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来源公众号：学甫无境 作者：王甫荣
作者编著的《高中生物学疑难知识解惑》丛书在热卖中！
问题的提出：高二年级最近在开展选择性必修3《生物技术与工程》教学，第一章是发酵工程，与后面章节内容（细胞工程和基因工程）相对比较生活化，但也有一些专业性用语，如生长因子、牛肉膏、酵母浸膏、蛋白胨等。
关于细菌的培养基各成分的作用，我在编写选择性必修《疑难解惑》第241页中已经详细叙述，但还缺少生长因子内容的具体介绍。
在细菌的通用培养基中，天然培养成分中经常会通过蛋白胨、牛肉膏或酵母浸膏提供生长因子，什么是生长因子？下面谈一谈生长因子及其作用。
微生物培养基中的生长因子，是指微生物自身不能合成或合成量不足以满足生长需求，必须从外界培养基中获取的、微量即可生效的有机营养物质，本质是微生物生长代谢的必需小分子有机物，也常被称作生长因素或营养因子。
一、生长因子的特征
生长因子不参与构成细胞的主要结构，也不作为能源、碳源、氮源，核心作用是参与酶的组成、代谢反应的辅酶或辅基，或调节细胞代谢、促进细胞分裂分化。具有以下四个特点：
1. 必需性：对特定微生物而言，生长因子是生长不可或缺的，如人类肠道菌需要维生素K。野生型微生物能合成自身所需的所有生长因子（无需外源添加） 大肠杆菌、枯草芽孢杆菌。营养缺陷型菌株因基因突变丧失合成某种生长因子的能力，必须外源补充，如“组氨酸缺陷型”菌株需组氨酸。
2. 微量性：需求量远低于碳源、氮源等主要营养物质。
3. 特异性：不同微生物对生长因子的需求差异极大，有的需多种，有的完全不需要。
4. 内源性不足：微生物自身缺乏合成该物质的酶系或合成能力极弱，如乳酸菌无法合成叶酸，叶酸就是乳酸菌的生长因子。
二、生长因子的主要类型及作用
微生物所需的生长因子主要分为维生素类、氨基酸类、嘌呤与嘧啶类三大核心类别，少数微生物还会需求脂肪酸、固醇等特殊因子，具体分类及作用如下：
1. 维生素类（最常见的生长因子）
绝大多数生长因子都属于B族维生素，这类物质几乎都是微生物体内各种酶的辅酶或辅基（都属于酶的辅助因子，二者与酶蛋白共同构成全酶，只有全酶才具备催化活性），直接参与糖、蛋白质、核酸的代谢反应，缺一不可。
常见种类：硫胺素（VB₁）、核黄素（VB₂）、泛酸（VB₅）、烟酸（VB₃）、吡哆醇（VB₆）、叶酸（VB₉）、钴胺素（VB₁₂）、生物素（VH）等。
典型案例：乳酸菌无法合成叶酸，必须在培养基中添加；酵母菌需要生物素才能正常增殖。
2. 氨基酸类
当微生物自身的氨基酸合成途径缺失或受阻，如营养缺陷型菌株，就需要从培养基中直接获取现成的氨基酸，这类氨基酸即为生长因子。
核心作用：直接作为合成蛋白质、多肽的原料，避免微生物因氨基酸匮乏无法完成生命活动。
典型案例：大肠杆菌的色氨酸缺陷型菌株，必须在培养基中添加色氨酸才能生长；谷氨酸发酵菌株常需补充赖氨酸、蛋氨酸。
3.碱基（嘌呤、嘧啶）类
嘌呤和嘧啶是合成核酸（DNA、RNA） 、核苷酸、辅酶（如 NAD⁺、ATP）的核心原料，部分微生物无法利用简单前体合成嘌呤或嘧啶，需外源供给。
核心作用：保障核酸复制、转录，以及能量代谢的正常进行。
典型案例：肺炎链球菌不能合成嘌呤，培养基中必须添加腺嘌呤、鸟嘌呤；部分病毒侵染的宿主菌，需外源补充嘧啶。
4. 其他特殊生长因子
少数微生物还需要一些非常规的有机小分子，也归为生长因子范畴。
脂肪酸、固醇：支原体无细胞壁，细胞膜合成需要外源胆固醇；某些放线菌需补充亚油酸。
碱基、核苷：部分微生物无法合成完整嘌呤或嘧啶，需直接补充核苷（如腺苷、胸苷）。
生物活性物质：如某些光合细菌需要的叶绿素前体、蓝细菌所需的藻蓝素前体。
三、培养基中生长因子的常见来源
实验室配制培养基时，不会单独逐一添加纯的生长因子，常使用天然有机成分替代，这类成分富含各类生长因子，性价比更高：
酵母膏或酵母提取物：含丰富B族维生素、氨基酸、嘌呤、嘧啶，是最常用的生长因子来源。
牛肉膏：含维生素、多肽、核苷。
蛋白胨：水解后产生氨基酸、小分子肽。
血清：动物细胞培养的培养基中，血清含所有必需生长因子（维生素、激素、氨基酸等）。
试题：在充足的碳源、氮源、无机盐和水的条件下,某些微生物仍然不能正常生长,还需要在培养基中添加。下列选项中属于该类物质的有（ ）
A.某些维生素 B.某些氨基酸 C.酶 D.激素
解析：在微生物培养中，即使提供充足的碳源、氮源、无机盐和水，某些微生物仍无法生长，可能是缺乏生长因子（如维生素、氨基酸等）。 某些维生素属于生长因子，若微生物自身无法合成，则需添加，A正确；某些氨基酸同样为生长因子，依赖微生物的合成能力，若其缺乏则需补充，B正确；酶微生物可自行分泌或合成，无需额外添加，C错误；微生物培养通常不需要激素，此需求多见于动植物细胞培养，D错误。故答案为A和B。
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