 2.44 20.4 野草 46.7 1.55 30.1 甘蔗渣 53.1 0.6384.2
培养基思考题答案
6 培养基 1.培养基概念？常用培养的基本要求是什么？ 答：概念：是供微生物、植物和动物组织生长和维持用的人工配制的养料，一般都含有碳水化合物、含氮物质、无机盐（包括微量元素）以及维生素和水等。有的培养基还含有抗菌素和色素，用于单种微生物培养和鉴定。 基本要求：必须含有供细胞生长繁殖和合成细胞成分的原料；满足产物生成的需要；能够维持一定的pH 条件；来源丰富、价格低廉、质量稳定等。 2、培养基是由哪些成分组成？这些成分的来源是什么（尤其是碳源和氮源）？各成分的作用是什么？在应用天然碳源和氮源时应注意什么问题？答：培养基各成分的来源及作用如下
在应用天然碳源和氮源时应注意的问题： ①不同菌种能够利用的碳源/氮源往往不同，同一个菌种对不同碳源/ 氮源的利用 速度也是不同的，一般单糖的利用速度要比双糖和多糖快，所以应根据菌种的种类和生长特性选择不同的碳源/氮源。
②碳、氮源直接的利用速度具有密切关系，各种糖的代谢速度不同，氨及铵盐的利用 速度也随之改变，所以应根据两者间的代谢速度关系投放的量。 ③碳源和氮源之间的比例能够直接影响微生物的生长和发酵产物的积累，在生产不同 阶段应根据菌体的不同代谢阶段通过控制碳氮源的比例来满足菌体的大量繁殖同时又能大量形成产物。 ④天然碳源/ 氮源的质量要求保证全营养成分的均衡，不能因地域性而导致天然碳 源/氮源中某些营养成分（蛋白质、多肽、氨基酸、维生素、微量元素等物质）的先天缺失或不足，进而影响微生物的发酵产率。 3.天然、合成和半合成培养基各有哪些应用？举例。 答：（1）天然培养基，所用原料是一些天然动植物产物，其化学成分不清楚或化学成份不恒定，如牛肉膏蛋白胨培养基A（广泛用于细菌培养）、麦芽汁培养基B （啤酒发酵），其特点是营养丰富，价格低廉，适合于生产。 （2）合成培养基，由化学成分已知的试剂配制的，各成分的量都确切知道的培养基，如培养放线菌的高氏一号培养基、培养真菌的察氏培养基，这种培养基成分明确、实验的重复性好，但配置较繁琐、培养的微生物生长较慢、价格较高，适用于实验室进行微生物营养、代谢、生理生化、遗传育种、菌种鉴定和生物测定等定量要求较高的研究工作，不适于大规模的工业生产。 （3）半合成培养基，由部分天然的有机物作碳源、氮源和生长因子，然后加入适量的化学药品配制而成的半合成培养基，这种培养基在生产和实验中使用较多。如培养真菌用的马铃薯蔗糖培养基，和LB 培养基（一般用于基因克隆中的大肠杆菌培养）。这种培养基配置方便、微生物生长良好，实验室和发酵生产用的大多数培养基属于半合成培养基。 4.简述培养基的类型和作用、孢子培养基、种子培养基和发酵培养基区别。说明理由。答：培养基的种类很多，可以根据组成、状态和用途等进行分类。 （1）按培养基的组成成分，有合成培养基和天然培养基。合成培养基多用于研究和育种；天然培养基多用于大规模的工业生产。
低碳氮比农村生活污水处理工艺
低碳氮比农村生活污水处理工艺 北极星节能环保网:近年来，随着我国农村经济发展与农村生活水平的提高，越来越多的农村生活污水进入水体，对水体环境产生严重污染。农村生活污水的随意排放是我国农村地区水环境污染的主要原因。如太湖水体富营养化的主要污染物中，25.1%的氮、60%的磷源于农村生活污水。 目前，国家已将《农村环境连片整治》列入环境保护“十二五”规划的重点治理项目，其中农村生活污水的治理列为重点。脱氮是污水处理的重要功能之一，而目前传统的生物脱氮方式主要是通过硝化过程将NH4+氧化成NO3-，再通过反硝化过程将NO3-还原为N2排入大气。 在反硝化过程中需要消耗大量的有机碳源，而目前的农村生活污水C/N较低，致使反硝化过程所需碳源不足，造成脱氮效率下降。因此研究和应用节能高效的废水脱氮工艺技术，已成为当今水污染控制领域的研究热点。 厌氧氨氧化(ANAMMOX)工艺，是由荷兰Delft理工大学根据厌氧氨氧化原理研究开发的一种新型污水生物脱氮工艺。在此基础上发展出了多种生物脱氮工艺，如:CANON、OLAND 等。但实际氨氮废水的产生中往往会有一定浓度的COD，限制了该技术在工程上的实际应用。 最近研究表明，ANAMMOX菌可成功的氧化丙酸，同时葡萄糖、甲酸、丙氨酸并不影响ANAMMOX过程，而且ANAMMOX菌能够与异养反硝化菌竞争利用有机物，例如丙酸。因此对ANAMMOX与硝化/反硝化的相互关系的研究相当活跃，出现了同时亚硝化、ANAMMOX 和反硝化工艺(SNAD)。 本文以模拟废水为原水，首先在厌氧水解酸化单元除去部分COD并同时将大分子碳源水解成小分子脂肪酸;然后进行SNAD处理单元，通过对其运行条件的控制，进行氮和COD 的同时去除。本研究首先驯化培养亚硝化与反硝化菌种，然后进行SNAD生物膜的驯化培养;然后通过水解酸化+考察氮和COD的去除能力，实现自养、异养脱氮工艺的高效、低耗及长期稳定运行。该组合工艺与传统生物脱氮工艺相比大大降低了运行成本，为农村生活污水的高效除碳脱氮的实现提供新工艺和新方法。以下为北极星节能环保网为您整理！ 1、材料与方法 1.1、实验原水 原水采用人工模拟污水，其营养盐组成为:KHCO31.25，KH2PO40.025，CaCl2˙2H2O0.35，MgSO4˙7H2O0.2，FeSO40.00625，EDTA0.00625，KCl0.014，NaCl0.01g/L。 进行亚硝化菌培养与SNAD填料挂膜时通过投加NH4Cl、乙酸与丙酸以提供NH4+-N(100～150mg/L)与COD(100mg/L)。
