微生物的生長與環(huán)境條件

微生物的生長與環(huán)境條件演示文稿現(xiàn)在是1頁\一共有70頁\編輯于星期三優(yōu)選微生物的生長與環(huán)境條件現(xiàn)在是2頁\一共有70頁\編輯于星期三第一節(jié)、微生物群體的生長一、獲的純培養(yǎng)的方法1、純培養(yǎng)的定義：從一個(gè)細(xì)胞繁殖所得到的后代細(xì)胞群體稱為純培養(yǎng)。2、獲得純培養(yǎng)的方法：（1）稀釋---液體培養(yǎng)法（2）單細(xì)胞挑取法（3）平板培養(yǎng)分離法現(xiàn)在是3頁\一共有70頁\編輯于星期三現(xiàn)在是4頁\一共有70頁\編輯于星期三（3）平板培養(yǎng)分離法：A、平板劃線分離法B、涂布平板法C、傾注（混合）平板法劃線分離法步驟：劃線挑菌灼燒劃線灼燒劃線現(xiàn)在是5頁\一共有70頁\編輯于星期三現(xiàn)在是6頁\一共有70頁\編輯于星期三二、細(xì)菌群體數(shù)量的測量1、顯微直接計(jì)數(shù)法現(xiàn)在是7頁\一共有70頁\編輯于星期三優(yōu)點(diǎn)：快速、方便缺點(diǎn)：不能區(qū)分死菌與活菌；不適于對運(yùn)動(dòng)細(xì)菌的計(jì)數(shù)；（甲醛或適度加熱（不能把計(jì)數(shù)板加熱））需要相對高的細(xì)菌濃度；（107cell/ml）個(gè)體小的細(xì)菌在顯微鏡下難以觀察；現(xiàn)在是8頁\一共有70頁\編輯于星期三2、比濁法在一定波長下，測定菌懸液的光密度，以光密度(opticaldensity,即O.D.)表示菌量。波長一般選定在450~650nm現(xiàn)在是9頁\一共有70頁\編輯于星期三培養(yǎng)基顏色顆粒雜質(zhì)實(shí)驗(yàn)測量時(shí)應(yīng)控制在菌濃度與光密度成正比的線性范圍內(nèi)，否則不準(zhǔn)確。一般OD在1.0以下時(shí)和微生物數(shù)量呈正比現(xiàn)在是10頁\一共有70頁\編輯于星期三3、稀釋平板法（1）傾注平板法(混合平板法)（2）涂布平板法菌落計(jì)數(shù)稀釋到適量濃度傾注或涂布平板培養(yǎng)現(xiàn)在是11頁\一共有70頁\編輯于星期三現(xiàn)在是12頁\一共有70頁\編輯于星期三混合平板和涂布平板的區(qū)別現(xiàn)在是13頁\一共有70頁\編輯于星期三一般用菌落形成單位（colonyformingunits，CFU）來表示原樣品中的細(xì)胞數(shù)?，F(xiàn)在是14頁\一共有70頁\編輯于星期三4、膜過濾培養(yǎng)法當(dāng)樣品中菌數(shù)很低時(shí)，可以將一定體積的湖水、海水或飲用水等樣品通過膜過濾器，然后將將膜轉(zhuǎn)到相應(yīng)的培養(yǎng)基上進(jìn)行培養(yǎng)，對形成的菌落進(jìn)行統(tǒng)計(jì)?，F(xiàn)在是15頁\一共有70頁\編輯于星期三現(xiàn)在是16頁\一共有70頁\編輯于星期三主要適用于只能進(jìn)行液體培養(yǎng)的微生物，或采用液體鑒別培養(yǎng)基進(jìn)行直接鑒定并計(jì)數(shù)的微生物。5、MPN法：mostprobablenumber對未知樣品進(jìn)行十倍稀釋，然后根據(jù)估算取三個(gè)連續(xù)的稀釋度平行接種多支試管，對這些平行試管的微生物生長情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，長菌的為陽性，未長菌的為陰性，然后根據(jù)數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)計(jì)算出樣品中的微生物數(shù)目?，F(xiàn)在是17頁\一共有70頁\編輯于星期三現(xiàn)在是18頁\一共有70頁\編輯于星期三三、分批生長中細(xì)菌群體的生長現(xiàn)在是19頁\一共有70頁\編輯于星期三(一)生長曲線生長曲線(GrowthCurve)：細(xì)菌接種到定量的液體培養(yǎng)基中，定時(shí)取樣測定細(xì)胞數(shù)量，以培養(yǎng)時(shí)間為橫座標(biāo)，以菌數(shù)為縱座標(biāo)作圖，得到的一條反映細(xì)菌在整個(gè)培養(yǎng)期間菌數(shù)變化規(guī)律的曲線?，F(xiàn)在是20頁\一共有70頁\編輯于星期三細(xì)菌的生長曲線一般用菌數(shù)的對數(shù)為縱坐標(biāo)作圖現(xiàn)在是21頁\一共有70頁\編輯于星期三一條典型的生長曲線至少可以分為

