微生物的生长规律.ppt

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1、一、生长曲线一、生长曲线一条典型的生长曲线至少可以分为一条典型的生长曲线至少可以分为 迟缓期迟缓期，对数期对数期，稳定期稳定期和和衰亡期衰亡期等四个生长时期等四个生长时期典型生长曲线：典型生长曲线： 三、连续培养三、连续培养第二节第二节 细菌的群体生长繁殖细菌的群体生长繁殖将微生物置于一定容积的培养基中，经过培养生长，最后一次收获。将微生物置于一定容积的培养基中，经过培养生长，最后一次收获。分批培养（分批培养（batch culture）or封闭培养（封闭培养（closed culture）培养基一次加入，不予补充，不再更换培养基一次加入，不予补充，不再更换。连续培养连续培养(Continou

2、s culture ）在微生物的整个培养期间，通过一定的方式使微生物能以恒定的比生长速率生在微生物的整个培养期间，通过一定的方式使微生物能以恒定的比生长速率生长并能持续生长下去的一种培养方法。长并能持续生长下去的一种培养方法。培养过程中不断的培养过程中不断的补充营养物质补充营养物质和以同样的速率和以同样的速率移出培养物移出培养物是实现微生物连续培养的是实现微生物连续培养的基本原则基本原则。生长：生长：迟缓期迟缓期、对数期对数期、稳定期稳定期、衰亡期衰亡期第二节第二节 细菌的群体生长繁殖细菌的群体生长繁殖三、连续培养三、连续培养控制连续培养的方法控制连续培养的方法恒浊连续培养恒浊连续培养不断调节

3、流速而使细菌培养液浊度保持恒定不断调节流速而使细菌培养液浊度保持恒定恒化连续培养恒化连续培养保持恒定的流速保持恒定的流速第二节 细菌的群体生长繁殖三、连续培养三、连续培养（一）恒浊连续培养（一）恒浊连续培养一般用于菌体以及与菌体生长平行的代谢产物生产的发酵工业一般用于菌体以及与菌体生长平行的代谢产物生产的发酵工业（连续发酵）（连续发酵）连续发酵与单批发酵相比的优点：连续发酵与单批发酵相比的优点： 缩短发酵周期，提高设备利用率；缩短发酵周期，提高设备利用率； 便于自动控制；便于自动控制； 降低动力消耗及体力劳动强度；降低动力消耗及体力劳动强度； 产品质量较稳定；产品质量较稳定；缺点：缺点：杂菌污

4、染和菌种退化杂菌污染和菌种退化第二节第二节 细菌的群体生长繁殖细菌的群体生长繁殖三、连续培养三、连续培养二）恒化连续培养二）恒化连续培养使培养液流速保持不变，并使微生物始终在低于其最高使培养液流速保持不变，并使微生物始终在低于其最高生长速率下进行生长繁殖。生长速率下进行生长繁殖。第二节 细菌的群体生长繁殖三、连续培养通过控制流速可以得到生长速率不同但密度基本恒定的培养物通过控制流速可以得到生长速率不同但密度基本恒定的培养物多用于科研多用于科研遗传学：遗传学：突变株分离；突变株分离；生理学：生理学：不同条件下的代谢变化；不同条件下的代谢变化；生态学：生态学：模拟自然营养条件建立实验模型；模拟自然

5、营养条件建立实验模型；微生物类型微生物类型生长温度范围生长温度范围 （）分布分布最低最低最适最适最高最高低温型低温型专性嗜冷专性嗜冷两极两极兼性嗜冷兼性嗜冷深海、冷藏深海、冷藏中温型中温型室温型室温型腐生菌腐生菌体温型体温型寄生菌寄生菌高温型高温型 温泉、堆肥温泉、堆肥 按生长温度范围分类按生长温度范围分类 耐热菌耐热的硫化叶菌耐辐射奇球菌 低温生长机制：酶的最适温度低；细胞膜中不饱和脂肪酸含量高 低温杀(抑)菌机制： 水 冰晶 损伤膜系统 细胞质泄漏 死亡 菌种保藏：加保护剂（防止冰晶过大，降低细胞脱水），杜绝反复冻融。 高温生长机制：酶、蛋白质对热稳定；细胞膜中饱和脂酸多。 二、氧气二、氧

6、气 按照微生物与氧的关系，可把微生物分成按照微生物与氧的关系，可把微生物分成好氧菌和好氧菌和厌氧菌厌氧菌两大类，并可细分为两大类，并可细分为五类。五类。（1）专性好氧菌：）专性好氧菌： 必须在有分子氧的条件下才能生长，有完整的呼吸链，必须在有分子氧的条件下才能生长，有完整的呼吸链，以分子氧作为最终氢受体，细胞含超氧化物歧化酶（以分子氧作为最终氢受体，细胞含超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶。绝大多数真菌和许多细菌都是专性好氧菌。和过氧化氢酶。绝大多数真菌和许多细菌都是专性好氧菌。（2）兼性好氧菌：）兼性好氧菌： 在有氧或无氧条件下均能生长，但有氧情况下生长得更在有氧或无氧条件下均能生长，但有

