微生物的生長(zhǎng)繁殖與生存因子演示課件

1、原生質(zhì)總量的增加,生長(zhǎng)：,生物個(gè)體生長(zhǎng)到一定階段， 通過特定方式產(chǎn)生新的生命個(gè)體， 即引起生命個(gè)體數(shù)量增加的生物學(xué)過程,繁殖：,第五章 微生物的生長(zhǎng)繁殖與生存因子,群體內(nèi)各個(gè)個(gè)體的 進(jìn)一步生長(zhǎng)、繁殖,群體生長(zhǎng),第一節(jié) 測(cè)定微生物生長(zhǎng)繁殖的方法 第二節(jié) 微生物的生長(zhǎng)規(guī)律 第三節(jié) 影響微生物生長(zhǎng)的主要因素 第四節(jié) 微生物培養(yǎng)法概論 第五節(jié) 有害微生物的控制 第六節(jié) 微生物之間的關(guān)系 第七節(jié) 菌種的退化、復(fù)壯與包藏,第一節(jié) 微生物的生長(zhǎng)繁殖,二、計(jì)繁殖數(shù),一、測(cè)生長(zhǎng)量,第一節(jié) 測(cè)定微生物生長(zhǎng)繁殖的方法,測(cè)生長(zhǎng)量,（一）直接法,（二）間接法,（一）直接法,以體積、干重或濕重 直接衡量微生物群體的生物量

2、,測(cè)定多細(xì)胞及絲狀真菌生長(zhǎng)情況的有效方法,一、測(cè)生長(zhǎng)量,1、比濁法,在一定波長(zhǎng)下，用紫外分光光度計(jì)測(cè)定菌懸液的光密度，以光密度(optical density, 即O.D.)表示菌量。,2、 生理指標(biāo)法,微生物的生理指標(biāo)，如呼吸強(qiáng)度，耗氧量、酶活性、生物熱等與其群體的規(guī)模成正相關(guān)。樣品中微生物數(shù)量多或生長(zhǎng)旺盛，這些指標(biāo)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(jì)等來測(cè)定相應(yīng)的指標(biāo),常用于對(duì)微生物的快速鑒定與檢測(cè),二、計(jì)繁殖數(shù),通常用來測(cè)定細(xì)菌、酵母菌等 單細(xì)胞微生物的生長(zhǎng)情況 或樣品中所含微生物個(gè)體的數(shù)量 （細(xì)菌、孢子、酵母菌）,二 間接法,采用培養(yǎng)平板計(jì)數(shù)法要求操作熟練 、準(zhǔn)確，

3、否則難以得到正確的結(jié)果,樣品充分混勻,每支移液管及涂布棒只能接觸一個(gè)稀釋度的菌液,同一稀釋度三個(gè)以上重復(fù),取平均值,每個(gè)平板上的菌落數(shù)目合適，便于準(zhǔn)確計(jì)數(shù),注意事項(xiàng)？,膜過濾培養(yǎng)法,當(dāng)樣品中菌數(shù)很低時(shí)， 可以將一定體積的 湖水、海水或飲用水等樣品 通過膜過濾器， 然后將膜轉(zhuǎn)到相應(yīng)的培養(yǎng)基上 進(jìn)行培養(yǎng)， 對(duì)形成的菌落進(jìn)行統(tǒng)計(jì),第二節(jié) 微生物的生長(zhǎng)規(guī)律,一、微生物的個(gè)體生長(zhǎng)和同步生長(zhǎng) 二、單細(xì)胞微生物的典型生長(zhǎng)曲線 三、微生物的連續(xù)培養(yǎng),第二節(jié) 微生物的生長(zhǎng)規(guī)律,微生物的特點(diǎn)：,個(gè)體微小,肉眼看到或接觸到的微生物是成千上萬個(gè) 單個(gè)的微生物組成的群體。,微生物接種是群體接種，接種后的生長(zhǎng)是微生物群體