延滯期，對數(shù)期，穩(wěn)定期和衰亡期四個(gè)生長時(shí)期現(xiàn)在是22頁\一共有70頁\編輯于星期三延滯期(Lagphase)：將少量菌種接入新鮮培養(yǎng)基后，在開始一段時(shí)間內(nèi)菌數(shù)不立即增加，或增加很少，生長速度接近于零。延滯期的特點(diǎn)：分裂遲緩、代謝活躍細(xì)胞形態(tài)變大或增長，例如巨大芽孢桿菌，在遲緩期末，細(xì)胞的平均長度比剛接種時(shí)長6倍。一般來說處于遲緩期的細(xì)菌細(xì)胞體積最大細(xì)胞內(nèi)RNA尤其是rRNA含量增高，合成代謝活躍，核糖體、酶類和ATP的合成加快，易產(chǎn)生誘導(dǎo)酶。對外界不良條件反應(yīng)敏感?，F(xiàn)在是23頁\一共有70頁\編輯于星期三現(xiàn)在是24頁\一共有70頁\編輯于星期三遲緩期出現(xiàn)的原因：微生物接種到一個(gè)新的環(huán)境，暫時(shí)缺乏分解和催化有關(guān)底物的酶，或是缺乏充足的中間代謝產(chǎn)物等。為產(chǎn)生誘導(dǎo)酶或合成中間代謝產(chǎn)物，就需要一段適應(yīng)期。在生產(chǎn)實(shí)踐中縮短遲緩期的常用手段：(1)利用對數(shù)生長期的細(xì)胞作為種子；(2)盡量使接種前后所使用的培養(yǎng)基組成不要相差太大；(3)適當(dāng)擴(kuò)大接種量現(xiàn)在是25頁\一共有70頁\編輯于星期三對數(shù)生長期(Logphase)：又稱指數(shù)生長期(Exponentialphase)以最大的速率生長和分裂，細(xì)菌數(shù)量呈對數(shù)增加，細(xì)菌內(nèi)各成分按比例有規(guī)律地增加，表現(xiàn)為平衡生長。對數(shù)生長期的細(xì)菌個(gè)體形態(tài)、化學(xué)組成和生理特性等均較一致，代謝旺盛、生長迅速、代時(shí)穩(wěn)定?，F(xiàn)在是26頁\一共有70頁\編輯于星期三在細(xì)菌個(gè)體生長里，每個(gè)細(xì)菌分裂繁殖一代所需的時(shí)間為代時(shí)(Generationtime)，在群體生長里細(xì)菌數(shù)量增加一倍所需的時(shí)間稱為倍增時(shí)間（Doublingtime)。代時(shí)通常以G表示。現(xiàn)在是27頁\一共有70頁\編輯于星期三穩(wěn)定生長期(Stationaryphase)：由于營養(yǎng)物質(zhì)消耗，代謝產(chǎn)物積累和pH等環(huán)境變化，逐步不適宜于細(xì)菌生長，導(dǎo)致生長速率降低直至零(即細(xì)菌分裂增加的數(shù)量等于細(xì)菌死亡數(shù))。穩(wěn)定生長期又稱恒定期或最高生長期，此時(shí)培養(yǎng)液中活細(xì)菌數(shù)最高并維持穩(wěn)定。生長得率:每摩爾底物產(chǎn)生的菌體干重現(xiàn)在是28頁\一共有70頁\編輯于星期三衰亡期(Decline或Deathphase)：營養(yǎng)物質(zhì)耗盡和有毒代謝產(chǎn)物的大量積累，細(xì)菌死亡速率超過新生速率，整個(gè)群體呈現(xiàn)出負(fù)增長?，F(xiàn)在是29頁\一共有70頁\編輯于星期三同步培養(yǎng)(Synchronousculture)：使群體中的細(xì)胞處于比較一致的，生長發(fā)育均處于同一階段上，即大多數(shù)細(xì)胞能同時(shí)進(jìn)行生長或分裂的培養(yǎng)方法。(二)同步培養(yǎng)同步培養(yǎng)物常被用來研究在單個(gè)細(xì)胞上難以研究的生理與遺傳特性，它是一種理想的材料?，F(xiàn)在是30頁\一共有70頁\編輯于星期三機(jī)械方法離心方法過濾分離法硝酸纖維素濾膜洗脫法環(huán)境條件誘導(dǎo)溫度培養(yǎng)基成份控制其它（如光照和黑暗交替培養(yǎng)）現(xiàn)在是31頁\一共有70頁\編輯于星期三密度梯度離心法獲得同步細(xì)胞的基本步驟分部收集各層細(xì)胞細(xì)胞分層離心后不同步群體細(xì)菌10%蔗糖↓30%梯度利用各部細(xì)胞接種現(xiàn)在是32頁\一共有70頁\編輯于星期三硝酸纖維素濾膜法是最經(jīng)典的獲得同步生長的方法由于細(xì)胞的個(gè)體差異，同步生長往往只能維持2-3個(gè)世代，隨后又逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)殡S機(jī)生長。現(xiàn)在是33頁\一共有70頁\編輯于星期三連續(xù)培養(yǎng)(Continousculture）在微生物的整個(gè)培養(yǎng)期間，通過一定的方式使微生物能以恒定的比生長速率生長并能持續(xù)生長下去的一種培養(yǎng)方法。四、細(xì)菌群體生長的連續(xù)培養(yǎng)現(xiàn)在是34頁\一共有70頁\編輯于星期三控制連續(xù)培養(yǎng)的方法恒濁連續(xù)培養(yǎng)不斷調(diào)節(jié)流速而使細(xì)菌培養(yǎng)液濁度保持恒定恒化連續(xù)培養(yǎng)保持恒定的流速現(xiàn)在是35頁\一共有70頁\編輯于星期三（一）恒濁連續(xù)培養(yǎng)測定所培養(yǎng)微生物的光密度值自動(dòng)調(diào)節(jié)新鮮培養(yǎng)基流入和培養(yǎng)物流出培養(yǎng)室的流速使培養(yǎng)物維持在某一恒定濁度當(dāng)培養(yǎng)室中的濁度超過預(yù)期數(shù)值時(shí)，流速加快，使?jié)岫冉档停划?dāng)培養(yǎng)室中的濁度低于預(yù)期數(shù)值時(shí)，流速減慢，使?jié)岫壬?；恒濁培養(yǎng)器的工作精度是由光電控制系統(tǒng)的靈敏度來決定的現(xiàn)在是36頁\一共有70頁\編輯于星期三（二）恒化連續(xù)培養(yǎng)使培養(yǎng)液流速保持不變，并使微生物在恒定的生長速率下進(jìn)行生長繁殖?，F(xiàn)在是37頁\一共有70頁\編輯于星期三連續(xù)培養(yǎng)的簡化流程圖現(xiàn)在是38頁\一共有70頁\編輯于星期三稀釋率：每小時(shí)流加的新鮮培養(yǎng)液占總培養(yǎng)液體積的百分比現(xiàn)在是39頁\一共有70頁\編輯于星期三第二節(jié)、微生物個(gè)體生長和分化第三節(jié)、環(huán)境條件對微生物生長和代謝的影響現(xiàn)在是40頁\一共有70頁\編輯于星期三1、溫度低溫型微生物：專性低溫微生物和兼性低溫微生物中溫型微生物：分布最廣高溫型微生物：嗜熱微生物和極端嗜熱微生物一、控制微生物的物理因素最低溫度最適溫度最高溫度現(xiàn)在是41頁\一共有70頁\編輯于星期三低溫型微生物中溫型微生物高溫型微生物現(xiàn)在是42頁\一共有70頁\編輯于星期三(1)干熱滅菌烘箱內(nèi)熱空氣滅菌火焰灼燒干熱滅菌160-170℃，2小時(shí)高溫使蛋白質(zhì)、核酸等重要生物大分子發(fā)生變性、破壞，以及破壞細(xì)胞膜上的類脂成分，導(dǎo)致微生物死亡。高溫殺菌現(xiàn)在是43頁\一共有70頁\編輯于星期三(2)濕熱滅菌濕熱比干熱滅菌更好：水蒸汽的氣化熱高，更易于傳遞熱量；濕熱對一般營養(yǎng)體和孢子的殺滅條件：多數(shù)細(xì)菌和真菌的營養(yǎng)細(xì)胞：在60℃左右處理5-10分鐘；酵母菌和真菌的孢子：用80℃以上溫度處理；細(xì)菌的芽孢：121℃處理10分鐘以上；現(xiàn)在是44頁\一共有70頁\編輯于星期三各種細(xì)菌的芽孢在濕熱中的

