微生物的生長(zhǎng)繁殖及其控制筆記優(yōu)秀課件

第六章微生物的生長(zhǎng)繁殖及其控制

微生物的分離和純培養(yǎng)微生物的生長(zhǎng)繁殖及其測(cè)定微生物生長(zhǎng)繁殖的控制內(nèi)容提要

無(wú)菌技術(shù)微生物培養(yǎng)的常用器具及其滅菌干熱滅菌濕熱滅菌接種操作無(wú)菌條件下進(jìn)行，工具：接種環(huán)或接種針二元培養(yǎng)物主要用于病毒等寄生生物的培養(yǎng)培養(yǎng)物中含有兩種微生物，并有意識(shí)地保持二者之間的特定關(guān)系的培養(yǎng)物稱(chēng)為二元培養(yǎng)物微生物的保藏技術(shù)干燥保藏法常用作中期保藏，時(shí)間為1～5年傳代培養(yǎng)保藏常用作短期保藏，4℃保藏，時(shí)間為3～4月冷凍保藏法常用作長(zhǎng)期保藏，時(shí)間為5～10年及以上微生物的生長(zhǎng)繁殖及其測(cè)定微生物生長(zhǎng)的測(cè)定計(jì)數(shù)法、重量法、生理指標(biāo)法微生物的生長(zhǎng)繁殖細(xì)菌群體生長(zhǎng)的規(guī)律細(xì)菌群體生長(zhǎng)的數(shù)學(xué)模型細(xì)菌群體生長(zhǎng)的主要參數(shù)同步培養(yǎng)連續(xù)培養(yǎng)延滯期出現(xiàn)原因把細(xì)菌接種到新鮮的培養(yǎng)基中培養(yǎng)時(shí)，并不立即進(jìn)行分裂繁殖，細(xì)菌增殖數(shù)為０，這時(shí)需要合成多種酶，輔酶和某些中間代謝產(chǎn)物，要經(jīng)過(guò)一個(gè)調(diào)整和適應(yīng)過(guò)程。遲緩期特點(diǎn)生長(zhǎng)速率常數(shù)等于零菌體粗大

代謝活力強(qiáng)對(duì)不良條件抵抗能力降低ＲＮＡ含量增加影響延滯期限長(zhǎng)短因素接種齡接種量培養(yǎng)基成分指數(shù)期(對(duì)數(shù)期)(exponentialphase)特點(diǎn)該期的細(xì)菌生產(chǎn)中多被用做種子和科學(xué)試驗(yàn)材料①活菌數(shù)和總菌數(shù)接近②酶系活躍，代謝旺盛。③生長(zhǎng)速率最大，generationtime最短。④細(xì)胞的化學(xué)組成及形態(tài)，生理特性比較一致NtN0t1t0培養(yǎng)時(shí)間Lg細(xì)胞數(shù)/mlt2-t13.322(lgNt-lgN0)生長(zhǎng)速率常數(shù)R=t1-t03.322(lgNt-lgN0)代時(shí)G=指數(shù)期生長(zhǎng)的數(shù)學(xué)模型繁殖代數(shù)n=3.322(lgNt-lgN0)影響指數(shù)期的因素菌種營(yíng)養(yǎng)成分營(yíng)養(yǎng)物濃度培養(yǎng)溫度穩(wěn)定期特點(diǎn)活菌數(shù)保持相對(duì)穩(wěn)定，總菌數(shù)達(dá)最高水平。細(xì)菌代謝物積累達(dá)到最高峰。芽孢桿菌這時(shí)開(kāi)始形成芽孢。這是生產(chǎn)收獲時(shí)期。衰亡期(declinephase/deathphase)特點(diǎn)細(xì)菌死亡數(shù)大于增殖數(shù),活菌數(shù)明顯減少,群體衰落細(xì)胞出現(xiàn)多形態(tài),大小不等的畸形,變成衰退型細(xì)胞死亡,出現(xiàn)自溶現(xiàn)象。離心法硝酸纖維素濾膜法獲得同步生長(zhǎng)(synchronousgrowth)的方法：機(jī)械方法環(huán)境條件控制技術(shù)（溫度、培養(yǎng)基成分控制、其它）過(guò)濾法同步培養(yǎng)(synchronousculture)使培養(yǎng)基中細(xì)菌同時(shí)分裂，處于相同的生長(zhǎng)階段叫同步生長(zhǎng)?！琋量法DNA/RNA法葉綠素法菌體內(nèi)重要組成測(cè)定法微生物生長(zhǎng)的測(cè)定稱(chēng)重量法測(cè)體積法N×6.25=Pr測(cè)生長(zhǎng)量(直接法)比濁法生理指標(biāo)法測(cè)生長(zhǎng)量(間接法)微生物生長(zhǎng)繁殖的控制環(huán)境因子對(duì)微生物生長(zhǎng)的影響控制微生物的物理因素控制微生物的化學(xué)物質(zhì)環(huán)境因子對(duì)微生物生長(zhǎng)的影響營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)氧水的活性溫度pHpH影響細(xì)胞膜透性與穩(wěn)定性影響物質(zhì)溶解度影響細(xì)胞表面電荷分布因此影響微生物生長(zhǎng)、繁殖，發(fā)育。各類(lèi)微生物能夠生長(zhǎng)的pH值較寬，但細(xì)胞內(nèi)部pH值卻接近中性。微生物的活動(dòng)也能改變環(huán)境中的pH值氧氣專(zhuān)性好氧菌（obligateorstrictaerobes）兼性厭氧菌（facultativeanaerobes）耐氧菌（aerotolerantanaerobes）厭氧菌（anaerobes）微好氧菌（microaerophilicbacteria）超氧化物歧化酶（SOD）和過(guò)氧化氫酶

