微生物的生长繁殖与生存因子1.pptx

原生质总量的增加生长：生物个体生长到一定阶段，通过特定方式产生新的生命个体，即引起生命个体数量增加的生物学过程繁殖：第五章 微生物的生长繁殖与生存因子群体内各个个体的进一步生长、繁殖群体生长第一节 测定微生物生长繁殖的方法第二节 微生物的生长规律第三节 影响微生物生长的主要因素第四节 微生物培养法概论第五节 有害微生物的控制第六节 微生物之间的关系第七节 菌种的退化、复壮与包藏第一节 微生物的生长繁殖二、计繁殖数一、测生长量第一节 测定微生物生长繁殖的方法 测生长量（一）直接法（二）间接法比浊法生理指标法（一）直接法以体积、干重或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一、测生长量1、比浊法在一定波长下，用紫外分光光度计测定菌悬液的光密度，以光密度(optical density,即O.D.)表示菌量。2、生理指标法 微生物的生理指标，如呼吸强度，耗氧量、酶活性、生物热等与其群体的规模成正相关。样品中微生物数量多或生长旺盛，这些指标愈明显 因此可以借助特定的仪器如瓦勃氏呼吸仪、微量量热计等来测定相应的指标常用于对微生物的快速鉴定与检测二、计繁殖数通常用来测定细菌、酵母菌等单细胞微生物的生长情况或样品中所含微生物个体的数量（细菌、孢子、酵母菌）二间接法采用培养平板计数法要求操作熟练、准确，否则难以得到正确的结果样品充分混匀每支移液管及涂布棒只能接触一个稀释度的菌液同一稀释度三个以上重复,取平均值每个平板上的菌落数目合适，便于准确计数注意事项？膜过滤培养法当样品中菌数很低时，可以将一定体积的湖水、海水或饮用水等样品通过膜过滤器，然后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第二节 微生物的生长规律一、微生物的个体生长和同步生长二、单细胞微生物的典型生长曲线三、微生物的连续培养第二节 微生物的生长规律微生物的特点：个体微小肉眼看到或接触到的微生物是成千上万个单个的微生物组成的群体。微生物接种是群体接种，接种后的生长是微生物群体繁殖生长微生物接种是群体接种，接种后的生长是微生物群体繁殖生长对细菌群体生长规律的了解是对其进行研究与利用的基础一、微生物的个体生长和同步生长同步培养(Synchronous culture)：使某一群体中的所有细胞尽可能处于同样细胞生长和分裂周期中，通过分析群体在各阶段生物化学特性的变化，间接了解单个细胞的相应变化规律。一、微生物的个体生长和同步生长 通过同步培养方法使细胞群体中各个体处于分裂步调一致的生长状态同步生长通过同步培养方法获得的细胞被称为同步细胞或同步培养物一、微生物的个体生长和同步生长a.同步培养物常被用来研究在单个细胞上难以研究的生理与遗传特性b.作为工业发酵的种子机械筛选法密度梯度离心法过滤法膜洗脱法环境条件诱导法温度培养基成份控制其他如光照和黑暗交替培养一、微生物的个体生长和同步培养由于细胞的个体差异，同步生长往往只能维持2-3个世代，随后又逐渐转变为随机生长。同步生长获得后可以持续存在吗？（1）单批培养的概念 采用完全封闭的容器，一次接种，静置培养 特点：固定的营养物质 结果：细菌在一个容积有限的环境中不可能无限制地高速生长。分批培养中细菌的生长在短期内表现明显的规律性-细菌的生长曲线二、单细胞微生物的典型生长曲线二、单细胞微生物的典型生长曲线 细菌接种到定量的液体培养基中，定时取样测定细胞数量，以培养时间为横座标，以菌数的对数值为纵座标作图，得到一条反映细菌在整个培养期间菌数变化规律的曲线将少量菌种接入新鲜培养基后，在开始一段时间内菌数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。