碳源和氮源
碳源物质 凡是可以被微生物利用，构成细胞代谢产物碳素来源的物质，统称为碳源物质，碳源物质通过细胞内的一系列化学变化，被微生物用于合成各种代谢产物。 微生物对碳素化合物的需求是极为广泛的，根据碳素的来源不通，可将碳源物质氛围无机碳源物质和有机碳源物质。糖类是较好的碳源，尤其是单糖（葡萄糖、果糖），双糖（蔗糖、麦芽糖、乳糖），绝大多数微生物都能利用。此外，简单的有机酸，氨基酸，醇类，醛，酚等含碳化合物也能被许多微生物利用。所以我们在制作培养基时常加入葡萄糖，蔗糖作为碳源。淀粉、果胶、纤维素等，这些有机物质在细胞内分解代谢提供小分子碳架外，还产生能量供合成代谢需要的能量，所以部分碳源物质既是碳源物质，同时又是能源物质。 在微生物发酵工业中，常常根据不通微生物的需求，利用各种农副产品如：玉米粉、米糠、麦麸、马铃薯、甘薯以及各种野生植物的淀粉，作为微生物生产廉价的碳源。这类碳源往往包含了几种营养要素。 氮源物质 微生物细胞中大约含氮5%~13%，它是微生物细胞蛋白质和核酸的主要成分。氮素对微生物的生长发育有着重要的意义，微生物利用它在细胞内合成氨基酸和碱基，进而合成蛋白质，核酸等细胞成分，以及含氮的代谢产物。无机的氮源物质一般不提供能量，只有极少数的化能自养型细菌如：硝化细菌可以利用铵态氮和硝态氮在提供氮源的同时，通过氧化生产代谢能。 微生物营养上要求的氮素物质可以氛围三个类型： 1、空气中分子态氮只用少量具有固氮能力的微生物（如自生固氮菌、根瘤菌）能利用。 2、无机氮化合物如铵态氮（NH4+），硝态氮（NO3—）和简单的有机氮化物（如尿素），绝大多数微生物可以利用。
3、有机氮化合物大多数寄生性微生物和一部分腐生性微生物需以有机氮化合物（蛋白质、氨基酸）为必需的氮素营养。 在实验室和发酵工业生产中，我们常常以铵盐、硝酸盐、牛肉膏、蛋白胨、酵母膏、鱼粉、血粉、蝉蛹粉、豆饼粉、花生饼粉作为微生物的氮源。
碳源、氮源是什么
什么是碳源、氮源？ 碳源 碳源是微生物生长一类营养物，是含碳化合物。常用的碳源有糖类、油脂、有机酸及有机酸酯和小分子醇。根据微生物所能产生的酶系不同，不同的微生物可利用不同的碳源。 碳源对微生物生长代谢的作用主要为提供细胞的碳架，提供细胞生命活动所需的能量，提供合成产物的碳架。 氮源 作为构成生物体的蛋白质、核酸及其他氮素化合物的材料。把从外界吸入的氮素化合物或氮气，称为该生物的氮源。能把氮气作为氮源的只限于固氮菌、某些放线菌和藻类等。高等植物和霉菌以及一部分细菌，仅能以无机氮素化合物为氮源。动物和一部分细菌，不用有机氮化合物作为氮源就不能生长。 作为植物的氮源最重要的是无机化合物的硝酸盐和氨盐。硝酸盐一般需还原成氨盐后才能进入有机体中，但由于生物的性质和环境条件的不同，作为氮源来说，有时氨盐适宜，有时硝酸盐适宜。如浓度适宜，亚硝酸盐、羟胺等也可作为氮源。作为氮源的有机化合物有氨基酸、酰胺和胺等。特殊的细菌，也有时需要以极其特殊的氮素化合物作为唯一的氮源来进行培养。 碳源和氮源的合理性 合理的碳源和氮源，直接影响作物的生长，碳源含量高，作物生长受到抑制，根系生长比较快，茎叶收到缓慢，可能直接降低作物的茎秆高度等。氮源含量，作物发生旺长，叶片茎秆生长有劲，可能提高作物之身的高。碳源和氮源合理，作物生长平稳，根系和果实、叶片都处在健康状态。 碳氮比一般在25:1比较合理，因此，合理补充土壤中的碳源、氮源比较关键，部分碳源由作物腐烂的茎叶和根系来补充，氮源由植物吸收空气的中的氮作物补充。但是，碳源来源不稳定，根据作物的收货的目的，碳源一般比较缺乏，补充碳源可以选择标美力克肥业有限公司“碳神奇”作为碳源补充剂，提高土壤中碳源的含量，增加土壤团粒结构。
微生物检验学之细菌的生物化学试验
细菌的生物化学试验 ●考点 碳水化合物的代谢试验 蛋白质和氨基酸的代谢试验 碳源和氮源利用试验 各种酶类试验 抑菌试验 复合生化试验 不同细菌具有各自独特的酶系统，因而对底物的分解能力各异，其代谢的产物也不相同。这些代谢产物又各具有不同的生物化学特性，为此，可利用生物化学的方法测定这些代谢产物以鉴定细菌。在临床细菌检验工作中，除根据细菌的形态、染色、培养特性进行初步鉴定外，对绝大多数分离的未知菌的属、种鉴定，主要通过这些生物化学试验。 一、碳水化合物的代谢试验 原理：细菌各自具有不同的酶系统，对糖的分解能力不同，有的能分解某些糖产生酸和气体，有的虽能分解糖产生酸，但不产生气体，有的则不分解糖。据此可对分解产物进行检测从而鉴别细菌。 1.