（Catalase

）厭氧菌（anaerobes）將環(huán)境中氧吸掉；抽真空；深層培養(yǎng)氧對(duì)其有毒能量來(lái)源于發(fā)酵無(wú)氧呼吸環(huán)式光合磷酸化或甲烷發(fā)酵O2.-超氧陰離子自由基普遍存在H2O+1/2O2

過(guò)氧化氫酶（好氧菌）2H2O過(guò)氧化氫酶（耐氧菌）NADH2NADO2.+2H+H2O2+O2

-SOD（好氧菌及耐氧菌）1

1

1

細(xì)胞內(nèi)缺泛SOD、細(xì)胞色素氧化酶和過(guò)氧化氫酶A.

+

B.A:B

共價(jià)結(jié)合均裂固體培養(yǎng)法液體培養(yǎng)法好氧菌的固體培養(yǎng)厭氧菌的固體培養(yǎng)好氧菌的液體培養(yǎng)厭氧菌的液體培養(yǎng)試管培養(yǎng)三角瓶（搖瓶）臺(tái)式發(fā)酵罐高層瓊脂柱厭氧培養(yǎng)皿厭氧罐厭氧手套箱好氧及厭氧微生物培養(yǎng)法實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)法生產(chǎn)實(shí)踐中的培養(yǎng)微生物裝置固體培養(yǎng)法液體培養(yǎng)法好氧菌-曲法培養(yǎng)厭氧菌-堆積培養(yǎng)發(fā)酵罐（Fermenter）控制微生物的物理因素及化學(xué)因素幾個(gè)基本概念物理滅菌因素的代表—高溫化學(xué)殺菌劑、消毒劑和治療劑消毒(disinfection)：殺死或消除物體上的病原微生物的方法滅菌（sterilition）：殺死物體上全部微生物的方法防腐(antisepsis)：用理化方法防止抑制微生物生長(zhǎng)的方法幾個(gè)基本概念化療(chemotherapy)：利用對(duì)病源菌具有高度毒力而對(duì)宿主基本無(wú)毒的化學(xué)物質(zhì)來(lái)抑制宿主體內(nèi)病源微生物的生長(zhǎng)繁殖高溫滅菌多數(shù)細(xì)菌，酵母菌和霉菌的營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞和病毒在50-65oＣ10min可以致死。F

一般噬菌體65－80oＣ致死，放線菌霉菌的孢子比營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞抗熱性強(qiáng)，76－80oＣ10min可以殺死B

細(xì)菌芽孢，在100oＣ下５－20min才能致死，嗜熱脂肪芽孢桿菌可在80oＣ條件下生活，在120oＣ，12min才能殺死，BBBBBBBBBBB同種微生物老齡菌比幼菌耐熱。高溫滅菌干熱滅菌(dryheatsterilization)濕熱滅菌(mosistheatsterilization)

焚燒滅菌法：常用與廢棄物動(dòng)物尸體等處理。烘烤滅菌法；實(shí)驗(yàn)室用干燥箱烘烤接種工具。濕熱滅菌(mosistheatsterilization)

