微生物的生長(zhǎng)

微生物的生長(zhǎng)第1頁(yè)，課件共49頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月生物個(gè)體由小到大的增長(zhǎng)，即表現(xiàn)為細(xì)胞組分與結(jié)構(gòu)在量方面的增加生長(zhǎng)指生物個(gè)體數(shù)目的增加繁殖在單細(xì)胞微生物中，生長(zhǎng)繁殖的速度很快，而且兩者始終交替進(jìn)行，個(gè)體生長(zhǎng)與繁殖的界限難以劃清，因此實(shí)際上常群體生長(zhǎng)作為衡量微生物生長(zhǎng)的指標(biāo)。群體生長(zhǎng)的實(shí)質(zhì)是包含著個(gè)體細(xì)胞生長(zhǎng)與繁殖交替進(jìn)行的過(guò)程第2頁(yè)，課件共49頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)微生物純培養(yǎng)的獲得

平板劃線分離法

稀釋倒平板法單孢子或單細(xì)胞分離法利用選擇性培養(yǎng)基分離法第3頁(yè)，課件共49頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.平板劃線分離法

用接種環(huán)以菌操作沾取少許待分離的材料，在無(wú)菌平板表面進(jìn)行平行劃線、扇形劃線或其他形式的連續(xù)劃線，如果劃線適宜的話，微生物能一一分散，經(jīng)培養(yǎng)后，可在平板表面得到單菌落。第4頁(yè)，課件共49頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.稀釋倒平板法第5頁(yè)，課件共49頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.單孢子或單細(xì)胞分離法采取顯微分離法從混雜群體中直接分離單個(gè)細(xì)胞或單個(gè)個(gè)體進(jìn)行培養(yǎng)以獲得純培養(yǎng)。在顯微鏡下使用單孢子分離器進(jìn)行機(jī)械操作，挑取單孢子或單細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)。也可以采用特制的毛細(xì)管在載玻片的瓊脂涂層上選取單孢子并切割下來(lái)，然后移到合適的培養(yǎng)基進(jìn)行培養(yǎng)。第6頁(yè)，課件共49頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4.選擇性培養(yǎng)基分離法各種微生物對(duì)不同的化學(xué)試劑、染料、抗生素等具有不同的抵抗能力，利用這些特性可配制合適某種微生物而限制其它微生物生長(zhǎng)的選擇培養(yǎng)基，用它來(lái)培養(yǎng)微生物以獲得純培養(yǎng)。微生物純培養(yǎng)分離方法的比較分離方法應(yīng)用范圍平皿劃線法方法簡(jiǎn)便，多用于分離細(xì)菌稀釋倒平皿法即可定性，又可定量，用途廣泛?jiǎn)渭?xì)胞挑取法局限于高度專業(yè)化的科學(xué)研究利用選擇培養(yǎng)基法適用于分離某些生理類型較特殊的第7頁(yè)，課件共49頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)微生物生長(zhǎng)的測(cè)定評(píng)價(jià)不同的抗菌物質(zhì)對(duì)微生物產(chǎn)生抑制(或殺死)作用的效果；客觀地反映微生物生長(zhǎng)的規(guī)律；評(píng)價(jià)培養(yǎng)條件、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)等對(duì)微生物生長(zhǎng)的影響；微生物生長(zhǎng)第8頁(yè)，課件共49頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月微生物生長(zhǎng)測(cè)量方法個(gè)體計(jì)數(shù)法重量法生理指標(biāo)法第9頁(yè)，課件共49頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.個(gè)體計(jì)數(shù)法a.直接法利用血球計(jì)數(shù)板，在顯微鏡下計(jì)算一定容積里樣品中微生物的數(shù)量。缺點(diǎn)：不能區(qū)分死菌與活菌；不適于對(duì)運(yùn)動(dòng)細(xì)菌的計(jì)數(shù)；需要相對(duì)高的細(xì)菌濃度；個(gè)體小的細(xì)菌在顯微鏡下難以觀察；第10頁(yè)，課件共49頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月b.簡(jiǎn)接法原理是每個(gè)活細(xì)菌在適宜的培養(yǎng)基和良好的生長(zhǎng)條件下可以通過(guò)生長(zhǎng)形成菌落。第11頁(yè)，課件共49頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.重量法通過(guò)樣品中蛋白質(zhì)、核酸含量的測(cè)定間接推算微生物群體的生物量；測(cè)定多細(xì)胞及絲狀真菌生長(zhǎng)情況的有效方法以干重、濕重直接衡量微生物群體的生物量；第12頁(yè)，課件共49頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.生理指標(biāo)測(cè)定法樣品中微生物數(shù)量多或生長(zhǎng)旺盛，這些指標(biāo)愈明顯，因此可以借助特定的儀器如瓦勃氏呼吸儀、微量量熱計(jì)等設(shè)備來(lái)測(cè)定相應(yīng)的指標(biāo)。常用于對(duì)微生物的快速鑒定與檢測(cè)微生物的生理指標(biāo)，如呼吸強(qiáng)度，耗氧量、酶活性、生物熱等與其群體的規(guī)模成正相關(guān)。第13頁(yè)，課件共49頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)微生物的生長(zhǎng)規(guī)律一、細(xì)菌群體生長(zhǎng)規(guī)律