4、繁殖生長(zhǎng),對(duì)細(xì)菌群體生長(zhǎng)規(guī)律的了解是對(duì)其進(jìn)行研究與利用的基礎(chǔ),一、微生物的個(gè)體生長(zhǎng)和同步生長(zhǎng),同步培養(yǎng)(Synchronous culture)：,使某一群體中的所有細(xì)胞盡可能 處于同樣細(xì)胞生長(zhǎng)和分裂周期中， 通過分析群體在各階段生物化學(xué)特性 的變化，間接了解單個(gè)細(xì)胞的相應(yīng) 變化規(guī)律。,一、微生物的個(gè)體生長(zhǎng)和同步生長(zhǎng),通過同步培養(yǎng)方法使細(xì)胞群體中 各個(gè)體處于分裂步調(diào)一致的生長(zhǎng)狀態(tài),同步生長(zhǎng),通過同步培養(yǎng)方法獲得的細(xì)胞 被稱為同步細(xì)胞或同步培養(yǎng)物,一、微生物的個(gè)體生長(zhǎng)和同步生長(zhǎng),a. 同步培養(yǎng)物常被用來研究 在單個(gè)細(xì)胞上難以研究的生理與遺傳特性 b. 作為工業(yè)發(fā)酵的種子,機(jī)械篩選法,密度梯度離心

5、法 過濾法 膜洗脫法,環(huán)境條件 誘導(dǎo)法,溫度 培養(yǎng)基成份控制 其他 如光照和黑暗交替培養(yǎng),一、微生物的個(gè)體生長(zhǎng)和同步培養(yǎng),由于細(xì)胞的個(gè)體差異， 同步生長(zhǎng)往往只能維持2-3個(gè)世代， 隨后又逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)殡S機(jī)生長(zhǎng)。,同步生長(zhǎng)獲得后可以持續(xù)存在嗎？,（1）單批培養(yǎng)的概念 采用完全封閉的容器，一次接種，靜置培養(yǎng) 特點(diǎn)：固定的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì) 結(jié)果：細(xì)菌在一個(gè)容積有限的環(huán)境中不可能無限制地高速生長(zhǎng)。 分批培養(yǎng)中細(xì)菌的生長(zhǎng)在短期內(nèi)表現(xiàn)明顯的規(guī)律性-細(xì)菌的生長(zhǎng)曲線,二、單細(xì)胞微生物的典型生長(zhǎng)曲線,二、單細(xì)胞微生物的典型生長(zhǎng)曲線,細(xì)菌接種到定量的液體培養(yǎng)基中， 定時(shí)取樣測(cè)定細(xì)胞數(shù)量， 以培養(yǎng)時(shí)間為橫座標(biāo)， 以菌數(shù)的對(duì)數(shù)值

6、為縱座標(biāo)作圖， 得到一條反映細(xì)菌 在整個(gè)培養(yǎng)期間菌數(shù)變化規(guī)律的曲線,將少量菌種接入新鮮培養(yǎng)基后，在開始一段時(shí)間內(nèi)菌數(shù)不立即增加，或增加很少，生長(zhǎng)速度接近于零。,遲緩期的特點(diǎn)：分裂遲緩、代謝活躍,細(xì)胞形態(tài)變大或增長(zhǎng)， 一般來說處于遲緩期的細(xì)菌細(xì)胞體積最大 細(xì)胞內(nèi)RNA，尤其是rRNA含量增高，合成代謝活躍 ，核糖體酶類和ATP的合成加快，易產(chǎn)生誘導(dǎo)酶。 對(duì)外界不良條件反應(yīng)敏感。,（一）延滯期,影響延滯期長(zhǎng)短的因素,（一）延滯期,為什么會(huì)出現(xiàn)延滯期？,微生物接種到一個(gè)新的環(huán)境， 暫時(shí)缺乏分解和催化有關(guān)底物的酶， 或是缺乏充足的中間代謝產(chǎn)物。 為產(chǎn)生誘導(dǎo)酶或合成中間代謝 產(chǎn)物，就需要一段適應(yīng)期,如何