不立即增加，或增加很少，生长速度接近于零。迟缓期的特点迟缓期的特点：分裂迟缓、代谢活分裂迟缓、代谢活跃跃t 细胞形态变大或增长，一般来说处于迟缓期的细菌细胞体积最大t 细胞内RNA，尤其是rRNA含量增高，合成代谢活跃 ，核糖体酶类和ATP的合成加快，易产生诱导酶。t 对外界不良条件反应敏感。（一）延滞期延滞期影影响响延延滞滞期期长长短短的的因因素素（一）延滞期延滞期菌种菌种接种龄接种量培养基成分为什么会出现延滞期？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。为产生诱导酶或合成中间代谢产物，就需要一段适应期如何在生产实践中缩短延滞期？(1)通过遗传学方法改变种的遗传特性(2)利用对数期的细胞作种子(4)尽量使接种前后 所使用的培养基组成不要相差太大(3)适当扩大接种量（二）对数期（二）对数期 对数生长期的细菌个体形态、化学组对数生长期的细菌个体形态、化学组成和生理特性等均较一致，是研究微成和生理特性等均较一致，是研究微生物代谢、生理的良好材料。生物代谢、生理的良好材料。在生产上常用作种子，缩短微生物发在生产上常用作种子，缩短微生物发酵的延滞期，提高经济效益酵的延滞期，提高经济效益生长速率常数生长速率常数R最大，代时最短最大，代时最短平衡生长、酶系活跃、代谢旺盛平衡生长、酶系活跃、代谢旺盛二、单细胞微生物的典型生长曲线繁殖代数生长速率常数代时影响微生物代时的因素：1）菌种，不同的微生物及微生物的不同菌株代时不同2）营养成分，在营养丰富的培养基中代时短3）营养物浓度生长限制因子：凡是处于较低浓度范围内，可影响生长速率和菌体产量的营养物4）温度（三）稳定期（三）稳定期 生长速率常数等于生长速率常数等于0动态平衡动态平衡生长得率生长得率Y=X X0C0-CX X0C0=（三）稳定期（三）稳定期 芽孢形成芽孢形成次生代谢产物开始合成次生代谢产物开始合成为什么出现稳定期呢？为什么出现稳定期呢？（三）稳定期（三）稳定期 营养物尤其是生长限制因子耗尽营养物尤其是生长限制因子耗尽营养物比例失调营养物比例失调有害代谢产物的积累有害代谢产物的积累理化条件不适宜理化条件不适宜生长速率常数生长速率常数=0（四）衰亡期（四）衰亡期 细菌代谢活性降低细菌代谢活性降低生长速率常数生长速率常数 0细胞呈现多种形态，有时产生畸形，细胞呈现多种形态，有时产生畸形，细胞大小悬殊等细胞大小悬殊等细菌衰老并出现自溶细菌衰老并出现自溶产生或释放出一些产物，如抗生素等产生或释放出一些产物，如抗生素等控制方式恒浊器不断调节流速而使细菌培养液浊度保持恒定恒化器保持恒定的流速三、连续培养（一）恒浊器测定所培养微生物的光密度值自动调节新鲜培养基流入和培养物流出培养室的流速使培养物维持在某一恒定浊度当培养室中的浊度超过预期数值时，流速加快，使浊度降低当培养室中的浊度低于预期数值时，流速减慢，使浊度升高恒浊培养器的工作精度控制：光电控制系统的灵敏度（一）恒浊器（一）恒浊器菌体生产与菌体生长平行的代谢产物生产（二）恒化器使培养液流速保持不变，并使微生物始终在低于其最高生长速率下进行生长繁殖。连续发酵优缺点（与单批发酵相比）连续发酵优缺点（与单批发酵相比）优点：优点：缩短发酵周期，提高设备利用率；缩短发酵周期，提高设备利用率；便于自动控制；便于自动控制；降低动力消耗及体力劳动强度；降低动力消耗及体力劳动强度；产品质量较稳定；产品质量较稳定；缺点：缺点：菌种退化和杂菌污染菌种退化和杂菌污染营养物的利用率一般低于单批培养营养物的利用率一般低于单批培养四、微生物的高密度培养：在液体培养中，微生物细胞群体密度超过常规培养10倍以上时的生长状态或培养技术。四、微生物的高密度培养选取最佳培养基成分和各成分含量补料（一般逐量流加）提高溶解氧的浓度防止有害代谢产物的生成