普通微生物學(xué)第六章

1、整理課件整理課件第一節(jié)第一節(jié) 微生物生長的測定微生物生長的測定微生物生長的概念及常規(guī)測定方法（微生物生長的概念及常規(guī)測定方法（原理和操作原理和操作）第二節(jié)第二節(jié) 細(xì)菌的群體生長繁殖細(xì)菌的群體生長繁殖細(xì)菌生長繁殖的規(guī)律（細(xì)菌生長繁殖的規(guī)律（標(biāo)準(zhǔn)生長曲線標(biāo)準(zhǔn)生長曲線）及控制技術(shù)（及控制技術(shù)（連續(xù)培養(yǎng)的概念和方法連續(xù)培養(yǎng)的概念和方法）各種常見物理、化學(xué)因素對微生物生長的影響各種常見物理、化學(xué)因素對微生物生長的影響第三節(jié)第三節(jié) 微生物生長繁殖的控制微生物生長繁殖的控制整理課件生長：生長：繁殖：繁殖：細(xì)胞物質(zhì)有規(guī)律地、不可逆地增加，導(dǎo)致細(xì)胞體積細(xì)胞物質(zhì)有規(guī)律地、不可逆地增加，導(dǎo)致細(xì)胞體積擴(kuò)大的生物學(xué)過程

2、。擴(kuò)大的生物學(xué)過程。微生物生長到一定階段由于細(xì)胞結(jié)構(gòu)的復(fù)制與重建微生物生長到一定階段由于細(xì)胞結(jié)構(gòu)的復(fù)制與重建并通過特定方式產(chǎn)生新的生命個體，即引起生命個并通過特定方式產(chǎn)生新的生命個體，即引起生命個體數(shù)量增加的生物學(xué)過程。體數(shù)量增加的生物學(xué)過程。參見參見P132整理課件生長是一個逐步發(fā)生的生長是一個逐步發(fā)生的量變過程量變過程，繁殖是一個產(chǎn)生新的生命個體的繁殖是一個產(chǎn)生新的生命個體的質(zhì)變過程質(zhì)變過程。在在高等生物高等生物里這兩個過程可以明顯分開，里這兩個過程可以明顯分開，但在低等特別是在但在低等特別是在單細(xì)胞的生物單細(xì)胞的生物里，由里，由于個體微小，這兩個過程是緊密聯(lián)系又很難于個體微小，這兩個過程

3、是緊密聯(lián)系又很難劃分的過程。劃分的過程。參見參見P132整理課件一個微生物細(xì)胞一個微生物細(xì)胞合適的外界條件，吸收營養(yǎng)物質(zhì)，進(jìn)行代謝合適的外界條件，吸收營養(yǎng)物質(zhì)，進(jìn)行代謝如果同化作用的速度超過了異化作用如果同化作用的速度超過了異化作用個體的生長個體的生長原生質(zhì)的總量（重量、體積、大?。┚筒粩嘣黾釉|(zhì)的總量（重量、體積、大?。┚筒粩嘣黾尤绻骷?xì)胞組分是按恰當(dāng)?shù)谋壤L時，則達(dá)到一如果各細(xì)胞組分是按恰當(dāng)?shù)谋壤L時，則達(dá)到一定程度后就會發(fā)生繁殖，引起個體數(shù)目的增加定程度后就會發(fā)生繁殖，引起個體數(shù)目的增加群體內(nèi)各個個體進(jìn)一步生長群體內(nèi)各個個體進(jìn)一步生長群體的生長群體的生長整理課件個體生長個體生長 個

4、體繁殖個體繁殖 群體生長群體生長群體生長群體生長=個體生長個體生長+個體繁殖個體繁殖微生物生長：微生物生長：在一定時間和條件下，細(xì)胞數(shù)量的增加在一定時間和條件下，細(xì)胞數(shù)量的增加（微生物群體生長）（微生物群體生長）在微生物學(xué)中提到的在微生物學(xué)中提到的“生長生長”，一般均指群體生長，一般均指群體生長，這一點(diǎn)與研究大生物時有所不同。這一點(diǎn)與研究大生物時有所不同。整理課件大腸桿菌一個細(xì)胞重約大腸桿菌一個細(xì)胞重約10-12克，平均克，平均20分鐘繁殖一代分鐘繁殖一代24小時小時后：后：4722366500萬億個后代，重量達(dá)到：萬億個后代，重量達(dá)到：4722噸噸48小時小時后：后：2.2 1043個后代，

5、重量達(dá)到個后代，重量達(dá)到2.2 1025 噸噸相當(dāng)于相當(dāng)于4000個地球的重量個地球的重量 一頭一頭500kg的食用公牛，的食用公牛，24小時生產(chǎn)小時生產(chǎn)0.5kg蛋白質(zhì)，而蛋白質(zhì)，而同樣重量的酵母菌，以質(zhì)量較次的糖液（如糖蜜）和氨水為同樣重量的酵母菌，以質(zhì)量較次的糖液（如糖蜜）和氨水為原料，原料，24小時可以生產(chǎn)小時可以生產(chǎn)50000kg優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)。優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)。整理課件第一節(jié)第一節(jié) 微生物生長的測定微生物生長的測定微生物生長的概念及常規(guī)測定方法微生物生長的概念及常規(guī)測定方法（原理和操作原理和操作）整理課件微生物生長：微生物生長：單位時間內(nèi)微生物單位時間內(nèi)微生物數(shù)量數(shù)量或或生物量生物量（Bio

6、mass）的變化）的變化微生物生長的測定微生物生長的測定個體計數(shù)個體計數(shù)生物量測定生物量測定重量測定重量測定生理指標(biāo)測定生理指標(biāo)測定評價培養(yǎng)條件、營養(yǎng)物質(zhì)等對微生物生長的影響；評價培養(yǎng)條件、營養(yǎng)物質(zhì)等對微生物生長的影響；評價不同的抗菌物質(zhì)對對微生物產(chǎn)生抑制（或殺死）作用的效果；評價不同的抗菌物質(zhì)對對微生物產(chǎn)生抑制（或殺死）作用的效果；客觀地反映微生物生長的規(guī)律；客觀地反映微生物生長的規(guī)律；參見參見P151整理課件一、計數(shù)法一、計數(shù)法參見參見P152 通常用來測定樣品中所含細(xì)菌、孢子、酵通常用來測定樣品中所含細(xì)菌、孢子、酵母菌等單細(xì)胞微生物的數(shù)量。母菌等單細(xì)胞微生物的數(shù)量。1、培養(yǎng)平板計數(shù)法、培