致死溫度和致死時(shí)間菌種100oC105oC110oC115oC121oC炭疽芽孢桿菌5~10____枯草芽孢桿菌6~17____嗜熱脂肪芽孢桿菌____12肉毒梭狀芽孢桿菌33010032104破傷風(fēng)梭菌5~155~10___現(xiàn)在是45頁\一共有70頁\編輯于星期三蒸氣壓力溫度（℃）磅/平方厘米公斤/平方厘米kPa50.3533.78108.880.5754.04113.0100.7067.55115.6151.0101.33121.3201.46135.10126.2251.77168.88130.4302.10202.66134.6現(xiàn)在是46頁\一共有70頁\編輯于星期三現(xiàn)在是47頁\一共有70頁\編輯于星期三空氣排除程度與溫度的關(guān)系壓力表讀數(shù)滅菌器內(nèi)溫度/℃/Pa未排除空氣排除1/3空氣排除1/2空氣排除2/3空氣完全排除氣35701051401752107290941001099010010510911510010911211512110911511812112611512112412613012l126128130135現(xiàn)在是48頁\一共有70頁\編輯于星期三（3）其它濕熱滅菌方式1）巴斯德消毒（pasteurization）60-85℃處理15秒至30分鐘2）煮沸消毒3）間歇滅菌（fractionalsterilizationORtyndallization）4）瞬間加壓滅菌（continuousautoclaving）135-150℃，5-15秒，工業(yè)上發(fā)酵培養(yǎng)基135-150℃，2-6秒，牛奶或其它液態(tài)食品（超高溫滅菌）現(xiàn)在是49頁\一共有70頁\編輯于星期三UTH超高溫滅菌乳是在本世紀(jì)60年代出現(xiàn)的一種產(chǎn)品，首先是由英國的巴頓等研究者提出。其原理是根據(jù)牛奶在加熱中細(xì)菌的滅菌效果（SE），也就是殺孢子效率隨著溫度的上升，大大快于牛乳中的化學(xué)變化（褐變、維生素破壞、蛋白質(zhì)變性等）。