在不補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)或移去培養(yǎng)物，保持整個(gè)培養(yǎng)液體積不變條件下，以時(shí)間為橫坐標(biāo)，以菌數(shù)為縱坐標(biāo)，根據(jù)不同培養(yǎng)時(shí)間時(shí)細(xì)菌數(shù)量的變化，可以作出一條反映細(xì)菌在整個(gè)培養(yǎng)期間菌數(shù)變化規(guī)律的曲線。生長(zhǎng)曲線第14頁(yè)，課件共49頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月生長(zhǎng)曲線可分：延滯期對(duì)數(shù)期衰亡期穩(wěn)定期第15頁(yè)，課件共49頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月延滯期的特點(diǎn)生長(zhǎng)速度為零細(xì)胞體積急劇增大細(xì)胞內(nèi)的RNA尤其是rRNA含量增高，細(xì)胞呈嗜堿性合成代謝活躍，易產(chǎn)生誘導(dǎo)酶對(duì)外界不良環(huán)境條件敏感1.延滯期第16頁(yè)，課件共49頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月影響延滯期長(zhǎng)短的因素接種齡接種量培養(yǎng)基成分

發(fā)酵工業(yè)上需盡量縮短該期，以降低生產(chǎn)成本在食品工業(yè)上，盡量在此期進(jìn)行消毒或滅菌第17頁(yè)，課件共49頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月①通過(guò)遺傳學(xué)方法改變種的遺傳特性使遲緩期縮短；②利用對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的細(xì)胞作為“種子”；③盡量使接種前后所使用的培養(yǎng)基組成不要相差太大；④適當(dāng)擴(kuò)大接種量等方式縮短遲緩期，克服不良的影響。縮短延滯期的措施第18頁(yè)，課件共49頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月指數(shù)期的特點(diǎn)生長(zhǎng)速度常數(shù)R最大細(xì)胞進(jìn)行平衡生長(zhǎng)酶系活躍，代謝旺盛影響指數(shù)期微生物增代時(shí)間的因素菌種營(yíng)養(yǎng)成分營(yíng)養(yǎng)物的濃度

2.對(duì)數(shù)期

細(xì)菌數(shù)量呈對(duì)數(shù)增加，第19頁(yè)，課件共49頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月細(xì)菌研究中常用的三個(gè)參數(shù)繁殖代數(shù)（n）指數(shù)生長(zhǎng)方式：1248……2n

設(shè)接種時(shí)細(xì)胞數(shù)為x1,時(shí)間為t1,到時(shí)間t2后，繁殖n代，細(xì)胞數(shù)為x2，它們之間的相互關(guān)系為：

x2=x1*2n以對(duì)數(shù)表示：㏒x2=㏒x1+n㏒2㏒x2-㏒x1∴n==3.322(㏒x2-㏒x1)㏒2第20頁(yè)，課件共49頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月生長(zhǎng)速度常數(shù)（R）

n3.322(㏒x2-㏒x1)

R==t2–t1t2–t1代時(shí)(G)1t2–t1G==R3.322(㏒x2-㏒x1)第21頁(yè)，課件共49頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月對(duì)數(shù)生長(zhǎng)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(zhǎng)迅速、代時(shí)穩(wěn)定，所以是研究微生物基本代謝的良好材料。它也常在生產(chǎn)上用作種子，使微生物發(fā)酵的遲緩期縮短，提高經(jīng)濟(jì)效益。發(fā)酵工業(yè)上盡量延長(zhǎng)該期，以達(dá)到較高的菌體密度食品工業(yè)上盡量使有害微生物不能進(jìn)入此期第22頁(yè)，課件共49頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月特點(diǎn)：

1生長(zhǎng)速率常數(shù)R等于02菌體產(chǎn)量達(dá)到了最高值

3合成次生代謝產(chǎn)物

4細(xì)胞內(nèi)出現(xiàn)儲(chǔ)藏物質(zhì)，芽孢菌內(nèi)開始產(chǎn)生芽孢產(chǎn)生原因：

營(yíng)養(yǎng)物尤其是生長(zhǎng)限制因子的耗盡營(yíng)養(yǎng)物的比例失調(diào)，如碳氮比不合適有害代謝廢物的積累（酸、醇、毒素等）物化條件（pH、氧化還原勢(shì)等）不合適3.穩(wěn)定期