7、氧情况下生长得更好；在有氧时靠呼吸产能，无氧时借发酵或无好；在有氧时靠呼吸产能，无氧时借发酵或无 氧呼吸产能；氧呼吸产能；细胞含细胞含SOD和过氧化氢酶和过氧化氢酶 。许多酵母菌和许多细菌都是兼。许多酵母菌和许多细菌都是兼性厌氧菌。性厌氧菌。（3）微好氧菌：）微好氧菌： 只能在较低的氧分压下才能正常生长的微生物。只能在较低的氧分压下才能正常生长的微生物。也通过呼吸链并以氧为最终受体而产能。也通过呼吸链并以氧为最终受体而产能。（4）耐氧菌：）耐氧菌： 一类可在分子氧存在下进行厌氧生活的厌氧菌，一类可在分子氧存在下进行厌氧生活的厌氧菌，即它们的生长不需要氧，分子氧对它也无毒害。不即它们的生长不需要

8、氧，分子氧对它也无毒害。不具有呼吸链，仅依靠专性发酵获得能量。细胞内存具有呼吸链，仅依靠专性发酵获得能量。细胞内存在在SOD和过氧化物酶，但缺乏过氧化氢酶。一般的和过氧化物酶，但缺乏过氧化氢酶。一般的乳酸菌多数是耐氧菌。乳酸菌多数是耐氧菌。为什么氧气存在能够抑制甚至杀死厌氧菌？为什么氧气存在能够抑制甚至杀死厌氧菌？ 氧气进入菌体后，能接受电子而产生不同还原性的氧氧气进入菌体后，能接受电子而产生不同还原性的氧离子，如过氧离子、过氧化物自由基。离子，如过氧离子、过氧化物自由基。 过氧化物自由基和过氧离子都是很强的氧化剂，对微过氧化物自由基和过氧离子都是很强的氧化剂，对微生物有毒，能氧化微生物过程中

9、所必需的酶。好氧菌、兼生物有毒，能氧化微生物过程中所必需的酶。好氧菌、兼性需氧菌以及微量需氧菌体内含有性需氧菌以及微量需氧菌体内含有过氧化物歧化酶（过氧化物歧化酶（SOD)和和过氧化氢酶过氧化氢酶。这两种酶能将过氧化物自由基和过氧离子。这两种酶能将过氧化物自由基和过氧离子还原成没有毒性的水分子，所以它们不会被氧气所杀死。还原成没有毒性的水分子，所以它们不会被氧气所杀死。耐氧菌虽没有过氧化氢酶，但有耐氧菌虽没有过氧化氢酶，但有过氧化物酶过氧化物酶，能合成，能合成SOD，而不会被氧毒害。而不会被氧毒害。 厌氧菌体内都没有这些酶，所以不能忍受氧气。厌氧菌体内都没有这些酶，所以不能忍受氧气。 SOD学

10、说：1971年McCord & Fridovich超氧化物阴离子自由基超氧化物歧化酶三、三、pH pH值对微生物的生长繁殖影响很大。从微生物界整体值对微生物的生长繁殖影响很大。从微生物界整体来看，来看，pH值在值在59范围内，较易生长。各类微生物之间略范围内，较易生长。各类微生物之间略有差异。和温度一样，对每种具体的微生物来讲，只能在有差异。和温度一样，对每种具体的微生物来讲，只能在一定的一定的pH值范围内生长，也有自己的生长值范围内生长，也有自己的生长pH三基点：三基点： 最低最低pH值、最适值、最适pH值和最高值和最高pH值。值。（1）微生物生长繁殖的）微生物生长繁殖的pH值值 大多数细菌

11、、放线菌喜欢生活在中性偏碱的环境中，大多数细菌、放线菌喜欢生活在中性偏碱的环境中，细菌细菌最适的最适的pH在在7.08.0之间，之间，放线菌放线菌的最适的最适pH在在7.58.5之间；而之间；而酵母菌和霉菌酵母菌和霉菌刚好相反，适合在偏酸的条件下生刚好相反，适合在偏酸的条件下生长，霉菌的最适长，霉菌的最适pH值在值在4.05.8之间，酵母菌在之间，酵母菌在3.86.0之间。之间。 （2） pH值对微生物生长的影响，主要表现在二个方面：值对微生物生长的影响，主要表现在二个方面： 能影响细胞膜的电荷，从而影响微生物对营养物质的吸收；能影响细胞膜的电荷，从而影响微生物对营养物质的吸收； 能影响代谢过