糖（醇、苷）类发酵试验 原理：由于各种细菌含有发酵不同糖（醇、苷）类的酶，故分解糖类的能力各不相同，分解糖类后的终末产物亦不一致，有的产酸、产气，有的仅产酸，故可利用此特点以鉴别细菌。 培养基：在培养基中加入0.5%～1%的糖类（单糖、双糖或多糖）、醇类（甘露醇、肌醇等）、苷类（水杨苷等）。培养基可为液体、半固体、固体或微量生化管几种类型。 方法：接种，培养。结果：产酸：培养基中的指示剂呈酸性反应。 产气：可使液体培养基中倒管内或半固体培养基内出现气泡，固体培养基内有裂隙等现象。 不分解：培养基中除有细菌生长外，无任何其他变化。 应用：是鉴定细菌最主要和最基本的试验，特别对肠杆菌科细菌的鉴定尤为重要。 2.氧化-发酵试验（O/F试验） （1）原理：细菌在分解葡萄糖的过程中，必须有分子氧参加的，称为氧化型。氧化型细菌在无氧环境中不能分解葡萄糖。细菌在分解葡萄糖的过程中，可以进行无氧降解的，称为发酵型。发酵型细菌无论在有氧或无氧的环境中都能分解葡萄糖。不分解葡萄糖而分解蛋白胨的细菌称为产碱型。利用此试验可区分细菌的代谢类型。 （2）培养基HL：Hugh-Leifson培养基。 （3）方法：将待检菌同时穿刺接种于两支HL培养基，其中一支培养基滴加无菌的液状石蜡（或其他矿物油），高度不少于1cm。将培养基于35℃培养48小时或更长。 （4）结果：两支培养基均无变化为产碱型或不分解糖型；两支培养基均产酸为发酵型；若仅不加液状石蜡的培养基产酸为氧化型。 （5）应用：主要用于肠杆菌科细菌与不发酵菌的鉴别，前者均为发酵型，而后者通常为氧化型或产碱型。也可用于葡萄球菌与微球菌间的鉴别。 3.β-半乳糖苷酶试验（ONPG试验） （1）原理：有的细菌可产生β-半乳糖苷酶，能分解邻-硝基酚-β-D半乳糖苷（ONPG），而生成黄色的邻-硝基酚。 （2）试剂：0.75M ONPG溶液 （3）方法：从培养基上取菌，于0.25ml无菌生理盐水中制成菌悬液，加入一滴甲苯并充分振摇，使酶释放。将试管置37℃水浴5分钟，加入0.25mlONPG试剂，水浴20分钟～3小时观察结果。 （4）结果：菌悬液呈现黄色为阳性反应，一般在20～30分钟内显色。
小球藻培养过程中流加碳源与氮源对其生长的影响
长沙环境保护职业技术学院毕业论文小球藻培养过程中流加碳源与氮源对其生长的影响 姓名： 学号： 606073119 指导教师姓名：蔡水文老师 指导教师姓名：吕立获生物技术部主管 浙江普洛家园医药科技有限公司系部名称：环境科学系 专业名称：生物技术及应用 班级名称：0731班 论文提交日期：2010年6月12号
目录 摘要 (3) 引言 (4) 1实验部分 (4) 1.1 实验材料 (4) 1.2 培养过程 (4) 1.3 测定方法 (5) 2 结果与分析 (5) 2.1 50 L发酵罐培养结果与分析 (5) 3 结论 (9) 参考文献 (9) 致谢 (10)
摘要 单细胞绿藻在医疗保健、环境保护、生物能源领域等众多领域由很大的用途，并且具有很大的经济效益。但是现在在的小球藻生产工艺还欠成熟，主要问题是其产量不高发酵周期较长，因此如何高效培养出超高细胞浓度小球藻各个企业与实验室想突破的问题。小球藻培养是一个具有高度非线性、时变性和迟滞性的过程，其内在机理非常复杂，传统的培养方法难以实现对小球藻高产的目的，因此对培养、发酵过程进行优化培养很困难。本文主要研究的是对小球藻培养过程中流加与不流加葡萄糖、硝酸钾对小球藻发酵的影响。经过实验结果得知在对数生长期控制葡萄糖浓度与硝酸钾浓度在20g/L、2.2-2.5g/L可以大大提高生长速率与产量。 关键词：小球藻培养；流加；葡萄糖；硝酸钾
小球藻培养过程中流加碳源与氮源对其生长的影响 引言 单细胞绿藻在水产养殖、环境保护、人类健康食品和重要生命活性物质生产等众多领域的研究与应用得到不断扩展，而如何高效培养出超高细胞浓度小球藻来满足各个应用领域的需要是我国急待解决的藻类生物技术关键课题。本文主要针对小球藻的发酵培养流加碳源与氮源的研究，从而得出最佳流加浓度培养条件达到高产的目的。 1实验部分 1.1实验材料 实验所用菌种是由华中理工大学提供，实验过程中采用食品级葡萄糖和分析纯硝酸钾分别作为小球藻生长的碳源和氮源，其他所用试剂均为分析纯。 1.2 培养过程 首先采用三角瓶，在温度30℃和摇床转速200 r／rain条件下异养批量培 养小球藻，培养3d左右后收获直接作为50 L半自控发酵罐的藻种。 在批量和发酵培养过程中所用培养基成分和含量均由华中理工大学自主研制，初始pH为6．50左右。根据小球藻的不同生长期，采用700 g／L葡萄糖不同量的流加，氮源、微量元素适情况添加。 实验所用培养基和容器均经过121℃、30min的高温、高压灭菌，发酵培养的控制条件是：温度为30℃，灌压0.05Mp,50L、1.5 m3／(L·h) ，培养过程中根据所消耗氧的量来调节通气量和电机频率进而提高氧的含量液中（培养液中氧的含量不低于20%，否则无法正常生长），调一次通气量调一电机频率，交替进行。
深度脱氮方法比选
