微生物的生長

微生物的生長第1頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月生物個體由小到大的增長，即表現(xiàn)為細胞組分與結構在量方面的增加生長指生物個體數(shù)目的增加繁殖在單細胞微生物中，生長繁殖的速度很快，而且兩者始終交替進行，個體生長與繁殖的界限難以劃清，因此實際上常群體生長作為衡量微生物生長的指標。群體生長的實質是包含著個體細胞生長與繁殖交替進行的過程第2頁，課件共49頁，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胞分離法利用選擇性培養(yǎng)基分離法第3頁，課件共49頁，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，在無菌平板表面進行平行劃線、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，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月2.稀釋倒平板法第5頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月3.單孢子或單細胞分離法采取顯微分離法從混雜群體中直接分離單個細胞或單個個體進行培養(yǎng)以獲得純培養(yǎng)。在顯微鏡下使用單孢子分離器進行機械操作，挑取單孢子或單細胞進行培養(yǎng)。也可以采用特制的毛細管在載玻片的瓊脂涂層上選取單孢子并切割下來，然后移到合適的培養(yǎng)基進行培養(yǎng)。第6頁，課件共49頁，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不同的化學試劑、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的選擇培養(yǎng)基，用它來培養(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用范圍平皿劃線法方法簡便，多用于分離細菌稀釋倒平皿法即可定性，又可定量，用途廣泛單細胞挑取法局限于高度專業(yè)化的科學研究利用選擇培養(yǎng)基法適用于分離某些生理類型較特殊的第7頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)微生物生長的測定評價不同的抗菌物質對微生物產(chǎn)生抑制(或殺死)作用的效果；客觀地反映微生物生長的規(guī)律；評價培養(yǎng)條件、營養(yǎng)物質等對微生物生長的影響；微生物生長第8頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月微生物生長測量方法個體計數(shù)法重量法生理指標法第9頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月1.個體計數(shù)法a.直接法利用血球計數(shù)板，在顯微鏡下計算一定容積里樣品中微生物的數(shù)量。缺點：不能區(qū)分死菌與活菌；不適于對運動細菌的計數(shù)；需要相對高的細菌濃度；個體小的細菌在顯微鏡下難以觀察；第10頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月b.簡接法原理是每個活細菌在適宜的培養(yǎng)基和良好的生長條件下可以通過生長形成菌落。第11頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月2.重量法通過樣品中蛋白質、核酸含量的測定間接推算微生物群體的生物量；測定多細胞及絲狀真菌生長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，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月3.生理指標測定法樣品中微生物數(shù)量多或生長旺盛，這些指標愈明顯，因此可以借助特定的儀器如瓦勃氏呼吸儀、微量量熱計等設備來測定相應的指標。常用于對微生物的快速鑒定與檢測微生物的生理指標，如呼吸強度，耗氧量、酶活性、生物熱等與其群體的規(guī)模成正相關。第13頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)微生物的生長規(guī)律一、細菌群體生長規(guī)律

在不補充營養(yǎng)物質或移去培養(yǎng)物，保持整個培養(yǎng)液體積不變條件下，以時間為橫坐標，以菌數(shù)為縱坐標，根據(jù)不同培養(yǎng)時間時細菌數(shù)量的變化，可以作出一條反映細菌在整個培養(yǎng)期間菌數(shù)變化規(guī)律的曲線。生長曲線第14頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月生長曲線可分：延滯期對數(shù)期衰亡期穩(wěn)定期第15頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月延滯期的特點生長速度為零細胞體積急劇增大細胞內的RNA尤其是rRNA含量增高，細胞呈嗜堿性合成代謝活躍，易產(chǎn)生誘導酶對外界不良環(huán)境條件敏感1.延滯期第16頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月影響延滯期長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，盡量在此期進行消毒或滅菌第17頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月①通過遺傳學方法改變種的遺傳特性使遲緩期縮短；②利用對數(shù)生長期的細胞作為“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適當擴大接種量等方式縮短遲緩期，克服不良的影響?？s短延滯期的措施第18頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月指數(shù)期的特點生長速度常數(shù)R最大細胞進行平衡生長酶系活躍，代謝旺盛影響指數(shù)期微生物增代時間的因素菌種營養(yǎng)成分營養(yǎng)物的濃度

2.對數(shù)期

細菌數(shù)量呈對數(shù)增加，第19頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月細菌研究中常用的三個參數(shù)繁殖代數(shù)（n）指數(shù)生長方式：1248……2n

設接種時細胞數(shù)為x1,時間為t1,到時間t2后，繁殖n代，細胞數(shù)為x2，它們之間的相互關系為：

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

n3.322(㏒x2-㏒x1)