在溫度有效范圍內(nèi)，熱處理溫度每升高10℃，牛乳中所含細(xì)菌孢子的破壞速度性提高11-30倍，而牛乳中化學(xué)變化褐變速度僅提高2.5-3倍，Q10=2.5-3。這意味著溫度越高，其滅菌效果越大，而引起的化學(xué)變化很小?，F(xiàn)在是50頁\一共有70頁\編輯于星期三低溫保藏菌種，實(shí)踐中，采用低溫保藏食品，防止雜菌生長

斜面:4℃

石蠟油:4℃

沙土管:4℃

甘油管:-70℃,液氮

凍干管:4℃

水:常溫

現(xiàn)在是51頁\一共有70頁\編輯于星期三2、輻射作用輻射滅菌(RadiationSterilization)是利用電磁輻射產(chǎn)生的電磁波殺死大多數(shù)物質(zhì)上的微生物的一種有效方法。用于滅菌的電磁波有紫外線(UV)、X-射線和γ-射線等現(xiàn)在是52頁\一共有70頁\編輯于星期三電磁波滅菌的機(jī)理：現(xiàn)在是53頁\一共有70頁\編輯于星期三UV引起DNA的斷裂、DNA分子雙鏈的交聯(lián)以及嘧啶二聚體的形成等，其中形成胸腺嘧啶二聚體是最主要的作用。胸腺嘧啶二聚體會(huì)阻礙雙鏈的解鏈與復(fù)制、堿基的正常配對，引起突變。生成臭氧胸腺嘧啶二聚體