深度脱氮方法比选 本工程经过AAOAO工艺后，其总氮基本能达到排放标准，为确保总氮稳定达标，在现有生化系统后再增反硝化滤池，以确保总氮的稳定达标。 目前反硝化滤池主要有两种，一种是在曝气生物滤池基础上而成的（采用陶粒滤料），另一种是深床滤池（采用石英石滤料）。根据本工 程出水对悬浮物的要求，深床滤池出水悬浮物可以小于5mg/L，设计推荐采用深床滤池。 深床滤池强化生物处理通常在现有处理工艺基础上，分析当前进水 水质指标及相关参数，结合进水水质特性、出水水质与标准值的差距， 分析影响出水稳定达标的主要因素，通过优化运行，如加强源头控制、 改变运行模式、优化运行技术、投加化学药剂等措施，以期达到预定目标。深床滤池运行示意图见图3.3-1。 图3.3-1 深床反硝化滤池运行示意图 通过非工程措施仍然不能满足要求或运行成本太高时，可考虑采用 针对性工程技术措施，主要有： 1）在生化池投加填料 2）回流污泥曝气再生
3）增设反硝化设施 4）开发内部碳源 5）投加碳源等 在实际工程中用的较多的措施是，在生化池投加填料，同时减小厌氧区容积，提高系统的硝化稳定性和相关的反硝化能力，同时后续增加反硝化设施，辅以超声波污泥减量及碳源回收技术，充分挖掘污泥中有效碳源，同时有助于污泥减量。以上措施之后，水中碳源仍不能满足微生物生长的情况下，投加碳源，进一步去除硝态氮。 深床滤池的优点是： 1）对TN的去除具有很高的保证率，深床滤池通过滤料中的反硝化微生物确保TN达标排放，同时在反硝化进一步去出水中BOD5。 2）深床反硝化滤池对SS和TP均有相当好的去除效果，相关运行经验表明，通过微絮凝过滤出水SS可低于5mg/L，TP可低于0.3mg/L。 3）目前国内也有比较多的在原有一级A标准基础上采用深床反硝化滤池工艺达到准地表水IV类出水标准的工程实例，能够持续取得较好的出水效果。 其局限性是： 1）深床滤池的水头损失相对较高，运行电耗稍高。 2）深床滤池挂膜需要一定时间，需要连续运行才能保证处理效果。 1.1.1.碳源选择 目前污水处理脱氮碳源主要有甲醇、乙酸钠。甲醇市场价格低，但毒性大，安全要求非常高，需要专门的消防设施，前期投资高。乙酸钠价格稍高，但无毒，安全系数高，前期投资低。从安全、占地和前期投资综合考虑，碳源推荐采用乙酸钠。 1.2.污水消毒工艺比选 过滤后出水除大肠肝菌未达标外，其他指标均已达到设计指标，因此须采取消毒措施，一般消毒方法包括液氯、O3法、ClO2法、紫外线法、漂粉精法及氯片法等。其中漂粉精和氯片的购买和储存不易，且处理效果不稳定，只适合
浅谈不同碳源应用于生物脱氮的优缺点
浅谈不同碳源应用于生物脱氮的优缺点 发表时间：2018-10-31T09:52:19.317Z 来源：《防护工程》2018年第15期作者：何家好[导读] 本文对在污水处理缺氧池中另加甲醇、酒精、醋酸钠、葡萄糖、污泥水解液、活性污泥系统内碳源、酒厂加工污水以及垃圾渗滤液等碳源时存在的优缺点做了分析，并提出了今后研究新工艺，开发新碳源任重道远。何家好 舟山市普陀区朱家尖水务有限公司浙江舟山 316111 摘要：本文对在污水处理缺氧池中另加甲醇、酒精、醋酸钠、葡萄糖、污泥水解液、活性污泥系统内碳源、酒厂加工污水以及垃圾渗滤液等碳源时存在的优缺点做了分析，并提出了今后研究新工艺，开发新碳源任重道远。关键词：不同碳源；碳氮比；优缺点 2015年底，环保部发布新修订的《城镇污水处理厂污染物排放标准》征求意见稿，意见明确指出，自2018年1月1日起，敏感区域内现有城镇污水处理厂执行一级A标准；生态环境脆弱敏感区的污水处理厂执行特别排放标准。高标准的执行，大大加大了污水处理厂的处理压力，总氮超标现象尤为突出。而我国已建成运行的污水处理厂大都有碳源不足的问题存在，导致反硝化进行的不彻底。尤其是我国部分 南方污水处理厂原水COD的浓度低于200mg/L，需另投碳源来提高脱氮的效率。专业人士对外加碳源的类型和用量作了一番研究，发现不同碳源在脱氮反应中所起的效果不同，即使加入量相同，处理结果也不同。现将不同碳源的优缺点叙述如下： 1.不同碳源的优缺点 1.1甲醇 大家都觉得甲醇作为碳源具有成本低和产泥量少等优点。阎宁经过实验发现，在甲醇投加量不足的情况下，会出现亚硝态氮的累积，理想的COD/N为4.3～4.7。王淑莹通过实验发现，甲醇为碳源时理想的COD/N为4.3～10.6。Foglar用甲醇水溶液进行试验发现：COD/N=3.74时反硝化开始进行，COD/N=5.2时反硝化速率到达顶峰。从实验结果发现，甲醇为碳源时，理想的投加量碳氮比大于5时，反硝化才能进行完全，硝态氮去除率可达95%，产泥率在0.35左右。但也存在缺点：1、甲醇不能被所有细菌消化，反应时间缓慢。2、甲醇被大众所熟知，具有毒性。甲醇对人体有低毒，因为甲醇在人体新陈代谢中会氧化成比甲醇毒性更强的甲醛和甲酸（蚁酸）。3、高度易燃，其蒸气与空气混合，能形成爆炸性混合物。 1.2酒精 尚会来在污水中加入酒精作为碳源，通过实验发现，酒精投加量不足，也会出现亚硝态氮的累积，理想的投加量碳氮比大于5时，反硝化才能进行完全，硝态氮去除率可达85%，产泥率在0.35左右。