第23頁(yè)，課件共49頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月獲得更多的菌體物質(zhì)或代謝產(chǎn)物采取措施：補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)或取走代謝產(chǎn)物或改善培養(yǎng)條件，如對(duì)好氧菌進(jìn)行通氣、攪拌或振蕩等第24頁(yè)，課件共49頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月特點(diǎn)：

1R為負(fù)值

2細(xì)胞的形態(tài)發(fā)生變化，出現(xiàn)不規(guī)則的衰退形

3釋放次生代謝產(chǎn)物，芽孢等

4菌體開始自溶產(chǎn)生原因：

生長(zhǎng)條件的進(jìn)一步惡化，使細(xì)胞內(nèi)的分解代謝大大超過(guò)合成代謝，繼而導(dǎo)致菌體的死亡4.衰亡期

第25頁(yè)，課件共49頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、同步培養(yǎng)

1.概念同步培養(yǎng)(synchronousculture)：是一種培養(yǎng)方法，它能使群體中不同步的細(xì)胞轉(zhuǎn)變成能同時(shí)進(jìn)行生長(zhǎng)或分裂的群體細(xì)胞。同步生長(zhǎng)：以同步培養(yǎng)方法使群體細(xì)胞能處于同一生長(zhǎng)階段，并同時(shí)進(jìn)行分裂的生長(zhǎng)方式同步培養(yǎng)物常被用來(lái)研究在單個(gè)細(xì)胞上難以研究的生理與遺傳特性和作為工業(yè)發(fā)酵的種子，它是一種理想的材料。第26頁(yè)，課件共49頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月同步培養(yǎng)方法機(jī)械方法環(huán)境條件控制技術(shù)離心方法過(guò)濾分離法硝酸纖維素濾膜法溫度培養(yǎng)基成份控制光照和黑暗交替培養(yǎng)第27頁(yè)，課件共49頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月硝酸纖維素濾膜法離心法第28頁(yè)，課件共49頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、連續(xù)培養(yǎng)

連續(xù)培養(yǎng)(continouscultureofmicroorganisms)是在微生物的整個(gè)培養(yǎng)期間，通過(guò)一定的方式使微生物能以恒定的比生長(zhǎng)速率生長(zhǎng)并能持續(xù)生長(zhǎng)下去的一種培養(yǎng)方法。

連續(xù)培養(yǎng)的基本原則：微生物培養(yǎng)過(guò)程中不斷的補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和以同樣的速率移出培養(yǎng)物連續(xù)培養(yǎng)類型恒濁連續(xù)培養(yǎng)恒化連續(xù)培養(yǎng)第29頁(yè)，課件共49頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(一)恒化連續(xù)培養(yǎng)在整個(gè)培養(yǎng)過(guò)程中通過(guò)控制培養(yǎng)基中某種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的濃度基本恒定的方式，保持細(xì)菌的比生長(zhǎng)速率恒定，使生長(zhǎng)“不斷”進(jìn)行。生長(zhǎng)速率的控制因子：一般是氨基酸、氨和銨鹽等氮源，或是葡萄糖、麥芽糖等碳源或者是無(wú)機(jī)鹽，生長(zhǎng)因子等物質(zhì)恒化器連續(xù)培養(yǎng)通常用于微生物學(xué)的研究，篩選不同的變種。第30頁(yè)，課件共49頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第31頁(yè)，課件共49頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(二)恒濁連續(xù)培養(yǎng)通過(guò)連續(xù)培養(yǎng)裝置中的光電系統(tǒng)控制培養(yǎng)液中菌體濃度恒定、使細(xì)菌生長(zhǎng)連續(xù)進(jìn)行的一種培養(yǎng)方式。用于菌體以及與菌體生長(zhǎng)平行的代謝產(chǎn)物生產(chǎn)的發(fā)酵工業(yè)第32頁(yè)，課件共49頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第33頁(yè)，課件共49頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(三)連續(xù)發(fā)酵與單批發(fā)酵相比優(yōu)點(diǎn)：縮短發(fā)酵周期，提高設(shè)備利用率；便于自動(dòng)控制；降低動(dòng)力消耗及體力勞動(dòng)強(qiáng)度；產(chǎn)品質(zhì)量較穩(wěn)定；缺點(diǎn)：雜菌污染和菌種退化第34頁(yè)，課件共49頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)環(huán)境因素對(duì)微生物的影響影響因素：氧溫度PH值第35頁(yè)，課件共49頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(一)溫度根據(jù)微生物生長(zhǎng)的最適溫度不同，可以將微生物分為嗜冷、兼性嗜冷、嗜溫、嗜熱和超嗜熱等五種不同的類型。它們都有各自的最低、最適和最高生長(zhǎng)溫度范圍。

