微生物学－微生物课件（周长林）微生物的生长与繁殖

微生物学－微生物课件（周长林）微生物的生长与繁殖内容摘要：

微生物学－微生物课件（周长林）微生物的生长与繁殖 1第八章微生物的生长与繁殖2基 本 概 念 生长：细胞体积的增大； 繁殖：细胞数量的增加；生长或称发育 （ 是一个逐步发生的量变过程，繁殖(一个产生新的生命个体的质变过程。 3主 要 内 容1、 微生物生长的测定2、 微生物的群体生长规律3、 影响微生物生长的因素4、 微生物的培养方法41、微生物生长的测定 在微生物学中提到的 “ 生长 ” ，一般均指群体生长，这一点与研究其他生物时有所不同。 个体计数：显微计数法、比浊法、平板计数法、液体稀释法、膜过滤法。 测生长量：测体积、群体重量、比浊法、生理指标法。 5测定微生物生长的意义：1、评价培养条件、营养物质等对微生物生长的影响；2、评价不同的抗菌物质对微生物产生抑制 (或杀灭 )作用的效果；3、客观地反映微生物生长的规律。 6显微计数法 常规方法：采用 细菌计数板或血球计数板 ，在显微镜下对微生物数量进行直接计数（计算一定容积里样品中微生物的数量）。 缺点： 不能区分死菌与活菌； 不适于对运动细菌的计数； 需要相对高的细菌浓度； 个体小的细菌在显微镜下难以观察。 78 染色涂片法当样品中菌数很低时，可以将一定体积样品通过膜过滤器。 然后将滤膜干燥、染色，并经处理使膜透明，再在显微镜下计算膜上（或一定面积中）的细菌数。 采用特定的染色技术也可分别对活菌和死菌进行分别计数。 9活菌计数法 平板菌落计数法涂布法：将菌液稀释后，加入固体培养基平板上， 使用涂布棒使之均匀分散，培养一定时间后，测定菌落形成单位（ 倾注平板法：将菌液稀释后，加入 45的固体培养基中，倾注平板，培养一定时间后，测定菌落形成单位。 10品充分混匀2、涂布或倾注平板涂布法不易使菌落均匀3、培养、计数倾注平板法在培养基内形成小菌落，影响计数。 12平板上的菌落13全自动菌落计数仪14 液体稀释法，又叫 对未知样品进行 10倍系列稀释，然后根据估算取 3个连续的稀释度平行接种多支试管，对这些平行试管的微生物生长情况进行统计，长菌的为阳性，未长菌的为阴性，记录每个稀释度出现生长的试管数，然后查据样品的稀释倍数计算出其中的微生物数目。 适用于测定在一个混杂的微生物群中虽不占优势，却具有特殊生理功能的类群，如：硝化细菌、纤维素分 14解菌、固氮菌等。 15膜过滤法当样品中菌数很低时，可以将一定体积的液体样品通过膜过滤器，然后将将膜转到相应的培养基上进行培养，对形成的菌落进行统计。 1718 比浊法比浊法是实验室和工业生产中使用最多的方法之一。 在一定波长下，测定菌悬液的光密度，以光密度（即 示菌量。 实验测量时应控制在菌浓度与光密度成正比的线性范围内，否则不准确。 1920测 生 长 量 法 重量法以干重、湿重直接衡量微生物群体的生物量；测定多细胞及丝状真菌生长情况的有效方法21 生理指标测定法含氮量法：通过样品中蛋白质含量的测定间接推算微生物群体的生物量；(一般细菌含氮量为干重的 酵母菌为 霉菌为 根据一定体积培养液中的含氮量再乘以 可测得粗蛋白的含量。 )含碳量法酸、产气细菌研究中常用的三个参数 繁殖代数（ n）指数生长方式： 1 2 4 8 2时间为 到时间 殖 胞数为 它们之间的相互关系为： n 2 n = = 2 生长速度常数（ R）n = = 代时 (G)1 =R 242、微生物的群体生长规律生长曲线（ 一定量的纯种单细胞微生物接种到适宜的定量液体培养基中，在适宜的条件下培养，定时取样测定细胞数量，以培养时间为横座标，以菌数的对数为纵座标作图，可得到一条反映该微生物群体生长规律的曲线。 真菌的生长过程也可以用生长曲线绘制出来，但是和细菌的生长曲线相比较，略有不同。 其纵坐标是真菌的细胞数或重量。 25根据微生物的生长速率常数（即每小时的分裂代数）的不同，把典型生长曲线分为延滞期、对数生长期、稳定期和衰亡期四个生长时期。 26延迟期（ 也称延滞期、适应期。 将少量菌种接入新鲜培养基后，在开始一段时间内菌数不立即增加，或增加很少，生长速度接近于零。 （ 1） 特点分裂缓慢 、菌数略有增加 、对不良条件敏感、细胞形态变大或增长、细胞处于活跃生长中，只是分裂迟缓。 在此阶段后期，少数细胞开始分裂，曲线略有上升。 27（ 2）出现原因微生物接种到一个新的环境，暂时缺乏分解和催化有关底物的酶，或是缺乏充足的中间代谢产物等。 为产生诱导酶或合成中间代谢产物，就需要一段适应期。 （ 3）生产上，尽量缩短延滞期 增加接种量（ 1/10）；适龄菌种（对数生长期）；培养基成分。 在食品工业上，尽量在此期进行消毒或灭菌。 大肠杆菌在含葡萄糖和山梨醇两种基质的培养基中生长，细菌首先利用葡萄糖生长，只有当葡萄糖耗尽后才开始诱导合成利用山梨醇的酶，随后山梨醇被微生物利用。 在这种培养基中就会出现两个延滞期。 28对数生长期（ 称指数生长期。 以 最大的速率生长和分裂 ，细菌数量呈对数增加，细菌内各成分按比例有规律地增加，表现为平衡生长。 特点：生长速率常数最大；细胞进行平衡生长菌体内各种成分最均匀；酶系活跃，代谢旺盛。 意义： 可作为发酵的种子 可作为菌体生物学性状研究的良好实验材料29应用意义 ： 由于此时期的菌种比较健壮，是生产上用作接种的最佳菌龄； 发酵工业上尽量延长该期，以达到较高的菌体密度 食品工业上尽量使有害微生物不能进入此期 是生理代谢及 遗传研究或进行染色、形态观察等 的良好材料。 30在细菌个体生长里，每个细菌分裂繁殖一代所需的时间为 代时 （ 代时通常以 群体生长里细菌数量增加一倍所需的时间称为 倍增时间 （ 31影响微生物增代时间（代时）的因素 菌种 不同种类的微生物及同种微生物的不同菌株，其代时不同； 营养成分 在营养丰富的培养基中生长代时短； 营养物浓度 在一定范围内，生长速率与营养物浓度呈正比； 温度 在一定范围，生长速率与培养温度呈正相关。 凡是处于较低浓度范围内，可影响生长速率的营养物成分，就称为 生长限制因子。 32一些细菌的代时菌名 培养基 培养温度 代时E. 肠杆菌） 肉汤 37 17奶 37 气肠细菌） 肉汤或牛奶 37 1618E. 合 37 2944B. 状芽孢杆菌） 肉汤 30 18B. 热芽孢杆菌） 肉汤 55 酸乳杆菌） 牛奶 37 6687酸链球菌） 牛奶 37 26S. 糖肉汤 37 48寒沙门氏菌） 肉汤 37 球固氮菌） 葡萄糖 25 34446核分枝杆菌）组合 37 79293跃硝化杆菌） 组合 27 120033温度对微生物的代时有明显影响：E. 不同温度下的代时温度（ ） 代时（分） 温度（ ） 代时（分）10 860 35 2215 120 37 1720 90 40 0 45 2030 29 734稳定期（ 称恒定期或最高生长期，此时培养液中活细菌数最高并维持稳定。 （ 1）特点营养物质消耗，代谢产物积累； 环境变化； 生长速率为零 （即细菌分裂增加的数量等于细菌死亡数）； 细胞浓度不增加；形成芽孢。 35（ 2）生产某些发酵过程 积累代谢产物 的重要阶段。 常通过补料或取走代谢产物、调节 节温度、对好氧菌增加通气、搅拌或振荡等措施以获得更多的菌体物质或积累更多的代谢产物。 （ 3）意义：工业生产中尽量延长稳定期，以获得更多的代谢产物。 芽孢可作为菌种保藏的有效手段。 36衰亡期（ 称死亡期（ 此期微生物 死亡数大于繁殖数 ，活菌数减少。 （ 1）特点 死亡速率大于 新生速率，整个群体呈现出负增长。 菌体开始自溶 细胞形态多样，染色性改变 营养物质耗尽和有毒代谢产物的大量积累。 （ 2）生产上要掌握发酵时间37二次生长现象不同的微生物或同一种微生物对不同物质的利用能力是不同的。 有的物质可直接被利用（例如葡萄糖或 等）；有的需要经过一定的适应期后诱导合成某些酶，才能获得利用能力（例如 乳糖或 等）。 前者通常称为速效碳源（或氮源），后者称为迟效碳源（或氮源）。 当培养基中同时含有这两类碳源（或氮源）时，微生物在生长过程中会形成二次生长现象。 38环境条件对微生物生长的影响 除了前面所讲的营养条件外，还有许多物理因素。 温度 氧气 水的活度39温度影响微生物生长的一般规律 最低温度：微生物能生长的温度低限 最适温度：微生物生长繁殖速度最快的温度 最高温度：微生物能生长的温度高限（ 1）细菌微生物类群 最低生长温 度 / 最适生长温 度 / 最高生长温 度 / 嗜热微生物嗜温微生物冷育微生物嗜冷微生物4045515 55753040253012156090354730351520（ 2）真菌 2230（ 3）放线菌 283240温度对生长速率与细胞内大分子物质的影响41最适温度 对同一种微生物来说，不同的生理生化过程有不同的最适温度。 乳酸链球菌：生长温度 34 ，发酵温度 40 ，累积产物温度产细胞 2530 ，产乳酸 30。 42长的影响 微生物的生长 从 能 生 长。 但 是 绝 大 多 数 种 类 都 生 活 也存在最低最高和最适生长 细菌 、 放线菌： 适宜中性或偏碱的环境 酵母 、 霉菌： 适宜偏酸的环境 机制：改变膜电位 ， 影响膜的功。