可见酒精对硝态氮的去除率略低于甲醇，产泥率相当，但无毒，可以考虑作为甲醇的替代品，用于污水处理脱氮反应。 1.3醋酸钠有关学者在污水中加入醋酸钠作为碳源，通过实验发现，碳氮比在4.6时，可以达到稳定的脱氮效果，而且它的水解物为小分子有机物，能容易被微生物降解，反硝化响应时间快，而且无毒，能作为应急碳源。但是，它价格较贵，产泥率高，对污水厂的污泥处置会带来了一定的压力。 1.4葡萄糖阎宁经过实验发现，葡萄糖的理想碳氮比在6.4～7.5，比甲醇大得多，而且它是多分子有机物，不易被微生物所利用，容易导致出水中COD的上升，同时与甲醇、酒精相比，葡萄糖更易出现亚硝态氮的累积，因此，不建议大量使用葡萄糖作为碳源。 1.5污泥水解液污泥池中的水解液是污泥中的有机物经微生物作用下产生，其中的VFA能作为反硝化碳源，起到以废治废的功效。徐亚同通过实验发现，VFA中不同类型的有机物反硝化速率也不同，混合类型的VFA比单一类型的反硝化速率要高。有关学者分别对初沉池污泥和二沉池污泥的水解液作为碳源进行比较后发现，初沉池污泥水解液不能完全还原硝态氮，效率低，二沉池污泥水解液能完全还原硝态氮，效率高。不同的污泥，水解条件的不同，所产生的VFA成分也不同，从而导致反硝化程度也不同。而且，污泥在水解时会出现氮磷的释放，这部分氮磷作为碳源回到污水处理系统时，会增加氮磷的浓度。上述问题的存在，制约着污泥水解液作为碳源的利用。 1.6活性污泥系统内碳源活性污泥中的微生物衰老后，会溶解出一定的有机物，有关学者对这有机物作为碳源，进行了研究后，发现该产物脱氮率只有15%。可见，利用活性污泥系统内碳源还有待于更加深入的研究。 1.7酒厂加工污水酒厂加工污水中含有大量有机物，COD高达10000mg/L，B/C>0.3，可生化性较好，用作反硝化碳源有一定的可行性，起到以废治废的功效，但是数量有限，无法满足大型污水处理厂外加碳源的需求。 1.8垃圾渗滤液垃圾渗滤液中有机物浓度高，COD高达10000 mg/L多，B/C>0.4，可生化性较好，用作反硝化碳源有一定的可行性，起到以废治废的功效。有关学者在具有脱氮工艺的污水处理系统中加入少量的垃圾渗滤液后发现，碳源不足的问题得到了一定的缓解。但是垃圾渗滤液成分复杂，变化多端，当垃圾渗滤液中氮磷成分较多时，将其作为外加碳源投入到污水处理系统中去，无形中增加了系统的氮磷负荷。所以垃圾渗滤液作为碳源还有待进一步的研究。 2.结论 综上所诉，甲醇、酒精、醋酸钠、葡萄糖等作为外加碳源，使用条件比较成熟，但是使用成本比较高，对污水处理厂的经济效益带来了巨大的压力。污泥水解液、活性污泥系统内碳源、酒厂加工污水以及垃圾渗滤液，因其成分复杂多变，要应用到实际生产当中，还有待进一步的探讨。随着污水污染物排放标准的提高，研究新工艺，开发新碳源任重道远。参考文献：
简析N掺杂功能炭材料的合成、结构与性能
简析N掺杂功能炭材料的合成、结构与性 能 本文从网络收集而来，上传到平台为了帮到更多的人，如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载本文档（有偿下载），另外祝您生活愉快，工作顺利，万事如意！ 1N掺杂功能炭材料合成机理 关于N掺杂功能炭材料的合成机理，目前学界普遍认为：低温条件下(<600℃)，N在炭材料表面形成含氮官能团，即化学氮，如氰基(a)、氨基(b)和硝基等;化学氮不参与C骨架的形成，以官能团的形式存在。 在NH3气氛中由粒状沥青制得的N掺杂活性炭表面基团的变化。结果表明，炭材料的表面含氧基团，如羧基、羟基等与NH3反应生成氰基(a)、氨基(b)等含氮基团。中温条件下(600～800℃)，N参与碳骨架中的形成，以吡咯氮(a)、吡啶氮(e)、石墨氮(h)等结构氮形式存在。羟基吡啶(b)、吡啶盐(c)和吡啶氮氧化物(d)首先被转化成吡啶氮(e)，继而生成中间物(f)，而吡咯氮(a)可直接转化中间物(f)。中间物发生聚合反应，生成的最终产物中N或取代碳原子形成位于石墨烯层的表面的吡啶氮(g)，或形成位于石墨烯层内部的石墨氮(h)，或形成吡啶氮的氧化物(i)。煤热解过程中N进入C骨架。在NH3的处理下，环氧基团也可发生取
代反应，进而生成吡啶(j)或吖啶类(k)结构。 高温下的转化机理，Zhang等认为900℃时吡咯氮(a)完全转化为吡啶氮(b)和石墨氮(c)，石墨氮占含氮官能团总量57%。继续升温至1200℃，石墨氮部分转化为吡啶氮(b)和羟基吡啶(d)，石墨层结构被破坏，此时吡啶氮(b)占主导地位，其含量为59%。在整个转化过程中，氧化含氮官能团含量基本维持恒定。 N掺杂进入炭材料，即可形成化学氮或结构氮，且化学氮可以转化为结构氮。Su课题组认为在较高温时，NH3和表面的羧酸反应先生成酰胺类中间体，随后酰胺类中间体生成含氮氧化物(c，e)。温度越高，进入炭骨架的氮原子(结构氮)个数越多。经过中温处理后，(c，e)分别发生脱羰基或脱水反应，形成更稳定化学氮不仅能转化为结构氮，而且两者可能同时存在，如同时存在于石墨烯中。石墨烯的N原子有五种键合类型。吡咯氮(a)带有两个p电子并与π键体系共轭的氮原子，酸性条件下材料中含有的吡啶氮原子越多，对O2还原反应的催化效果越好;氨基氮(b)是与石墨表面的碳原子相连的氨基中的氮原子;石墨氮(c)与石墨碳骨架中3个碳原子相连，又被称为“四位氮”;吡啶氮(d)的孤对电子既在O2 还原反应中吸附氧分子及其中间体，使得炭材料
