《微生物生长繁殖》PPT课件.ppt
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1、第七章第七章 微生物生长繁殖微生物生长繁殖本章内容本章内容一、一、生物生长的测定生物生长的测定1.1.以数量变化对微生物生长情况进行测定以数量变化对微生物生长情况进行测定2.2.以生物量为指标测定微生物的生长以生物量为指标测定微生物的生长二、二、细菌的群体生长繁殖细菌的群体生长繁殖1.1.生长曲线生长曲线2.2.同步培养同步培养3.3.连续培养连续培养三、三、微生物生长繁殖的控制微生物生长繁殖的控制1.1.控制微生物生长的化学物质控制微生物生长的化学物质2.2.控制微生物生长的物理因素控制微生物生长的物理因素要求:要求:通过本章的课堂教学,使学生了解微生物生通过本章的课堂教学,使学生了解微生物
2、生长繁殖的规律,掌握微生物生长的测定方法,长繁殖的规律,掌握微生物生长的测定方法,及各种物理、化学因素对微生物生长的影响。及各种物理、化学因素对微生物生长的影响。一、一、生物生长的测定生物生长的测定(一)微生物生长概述(一)微生物生长概述(二)以数量变化对微生物生长情况进行测定(二)以数量变化对微生物生长情况进行测定(三)以生物量为指标测定微生物的生长(三)以生物量为指标测定微生物的生长要求:掌握微生物生长的常规测定方法(原理和操作)要求:掌握微生物生长的常规测定方法(原理和操作)一、一、生物生长的测定生物生长的测定生长:生长:个体体积的增加个体体积的增加繁殖繁殖:个体生长到一定阶段,通过特定
3、方式产生新个体生长到一定阶段,通过特定方式产生新 个体,即引起生命个体数量增加的生物学过程。个体,即引起生命个体数量增加的生物学过程。在微生物学中提到的在微生物学中提到的“生长生长”,一般均指群体生长,这一点与,一般均指群体生长,这一点与研究大生物时有所不同。研究大生物时有所不同。细菌太小,往往讨论其群体生长。细菌太小,往往讨论其群体生长。(一)微生物生长概述(一)微生物生长概述一、一、生物生长的测定生物生长的测定细菌个体生长细菌个体生长包括细胞结构的复制和再生、细胞分裂和控制。包括细胞结构的复制和再生、细胞分裂和控制。(一)染色体复制和分离(一)染色体复制和分离双向复制双向复制复制附着点在复
4、制附着点在CM上,随上,随CM生长和细胞分裂而生长和细胞分裂而分离,形成两个子细胞。分离,形成两个子细胞。(一)微生物生长概述(一)微生物生长概述一、一、生物生长的测定生物生长的测定(二)(二)CW扩增扩增杆菌中是新合成的肽聚糖在新旧杆菌中是新合成的肽聚糖在新旧Cw均有分布,而球菌均有分布,而球菌是在赤道板插入,固定位置。是在赤道板插入,固定位置。(三)细菌分裂与调节(三)细菌分裂与调节各种物质复制后,质膜内陷伴随新肽聚糖插入,导致各种物质复制后,质膜内陷伴随新肽聚糖插入,导致横隔壁向心生长,最后会合,一分为二。横隔壁向心生长,最后会合,一分为二。调节主要依赖调节主要依赖转肽酶转肽酶和和D,D
5、羧肽酶羧肽酶活性比。活性比。转肽酶转肽酶活性高些,利于活性高些,利于CW扩增,导致细菌扩增,导致细菌生长生长。羧肽酶羧肽酶高些,利于横隔壁形成,导致细胞高些,利于横隔壁形成,导致细胞分裂分裂。一、一、生物生长的测定生物生长的测定一、一、生物生长的测定生物生长的测定微生物生长的测定:微生物生长的测定:个体计数个体计数:生物量测定生物量测定:重量测定、生理指标测定:重量测定、生理指标测定(二)以数量变化对微生物生长情况进行测定(二)以数量变化对微生物生长情况进行测定通常用来测定细菌、酵母菌等单细胞微生物的生长情况通常用来测定细菌、酵母菌等单细胞微生物的生长情况或样品中所含微生物个体的数量(细菌、孢