7、養(yǎng)平板計數(shù)法對樣品進(jìn)行適當(dāng)稀釋對樣品進(jìn)行適當(dāng)稀釋單個微生物在適宜的固體培養(yǎng)基表面或內(nèi)部生長、繁殖單個微生物在適宜的固體培養(yǎng)基表面或內(nèi)部生長、繁殖肉眼可見的菌落肉眼可見的菌落對菌落數(shù)目計數(shù)推測樣品中的微生物細(xì)胞數(shù)對菌落數(shù)目計數(shù)推測樣品中的微生物細(xì)胞數(shù)整理課件整理課件 由于無法保證細(xì)菌細(xì)胞在分離過程中徹底分開，由于無法保證細(xì)菌細(xì)胞在分離過程中徹底分開，因此，一個菌落可能是多個細(xì)胞一起形成，所以在科因此，一個菌落可能是多個細(xì)胞一起形成，所以在科研中一般用菌落形成單位（研中一般用菌落形成單位（colony forming units，CFU）來表示，而不是直接表示為細(xì)胞數(shù)（個）。）來表示，而不是直接表

8、示為細(xì)胞數(shù)（個）。菌落形成單位（菌落形成單位（colony forming units，CFU）：）： 采用菌落計數(shù)時，由于不能絕對保證一個菌落只采用菌落計數(shù)時，由于不能絕對保證一個菌落只是由一個活細(xì)胞形成，計算出的活細(xì)胞數(shù)稱為是由一個活細(xì)胞形成，計算出的活細(xì)胞數(shù)稱為CFU。 CFU并不完全等同于樣品中的活菌數(shù)。并不完全等同于樣品中的活菌數(shù)。整理課件整理課件整理課件整理課件 采用培養(yǎng)平板計數(shù)法要求操作熟練、準(zhǔn)確，采用培養(yǎng)平板計數(shù)法要求操作熟練、準(zhǔn)確，否則難以得到正確的結(jié)果；否則難以得到正確的結(jié)果； 樣品充分混勻；樣品充分混勻； 每支移液管及涂布棒只能接觸一個稀釋度每支移液管及涂布棒只能接觸一個

9、稀釋度的菌液；的菌液； 同一稀釋度三個以上重復(fù)，取平均值；同一稀釋度三個以上重復(fù)，取平均值； 每個平板上的菌落數(shù)目合適，便于準(zhǔn)確計每個平板上的菌落數(shù)目合適，便于準(zhǔn)確計數(shù)；數(shù)；整理課件整理課件整理課件2、膜過濾培養(yǎng)法、膜過濾培養(yǎng)法 如何對菌數(shù)低的樣品，如如何對菌數(shù)低的樣品，如水水，中的細(xì)，中的細(xì)菌數(shù)量進(jìn)行計數(shù)？菌數(shù)量進(jìn)行計數(shù)？菌數(shù)低的樣品菌數(shù)低的樣品 膜過濾膜過濾 培養(yǎng)培養(yǎng) 菌落計數(shù)菌落計數(shù)參見參見P153整理課件水中細(xì)菌總數(shù)：水中細(xì)菌總數(shù)：124 cfu/100ml整理課件整理課件3、顯微鏡直接計數(shù)法、顯微鏡直接計數(shù)法 利用特定的細(xì)菌計數(shù)板或血細(xì)胞計數(shù)板，在利用特定的細(xì)菌計數(shù)板或血細(xì)胞計數(shù)板，

10、在顯微鏡下計算一定容積里樣品中微生物的數(shù)量。顯微鏡下計算一定容積里樣品中微生物的數(shù)量。 參見參見P152整理課件1）常規(guī)方法）常規(guī)方法缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 不能區(qū)分死菌與活菌；不能區(qū)分死菌與活菌； 不適于對運(yùn)動細(xì)菌的計數(shù)；不適于對運(yùn)動細(xì)菌的計數(shù)； 需要相對較高的細(xì)菌濃度；需要相對較高的細(xì)菌濃度； 個體小的細(xì)菌在顯微鏡下難以觀察。個體小的細(xì)菌在顯微鏡下難以觀察。整理課件2）其它方法）其它方法比例計數(shù)比例計數(shù):已知濃度的樣品已知濃度的樣品（如血液）（如血液）+待測濃度的樣品待測濃度的樣品；顯微鏡下根據(jù)二者之間的顯微鏡下根據(jù)二者之間的比例比例直接推算待測微生物細(xì)胞濃度。直接推算待測微生物細(xì)胞濃度。過濾計數(shù)過

11、濾計數(shù):菌數(shù)低的樣品（如水）菌數(shù)低的樣品（如水） 膜過濾膜過濾 對細(xì)菌進(jìn)行熒光對細(xì)菌進(jìn)行熒光染色染色 熒光顯微鏡計數(shù)熒光顯微鏡計數(shù)活菌計數(shù)活菌計數(shù):采用特定的染色技術(shù)對活菌和死菌分別計數(shù)采用特定的染色技術(shù)對活菌和死菌分別計數(shù)整理課件二、生物量測定二、生物量測定00.511.522.500.20.40.60.81OD值活菌數(shù)（億個/毫升）圖示 假單胞菌OD值和活菌數(shù)的關(guān)系1、比濁法、比濁法在一定波長下，測定菌懸液的光密度，以光密度在一定波長下，測定菌懸液的光密度，以光密度（optical density，即，即O.D.）表示菌量。）表示菌量。 測量時應(yīng)控制在菌濃度與光密度測量時應(yīng)控制在菌濃度與光