煮沸滅菌法（煮沸消毒法）高壓蒸汽滅菌法間歇滅菌法巴斯德消毒法：（巴氏消毒法）該法比干熱滅菌效果好，因?yàn)榈鞍踪|(zhì)在有水的情況下容易凝固，如含水50％，蛋白質(zhì)凝固溫度為56oＣ；含水６％蛋白質(zhì)凝固溫度為160-170oＣ煮沸滅菌法（煮沸消毒法）物品在水中煮沸15min，可殺死所有營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞和一部分芽孢。在水中加入１％的Ｎa2CO3或２－５％的石炭酸效果更好。此法適合注射器和解剖用具的消毒。高壓蒸汽滅菌(normalautoclving)是濕熱滅中最好方法，通常在1.05kg/cm2,的壓力下面（此時(shí)溫度121oＣ）處理15－30min。要排冷，否則會(huì)形成假壓，雖然壓力達(dá)到要求，溫度卻達(dá)不到相應(yīng)高度，而影響滅菌效果。間歇滅菌法(fractionalsterilization)是用常壓蒸汽反復(fù)幾次進(jìn)行滅菌的方法。主要用于不宜高壓滅菌的培養(yǎng)基，不耐熱的藥物和營(yíng)養(yǎng)物等方法是將待滅菌物品置于蒸鍋內(nèi)加熱到沸騰維持15-30min殺死營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞，取出冷卻后在37oＣ恒溫培養(yǎng)24小時(shí)，使芽孢萌發(fā)，再用此法滅菌，反復(fù)三次，即可達(dá)到滅菌目的。巴氏消毒法(pasteurization)是食品（牛奶）釀造（啤酒）工業(yè)中常用的方法。處理溫度變化很大，一般在60～85oＣ處理30min～15s，有些做法是61.7－62.8oＣ處理30min或71.6oＣ處理15min這樣即可殺死病原微生物。又不致?lián)p壞營(yíng)養(yǎng)，可保留食品飲料原有用味。根據(jù)結(jié)核桿菌在62oＣ下15min被致死。低溫維持法;高溫瞬時(shí)滅菌輻射可見(jiàn)光紫外線（非電離輻射）X射線與r射線Ｏ２

紫外線０３０２＋｛O｝紫外線（非電離輻射）殺菌機(jī)制：誘導(dǎo)核酸形成胸腺嘧啶二聚體，從而干擾GGGGGGGG了核酸的復(fù)制H

各種微生物對(duì)紫外線抗性干細(xì)胞強(qiáng)于濕細(xì)胞芽孢，孢子強(qiáng)于營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞多倍體＞二倍體＞單倍體控制微生物的化學(xué)物質(zhì)(因素)抗微生物劑抗代謝物抗生素化學(xué)治療劑防腐劑消毒劑酸和堿重金屬極其鹽類(lèi)有機(jī)化合物氧化劑

鹵素

染色劑表面活性劑表面消毒劑(surfacedisinfactant)抗代謝物(antimetabolite)有些化合物在結(jié)構(gòu)上與生物體所必需的代謝物很相似，以至可以和特定的酶結(jié)合，從而阻礙了酶的功能。干擾代謝的正常代謝。這些物質(zhì)稱(chēng)為抗代謝物。葉酸磺胺類(lèi)藥物氨基酸5－甲基色氨酸吡哆醇異煙肼嘌呤6－巰基嘌呤抗代謝物代謝物二氫蝶啶二氫蝶酸二氫葉酸四氫葉酸核酸氨基酸前體PABA酶①酶②酶③GluTMPCOOHH2NNH2SO2RCOOHH2NNH2SO2R磺胺藥(sulphonamides,sulfadrugs)抑菌機(jī)理

TMP:三甲基芐二氨嘧啶(磺胺增效劑)選擇毒力是由微生物在代謝過(guò)程中產(chǎn)生（有的可人工合成）具有一定濃度下抑制或殺死其他微生物的有機(jī)化合物。F

每種抗生素都有一定的殺菌范圍，稱(chēng)為抗菌譜。G

抗生素的誕生神奇的抗生素抗藥性抗生素(antibiotic)神奇

的抗生素抑制細(xì)胞壁的形成影響細(xì)胞膜的功能干擾蛋白質(zhì)合成抑制核酸復(fù)制和固醇結(jié)合影響細(xì)胞膜透性作用于呼吸鏈影響能量利用氨芐青霉素（ampicillin）和蛋白結(jié)合影響膜屏蔽作用白點(diǎn)是強(qiáng)度各異的抗生素，最底下的青霉素完全沒(méi)有黑環(huán)，顯示它對(duì)鏈球菌已毫無(wú)作用抗藥性(antibioticresis