碳源_氮源及其比例对香菇液体深层培养的影响
第23卷第6期2007年12月 德州学院学报 Jour nal of Dezhou University Vol.23,No.6 Dec.,2007 碳源、氮源及其比例对香菇液体深层培养的影响 刘成荣 (福建莆田学院环境与生命科学系,福建莆田 351100) 摘 要:通过摇瓶培养,研究香菇液体深层培养最适发酵培养时间、最适碳源、最适氮源及最佳碳源与氮源质量配比.结果表明最适发酵培养时间为168h,所得菌丝体干重达0 399g/50mL 菌液,最适碳源为蔗糖,菌丝体干重达到0 396g /50mL 菌液;最适氮源为牛肉膏,菌丝干重达到0 421g/50mL 菌液,并通过正交实验筛选出最佳碳源与氮源质量配比为:W (蔗糖):W(牛肉膏):W(麦芽糖)=2 5:1:1. 关键词:香菇;碳源;氮源;摇瓶培养;生物量;正交实验 中图分类号:R282 文献标识码:A 文章编号:1004-9444(2007)06-0058-03 收稿日期:2007-08-29;修回日期:2007-10-20 作者简介:刘成荣(1964-),男,福建莆田人,副教授,学士,主要从事食、药用菌生物技术方面的研究. 香菇(Lentinula edodes)又名香蕈,属于担子菌纲,伞菌目,蘑菇科.香菇是一种营养价值很高的食用菌,不仅味道鲜美,香味郁人,而且香菇多糖更是具有一定保健功能.香菇多糖是香菇经过发酵培养及分离纯化得到的胞外多糖,它具有活化巨噬细胞、刺激产生抗体、提高人体免疫力、抗衰老、降血糖,特别是对抗肿癌有显著效果[1-5].近几年,由于生产原料、设备、燃料、水电等价格的不断提高,造成香菇生产的成本上涨,致使经济效益下降,影响香菇生产的发展.因此研究和探讨如何提高生产数量和质量,特别是对菌丝生长营养条件具有重要意义.虽然人们对它做过一些研究[6-9] ,但实验材料各人不尽相同.因此有必要对香菇液态深层发酵进行研究,以期短时间内大量生产菌丝体. 1 材料与方法 1.1 材料 1)主要仪器 电子天平ZDX-35BI 型座式自动电热压力蒸汽灭菌器SH K-99-11型回旋振荡器PYX-250S -A 型生化培养箱H Y-5型回旋振荡器DH G-9031型电热恒温干燥箱、洁净工作台(上海淀山湖净化设备厂制造) 2)菌种来源 香菇Cr02(本单位保存) 3)培养基 (1)马铃薯葡萄糖培养基(PDA)固体培养基.马铃薯200g 、葡萄糖20g 、琼脂15~20g 、水1000mL,配制方法:将马铃薯去皮、切成块、煮沸30min,用4层沙布过滤,取滤液加糖及琼脂融化后加水补至1000m L,121 灭菌20m in.冷却摆斜面后接种,26度培养长满试管即为母种. (2)液体种子培养基.马铃薯20%、葡萄糖2%酵母膏0 1%、磷酸二氢钾0 2%、硫酸镁0 1%、维生素B10 01%、PH 值6 5.装液量为250m L 、三角瓶装50mL,121度灭菌20min,冷却后从斜面母种挑取绿豆大小的菌块接入液体种子培养基,26 160r/min 培养168h 即为种子. (3)基础培养基.磷酸二氢钾0 1%、硫酸镁0 1%、维生素B10 01%PH 值自然.1.2实验方法 1)最适发酵培养时间确定.在液体种子培养基中接入种子后,分别在培养的第96h 、120h 、144h 168h 、192h 各取3瓶测定其生物量.2)最适碳源实验.在基础培养基中以0 3%牛肉膏为氮源,碳源分别为葡萄糖、麦芽糖、蔗糖、可溶性淀粉、乳糖、果糖,用量各为2 5%,其他成分同基础培养基. 3)最适氮源试验.在基础培养基中以2 5%葡萄糖为碳源,氮源分别为牛肉膏、蛋白胨、酵母膏、硫酸铵、硝酸铵,甘氨酸,用量各为2 5%.其他成分同
碳氮比计算
食用菌培养料碳氮比的速算方法 碳氮比(C/N)是指食用菌培养料中碳源和氮源适当浓度的比值。一般在食用菌营养生长阶段碳氮比以20∶1为宜；子实体生长发育期碳氮比以30～40∶1为佳。食用菌的种类及培养材料不同，对碳氮比的要求也不同。如蘑菇在菌丝生长阶段堆制原料时的碳氮比为33∶1，子实体分化和发育期的最适碳氮比为17∶1。若碳氮比值过大，食用菌不出菇，或虽能出菇，却往往在成熟前停止发育。因此，碳氮比对食用菌生长发育十分重要。仍以蘑菇堆料为例，配制碳氮比为33∶1的培养料1 000公斤(其中稻草400公斤、干牛粪600公斤)，需补充氮量即补充尿素或硫酸铵多少公斤 速算公式：需补充氮量=(主材料总碳量÷碳氮比-主材料总氮量)÷补充物质含氮量 经查得(已知)：稻草含碳量%、含氮量%，干牛粪含碳量%、含氮量%，尿素含氮量46%，硫酸铵含氮量21%。速算方法： (1)设需补充尿素x公斤，用速算公式得： x={〔(400×４５.５８%＋６００×３９.７５％〕÷３３〕－（４００×０.６３％＋６００×１.２７％）}÷46%≈(公斤) (2)设需补充硫酸铵x公斤，用速算公式得： x={〔(400×４５.５８%＋６００×３９.７５％〕÷３３〕－（４００×０.６３％＋６００×１.２７％）}÷21%≈(公斤)