12、密度成正比的范圍內(nèi)，否則不準(zhǔn)確。成正比的范圍內(nèi)，否則不準(zhǔn)確。參見參見P153整理課件2、重量法、重量法以干重、濕重直接衡量微生物群體的生物量；以干重、濕重直接衡量微生物群體的生物量；通過樣品中蛋白質(zhì)、核酸的測定間接推算微通過樣品中蛋白質(zhì)、核酸的測定間接推算微 生物群體的生物量。生物群體的生物量。測定多細(xì)胞及絲狀真菌生長情況的有效方法測定多細(xì)胞及絲狀真菌生長情況的有效方法參見參見P153整理課件3、生理指標(biāo)法、生理指標(biāo)法參見參見P154生理指標(biāo)：生理指標(biāo)：呼吸強(qiáng)度呼吸強(qiáng)度耗氧量耗氧量酶活性酶活性生物熱生物熱等，與其群體的規(guī)模成正相關(guān)等，與其群體的規(guī)模成正相關(guān)整理課件第二節(jié)第二節(jié) 細(xì)菌的群體生長繁

13、殖細(xì)菌的群體生長繁殖細(xì)菌生長繁殖的規(guī)律（細(xì)菌生長繁殖的規(guī)律（標(biāo)準(zhǔn)生長曲線標(biāo)準(zhǔn)生長曲線）及控制技術(shù)（及控制技術(shù)（連續(xù)培養(yǎng)的概念和方法連續(xù)培養(yǎng)的概念和方法）參見參見P134整理課件微生物的特點(diǎn)：微生物的特點(diǎn)：個體微小個體微小 除真菌外，我們?nèi)庋劭吹交蚪佑|到的微生物已不是單除真菌外，我們?nèi)庋劭吹交蚪佑|到的微生物已不是單個，而是成千上萬個單個微生物組成的群體。個，而是成千上萬個單個微生物組成的群體。微生物的接種是群體接種，接種后的生長是群體繁殖生長微生物的接種是群體接種，接種后的生長是群體繁殖生長對細(xì)菌群體生長規(guī)律的了解是對其進(jìn)行研究與利用的基礎(chǔ)對細(xì)菌群體生長規(guī)律的了解是對其進(jìn)行研究與利用的基礎(chǔ)參見參

14、見P134整理課件一、生長的規(guī)律一、生長的規(guī)律在微生物學(xué)中提到的在微生物學(xué)中提到的“生長生長”，均指群體生長。，均指群體生長。生長曲線（生長曲線（growth curve）：）： 細(xì)菌接種到定量的液體培養(yǎng)基（封閉系統(tǒng)）中，定時取樣測細(xì)菌接種到定量的液體培養(yǎng)基（封閉系統(tǒng)）中，定時取樣測定細(xì)胞數(shù)量，以時間為橫座標(biāo)，以菌數(shù)為縱座標(biāo)作圖，得到的一條定細(xì)胞數(shù)量，以時間為橫座標(biāo)，以菌數(shù)為縱座標(biāo)作圖，得到的一條反映細(xì)菌在整個培養(yǎng)反映細(xì)菌在整個培養(yǎng) 期間菌數(shù)變化規(guī)律的曲線期間菌數(shù)變化規(guī)律的曲線整理課件整理課件細(xì)菌的生長曲線一般以菌數(shù)的對數(shù)為縱坐標(biāo)作圖細(xì)菌的生長曲線一般以菌數(shù)的對數(shù)為縱坐標(biāo)作圖整理課件整理課件整

15、理課件1、遲緩期、遲緩期 將少量菌種接入新鮮培養(yǎng)基后，在開始一段時將少量菌種接入新鮮培養(yǎng)基后，在開始一段時間內(nèi)菌數(shù)不立即增加或增加很少，生長速度幾近于間內(nèi)菌數(shù)不立即增加或增加很少，生長速度幾近于零，也稱延遲期、適應(yīng)期零，也稱延遲期、適應(yīng)期整理課件遲緩期細(xì)胞的特點(diǎn)：遲緩期細(xì)胞的特點(diǎn)：細(xì)胞形態(tài)變大或增長細(xì)胞形態(tài)變大或增長，例如，例如巨大芽孢桿菌，在遲緩期末細(xì)胞的平巨大芽孢桿菌，在遲緩期末細(xì)胞的平均長度比剛接種時長均長度比剛接種時長6倍倍。通常處于遲緩期的細(xì)菌細(xì)胞最大。通常處于遲緩期的細(xì)菌細(xì)胞最大。細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞內(nèi)RNA，尤其是，尤其是rRNA含量高，合成代謝活躍。含量高，合成代謝活躍。核糖核糖體、酶類

16、和體、酶類和ATP的合成加快，易產(chǎn)生誘導(dǎo)酶。的合成加快，易產(chǎn)生誘導(dǎo)酶。對外界不良條件反應(yīng)敏感。對外界不良條件反應(yīng)敏感。分裂遲緩，代謝活躍分裂遲緩，代謝活躍以上特征說明，細(xì)胞處于活躍生長中，只是分裂遲緩。以上特征說明，細(xì)胞處于活躍生長中，只是分裂遲緩。在此階段后期，少數(shù)細(xì)胞開始分裂，曲線略有上升。在此階段后期，少數(shù)細(xì)胞開始分裂，曲線略有上升。整理課件遲緩期出現(xiàn)的原因：遲緩期出現(xiàn)的原因：調(diào)整代謝調(diào)整代謝 微生物接種到一個新的環(huán)境，暫時缺乏能量和必需的生微生物接種到一個新的環(huán)境，暫時缺乏能量和必需的生長因子，長因子，“種子種子”老化（即處于非對數(shù)生長期）或未充分老化（即處于非對數(shù)生長期）或未充分活化

17、，接種時造成的損傷等。活化，接種時造成的損傷等。調(diào)整代謝需要一段適應(yīng)期調(diào)整代謝需要一段適應(yīng)期。 遲緩期的長短與菌種的遺傳性、菌齡及移種前后所處遲緩期的長短與菌種的遺傳性、菌齡及移種前后所處的環(huán)境等因素有關(guān)，有的只需幾分鐘，有的需要幾小時。的環(huán)境等因素有關(guān)，有的只需幾分鐘，有的需要幾小時。整理課件在生產(chǎn)實踐中縮短遲緩期的常用手段：在生產(chǎn)實踐中縮短遲緩期的常用手段：u通過遺傳學(xué)方法改變菌種的遺傳特性通過遺傳學(xué)方法改變菌種的遺傳特性u利用對數(shù)生長期的細(xì)胞作為利用對數(shù)生長期的細(xì)胞作為“種子種子”u盡量使接種前后所使用的培養(yǎng)基組成不要相差太大盡量使接種前后所使用的培養(yǎng)基組成不要相差太大u適當(dāng)擴(kuò)大接種量適