6、子、酵母菌)或样品中所含微生物个体的数量(细菌、孢子、酵母菌)一、一、生物生长的测定生物生长的测定1、稀释平板计数法、稀释平板计数法对样品进行适当稀释对样品进行适当稀释 单个微生物在适宜的固体培养基表面或内部生长、繁殖单个微生物在适宜的固体培养基表面或内部生长、繁殖 肉眼可见的菌落肉眼可见的菌落 对菌落数目的计数推测样品中的微生物细胞数对菌落数目的计数推测样品中的微生物细胞数(二)以数量变化对微生物生长情况进行测定(二)以数量变化对微生物生长情况进行测定一、一、生物生长的测定生物生长的测定2、涂布平板法、涂布平板法使用较多的常规方法,但有时涂布不均匀!(一般)使用较多的常规方法,但有时涂布不均
7、匀!(一般)(二)以数量变化对微生物生长情况进行测定(二)以数量变化对微生物生长情况进行测定同一稀释度三个以上重复同一稀释度三个以上重复,取平均值;取平均值;每支移液管及涂布棒只能接触一个每支移液管及涂布棒只能接触一个稀释度的菌液;稀释度的菌液;样品充分混匀;样品充分混匀;每个平板上的菌落数目合适,便于每个平板上的菌落数目合适,便于准确计数;准确计数;要求:要求:每每ml活菌数同一稀释度平均数活菌数同一稀释度平均数稀释倍数稀释倍数5注意:要三个以上重复平板平均计数;不适合丝状菌注意:要三个以上重复平板平均计数;不适合丝状菌一、一、生物生长的测定生物生长的测定3.显微镜直接计数法显微镜直接计数法
8、采用采用细菌计数板细菌计数板或或血球计数板血球计数板,显微镜下直接计数,显微镜下直接计数(计算一定容积里样品中微生物的数量)。(计算一定容积里样品中微生物的数量)。(二)以数量变化对微生物生长情况进行测定(二)以数量变化对微生物生长情况进行测定每每ml原液含菌数每小格平均菌数原液含菌数每小格平均菌数400 1000 稀释倍数稀释倍数一、一、生物生长的测定生物生长的测定显微镜直接计数法缺点:显微镜直接计数法缺点:不能区分死菌与活菌;不能区分死菌与活菌;不适于对运动细菌的计数;不适于对运动细菌的计数;需要相对高的细菌浓度;需要相对高的细菌浓度;个体小的细菌在显微镜下难以观察;个体小的细菌在显微镜下
9、难以观察;一、一、生物生长的测定生物生长的测定(三)以生物量为指标测定微生物的生长(三)以生物量为指标测定微生物的生长1、比浊法、比浊法在一定波长下,测定菌悬液的光密度,以光密度在一定波长下,测定菌悬液的光密度,以光密度(optical density,即即O.D.)表示菌量。表示菌量。注意:注意:测量应在菌浓度与测量应在菌浓度与O.D.成正比的线性范围内,否则不准成正比的线性范围内,否则不准一、一、生物生长的测定生物生长的测定2、重量法、重量法以干重、湿重直接衡量微生物群体的生物量;以干重、湿重直接衡量微生物群体的生物量;通过样品中蛋白质、核酸含量的测定间接推算微生通过样品中蛋白质、核酸含量
10、的测定间接推算微生物群体的生物量物群体的生物量;测定多细胞及丝状真菌生长情况的有效方法测定多细胞及丝状真菌生长情况的有效方法(三)以生物量为指标测定微生物的生长(三)以生物量为指标测定微生物的生长一、一、生物生长的测定生物生长的测定3、生理指标法生理指标法呼吸强度呼吸强度耗氧量耗氧量酶活性酶活性 与其群体的规模成正相关与其群体的规模成正相关生物热生物热样品中微生物数量多或生长旺盛,这些指标愈明显,样品中微生物数量多或生长旺盛,这些指标愈明显,因此可以借助特定的仪器如因此可以借助特定的仪器如瓦勃氏呼吸仪瓦勃氏呼吸仪、微量量热微量量热计计等设备来测定相应的指标。等设备来测定相应的指标。(三)以生物