12、程中酶的活性，从而影响微生物的生命活动。能影响代谢过程中酶的活性，从而影响微生物的生命活动。 微生物在不同的生理阶段有不同的最适微生物在不同的生理阶段有不同的最适pH值，因此在发酵值，因此在发酵工业中，常通过控制工业中，常通过控制pH值来达到预期的目的。如黑曲霉进行发值来达到预期的目的。如黑曲霉进行发酵，酵， pH值在值在23时，发酵产物主要是柠檬酸，只有极少量的草时，发酵产物主要是柠檬酸，只有极少量的草酸；而当酸；而当pH值接近中性时，则产生大量草酸。值接近中性时，则产生大量草酸。一、实验室培养法一、实验室培养法（一）固体培养（一）固体培养1、好氧菌的培养：主要有试管斜面、培养皿平板及较、好

13、氧菌的培养：主要有试管斜面、培养皿平板及较大型的克氏扁瓶、茄子瓶等的平板培养方法。大型的克氏扁瓶、茄子瓶等的平板培养方法。2、厌氧菌的培养、厌氧菌的培养1）高层琼脂柱2）Hungate滚管技术3）厌氧培养皿）厌氧培养皿4）厌氧灌技术）厌氧灌技术5）厌氧手套箱）厌氧手套箱（二）液体培养（二）液体培养1、好氧菌的培养、好氧菌的培养2、厌氧菌的培养、厌氧菌的培养二、生产实践中微生物的培养二、生产实践中微生物的培养（一）固体培养（一）固体培养1、好氧菌的曲法培养、好氧菌的曲法培养2、厌氧菌的堆积培养、厌氧菌的堆积培养（二）液体培养（二）液体培养1、好氧菌的培养、好氧菌的培养2、厌氧菌大规模的液体培养、

14、厌氧菌大规模的液体培养第三节第三节 微生物生长繁殖的控制微生物生长繁殖的控制控制（有害）微生物的生长速率或消灭不需要的微生物，控制（有害）微生物的生长速率或消灭不需要的微生物，在实际应用中具有重要的意义。在实际应用中具有重要的意义。抑制抑制(Inhibition)：生长停止，但不死亡；生长停止，但不死亡；死亡死亡(Death)：生长能力不可逆丧失；生长能力不可逆丧失；防腐防腐(Antisepsis)：防止或抑制霉腐微生物防止或抑制霉腐微生物在食品等物质上在食品等物质上的生长；的生长；化疗化疗(Chemotherapy)：杀死或抑制宿主体内的病原微生物；杀死或抑制宿主体内的病原微生物；消毒消毒(

15、Disinfection)：杀死或灭活病原微生物（杀死或灭活病原微生物（营养体细胞营养体细胞）；）；灭菌灭菌(Sterilization)：杀死包括芽孢在内的所有微生物；杀死包括芽孢在内的所有微生物；第三节第三节 微生物生长繁殖的控制微生物生长繁殖的控制一、控制微生物的化学物质一、控制微生物的化学物质化学物质的抗微化学物质的抗微生物能力的测定生物能力的测定液体培养法液体培养法最低抑制浓度（最低抑制浓度（minimum inhibitory concentration （MIC）实验）实验平板培养法平板培养法抑菌圈（抑菌圈（zone of inhibition）试验）试验对杀菌或抑菌作用无法区分

16、对杀菌或抑菌作用无法区分第三节第三节 微生物生长繁殖的控制微生物生长繁殖的控制一、控制微生物的化学物质一、控制微生物的化学物质能否通过实验进行区分？能否通过实验进行区分？抗微生物剂抗微生物剂抑菌：抑菌：抑菌剂抑菌剂(Bacteriostatic agent)杀菌杀菌杀菌剂杀菌剂(Bactericide)溶菌剂溶菌剂(Bacteriolysis)待测化学物质待测化学物质 对数生长培养物对数生长培养物定时测定总菌数和活菌数定时测定总菌数和活菌数第三节 微生物生长繁殖的控制一、控制微生物的化学物质一、控制微生物的化学物质抗微生物剂抗微生物剂非选择性非选择性（对所有细胞均有毒性）（对所有细胞均有毒性）有选择性有选择性（对病原微生物毒性更强）（对病原微生物毒性更强）消毒剂消毒剂(Disinfectant)防腐剂防腐剂(Antisepsis)抗代谢药物抗代谢药物抗生素抗生素中草药有效成分中草药有效成分（化学治疗剂）第三节 微生物生长繁殖的控制一、控制微生物的化学物质一、控制微生物的化学物质 （二）抗代谢物（二）抗代谢物磺胺药物是最早发现，也是最常见的化学疗剂，抗菌谱广，磺胺药物是最早发现，也是最常