18、當(dāng)擴(kuò)大接種量整理課件2、對數(shù)生長期、對數(shù)生長期也稱指數(shù)生長期（也稱指數(shù)生長期（exponential phase）整理課件代時（代時（generation time）：）：在細(xì)菌個體生長里，在細(xì)菌個體生長里，每個細(xì)菌分裂繁殖一代所需的時間，通常以每個細(xì)菌分裂繁殖一代所需的時間，通常以G表示。表示。倍增時間（倍增時間（doubling time）：）：在群體生長里細(xì)菌數(shù)在群體生長里細(xì)菌數(shù)量增加一倍所需的時間。量增加一倍所需的時間。參見參見P137 t t 0 G = 3.322（lg Nt lg N0)整理課件整理課件影響微生物代時的因素：影響微生物代時的因素：1）菌種，）菌種，不同的微生物及同

19、一微生物的不同菌株代時不同；不同的微生物及同一微生物的不同菌株代時不同；2）營養(yǎng)成分，）營養(yǎng)成分，在營養(yǎng)豐富的培養(yǎng)基中生長代時短；在營養(yǎng)豐富的培養(yǎng)基中生長代時短；3）營養(yǎng)物濃度，）營養(yǎng)物濃度，在一定范圍內(nèi)，生長速率與營養(yǎng)物濃度成正比；在一定范圍內(nèi)，生長速率與營養(yǎng)物濃度成正比；4）溫度，）溫度，在一定范圍內(nèi)，生長速率與溫度成正相關(guān)；在一定范圍內(nèi)，生長速率與溫度成正相關(guān)；整理課件在一定范圍內(nèi)，生長速率與溫度成正相關(guān)在一定范圍內(nèi)，生長速率與溫度成正相關(guān)參見參見P149整理課件不同的微生物有不同的最適生長溫度范圍不同的微生物有不同的最適生長溫度范圍整理課件3、穩(wěn)定生長期、穩(wěn)定生長期 又稱恒定期或最高生

20、長期，此時培養(yǎng)液中又稱恒定期或最高生長期，此時培養(yǎng)液中活菌數(shù)量最高并維持穩(wěn)定活菌數(shù)量最高并維持穩(wěn)定。 營養(yǎng)物質(zhì)消耗、代謝產(chǎn)物累積和營養(yǎng)物質(zhì)消耗、代謝產(chǎn)物累積和pH等環(huán)境變化等環(huán)境變化 環(huán)境條件逐步不適于細(xì)菌生長環(huán)境條件逐步不適于細(xì)菌生長 細(xì)菌生長速率降低細(xì)菌生長速率降低直至零直至零（細(xì)菌分裂增加的數(shù)量等于細(xì)菌死亡數(shù)量）（細(xì)菌分裂增加的數(shù)量等于細(xì)菌死亡數(shù)量）整理課件對數(shù)期到穩(wěn)定期的轉(zhuǎn)變是對數(shù)期到穩(wěn)定期的轉(zhuǎn)變是細(xì)胞重要的分化調(diào)節(jié)階段細(xì)胞重要的分化調(diào)節(jié)階段： 1）開始儲存糖原等內(nèi)含物）開始儲存糖原等內(nèi)含物 2）形成芽孢或建立自然感受態(tài)（芽孢桿菌）形成芽孢或建立自然感受態(tài)（芽孢桿菌） 3）發(fā)酵過程積累

21、代謝產(chǎn)物的重要階段）發(fā)酵過程積累代謝產(chǎn)物的重要階段 某些放線菌抗生素的大量形成也在此期某些放線菌抗生素的大量形成也在此期整理課件穩(wěn)定期的長短與穩(wěn)定期的長短與菌種菌種和和外界環(huán)境條件外界環(huán)境條件有關(guān)有關(guān)生產(chǎn)上延長穩(wěn)定期的方法：生產(chǎn)上延長穩(wěn)定期的方法： 補(bǔ)充營養(yǎng)物質(zhì)（補(bǔ)料）或取走代謝產(chǎn)物補(bǔ)充營養(yǎng)物質(zhì)（補(bǔ)料）或取走代謝產(chǎn)物 調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)pH、調(diào)節(jié)溫度、調(diào)節(jié)溫度 對好氧菌進(jìn)行通氣、攪拌或振蕩對好氧菌進(jìn)行通氣、攪拌或振蕩獲得更多的菌體物質(zhì)或代謝產(chǎn)物獲得更多的菌體物質(zhì)或代謝產(chǎn)物整理課件 營養(yǎng)物質(zhì)耗盡或有毒代謝產(chǎn)物的大量積累，營養(yǎng)物質(zhì)耗盡或有毒代謝產(chǎn)物的大量積累，細(xì)菌死亡速率超過新生速率，整個群體呈現(xiàn)出細(xì)菌死亡

22、速率超過新生速率，整個群體呈現(xiàn)出負(fù)增長負(fù)增長。 死亡的細(xì)菌以對數(shù)方式增加，但由于部分死亡的細(xì)菌以對數(shù)方式增加，但由于部分細(xì)菌產(chǎn)生抗性也會使細(xì)菌死亡速率降低，在細(xì)菌產(chǎn)生抗性也會使細(xì)菌死亡速率降低，在衰衰亡期的后期仍會有部分活菌存在亡期的后期仍會有部分活菌存在。4、衰亡期（、衰亡期（decline或或death phase）整理課件衰亡期的特點(diǎn)：衰亡期的特點(diǎn)：細(xì)菌代謝活性降低；細(xì)菌代謝活性降低；細(xì)菌衰老并出現(xiàn)自溶；細(xì)菌衰老并出現(xiàn)自溶；產(chǎn)生或釋放出一些產(chǎn)物，產(chǎn)生或釋放出一些產(chǎn)物，如氨基酸、抗生素、外肽酶等如氨基酸、抗生素、外肽酶等；菌體細(xì)胞也呈現(xiàn)多種形態(tài)，有時出現(xiàn)畸形，細(xì)胞大小懸殊。菌體細(xì)胞也呈現(xiàn)多