经计算，需补充尿素公斤或补充硫酸铵公斤；也可混合补充尿素和硫酸铵各50%。 碳氮比是植物生理里的名词，一般用于衡量碳元素与氮元素。 施用碳氮比高的肥料，会促进根的生长，抑制茎叶的生长 施用碳氮比低的肥料，会促进茎叶的生长，抑制根的生长碳氮比是指食用菌原料配制时碳元素与氮元素的总量之比。一般用“C/N”表示。如蘑菇培养料的碳氮比为30－33：1，香菇培养料的碳氮比为64：1。现将食用菌培养料的一些主要原料的碳氮比列于下表，以供参考： 常用培养料碳氮比例表（干） 成分比培养料碳（%）氮（%）碳：氮 杂木屑 栎木屑 稻草 麦秸 玉米粒 玉米芯 豆秸 野草 甘蔗渣
碳源 、氮源、能源
碳源、氮源、能源 人要吃饭，熊猫要吃竹子，庄稼要施肥。因为这些生物需要从外界取得进行生命活动的原料和燃料。用生物学家的话来说，生物为了生命活动而从外界获取需要的物质的过程就是营养。营养是生物的基本功能。微生物是有生命的物体，营养同样是其进行生命活动的基础。微生物需要的营养和人对营养的需要没有本质的区别，但可以提供给微生物作食物的东西可要比人或动物能够利用的食物种类多得多。微生物需要的营养要素可分为六大类，即碳源、氮源、能源、无机盐、生长因子和水。 碳源 人要吃米饭、馒头或面包，这些食品的主要成分在化学上叫做碳水化合物，因为这些化合物的分子中含有比较多的碳元素，所以叫做碳源。它也是微生物食物中的一种主要口粮，因为微生物细胞中的许多成分都是由碳元素构成的，同时碳源又为微生物提供能量，供它们运动和进行各项生命活动。能被各种微生物利用的碳源种类极其多样，从简单的无机含碳化合物如二氧化碳、碳酸盐等到比较复杂的有机物（糖类、醇类、酸类等），更为复杂的有机大分子如蛋白质、核酸等，都能被微生物作为碳源分解利用，甚至连石油以及对一般生物有毒的腈化合物、二甲苯、酚等也能被一些微生物用作碳源。微生物学家曾用过90多种碳源喂养一种叫做洋葱伯克
雷尔德氏菌（Burkholderiacepacia）的细菌，发现它不仅能利用葡萄糖、果糖，还可以利用不少有机酸，甚至可以利用石炭酸（苯酚）和对人和动物有剧毒的腐胺、精胺和色胺等尸体腐败后产生的化合物。不过有的微生物所能利用的碳源种类极其有限，例如甲基营养细菌只能利用简单的有机化合物甲醇和甲烷作为碳源。 氮源 人需要吃肉或喝牛奶，其中主要是含有蛋白质，蛋白质由氨基酸组成，氨基酸里面含有较多的氮元素，所以这类营养叫做氮源。微生物能利用的氮源种类也比人或植物要多，动植物能利用的氮源微生物都能利用，而一般植物和动物不能利用的空气中的氮气，微生物也能利用。氮源给微生物提供生长繁殖时合成原生质和细胞其它细胞结构的原材料。缺少氮源微生物就难以生长，就象长期缺少蛋白质营养的儿童长不了个一样。氮源一般不是作为微生物的能源。但是有些细菌，例如硝化细菌能利用铵盐、亚硝酸盐作为氮源和能源。 能源 能源是提供微生物生命活动所需能量的物质。例如太阳光的光能就是许多可以进行光合作用的细菌的直接能源。自然界中的不少物质，如葡萄糖、淀粉等，既可作为碳源，又可作为能源；蛋白质对于某些微生物来说，是具有碳源、氮源和能源三种功能的营养源。至于空气中的氮气，则只能提供氮
微生物发酵碳源和氮源
微生物营养要求看，所有微生物都需要碳源，氮源，无机元素，水及生长物质。如果是好氧微生物还需要氧气。在实验室规模上配制含有纯化合物的培养基非常简单，但在大规模生产上是不合适的。 第一节工业发酵培养基 发酵培养基的作用： -满足菌体的生长 -促进产物的形成 一、工业上常用的碳源（carbon source） 1. 应用最广的是谷物淀粉（玉米、马铃薯、木薯淀粉），淀粉水解后得葡萄糖。 使用条件：微生物必须能分泌水解淀粉、糊精的酶类。 缺点： a.难利用、发酵液比较稠、一般>2.0%时加入一定的α-淀粉酶。 b.成分较复杂，有直链淀粉和支链淀粉等。 优点： 来源广泛、价格低，可解除葡萄糖效应。 2. 葡萄糖 -所有的微生物都能利用葡萄糖，但会引起葡萄糖效应。 -工业上常用淀粉水解糖,但是糖液必须达到一定的质量指标。 3.糖蜜 制糖工业上的废糖蜜waste molasses或结晶母液 包括：甘蔗糖蜜（cane molasses）——糖高，氮少 甜菜糖蜜（beet molasses） 两者成分见P226 糖蜜使用的注意点：除糖份外，含有较多的杂质，对发酵产生不利的影响，需要进行预处理。 二、工业上常用的氮源（nitrogen source） 1.无机氮(迅速利用的氮源) 种类：氨水、铵盐或硝酸盐、尿素 特点：吸收快，但会引起pH值的变化 选择合适的无机氮源有两层意义： -满足菌体生长 -稳定和调节发酵过程中的pH 无机氮源的影响：硫酸铵>硝酸铵>硝酸钠>尿素 2.