現(xiàn)在是54頁\一共有70頁\編輯于星期三電離輻射誘變劑:x射線、γ射線、快中子、α射線、β射線和超聲波等，在微生物誘變育種中以前面四種用得比較多。直接作用:輻射的量子擊中染色體，導(dǎo)致發(fā)生直接的原始損傷。間接作用:輻射作用使得細(xì)胞中的分子尤其是大量的水分子產(chǎn)生電離，進(jìn)而形成各種自由基，這些自由基團(tuán)再進(jìn)一步與細(xì)胞內(nèi)活性大分子產(chǎn)生一系列生物化學(xué)反應(yīng)，造成染色體損傷，導(dǎo)致突變。現(xiàn)在是55頁\一共有70頁\編輯于星期三可見光（400-760nm）：紫外線（200-400nm）：電離輻射：殺菌效果不明顯殺菌效果明顯，但穿透能力不強(qiáng)，只能用于表面滅菌。波長短，能量高，穿透能力強(qiáng)，殺菌效果很明顯現(xiàn)在是56頁\一共有70頁\編輯于星期三3、氧氣氧氣對微生物的毒害機(jī)制：產(chǎn)生活性氧（超氧負(fù)離子、過氧化氫、羥基自由基）據(jù)微生物對氧氣的敏感性：好氧微生物、厭氧微生物O2+e-→O2-2O2-+2H+→H2O2+O2O2-+H2O2→O2+OH-+OH·現(xiàn)在是57頁\一共有70頁\編輯于星期三好氧菌消除活性氧傷害的機(jī)制：產(chǎn)生SOD、過氧化氫酶和過氧化物酶消除活性氧2O2-+2H+→H2O22H2O2→O2+2H2O2H2O2+NADH+H+→NAD++2H2O超氧化物歧化酶接觸酶過氧化物酶現(xiàn)在是58頁\一共有70頁\編輯于星期三二、控制微生物的化學(xué)因素：各種有機(jī)或無機(jī)殺菌劑或抑菌劑現(xiàn)在是59頁\一共有70頁\編輯于星期三機(jī)理：蛋白質(zhì)變性代表：苯酚（石炭酸）（1）酚：1、有機(jī)化合物應(yīng)用范圍：地面，家具，皮膚等石炭酸系數(shù)：指在一定時(shí)間內(nèi)被試藥劑能殺死全部供試菌的最高稀釋度和達(dá)到同效的石炭酸的最高稀釋度的比率。一般規(guī)定處理時(shí)間為10分鐘，而供試菌定為Salmonellatyphi（傷寒沙門氏菌）。現(xiàn)在是60頁\一共有70頁\編輯于星期三（2）醇機(jī)理：蛋白質(zhì)變性、細(xì)胞脫水代表：乙醇（75%）應(yīng)用范圍：器械、皮膚現(xiàn)在是61頁\一共有70頁\編輯于星期三（3）醛機(jī)理：蛋白質(zhì)變性代表：福爾馬林液（40%甲醛）應(yīng)用范圍：熏蒸、標(biāo)本保藏現(xiàn)在是62頁\一共有70頁\編輯于星期三（4）酸機(jī)理：蛋白質(zhì)變性代表：醋酸、苯甲酸、山梨酸應(yīng)用范圍：房間消毒、防腐劑現(xiàn)在是63頁\一共有70頁\編輯于星期三（5）表面活性劑機(jī)理：破壞細(xì)胞膜代表：新潔爾滅、洗衣粉、洗滌劑等應(yīng)用范圍：器械、皮膚現(xiàn)在是64頁\一共有70頁\編輯于星期三2、無機(jī)化合物:鹵化物、重金屬、氧化劑等（1）鹵化物：碘、和氯機(jī)理：破壞細(xì)