23、種形態(tài)，有時出現(xiàn)畸形，細(xì)胞大小懸殊。有些革蘭陽性菌此時染色呈革蘭陰性。有些革蘭陽性菌此時染色呈革蘭陰性。整理課件 不同的微生物或同一種微生物對不同物質(zhì)的不同的微生物或同一種微生物對不同物質(zhì)的利用能力是不同的。有的物質(zhì)可直接被利用（如利用能力是不同的。有的物質(zhì)可直接被利用（如葡萄糖或葡萄糖或NH4+等）；有的需要經(jīng)過一定的適應(yīng)期等）；有的需要經(jīng)過一定的適應(yīng)期后才能獲得利用能力（如乳糖或后才能獲得利用能力（如乳糖或NO3-等）。前者等）。前者通常稱為通常稱為速效碳源（或氮源）速效碳源（或氮源），后者稱為，后者稱為遲效碳遲效碳源（或氮源）源（或氮源）。當(dāng)培養(yǎng)基中同時含有這兩種碳源。當(dāng)培養(yǎng)基中同時含有

24、這兩種碳源（或氮源）時，微生物生長過程中會形成（或氮源）時，微生物生長過程中會形成二次二次生長生長現(xiàn)象?，F(xiàn)象。整理課件整理課件整理課件整理課件整理課件整理課件二、同步培養(yǎng)二、同步培養(yǎng)理想的實驗材料：理想的實驗材料：群體細(xì)胞能處于同一生長階段，群體細(xì)胞能處于同一生長階段，同時進(jìn)行分裂的生長。同時進(jìn)行分裂的生長。同步生長同步生長同步培養(yǎng)同步培養(yǎng)（synchronous culture）：）：使群體中的細(xì)胞進(jìn)行同步生長的使群體中的細(xì)胞進(jìn)行同步生長的培養(yǎng)技術(shù)培養(yǎng)技術(shù)通過同步培養(yǎng)的方法獲得的細(xì)胞稱為通過同步培養(yǎng)的方法獲得的細(xì)胞稱為同步細(xì)胞同步細(xì)胞或或同步培養(yǎng)物同步培養(yǎng)物參見參見P138整理課件機(jī)械法機(jī)械

25、法環(huán)境條件環(huán)境條件控制技術(shù)控制技術(shù)離心法離心法過濾分離法過濾分離法硝酸纖維素濾膜法硝酸纖維素濾膜法溫度溫度培養(yǎng)基成分控制培養(yǎng)基成分控制其他（如光照和黑暗交替培養(yǎng)）其他（如光照和黑暗交替培養(yǎng)）同步培養(yǎng)物同步培養(yǎng)物：一種理想的材料：一種理想的材料生理與遺傳特性研究生理與遺傳特性研究工業(yè)發(fā)酵的種子工業(yè)發(fā)酵的種子整理課件 由于細(xì)胞的個體差異，同步生長往往只能維由于細(xì)胞的個體差異，同步生長往往只能維持持2-3個世代，隨后又逐漸演變?yōu)殡S機(jī)生長。個世代，隨后又逐漸演變?yōu)殡S機(jī)生長。整理課件三、連續(xù)培養(yǎng)三、連續(xù)培養(yǎng)將微生物置于一定體積的培養(yǎng)基中，經(jīng)過培養(yǎng)生長，最后一次收獲。將微生物置于一定體積的培養(yǎng)基中，經(jīng)過培

26、養(yǎng)生長，最后一次收獲。分批培養(yǎng)（分批培養(yǎng)（batch culture）或）或封閉培養(yǎng)（封閉培養(yǎng)（closed culture）培養(yǎng)基一次加入，不予補(bǔ)充，不再更換。培養(yǎng)基一次加入，不予補(bǔ)充，不再更換。遲緩期、對數(shù)期遲緩期、對數(shù)期穩(wěn)定期、衰亡期穩(wěn)定期、衰亡期連續(xù)培養(yǎng)（連續(xù)培養(yǎng)（continuous culture） 在微生物的整個培養(yǎng)期間，通過一定的方式使微生物能以恒定的在微生物的整個培養(yǎng)期間，通過一定的方式使微生物能以恒定的比生長速率生長并能持續(xù)生長下去的一種培養(yǎng)方法。比生長速率生長并能持續(xù)生長下去的一種培養(yǎng)方法。 在培養(yǎng)過程中不斷地在培養(yǎng)過程中不斷地補(bǔ)充營養(yǎng)物質(zhì)補(bǔ)充營養(yǎng)物質(zhì)和以同樣的速率和以同

27、樣的速率移出培養(yǎng)物移出培養(yǎng)物是實是實現(xiàn)微生物連續(xù)培養(yǎng)的現(xiàn)微生物連續(xù)培養(yǎng)的基本原則基本原則。整理課件控制連續(xù)培養(yǎng)的方法控制連續(xù)培養(yǎng)的方法恒濁器連續(xù)培養(yǎng)恒濁器連續(xù)培養(yǎng)恒化器連續(xù)培養(yǎng)恒化器連續(xù)培養(yǎng)不斷調(diào)節(jié)流速，使培養(yǎng)液濁度保持恒定不斷調(diào)節(jié)流速，使培養(yǎng)液濁度保持恒定保持恒定的流速保持恒定的流速整理課件（一）恒濁器連續(xù)培養(yǎng)（一）恒濁器連續(xù)培養(yǎng)測定所培養(yǎng)微生物的光密度值測定所培養(yǎng)微生物的光密度值自動調(diào)節(jié)新鮮培養(yǎng)基流入和培養(yǎng)物流出培養(yǎng)室的速率自動調(diào)節(jié)新鮮培養(yǎng)基流入和培養(yǎng)物流出培養(yǎng)室的速率使培養(yǎng)物維持在某一恒定濁度使培養(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，流速加快，使?jié)岫冉档停划?dāng)培養(yǎng)室中的濁度