有机氮： 来源：一些廉价的原料，如玉米浆、豆饼粉、花生饼粉、鱼粉、酵母浸出膏等。其中玉米浆（玉米提取淀粉后的副产品）和豆饼粉既能做氮源又能做碳源。 成分复杂：除提供氮源外，还提供大量的无机盐及生长因子。 微生物早期容易利用无机氮，中期菌体的代谢酶系已形成——有机氮源。有机氮源来源不稳定，成份复杂，所以利用有机氮源时要考虑到原料波动对发酵的影响。 三、无机盐（inorganic mineral） 硫酸盐、磷酸盐、氯化物及一些微量元素。无机盐含量对菌体生长和产物的生成影响很大。 四、生长因子（growth factor） 微生物生长不可缺少的微量有机物质。如氨基酸、嘌呤、嘧啶、维生素。 生长因子不是所有微生物都必需的。只是对于某些自己不能合成这些成分的微生物才是必不
热解污泥作为两级AO工艺补充碳源的试验研究
热解污泥作为两级A/O工艺补充碳源的试验研究两级A/O工艺具有较高的总氮去除率、耐冲击负荷强、管理方便等特点,是目前去除高氮废水的主流工艺之一。剩余污泥经过热水解后产生的上清液,可用作提高反硝化效率的碳源,若将此方法运用到实际工程中,可实现剩余污泥资源化利用。 本文通过剩余污泥热水解正交小试和中试,确定了热水解最适宜条件;采用两级A/O工艺中试系统模拟青吉污水处理厂的实际运行,以污泥热水解上清液作为外加碳源,进行了四个进水TN浓度梯度的中试,考察了污泥热水解上清液作为两级A/O工艺外加脱氮碳源的可行性,探究了所设计的两级A/O工艺耐冲击负荷的能力。构建了两级A/O工艺氮迁移转化模型,同时利用中试结果对模型进行了验证。 主要研究结果如下:（1）以热水解上清液C/N比为评价指标的污泥热水解正交试验,综合考虑环保和能耗等因素,确定污泥热水解最适宜的组合条件为:污泥含水率为98%,热水解温度为80℃,热水解时间为90 min,不投碱。其水解上清液的C/N比为15,可用作两级A/O中试系统的外加碳源。 （2）处理进水COD为600 mg/L左右、进水TN为70 mg/L左右的原水时,控制生物反应池中MLSS为5000 mg/L左右、硝化液回流比为 150%200%,第二级缺氧池无需投加碳源,两级A/O中试系统出水即可以达到一级B排放标准。（3）处理进水COD为600 mg/L左右、进水TN为100 mg/L 左右的原水时,控制生物池中MLSS为5500 mg/L左右、硝化液回流比为250%,向进水池中另加约150 mg/L的碳源（以COD计）,或向第二级缺氧池中投加约30 mg/L的碳源（以COD计）,出水即能达到一级B排放标准。
食用菌培养料碳氮比计算
食用菌培养料碳氮比计算 碳氮比(C/N)是指食用菌培养料中碳源和氮源适当浓度的比值。一般在食用菌营养生长阶段碳氮比以20∶1为宜；子实体生长发育期碳氮比以30～40∶1为佳。食用菌的种类及培养材料不同，对碳氮比的要求也不同。如蘑菇在菌丝生长阶段堆制原料时的碳氮比为33∶1，子实体分化和发育期的最适碳氮比为17∶1。若碳氮比值过大，食用菌不出菇，或虽能出菇，却往往在成熟前停止发育。因此，碳氮比对食用菌生长发育十分重要。仍以蘑菇堆料为例，配制碳氮比为33∶1的培养料1 000公斤(其中稻草400公斤、干牛粪600公斤)，需补充氮量即补充尿素或硫酸铵多少公斤? 速算公式：需补充氮量=(主材料总碳量÷碳氮比-主材料总氮量)÷补充物质含氮量 经查得(已知)：稻草含碳量45.58%、含氮量0.63%，干牛粪含碳量39.75%、含氮量1.27%，尿素含氮量46%，硫酸铵含氮量21%。 速算方法： (1)设需补充尿素x公斤，用速算公式得： x={〔(400×４５.５８%＋６００×３９.７５％〕÷３３〕－（４００×０.６３％＋６００×１.２７％）}÷46%≈5.7(公斤) (2)设需补充硫酸铵x公斤，用速算公式得： x={〔(400×４５.５８%＋６００×３９.７５％〕÷３３〕－（４００×０.６３％＋６００×１.２７％）}÷21%≈12.4(公斤) 经计算，需补充尿素5.7公斤或补充硫酸铵12.4公斤；也可混合补充尿素和硫酸铵各50%常用培养料碳氮比例表（干） ]
成分比培养料碳（%）氮（%）碳：氮杂木屑 49.18 0.10 491.8 栎木屑 50.4 1.10 45.8 稻草 42.3 0.72 58.7 麦秸 46.5 0.48 96.9 玉米粒 46.7 0.48 97.3 玉米芯 42.3 0.48 88.1 豆秸 49.8 2.44 20.4 野草 46.7 1.55 30.1 甘蔗渣 53.1 0.63 84.2 棉籽壳 56 2.03 27.6 麦麸 44.7 2.2 20.3 米糠 41.2 2.08 19.8 啤酒槽 47.7 6 8 豆饼 45.4 6.71 6.76 花生饼 49 6.32 7.76 菜籽饼 45.2 4.6 9.8 马粪 12.2 0.58 21.1 黄牛粪 38.6 1.78 21.7 奶牛粪 31.8 1.33 24 猪粪 25 2 12.6 鸡粪 30 3 10