6-微生物生长.ppt

第六章微生物的生长繁殖及其控制（MicrobialGrowthandGrowthcontrol）,6.1细菌的个体生长6.2细菌的群体生长繁殖6.3真菌的生长与繁殖6.4环境对生长的影响及生长的测定6.5微生物生长繁殖的控制,本章内容:,微生物通过新陈代谢把营养物质转变成细胞物质，增加个体重量的过程。,生长：,细胞生长到一定程度进行分裂，产生同亲代相似的子代细胞的过程。,繁殖：,生长是一个逐步发生的量变过程;繁殖是一个产生新的生命个体的质变过程。,在高等生物里这两个过程可以明显分开，但在低等特别是在单细胞的生物里，由于细胞小，这两个过程是紧密联系又很难划分的过程。,单细胞微生物，生长导致细胞数量增加（细胞个体增长到一定程度就分裂成两个大小基本相等的子代细胞）。,多细胞微生物（某些霉菌），生长意味着细胞数目增加而个体数目不变，只能叫生长，而不能叫繁殖（只有通过形成无性或有性孢子使得个体数目增加的过程才叫繁殖）。,6.1细菌的个体生长,细菌的个体生长包括细胞结构的复制与再生、细胞的分裂与控制。,一、染色体DNA的复制和分离,杆菌在生长过程中，新合成的肽聚糖是在多个位点插入到老细胞壁中，新老细胞壁呈间隔分布。,球菌在生长过程中，新合成的肽聚糖是在赤道板附近插入，导致新老细胞壁明显分开，原来的老细胞壁推向细胞两端。,二、细胞壁的扩增,荧光抗体技术,三、细菌的分裂与调节,隔膜完全形成,子细胞分离,DNA分配和隔膜开始形成,当细菌的各种细胞结构复制完成之后就进入分裂时期，此时在细菌长轴的中间位置，通过细胞质膜内陷并伴随新合成的肽聚糖插入，导致横隔壁向心生长，最后在中心汇合，完成一次分裂，通常情况下，将一个细胞分裂成两个大小相等的子细胞。,6.2细菌的群体生长繁殖,细菌群体生长规律（PopulationGrowth）生长数学模型主要生长参数同步培养(synchronousculture)连续培养（continouscultureofmicroorganisms),1.迟缓期2.对数生长期3.稳定生长期4.衰亡期,一、生长规律（PopulationGrowth）,1.迟缓期(lagphase),定义：指少量微生物接种到新培养液中后，在开始培养的一段时间内细胞数目不增加的时期。特点：细菌接种到新鲜培养基而处于一个新的生长环境，因此在一段时间里并不马上分裂，细菌的数量维持恒定，或增加很少；此时胞内合成代谢活跃，RNA、蛋白质等物质含量有所增加，相对地此时的细胞体积最大；细胞敏感。,培养基成分：微生物接种到一个新的环境，暂时缺乏足够的能量和必需的生长因子。,产生原因,种龄：“种子”老化(即处于非对数生长期)或末充分活化，,操作：接种时造成的损伤等。,接种量：多少明显影响迟缓期的长短。,通过遗传学方法改变种的遗传特性使迟缓期缩短；利用对数生长期的细胞作为“种子”；尽量使接种前后所使用的培养基组成不要相差太大；适当扩大接种量等方式缩短迟缓期，克服不良的影响。,解决措施,2.对数生长期(logPhase),又称指数生长期(exponentialphase)。细菌经过迟缓期进入对数生长期，并以最大的速率生长和分裂，导致细菌数量呈对数增加，而且细菌内各成分按比例有规律地增加，很明显，此时期内的细菌生长是平衡生长。对数生长期细菌的代谢活性、酶活性高而稳定，大小比较一致，生活力强，因而它广泛地在生产上用作“种子”和在科研上作为理想的实验材料。,3.稳定生长期(stationaryphase),营养物质消耗代谢产物积累pH等环境变化,稳定生长期特点,稳定生长期的活细菌数最高并维持稳定。如果及时采取措施，补充营养物质或取走代谢产物或改善培养条件，如对好氧菌进行通气、搅拌或振荡等可以延长稳定生长期，获得更多的菌体物质或代谢产物。,注：多数芽孢杆菌在此时期形成芽孢。,4.衰亡期(decline或deathphase),营养物质耗尽和有毒代谢产物的大量积累，细菌死亡速率逐步增加和活细菌逐步减少，标志进入衰亡期。该时期细菌代谢活性降低，细菌衰老并出现自溶。该时期死亡的细菌以对数方式增加，但在衰亡期的后期，由于部分细菌产生抗性也会使细菌死亡的速率降低。,二、生长数学模型,比生长速率(）：单位数量细菌或物质在单位时间内增加的量。代时（）：在细菌个体生长里，每个细菌分裂繁殖一代所需的时间。倍增时间（doublingtime):在群体生长里细菌数量增加一倍所需的时间称为。,微生物的二次生长曲线,三、主要生长参数,迟缓时间（T）：微生物在生长过程中，在实际条件下达到对数生长期所需时间与理想条件下达到对数生长期所需时间之差。比生长速率：莫诺方程总生长量：在某一时间里，通过培养所获得的微生物总量与原来接种的微生物量之差。,四、同步培养(synchronousculture),同步培养：使群体中不同步的细胞转变成能同时进行生长或分裂的群体细胞的方法。同步生长：以同步培养方法使群体细胞能处于同一生长阶段，并同时进行分裂的生长方式称为。,同步培养方法,机械方法离心过滤硝酸纤维素滤膜法环境条件控制技术温度培养基成分其它,硝酸纤维素滤膜法（膜洗脱法，右图a）,离心法,右图b,机械法优点：不影响菌体的代谢与活性，细胞保持自然状态。,五、连续培养（continouscultureofmicroorganisms),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。恒浊器连续培养：通过连续培养装置中的光电系统控制培养液中菌体浓度恒定、使细菌生长连续进行的一种培养方式。恒化器连续培养：在整个培养过程中通过控制培养基中某种营养物质的浓度基本恒定的方式，保持细菌的比生长速率恒定的培养方法。,A.恒浊培养系统B.恒化培养系统盛无菌培养基的容器2.控制流速阀3.培养室4.排出管5.光源6.光电池7.排出物,恒浊器：根据培养室内微生物的生长密度，借光电控制系统来控制培养基的流速，以取得菌体密度高、生长速率恒定的微生物细胞的连续培养器。,恒化器：培养基流速恒定，通过控制培养基中某一生长限制性底物的浓度来调节微生物的生长速率,使微生物维持恒定生长速率的连续培养装置。,