28、超過預(yù)期數(shù)值時，流速加快，使?jié)岫冉档?；?dāng)培養(yǎng)室中的濁度低于預(yù)期數(shù)值時，流速減慢，使?jié)岫壬仙?；?dāng)培養(yǎng)室中的濁度低于預(yù)期數(shù)值時，流速減慢，使?jié)岫壬仙?；恒濁器培養(yǎng)的工作精度是由光電控制系統(tǒng)的靈敏度來決定的恒濁器培養(yǎng)的工作精度是由光電控制系統(tǒng)的靈敏度來決定的如果所用培養(yǎng)基中有如果所用培養(yǎng)基中有過量過量的必需營養(yǎng)物，就可以使菌體的必需營養(yǎng)物，就可以使菌體維持最高的生長速率維持最高的生長速率。整理課件一般用于菌體以及菌體生長平行的代謝產(chǎn)物生產(chǎn)的發(fā)酵工業(yè)一般用于菌體以及菌體生長平行的代謝產(chǎn)物生產(chǎn)的發(fā)酵工業(yè)（連續(xù)發(fā)酵）（連續(xù)發(fā)酵）連續(xù)發(fā)酵與單批發(fā)酵相比的優(yōu)點(diǎn)：連續(xù)發(fā)酵與單批發(fā)酵相比的優(yōu)點(diǎn)：縮短發(fā)酵周期，提高設(shè)

29、備利用率；縮短發(fā)酵周期，提高設(shè)備利用率；便于自動控制；便于自動控制；降低動力消耗及體力勞動強(qiáng)度；降低動力消耗及體力勞動強(qiáng)度；產(chǎn)品質(zhì)量較穩(wěn)定；產(chǎn)品質(zhì)量較穩(wěn)定；缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：雜菌污染和菌種退化雜菌污染和菌種退化整理課件（二）恒化器連續(xù)培養(yǎng)（二）恒化器連續(xù)培養(yǎng) 使培養(yǎng)液流速保持不變，并使微生物始終在使培養(yǎng)液流速保持不變，并使微生物始終在低于其最高生長速率下生長進(jìn)行繁殖。低于其最高生長速率下生長進(jìn)行繁殖。整理課件恒化器連續(xù)培養(yǎng)中，必須將某種必需的營養(yǎng)物質(zhì)控制在較低濃度，以限恒化器連續(xù)培養(yǎng)中，必須將某種必需的營養(yǎng)物質(zhì)控制在較低濃度，以限制生長速度，而其他的營養(yǎng)物質(zhì)均過量。制生長速度，而其他的營養(yǎng)物質(zhì)均過量

30、。細(xì)菌的生長速率取決于限制性因子的濃度，并低于最高生長速率。細(xì)菌的生長速率取決于限制性因子的濃度，并低于最高生長速率。 限制性因子限制性因子必須是必須是機(jī)體生長必不可少的營養(yǎng)物質(zhì)，如機(jī)體生長必不可少的營養(yǎng)物質(zhì)，如氨氨基酸、銨鹽等氮源，或是葡萄糖、麥芽糖等碳源，或者是無基酸、銨鹽等氮源，或是葡萄糖、麥芽糖等碳源，或者是無機(jī)鹽、生長因子等物質(zhì)機(jī)鹽、生長因子等物質(zhì)。因而可在一定濃度范圍內(nèi)決定該機(jī)。因而可在一定濃度范圍內(nèi)決定該機(jī)體生長速率。體生長速率。整理課件通過控制流速可以得到生長速率不同但濃度基本恒定的培養(yǎng)物通過控制流速可以得到生長速率不同但濃度基本恒定的培養(yǎng)物主要用于：科研主要用于：科研遺傳學(xué)：

31、突變株的分離遺傳學(xué)：突變株的分離生理學(xué)：不同條件下的代謝變化生理學(xué)：不同條件下的代謝變化生態(tài)學(xué)：模擬自然營養(yǎng)條件建立實驗?zāi)Ｐ蜕鷳B(tài)學(xué)：模擬自然營養(yǎng)條件建立實驗?zāi)Ｐ驼碚n件第三節(jié)第三節(jié) 微生物生長繁殖的控制微生物生長繁殖的控制各種常見的物理、化學(xué)因素對微生物生長的控制各種常見的物理、化學(xué)因素對微生物生長的控制（原理和方法）（原理和方法）整理課件抑制（抑制（inhibition）：生長停止，但不死亡；）：生長停止，但不死亡；死亡（死亡（death）：生長能力不可逆喪失；）：生長能力不可逆喪失；防腐（防腐（antisepsis）：防止或抑制霉腐微生物在食品等物質(zhì)上的生長；）：防止或抑制霉腐微生物在食品

32、等物質(zhì)上的生長；消毒（消毒（disinfection）：殺死或滅活病原微生物（營養(yǎng)體細(xì)胞）；）：殺死或滅活病原微生物（營養(yǎng)體細(xì)胞）；滅菌（滅菌（sterilization）：殺死包括芽孢在內(nèi)的所有微生物；）：殺死包括芽孢在內(nèi)的所有微生物；化療（化療（chemotherapy）：殺死或抑制宿主體內(nèi)的病原微生物或病變細(xì)胞；）：殺死或抑制宿主體內(nèi)的病原微生物或病變細(xì)胞；參見參見P160整理課件 控制微生物的生長速率或消滅不控制微生物的生長速率或消滅不需要的微生物，在實際應(yīng)用中具有重需要的微生物，在實際應(yīng)用中具有重要的意義。要的意義。整理課件理化因子是理化因子是抑菌抑菌還是還是殺菌殺菌作用的相關(guān)因素：

