最新微生物第六章PPT课件.ppt
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1、微生物第六章微生物第六章生物个体由小到大的增长,即表现生物个体由小到大的增长,即表现为细胞组分与结构在量方面的增加为细胞组分与结构在量方面的增加生长生长指生物个体数目的增加指生物个体数目的增加繁殖繁殖在单细胞微生物中,生长繁殖的速度很快,而在单细胞微生物中,生长繁殖的速度很快,而且两者始终交替进行,个体生长与繁殖的界限难且两者始终交替进行,个体生长与繁殖的界限难以划清,因此实际上常群体生长作为衡量微生物以划清,因此实际上常群体生长作为衡量微生物生长的指标。生长的指标。群体生长的实质是包含着个体细胞生长与繁殖群体生长的实质是包含着个体细胞生长与繁殖交替进行的过程交替进行的过程微微生生物物生生长长
2、测测量量方方法法个体计数法个体计数法重重量量法法生理指标法生理指标法1.个体计数法个体计数法a.直接法直接法利用血利用血球计数球计数板,在板,在显微镜显微镜下计算下计算一定容一定容积里样积里样品中微品中微生物的生物的数量。数量。缺点: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难以观察;b.简接法简接法原理是每个活细菌在适宜的培养基和良好的生长条件下可原理是每个活细菌在适宜的培养基和良好的生长条件下可以通过生长形成菌落。以通过生长形成菌落。2.重量
3、法重量法通过样品中蛋白质、核酸含量的测定间接推算通过样品中蛋白质、核酸含量的测定间接推算微生物群体的生物量;微生物群体的生物量;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;3.生理指标测定法生理指标测定法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瓦勃氏呼吸仪、微量量因此可以借助特定的仪器如瓦勃氏呼吸仪、微量量热计等设备来测定相应的指标。热计等设备来测定相应的指标。常用于对微生物的快速鉴定与检测常用于对微生物的快
4、速鉴定与检测微生物的生理指标,如呼吸强度,耗氧量、酶活性、微生物的生理指标,如呼吸强度,耗氧量、酶活性、生物热等与其群体的规模成正相关。生物热等与其群体的规模成正相关。第三节第三节微生物的生长规律微生物的生长规律一、细菌群体生长规律一、细菌群体生长规律 在不补充营养物质或移去培养物,在不补充营养物质或移去培养物,保持整个培养液体积不变条件下,保持整个培养液体积不变条件下,以时间为横坐标,以菌数为纵坐以时间为横坐标,以菌数为纵坐标,根据不同培养时间时细菌数标,根据不同培养时间时细菌数量的变化,可以作出一条反映细量的变化,可以作出一条反映细菌在整个培养期间菌数变化规律菌在整个培养期间菌数变化规律的
5、曲线。的曲线。生长曲线生长曲线生长曲线可分:生长曲线可分:延滞期延滞期对数期对数期衰亡期衰亡期稳定期稳定期1.延滞期延滞期将少量菌种接入新鲜培养基后,在开始一段时间内菌数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。也称不立即增加,或增加很少,生长速度接近于零。也称延延迟期迟期、适应期适应期。迟缓期的特点迟缓期的特点:分裂迟缓、代谢活跃分裂迟缓、代谢活跃通过遗传学方法改变种的遗传特性使迟缓期缩短;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利用对数生长期的细胞作为“种子种子”;尽量使接种前后所使用的培养基组成不要相差太大;尽量
6、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。适当扩大接种量等方式缩短迟缓期,克服不良的影响。在工业发酵和科研中通常采取一定的措施缩短延滞期:在工业发酵和科研中通常采取一定的措施缩短延滞期:2.对数期对数期对数生长期的细菌个体形态、化学组成和生理特性等对数生长期的细菌个体形态、化学组成和生理特性等均较一致,代谢旺盛、生长迅速、代时稳定,所以是均较一致,代谢旺盛、生长迅速、代时稳定,所以是研究微生物基本代谢的良好材料。它也常在生产上用研究微生物基本代谢的良好材料。它也常在生产上用作种子,使微生物发酵的迟缓期缩短,提高经济效益。作种子,使微生物发酵的迟缓
