生長與生存因子

生長與生存因子第一頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期三生物個體物質有規(guī)律地、不可逆增加，導致個體體積擴大的生物學過程。生長：生物個體生長到一定階段，通過特定方式產(chǎn)生新的生命個體，即引起生命個體數(shù)量增加的生物學過程。繁殖：生長是一個逐步發(fā)生的量變過程，繁殖是一個產(chǎn)生新的生命個體的質變過程。在高等生物里這兩個過程可以明顯分開，但在低等特別是在單細胞的生物里，由于細胞小，這兩個過程是緊密聯(lián)系又很難劃分的過程。第一節(jié)微生物的生長繁殖第二頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期三一個微生物細胞合適的外界條件，吸收營養(yǎng)物質，進行代謝。如果同化作用的速度超過了異化作用個體的生長原生質的總量（重量、體積、大小）就不斷增加如果各細胞組分是按恰當?shù)谋壤鲩L時，則達到一定程度后就會發(fā)生繁殖，引起個體數(shù)目的增加。群體內各個個體的進一步生長群體的生長第三頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期三一、微生物生長的測定:單位時間里微生物數(shù)量或生物量（Biomass）的變化微生物生長：微生物生長的測定：個體計數(shù)群體重量測定群體生理指標測定評價培養(yǎng)條件、營養(yǎng)物質等對微生物生長的影響；評價不同的抗菌物質對微生物產(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；第四頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期三（一）以數(shù)量變化對微生物生長情況進行測定1、培養(yǎng)平板計數(shù)法第五頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期三采用培養(yǎng)平板計數(shù)法要求操作熟練、準確，否則難以得到正確的結果：樣品充分混勻；每支移液管及涂布棒只能接觸一個稀釋度的菌液；同一稀釋度三個以上重復,取平均值；每個平板上的菌落數(shù)目合適，便于準確計數(shù)；一個菌落可能是多個細胞一起形成，所以在科研中一般用菌落形成單位（colonyformingunits，CFU）來表示，而不是直接表示為細胞數(shù)。第六頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期三2、膜過濾培養(yǎng)法當樣品中菌數(shù)很低時，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，然后將將膜轉到相應的培養(yǎng)基上進行培養(yǎng)，對形成的菌落進行統(tǒng)計。第七頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期三3、Themostprobablenumbermethod（液體稀釋法）主要適用于只能進行液體培養(yǎng)的微生物，或采用液體鑒別培養(yǎng)基進行直接鑒定并計數(shù)的微生物。對未知樣品進行十倍稀釋，然后根據(jù)估算取三個連續(xù)的稀釋度平行接種多支試管，對這些平行試管的微生物生長情況進行統(tǒng)計，長菌的為陽性，未長菌的為陰性，然后根據(jù)數(shù)學統(tǒng)計計算出樣品中的微生物數(shù)目。第八頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期三4、顯微鏡直接計數(shù)法1）常規(guī)方法：缺點：不能區(qū)分死菌與活菌；不適于對運動細菌的計數(shù)；需要相對高的細菌濃度；個體小的細菌在顯微鏡下難以觀察；第九頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期三2）其它方法：將已知顆粒濃度的樣品（例如血液）與待測細胞細胞濃度的樣品混勻后在顯微鏡下根據(jù)二者之間的比例直接推算待測微生物細胞濃度。比例計數(shù)：過濾計數(shù)：當樣品中菌數(shù)很低時，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。然后將濾膜干燥、染色，并經(jīng)處理使膜透明，再在顯微鏡下計算膜上(或一定面積中)的細菌數(shù)；活菌計數(shù)：采用特定的染色技術也可分別對活菌和死菌進行分別計數(shù)第十頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期三（二）以生物量為指標測定微生物的生長1、比濁法在一定波長下，測定菌懸液的光密度，以光密度(opticaldensity,即O.D.)表示菌量。實驗測量時應控制在菌濃度與光密度成正比的線性范圍內，否則不準確。第十一頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期三2、生理指標法微生物的生理指標，如呼吸強度，耗氧量、酶活性、生物熱等與其群體的規(guī)模成正相關。樣品中微生物數(shù)量多或生長旺盛，這些指標愈明顯，因此可以借助特定的儀器如瓦勃氏呼吸儀、微量量熱計等設備來測定相應的指標。常用于對微生物的快速鑒定與檢測第十二頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期三二、細菌的群體生長繁殖微生物的特點：個體微小肉眼看到或接觸到的微生物是成千上萬個單個的微生物組成的群體。微生物接種是群體接種，接種后的生長是微生物群體繁殖生長。對細菌群體生長規(guī)律的了解是對其進行研究與利用的基礎第十三頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期三一、生長曲線生長曲線(GrowthCurve)：