33、作用的相關(guān)因素：u理化因子的強(qiáng)度或濃度理化因子的強(qiáng)度或濃度u同一濃度理化因子作用時間的長短同一濃度理化因子作用時間的長短u不同種類的微生物不同種類的微生物u同一種微生物不同生長時期同一種微生物不同生長時期參見參見P154整理課件一、控制微生物的化學(xué)物質(zhì)一、控制微生物的化學(xué)物質(zhì)抗微生物劑抗微生物劑抗代謝物抗代謝物抗生素抗生素控制微生物控制微生物的化學(xué)物質(zhì)的化學(xué)物質(zhì)整理課件1、抗微生物劑、抗微生物劑 一類能夠一類能夠殺死殺死微生物或微生物或抑制抑制微微生物生長的化學(xué)物質(zhì)生物生長的化學(xué)物質(zhì)抗微生物劑抗微生物劑（antimicrobial agent）生物合成的天然產(chǎn)物生物合成的天然產(chǎn)物人工合成的化合

34、物人工合成的化合物整理課件化學(xué)物質(zhì)的抗微化學(xué)物質(zhì)的抗微生物能力的測定生物能力的測定液體培養(yǎng)法液體培養(yǎng)法平板培養(yǎng)法平板培養(yǎng)法最低抑制濃度（最低抑制濃度（minimum inhibitory concentration，MIC）實驗）實驗抑菌環(huán)抑菌環(huán)/圈（圈（zone of inhibition）實驗）實驗整理課件整理課件殺菌？抑菌？殺菌？抑菌？化學(xué)物質(zhì)的抗微化學(xué)物質(zhì)的抗微生物能力的測定生物能力的測定液體培養(yǎng)法液體培養(yǎng)法平板培養(yǎng)法平板培養(yǎng)法通過這兩種方法通過這兩種方法無法區(qū)分無法區(qū)分抗微生物劑的作用效果抗微生物劑的作用效果整理課件待測化學(xué)物質(zhì)待測化學(xué)物質(zhì) 對數(shù)生長培養(yǎng)物對數(shù)生長培養(yǎng)物定時測定總菌數(shù)

35、和活菌數(shù)定時測定總菌數(shù)和活菌數(shù)抑菌劑（抑菌劑（bacteriostatic agent）殺菌劑（殺菌劑（batericide）溶菌劑（溶菌劑（bacteriolysis）整理課件抗微生物劑抗微生物劑消毒劑（消毒劑（disinfectant）防腐劑（防腐劑（antiseptics）整理課件防腐劑與消毒劑防腐劑與消毒劑特點(diǎn)：特點(diǎn)：對一切活細(xì)胞都有毒性，不能用于人或動物對一切活細(xì)胞都有毒性，不能用于人或動物體內(nèi)體內(nèi)的化學(xué)治療。的化學(xué)治療。消毒劑：可殺死微生物，通常用于非生物材料的滅菌或消毒。消毒劑：可殺死微生物，通常用于非生物材料的滅菌或消毒。防腐劑：可殺死微生物或抑制其生長，但對于動物或人體的組織

36、防腐劑：可殺死微生物或抑制其生長，但對于動物或人體的組織 無毒害作用，可作為外用抗微生物藥物。無毒害作用，可作為外用抗微生物藥物。整理課件u使微生物蛋白質(zhì)凝固變性使微生物蛋白質(zhì)凝固變性, ,如酒精等如酒精等； u破壞菌體的酶系統(tǒng)破壞菌體的酶系統(tǒng), ,如過氧化氫等如過氧化氫等； u增加細(xì)胞膜的通透性增加細(xì)胞膜的通透性, ,使細(xì)胞發(fā)生破裂或溶解使細(xì)胞發(fā)生破裂或溶解. . 如來蘇兒等酚類物質(zhì)如來蘇兒等酚類物質(zhì)。作用機(jī)理作用機(jī)理 ：整理課件 消毒劑消毒劑廣泛用于一些熱敏感的或無法廣泛用于一些熱敏感的或無法進(jìn)行高溫滅菌的物品或場所的滅菌。進(jìn)行高溫滅菌的物品或場所的滅菌。溫度計、帶透鏡的儀器設(shè)備、聚乙烯管

37、或?qū)Ч艿龋粶囟扔嫛哥R的儀器設(shè)備、聚乙烯管或?qū)Ч艿龋粔Ρ?、樓板、儀器設(shè)備等表面和自來水；墻壁、樓板、儀器設(shè)備等表面和自來水；空氣空氣防腐劑通常作為人體的外用品！防腐劑通常作為人體的外用品！整理課件整理課件各種抗微生物劑殺菌能力的比較標(biāo)準(zhǔn)：各種抗微生物劑殺菌能力的比較標(biāo)準(zhǔn)：石炭酸系數(shù)石炭酸系數(shù) =待測制劑最高稀釋度待測制劑最高稀釋度達(dá)到同效的石炭酸的最高稀釋度達(dá)到同效的石炭酸的最高稀釋度在臨床上最早使用的消毒劑在臨床上最早使用的消毒劑石炭酸石炭酸一般規(guī)定一般規(guī)定：處理時間為：處理時間為10分鐘，供試菌為分鐘，供試菌為 Salmonella typhi（傷寒沙門菌）（傷寒沙門菌）由于各種抗微生物

38、劑的殺菌機(jī)制各不相同，由于各種抗微生物劑的殺菌機(jī)制各不相同，故石炭酸系數(shù)僅有一定的參考價值。故石炭酸系數(shù)僅有一定的參考價值。整理課件2、抗代謝物（、抗代謝物（antimetabolite）一類化合物：與必需的代謝物具有相似的結(jié)構(gòu)一類化合物：與必需的代謝物具有相似的結(jié)構(gòu) 可和特定的酶結(jié)合可和特定的酶結(jié)合 阻礙酶的功能阻礙酶的功能 干擾代謝的正常進(jìn)行干擾代謝的正常進(jìn)行葉酸對抗物（葉酸對抗物（磺胺磺胺）、嘌呤對抗物（、嘌呤對抗物（6-巰基嘌呤巰基嘌呤）苯丙氨酸對抗物（苯丙氨酸對抗物（對氟苯丙氨酸對氟苯丙氨酸）、尿嘧啶對抗物（）、尿嘧啶對抗物（5-FU）胸腺嘧啶對抗物（胸腺嘧啶對抗物（5-溴胸腺嘧啶溴