7、在生產(chǎn)實(shí)踐中縮短延滯期？,(1)通過遺傳學(xué)方法改變種的遺傳特性,(2)利用對(duì)數(shù)期的細(xì)胞作種子,(4)盡量使接種前后 所使用的培養(yǎng)基組成不要相差太大,(3)適當(dāng)擴(kuò)大接種量,（二）對(duì)數(shù)期,對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的細(xì)菌個(gè)體形態(tài)、化學(xué)組成和生理特性等均較一致，是研究微生物代謝、生理的良好材料。 在生產(chǎn)上常用作種子，縮短微生物發(fā)酵的延滯期，提高經(jīng)濟(jì)效益,生長(zhǎng)速率常數(shù)R最大，代時(shí)最短,平衡生長(zhǎng)、酶系活躍、代謝旺盛,二、單細(xì)胞微生物的典型生長(zhǎng)曲線,繁殖代數(shù),生長(zhǎng)速率常數(shù),代時(shí),影響微生物代時(shí)的因素：,1）菌種，不同的微生物及微生物的不同菌株代時(shí)不同,2）營(yíng)養(yǎng)成分，在營(yíng)養(yǎng)豐富的培養(yǎng)基中代時(shí)短,3）營(yíng)養(yǎng)物濃度,生長(zhǎng)限制因子

8、： 凡是處于較低濃度范圍內(nèi)， 可影響生長(zhǎng)速率和菌體產(chǎn)量的營(yíng)養(yǎng)物,4）溫度,（三）穩(wěn)定期,生長(zhǎng)速率常數(shù)等于0,動(dòng)態(tài)平衡,生長(zhǎng)得率,（三）穩(wěn)定期,芽孢形成,次生代謝產(chǎn)物開始合成,為什么出現(xiàn)穩(wěn)定期呢？,（三）穩(wěn)定期,營(yíng)養(yǎng)物尤其是生長(zhǎng)限制因子耗盡,營(yíng)養(yǎng)物比例失調(diào),有害代謝產(chǎn)物的積累,理化條件不適宜,生長(zhǎng)速率常數(shù)=0,（四）衰亡期,細(xì)菌代謝活性降低 生長(zhǎng)速率常數(shù) 0 細(xì)胞呈現(xiàn)多種形態(tài)，有時(shí)產(chǎn)生畸形，細(xì)胞大小懸殊等 細(xì)菌衰老并出現(xiàn)自溶 產(chǎn)生或釋放出一些產(chǎn)物，如抗生素等,控制方式,恒濁器,不斷調(diào)節(jié)流速而使 細(xì)菌培養(yǎng)液濁度保持恒定,恒化器,保持恒定的流速,三、連續(xù)培養(yǎng),（一）恒濁器,測(cè)定所培養(yǎng)微生物的光密度值,自動(dòng)調(diào)節(jié)新鮮培養(yǎng)基流入和培養(yǎng)物流出培養(yǎng)室的流速,使培養(yǎng)物維持在某一恒定濁度,當(dāng)培養(yǎng)室中的濁度超過預(yù)期數(shù)值時(shí)，流速加快，使?jié)岫冉档?當(dāng)培養(yǎng)室中的濁度低于預(yù)期數(shù)值時(shí)，流速減慢，使?jié)岫壬?恒濁培養(yǎng)器的工作精度控制：光電控制系統(tǒng)的靈敏度,（一）恒濁器,菌體生產(chǎn),與菌體生長(zhǎng)平行的代謝產(chǎn)物生產(chǎn),（二）恒化器,使培養(yǎng)液流速保持不變，并使微生物始終在低于其最高 生長(zhǎng)速率下進(jìn)行生長(zhǎng)繁殖。,連續(xù)發(fā)酵優(yōu)缺點(diǎn)（與單批發(fā)酵相比）,優(yōu)點(diǎn)：縮短發(fā)酵周期，提高設(shè)備利用率； 便于自動(dòng)控制； 降低動(dòng)力消耗及體力勞動(dòng)強(qiáng)度； 產(chǎn)品質(zhì)量較穩(wěn)定；,缺點(diǎn)：