R==t2–t1t2–t1代時(G)1t2–t1G==R3.322(㏒x2-㏒x1)第21頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月對數(shù)生長期的細菌個體形態(tài)、化學組成和生理特性等均較一致，代謝旺盛、生長迅速、代時穩(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)濟效益。發(fā)酵工業(yè)上盡量延長該期，以達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入此期第22頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月特點：

1生長速率常數(shù)R等于02菌體產(chǎn)量達到了最高值

3合成次生代謝產(chǎn)物

4細胞內出現(xiàn)儲藏物質，芽孢菌內開始產(chǎn)生芽孢產(chǎn)生原因：

營養(yǎng)物尤其是生長限制因子的耗盡營養(yǎng)物的比例失調，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、氧化還原勢等）不合適3.穩(wěn)定期

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

1R為負值

2細胞的形態(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：

生長條件的進一步惡化，使細胞內的分解代謝大大超過合成代謝，繼而導致菌體的死亡4.衰亡期

第25頁，課件共49頁，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胞轉變成能同時進行生長或分裂的群體細胞。同步生長：以同步培養(yǎng)方法使群體細胞能處于同一生長階段，并同時進行分裂的生長方式同步培養(yǎng)物常被用來研究在單個細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，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月同步培養(yǎng)方法機械方法環(huán)境條件控制技術離心方法過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，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月硝酸纖維素濾膜法離心法第28頁，課件共49頁，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。

連續(xù)培養(yǎng)的基本原則：微生物培養(yǎng)過程中不斷的補充營養(yǎng)物質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，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月(一)恒化連續(xù)培養(yǎng)在整個培養(yǎng)過程中通過控制培養(yǎng)基中某種營養(yǎng)物質的濃度基本恒定的方式，保持細菌的比生長速率恒定，使生長“不斷”進行。生長速率的控制因子：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機鹽，生長因子等物質恒化器連續(xù)培養(yǎng)通常用于微生物學的研究，篩選不同的變種。第30頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月第31頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月(二)恒濁連續(xù)培養(yǎng)通過連續(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、使細菌生長連續(xù)進行的一種培養(yǎng)方式。用于菌體以及與菌體生長平行的代謝產(chǎn)物生產(chǎn)的發(fā)酵工業(yè)第32頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月第33頁，課件共49頁，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：縮短發(fā)酵周期，提高設備利用率；便于自動控制；降低動力消耗及體力勞動強度；產(chǎn)品質量較穩(wěn)定；缺點：雜菌污染和菌種退化第34頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)環(huán)境因素對微生物的影響影響因素：氧溫度PH值第35頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月(一)溫度根據(jù)微生物生長的最適溫度不同，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、最適和最高生長溫度范圍。

微生物類型

生長溫度／℃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以上最適生長溫度：某菌分裂代時最短或生長速率最高時的培養(yǎng)溫度第36頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月(二)PH微生物最低PH最適PH最高PH細菌3-56.5-7.58-10酵母菌2-34.5-5.57-8霉菌1-34.5-5.57-8微生物生長過程中機體內發(fā)生的絕大多數(shù)的反應是酶促反應，而酶促反應都有一個最適pH范圍，在此范圍內只要條件適合，酶促反應速率最高，微生物生長速率最大，因此微生物生長也有一個最適生長的pH范圍。第37頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月(三)氧根據(jù)氧與微生物生長的關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的O2體積分數(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％以下有氧或無氧不需要氧、有氧時死亡第38頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月第39頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月自由基是一種強氧化劑，它與生物大分子互相作用，可導致產(chǎn)生生物分子自由基，從而對機體產(chǎn)生損傷或突變作用，直至死亡。氧之所以對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，是因為它們具有超氧物歧化酶，可催化起氧化基化合物分解，最終分解成水。氧對于好氧微生物生長雖然可以通過好氧呼吸產(chǎn)生更多的能量，滿足機體的生長需要，但另一方面，氧對一切生物都會使其產(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)物互相作用還會產(chǎn)生毒性很強的自由基OH.。第40頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月第五節(jié)微生物生長繁殖的控制一、基本概念防腐(antisepsis)：在某些化學物質或物理因子作用下，能防止或抑制微生物生長的一種措施消毒(disinfection)：利用某種方法殺死或滅活物質或物體中所有病原微生物的一種措施第41頁，課件共49頁，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物質如磺胺、抗生素等對生物體內部被微生物感染的組織成病受細胞進行治療，以殺死組織內的病原微生物或病變細胞，但對機體本身無毒害作用的治療措施。第42頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月三、控制微生物的物理因素

溫度輻射作用過濾滲透壓干燥超聲波pH,O2第43頁，課件共49頁，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十倍致死時間(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間。熱致死時間(thennaldeathtime)：即在一定溫度下殺死所有某一濃度微生物所需要的時間第44頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月②干熱滅菌烘箱內熱空氣滅菌火焰灼燒干熱滅菌溫度：150-170℃；時間：1-2h對象：金屬器械、玻璃器