39、胸腺嘧啶）整理課件磺胺藥物是最早發(fā)現(xiàn)，也是最常見的化學(xué)治療劑，磺胺藥物是最早發(fā)現(xiàn)，也是最常見的化學(xué)治療劑，抗菌譜廣，能治療多種感染性疾病?？咕V廣，能治療多種感染性疾病。大多數(shù)革蘭氏陽性細(xì)菌大多數(shù)革蘭氏陽性細(xì)菌（如肺炎鏈球菌、溶血性（如肺炎鏈球菌、溶血性 鏈球菌等）鏈球菌等）某些革蘭氏陰性細(xì)菌某些革蘭氏陰性細(xì)菌（如痢疾桿菌、流感桿菌等）（如痢疾桿菌、流感桿菌等）對對放線菌放線菌也有一定的作用也有一定的作用整理課件1934年，德國年，德國I.G.Farben染料廠的染料廠的G.Domagk一種紅色染料（一種紅色染料（prontosil），白鼠靜脈注射，可治療鏈），白鼠靜脈注射，可治療鏈球菌感染，

40、但在體外無作用。球菌感染，但在體外無作用。1935年，進(jìn)一步證明年，進(jìn)一步證明protosil對人鏈球菌感染也有效。對人鏈球菌感染也有效。1935年除，年除，Domagk唯一的女兒因傷口感染瀕于死亡，唯一的女兒因傷口感染瀕于死亡，在絕望中在絕望中Domagk將尚未經(jīng)過臨床試驗的將尚未經(jīng)過臨床試驗的prontosil注射注射到女兒體內(nèi)，結(jié)果挽回了女兒的生命。到女兒體內(nèi)，結(jié)果挽回了女兒的生命。法國人法國人Trefuel和英國人和英國人Fuller證實：證實： 在體內(nèi)在體內(nèi)prontosil轉(zhuǎn)化成了具有抑菌作用的磺胺。轉(zhuǎn)化成了具有抑菌作用的磺胺。整理課件作用機(jī)理：作用機(jī)理：磺胺是葉酸組成部分對氨基苯

41、甲酸的結(jié)構(gòu)類似物磺胺是葉酸組成部分對氨基苯甲酸的結(jié)構(gòu)類似物很多細(xì)菌需要自己合成葉酸才能生長很多細(xì)菌需要自己合成葉酸才能生長 磺胺對人體細(xì)胞磺胺對人體細(xì)胞無毒性無毒性，因為人缺乏從對氨基苯甲，因為人缺乏從對氨基苯甲酸合成葉酸的相關(guān)酶酸合成葉酸的相關(guān)酶二氫葉酸合成酶二氫葉酸合成酶，不能用外，不能用外界的對氨基苯甲酸合成葉酸，必須直接利用葉酸作為界的對氨基苯甲酸合成葉酸，必須直接利用葉酸作為生長因子進(jìn)行生長。生長因子進(jìn)行生長。整理課件整理課件整理課件3、抗生素（、抗生素（antibiotic）整理課件抗生素：抗生素：某些生物合成或半合成的一類次級代某些生物合成或半合成的一類次級代謝產(chǎn)物或衍生物，它們

42、在很低濃度時就能抑制謝產(chǎn)物或衍生物，它們在很低濃度時就能抑制或影響它種生物的生命活動，如殺死微生物或或影響它種生物的生命活動，如殺死微生物或抑制其生長。抑制其生長。 自上世紀(jì)自上世紀(jì)40年代以來，已找到上萬種新抗年代以來，已找到上萬種新抗生素，合成了近生素，合成了近10萬種半合成抗生素，但其中萬種半合成抗生素，但其中在臨床上常用的僅有幾十種。在臨床上常用的僅有幾十種。整理課件1）作用機(jī)制：）作用機(jī)制：抑制細(xì)菌抑制細(xì)菌細(xì)胞壁細(xì)胞壁的合成的合成 破壞破壞細(xì)胞質(zhì)膜細(xì)胞質(zhì)膜 作用于作用于呼吸鏈呼吸鏈以干擾氧化磷酸化以干擾氧化磷酸化 抑制抑制蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)和和核酸核酸的合成的合成抑制微生物的生長或殺死它們

43、抑制微生物的生長或殺死它們整理課件整理課件整理課件整理課件整理課件整理課件青霉素青霉素 青霉素的青霉素的-內(nèi)酰胺環(huán)結(jié)構(gòu)與內(nèi)酰胺環(huán)結(jié)構(gòu)與D-丙氨酸末端結(jié)構(gòu)相似，丙氨酸末端結(jié)構(gòu)相似，從而能占據(jù)丙氨酸的位置與轉(zhuǎn)肽酶結(jié)合，并將酶滅活，肽從而能占據(jù)丙氨酸的位置與轉(zhuǎn)肽酶結(jié)合，并將酶滅活，肽鏈之間無法相互連接，抑制了細(xì)胞壁的合成。鏈之間無法相互連接，抑制了細(xì)胞壁的合成。整理課件 由于不同微生物之間的細(xì)胞化學(xué)結(jié)構(gòu)和由于不同微生物之間的細(xì)胞化學(xué)結(jié)構(gòu)和代謝的差異，不同的抗生素抗菌譜各異。代謝的差異，不同的抗生素抗菌譜各異。整理課件2）細(xì)菌抗藥性的產(chǎn)生）細(xì)菌抗藥性的產(chǎn)生整理課件抗性菌株的特點(diǎn)：抗性菌株的特點(diǎn)：細(xì)胞質(zhì)膜透性改變細(xì)胞質(zhì)膜透性改變，使抗生素不能進(jìn)入細(xì)胞或進(jìn)入后被細(xì)胞主動排出；，使抗生素不能進(jìn)入細(xì)胞或進(jìn)入后被細(xì)胞主動排出；藥物作用靶改變；藥物作用靶改變；合成了修飾抗生素的酶；合成了修飾抗生素的酶；抗性菌株發(fā)生遺傳變異抗性菌株發(fā)生遺傳變異，導(dǎo)致合成新的多聚體，以取代或部分取代，導(dǎo)致合成新的多聚體，以取代或部分取代原來的多聚體；原來的多聚體；整理課件一、控制微生物的物理因素一、控制微生物的物理因素殺死或抑制微生殺死或抑制微生