微生物课件格式第三章.ppt

第三节 菌体生长与发酵产物生成 一.细胞的生长和产物的得率 ? 得率系数：表示消耗单位重量的营养物质所形成的细 胞量或产物的数量。 ? 碳源消耗： 细胞合成、产物合成、细胞维持 ? 乙醇发酵： 葡萄糖理论转化率：2mol乙醇/mol葡萄糖 实际转化率：90~95% 二.营养消耗及产物形成 ? 发酵产物的类型及其发酵特点 偶联型、 部分偶联型、非偶联型 ? 划分的依据： 发酵产物形成的速度和菌体生长速度之 间的关系。 Ⅰ. 与生长偶联的产物的生物合成 ? 代谢产物的积累与菌体生长平行 ? 产物生成的速率为： dp/dt = μX/Yp/c ? 产物生成的比速率： qp= dp/Xdt = μ/Yp/c 式中Yp/c：每克细胞的产物克数（g产物/g细胞） 偶联型发酵 ? 产物： 菌体类：酵母、蘑菇菌丝、苏云金杆菌 糖类厌氧发酵：酒精发酵 ? 特点 产量与碳源的消耗呈定量关系或有准量关系 产物的积累与菌体生长平行 合成途径明确 Ⅱ.与生长部分偶联的产物的生物合成 ? 发酵特点 菌体生长一段时间后产物才开始合成，合 成速率与生长速率有一段平行期，生长速率 减低或停止后产物继续较快合成。 ? 产物生成速率为: dp/dt = αdX/dt + βX ? 产物生成的比速率： qp= αμ + β 部分偶联型发酵 产物 糖类好气性发酵——主流代谢产物 TCA-乙醛酸循环产物 糖类碳链不经裂解氧化产物 脂肪 多糖类 特点： 产量与碳源消耗无准量关系，但转化率较高 菌体生长速率减慢或停止后，产物较快合成 合成途径明确 Ⅲ.不与生长偶联的产物的生物合成 ? 发酵特点： 菌体生长速度减低或停止后产物较快合成 ? 产物生成的速率 dp/dt = βX ? 产物生成的比速率： qp= β 非偶联型发酵 产物 糖类好气性发酵——支流代谢产物 维生素： 甲羟基戊酸衍生物 抗生素 胞外酶：淀粉酶、蛋白酶、果胶酶、纤 维素酶等 特点： 产量与碳源消耗无准量关系，产量很低 菌体生长停止后，产物较快合成 合成途径较为复杂 本章重点： ? 微生物的营养类型及划分依据 ? 微生物的六种营养要素 ? 微生物吸收营养物质的各种方式 ? 细菌的群体生长曲线 ? 概念：培养基、连续培养、恒化器、恒浊器、 同步培养、偶联/部分偶联/非偶联发酵等。 二. 微生物生长的测定 (一) 直接计数法 1、显微计数法 ? ? 酵母菌、霉菌孢子：血球计数器 细菌：Petroff-Hausser或Helber计数器 2、电子自动计数法 Coulter电子计数器 可测定细胞数、细胞 大小分布。 （二）间接计数法 1、平板菌落计数法CFU：colony-forming unit 适用：单细胞或单孢子菌悬液 方法：倾注平板、涂布平板 2、薄膜过滤计数法 微孔滤膜如硝化纤维素薄膜 适用：量大、含菌浓度低的样品 3、液体稀释法（或然率法） MPN( Most probable number) 将样品作10倍系列稀释，定量接种液体培养 基中(一般3个稀释度,每稀释度3、5管)，培养后记录出 现生长的试管数，查MPN表。 应用：水中大肠菌群数测定 （三）其他方法 1.测定细胞物质的量 ? 测定细胞干重法 ? 比浊法 ? 测定细胞总含氮量法 2..霉菌菌丝长度的测定 ? ? 菌落直径测定法： U型管测定法： 3.比色法（比浊法） ? 600~700nm 波长 ? 原生质含量的增加，会引起培养物浑浊度的 增高。 ? 注意：背景中无有色物质也无固体颗粒 三. 微生物群体生长规律 （一）细菌生长曲线 growth curve 将少量细菌接种到一恒定容积的新鲜液体 培养基中，在适宜条件下培养，定时取样测定 细胞密度（CFU），以活细胞数的对数对培养 时间所作出的曲线称为生长曲线。 细菌群体生长曲线 1.延迟期（lag phase 调整期） ? ? ? ? 活细胞数：基本不变 细胞生理特点：分裂迟缓、代谢活跃 出现的原因：调整代谢，适应新环境 影响因素：菌种的遗传性；种龄；接种量； 培养基组分及培养条件 ? 缩短措施： 2.对数期 log phase/exponential phase 活细胞数：呈几何级数增加 细胞的生理特点： 细胞生长速率最大； 细胞进行平衡生长； 酶系活跃，代谢旺盛; 繁殖代数和世代时间（G） x2=x1·2n 繁殖代数 n=(lg x2- lg x1)/lg 2 世代时间generation time G=lg 2 (t2-t1)/ (lg x2- lg x1) 在最适条件下几种微生物