微生物類型

生長(zhǎng)溫度／℃最低最適最高嗜冷微生物0以下1520兼性嗜冷微生物020-3035；嗜溫微生物15-2020-4545以上嗜熱微生物4555-6580超嗜熱或嗜高溫微生物6580-90100以上最適生長(zhǎng)溫度：某菌分裂代時(shí)最短或生長(zhǎng)速率最高時(shí)的培養(yǎng)溫度第36頁(yè)，課件共49頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(二)PH微生物最低PH最適PH最高PH細(xì)菌3-56.5-7.58-10酵母菌2-34.5-5.57-8霉菌1-34.5-5.57-8微生物生長(zhǎng)過(guò)程中機(jī)體內(nèi)發(fā)生的絕大多數(shù)的反應(yīng)是酶促反應(yīng)，而酶促反應(yīng)都有一個(gè)最適pH范圍，在此范圍內(nèi)只要條件適合，酶促反應(yīng)速率最高，微生物生長(zhǎng)速率最大，因此微生物生長(zhǎng)也有一個(gè)最適生長(zhǎng)的pH范圍。第37頁(yè)，課件共49頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(三)氧根據(jù)氧與微生物生長(zhǎng)的關(guān)系可將微生物分為好氧微好氧耐氧型兼性厭氧專性厭氧微生物類型最適生長(zhǎng)的O2體積分?jǐn)?shù)好氧微好氧氧的忍耐型兼性厭氧專性厭氧等于或大于20％2％一lO％2％以下有氧或無(wú)氧不需要氧、有氧時(shí)死亡第38頁(yè)，課件共49頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第39頁(yè)，課件共49頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月自由基是一種強(qiáng)氧化劑，它與生物大分子互相作用，可導(dǎo)致產(chǎn)生生物分子自由基，從而對(duì)機(jī)體產(chǎn)生損傷或突變作用，直至死亡。氧之所以對(duì)專性厭氧微生物以外的其他四種類型微生物不產(chǎn)生致死作用，是因?yàn)樗鼈兙哂谐跷锲缁福纱呋鹧趸衔锓纸?，最終分解成水。氧對(duì)于好氧微生物生長(zhǎng)雖然可以通過(guò)好氧呼吸產(chǎn)生更多的能量，滿足機(jī)體的生長(zhǎng)需要，但另一方面，氧對(duì)一切生物都會(huì)使其產(chǎn)生有毒害作用的代謝產(chǎn)物，如超氧基化合物與H2O2，這兩種代謝產(chǎn)物互相作用還會(huì)產(chǎn)生毒性很強(qiáng)的自由基OH.。第40頁(yè)，課件共49頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第五節(jié)微生物生長(zhǎng)繁殖的控制一、基本概念防腐(antisepsis)：在某些化學(xué)物質(zhì)或物理因子作用下，能防止或抑制微生物生長(zhǎng)的一種措施消毒(disinfection)：利用某種方法殺死或滅活物質(zhì)或物體中所有病原微生物的一種措施第41頁(yè)，課件共49頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月滅菌(sterilization)：指利用某種方法殺死物體中包括芽孢在內(nèi)的所有微生物的一種措施化療(chemotherapy)：利用具有選擇毒性的化學(xué)物質(zhì)如磺胺、抗生素等對(duì)生物體內(nèi)部被微生物感染的組織成病受細(xì)胞進(jìn)行治療，以殺死組織內(nèi)的病原微生物或病變細(xì)胞，但對(duì)機(jī)體本身無(wú)毒害作用的治療措施。第42頁(yè)，課件共49頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、控制微生物的物理因素

溫度輻射作用過(guò)濾滲透壓干燥超聲波pH,O2第43頁(yè)，課件共49頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.高溫滅菌①高壓蒸汽滅菌法高壓蒸汽滅菌的溫度越高，微生物死亡越快。通常情況下溫度為121.3℃。衡量滅菌效果的指標(biāo)十倍致死時(shí)間(decimalreductiontime)：即在一定的溫度條件下，微生物數(shù)量十倍減少所需要的時(shí)間。熱致死時(shí)間(thennaldeathtime)：即在一定溫度下殺死所有某一濃度微生物所需要的時(shí)間第44頁(yè)，課件共49頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月②干熱滅菌烘箱內(nèi)熱空氣滅菌火焰灼燒干熱滅菌溫度：150-170℃；時(shí)間：1-2h對(duì)象：金屬器械、玻璃器