第7章微生物的生长-简.pptVIP

通过本章的学习，要求掌握： 1、微生物生长量的测定方式。 2、细菌纯培养生长曲线各个时期的主要特点。 3、物理、化学手段用于控制微生物生长的方法及原理。 重点： 细菌纯培养生长曲线。 难点： 如何利用细菌纯培养生长曲线的对数生长期来计算细菌的代时和代数。 一. 微生物生长概述 生长growth：有机体的细胞组分与结构在量方面的增加。 表现为细胞质的量不断增加，体积加大。 繁殖reproduction由于细胞分裂而引起的个体数目的增加。 单细胞微生物如细菌，生长往往伴随着细胞数目的增加。 多细胞微生物（如某些霉菌）细胞数目的增加（菌丝细胞的不断延长或分裂）如不伴随着个体数目的增加，只能叫生长。只有通过形成无性孢子或有性孢子使得个体数目增加的过程才叫做繁殖。 纯培养技术 微生物在自然界总是混杂地生活在一起，要想研究某一种微生物，必须把研究对象从混杂群体中分离出来。 利用选择培养基分离 根据所要分离的菌种的特性选用培养基： ①分离真菌用马丁氏培养基，pH偏酸； 分离放线菌用高氏1号，pH中性偏碱。 ②根据不同菌对化学试剂的敏感性： 分离放线菌，培养基中加10%酚，抑制细菌、真菌； 从土壤中分离真菌，加链霉素，抑制细菌生长。 ③根据分离对象的营养特征： 分离能发酵纤维素的菌株，培养基以纤维素为唯一碳源。 分离固氮菌，用无氮培养基。 ①迟缓期lag phase （滞留适应期） 菌种初接入新鲜培养液内，微生物细胞需要通过自身生理机能的调节逐步适应新环境。表现为细胞数量不增加了但细胞个体体积增大，代谢活跃 ②对数期logarithmic growth phase 细菌生长旺盛，代谢活力强。分裂速度快，菌数以指数级数增加，代时稳定。 在对数生长期内，细菌数目的增加是按指数级数增加的，即 20 →2 1 →22 →23 ……2n 这里的指数 n 为细菌分裂的次数或者增殖的代数，也就是一个细菌繁殖n代产生2n 个细菌。 如果在对数期开始时间 t1的菌数为 x1 ，繁殖 n 代后到对数期后期t2的菌数为 x2，则 代时(Generation time，G) （即每增加一代所需要的时间） G=（t2 - t1）/n 先求代数n 由于x2 = x1· 2n lgx2 = lgx1 + nlg2 ； n=（lgx2 - lgx1）/lg2 n = 3.3 · lg (x2 /x1 ) G =（t2 - t1 ）/3.3 · lg (x2 /x1) 例如：在一细菌培养液中第一次测得的细菌数为 104 /ml，经过培养 4 h后，又测得菌液中的细菌数为 108 /ml，求此菌的世代时间和在此时间内繁殖的代数。 根据公式：G = （t2 - t1 ）/3.3 · lg (x2 /x1) t2 - t1 = （4 - 0）× 60 min = 240 min x2 = 108 x1 = 104 lg(x2 /x1 ) = lg108 ~ lg104 = 8 - 4 = 4 代入上式 G = 240/3.3 × 4 = 240/13.2 = 18 min 即在上述培养液中，世代时间为 18 min。 细菌繁殖代数 n = (t2 - t1)/G = 240/18 = 13.3 繁代。 ③稳定期(stationary phase) 又称恒定期或最高生长期。处于稳定期的微生物，新增殖的细胞数与老细胞的死亡数几乎相等，整个培养物中二者处于动态平衡，此时生长速度，又逐渐趋向零。 ?在一定容积的培养基中，细菌为什么不能按对数期的高速率无限生长呢? 这是由于对数期细菌活跃生长引起周围环境条件条件发生了一系列变化，某些营养物质消耗，有害代谢产物的积累，以及诸如pH、氧化还原电位、温度等的改变，限制了菌体细胞继续以高速度进行生长和分裂。 稳定期的细胞内开始积累贮藏物，如肝糖、异染颗粒、脂肪粒等，大多数芽孢细菌也在此阶段形成芽孢。如果为了获得大量菌体，就应在此阶段收获，因这时细胞总数量最高。 这一时期也是发酵过程积累代谢产物的重要阶段，某些放线菌抗生素的大量形成也在此时期。 稳定期的微生物，在数量上达到了最高水平，对于发酵生产来说，一般在稳定期的后期产物积累达到高峰，是最佳的收获时期。 ④衰亡期(decline phase) 细菌死亡率逐渐增加，群体中活菌数目急剧下降，出现了“负生长”。其中有一段时间，活菌数呈