細菌接種到定量的液體培養(yǎng)基中，定時取樣測定細胞數(shù)量，以培養(yǎng)時間為橫座標，以菌數(shù)為縱座標作圖，得到的一條反映細菌在整個培養(yǎng)期間菌數(shù)變化規(guī)律的曲線。在微生物學中提到的“生長”，均指群體生長。第十四頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期三細菌的生長曲線一般用菌數(shù)的對數(shù)為縱坐標作圖第十五頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期三一條典型的生長曲線至少可以分為

遲緩期，對數(shù)期，穩(wěn)定期和衰亡期等四個生長時期第十六頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期三遲緩期(Lagphase)：將少量菌種接入新鮮培養(yǎng)基后，在開始一段時間內菌數(shù)不立即增加，或增加很少，生長速度接近于零。也稱延遲期、適應期。第十七頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期三遲緩期的特點：分裂遲緩、代謝活躍細胞形態(tài)變大或增長，例如巨大芽孢桿菌，在遲緩期末，細胞的平均長度比剛接種時長6倍。一般來說處于遲緩期的細菌細胞體積最大細胞內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)生誘導酶。對外界不良條件反應敏感。細胞處于活躍生長中，只是分裂遲緩在此階段后期，少數(shù)細胞開始分裂，曲線略有上升。第十八頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期三對數(shù)生長期(Logphase)：又稱指數(shù)生長期(Exponentialphase)以最大的速率生長和分裂，細菌數(shù)量呈對數(shù)增加，細菌內各成分按比例有規(guī)律地增加，表現(xiàn)為平衡生長。對數(shù)生長期的細菌個體形態(tài)、化學組成和生理特性等均較一致，代謝旺盛、生長迅速、代時穩(wěn)定，所以是研究微生物基本代謝的良好材料。它也常在生產(chǎn)上用作種子，使微生物發(fā)酵的遲緩期縮短，提高經(jīng)濟效益。第十九頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期三穩(wěn)定生長期(Stationaryphase)：由于營養(yǎng)物質消耗，代謝產(chǎn)物積累和pH等環(huán)境變化，逐步不適宜于細菌生長，導致生長速率降低直至零(即細菌分裂增加的數(shù)量等于細菌死亡數(shù))。穩(wěn)定生長期又稱恒定期或最高生長期，此時培養(yǎng)液中活細菌數(shù)最高并維持穩(wěn)定。第二十頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期三衰亡期(Decline或Deathphase)：營養(yǎng)物質耗盡和有毒代謝產(chǎn)物的大量積累，細菌死亡速率超過新生速率，整個群體呈現(xiàn)出負增長。該時期死亡的細菌以對數(shù)方式增加，但在衰亡期的后期，由于部分細菌產(chǎn)生抗性也會使細菌死亡的速率降低，仍有部分活菌存在。第二十一頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期三二、同步培養(yǎng)同步培養(yǎng)(Synchronousculture)：

使群體中的細胞處于比較一致的，生長發(fā)育均處于同一階段上，即大多數(shù)細胞能同時進行生長或分裂的培養(yǎng)方法。

以同步培養(yǎng)方法使群體細胞能處于同一生長階段，并同時進行分裂的生長。同步生長：通過同步培養(yǎng)方法獲得的細胞被稱為同步細胞或同步培養(yǎng)物第二十二頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期三硝酸纖維素濾膜法是最經(jīng)典的獲得同步生長的方法由于細胞的個體差異，同步生長往往只能維持2-3個世代，隨后又逐漸轉變?yōu)殡S機生長。第二十三頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期三三、連續(xù)培養(yǎng)將微生物置于一定容積的培養(yǎng)基中，經(jīng)過培養(yǎng)生長，最后一次收獲。分批培養(yǎng)（batchculture）or封閉培養(yǎng)（closedculture）培養(yǎng)基一次加入，不予補充，不再更換。連續(xù)培養(yǎng)(Continousculture）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。培養(yǎng)過程中不斷的補充營養(yǎng)物質和以同樣的速率移出培養(yǎng)物是實現(xiàn)微生物連續(xù)培養(yǎng)的基本原則。第二十四頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期三（一）恒濁連續(xù)培養(yǎng)測定所培養(yǎng)微生物的光密度值自動調節(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培養(yǎng)室中的濁度超過預期數(shù)值時，流速加快，使?jié)岫冉档?；當培養(yǎng)室中的濁度低于預期數(shù)值時，流速減慢，使?jié)岫壬?；恒濁培養(yǎng)器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)基中有過量的必需營養(yǎng)物，就可以使菌體維持最高的生長速率。第二十