11、量为指标测定微生物的生长(三)以生物量为指标测定微生物的生长二、二、群体生长繁殖群体生长繁殖生长曲线:生长曲线:细菌接种到细菌接种到定量的定量的液体培养基中,定时取样测定细胞数液体培养基中,定时取样测定细胞数量,以培养时间为横座标,以菌数为纵座标作图,得到的一条反映细菌量,以培养时间为横座标,以菌数为纵座标作图,得到的一条反映细菌在整个培养期间菌数变化规律的曲线。在整个培养期间菌数变化规律的曲线。包括:迟缓期、对数期、稳定期、衰亡期包括:迟缓期、对数期、稳定期、衰亡期1.迟缓期(迟缓期(lag phase)细胞分裂之前的准备,适应环境。细胞分裂之前的准备,适应环境。将少量菌种接入新鲜培养基后,
12、在开始一段时间内菌数不立即增加,将少量菌种接入新鲜培养基后,在开始一段时间内菌数不立即增加,或增加很少,生长速度接近于零。也称或增加很少,生长速度接近于零。也称延迟期延迟期、适应期适应期。(一)生长规律(一)生长规律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二、二、群体生长繁殖群体生长繁殖延缓期特点:延缓期特点:t细胞形态变大或增长,细胞形态变大或增长,例如巨大芽孢杆菌,在迟缓期例如巨大芽孢杆菌,在迟缓期末,细胞的平均长度比刚接种时长末,细胞的平均长度比刚接种时长6倍。倍。一般来说处一般来说
13、处于迟缓期的细菌细胞体积最大;于迟缓期的细菌细胞体积最大;t 细胞内细胞内RNA,尤其是,尤其是rRNA含量增高,合成代谢活跃,含量增高,合成代谢活跃,核糖体、酶类和核糖体、酶类和ATP的合成加快,易产生诱导酶。的合成加快,易产生诱导酶。t 对外界不良条件反应敏感。对外界不良条件反应敏感。(一)生长规律(一)生长规律二、二、群体生长繁殖群体生长繁殖减少迟缓期时间措施:减少迟缓期时间措施:(1)遗传学方法改变种的遗传特性)遗传学方法改变种的遗传特性(2)用)用对数生长期对数生长期的做种子的做种子(3)接种前后)接种前后培养基成分培养基成分不要相差太大不要相差太大(4)适当扩大)适当扩大接种量接种
14、量(一)生长规律(一)生长规律二、二、群体生长繁殖群体生长繁殖2.对数生长期(对数生长期(log phase)这时的细菌代谢活性、酶活性稳定且高;大小这时的细菌代谢活性、酶活性稳定且高;大小一致;生活力强;用做种子和实验材料。一致;生活力强;用做种子和实验材料。3.稳定期(稳定期(stationary phase)生长率为生长率为0,菌数最多并维持稳定,积累代谢产,菌数最多并维持稳定,积累代谢产物的好时期。物的好时期。(一)生长规律(一)生长规律二、二、群体生长繁殖群体生长繁殖对数期到稳定期对数期到稳定期的转变是的转变是细胞重要的分化调节阶段:细胞重要的分化调节阶段:1 1)开始储存糖原等内含
15、物;)开始储存糖原等内含物;2 2)形成芽孢或建立自然感受态()形成芽孢或建立自然感受态(芽孢杆菌)芽孢杆菌)3 3)发酵过程积累代谢产物的重要阶段;发酵过程积累代谢产物的重要阶段;某些放线菌抗生素的大量形成也在此时期某些放线菌抗生素的大量形成也在此时期(一)生长规律(一)生长规律生产上延长稳定期的方法:生产上延长稳定期的方法:补充营养物质(补料)或取走代谢产物;补充营养物质(补料)或取走代谢产物;调节调节pH、调节温度;、调节温度;对好氧菌增加通气、搅拌或振荡对好氧菌增加通气、搅拌或振荡二、二、群体生长繁殖群体生长繁殖4.衰亡期(衰亡期(death phase)特点:特点:细菌代谢活性降低;
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