7、期缩短,提高经济效益。以最大的速率生长和分裂,细菌数量呈对数增加,以最大的速率生长和分裂,细菌数量呈对数增加,细菌内各成分按比例有规律地增加,表现为平衡生长。细菌内各成分按比例有规律地增加,表现为平衡生长。3.稳定期稳定期由于营养物质消耗,代谢产物积累和由于营养物质消耗,代谢产物积累和pH等环境等环境变化,逐步不适宜于细菌生长,导致生长速率变化,逐步不适宜于细菌生长,导致生长速率降低直至零降低直至零(即细菌分裂增加的数量等于细菌即细菌分裂增加的数量等于细菌死亡数量死亡数量),结束对数生长期,进入稳定生长,结束对数生长期,进入稳定生长期。期。原因:原因:获得更多的菌体物质或代谢产物采取措施:获得
8、更多的菌体物质或代谢产物采取措施:补充营养物质或取走代谢产物或改善培养条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、搅拌或振荡等件,如对好氧菌进行通气、搅拌或振荡等4.衰亡期衰亡期细菌代谢活性降低,细菌衰老并出现细菌代谢活性降低,细菌衰老并出现自溶自溶,产生或释放出一些产,产生或释放出一些产物,物,如氨基酸、转化酶、外肽酶或抗生素等。如氨基酸、转化酶、外肽酶或抗生素等。细胞呈现多种形态,细胞呈现多种形态,有时产生畸形,细胞大小悬殊,有些革兰氏染色反应阳性菌变成有时产生畸形,细胞大小悬殊,有些革兰氏染色反应阳性菌变成阴性反应等。阴性反应等。该时期死亡的细菌以对数方式增加,但在衰
9、亡期的后期,由于该时期死亡的细菌以对数方式增加,但在衰亡期的后期,由于部分部分细菌产生抗性也会使细菌死亡的速率降低。细菌产生抗性也会使细菌死亡的速率降低。现象:现象:特点:特点:二、同步培养二、同步培养 1.概念概念同步培养同步培养(synchronousculture):是一种培养方法,是一种培养方法,它能使群体中不同步的细胞转变成能同时进行生长或它能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。分裂的群体细胞。同步生长:以同步培养方法使群体细胞能处于同一生同步生长: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长阶段,并同时进行分裂的生长方式同步培养物常被
10、用来研究在单个细胞上难以研究的同步培养物常被用来研究在单个细胞上难以研究的生理与遗传特性和作为工业发酵的种子,它是一种生理与遗传特性和作为工业发酵的种子,它是一种理想的材料。理想的材料。同步培养方法同步培养方法机械方法环境条件控制技术离心方法离心方法过滤分离法过滤分离法硝酸纤维素滤膜法硝酸纤维素滤膜法温度温度培养基成份控制培养基成份控制光照和黑暗交替培养光照和黑暗交替培养硝硝酸酸纤纤维维素素滤滤膜膜法法离离心心法法三、连续培养三、连续培养 连续培养连续培养(continouscultureofmicroorganisms)是在微生物是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的
11、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。生长速率生长并能持续生长下去的一种培养方法。连续培养的基本原则:微生物培养过程中不断的补充营养连续培养的基本原则:微生物培养过程中不断的补充营养物质和以同样的速率移出培养物物质和以同样的速率移出培养物连续培养类型连续培养类型恒浊连续培养恒浊连续培养恒化连续培养恒化连续培养(一一)恒化连续培养恒化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的浓度基本恒定的方式,保持细菌的比生长速率恒定,使生长定,使生长“不断不
12、断”进行。进行。生长速率的控制因子:一般是氨基酸、氨和铵盐等生长速率的控制因子:一般是氨基酸、氨和铵盐等氮源,或是葡萄糖、麦芽糖等碳源或者是无机盐,氮源,或是葡萄糖、麦芽糖等碳源或者是无机盐,生长因子等物质生长因子等物质恒化器连续培养通常用于微生物学的研究,筛选不恒化器连续培养通常用于微生物学的研究,筛选不同的变种。同的变种。(二二)恒浊连续培养恒浊连续培养通过连通过连续培养续培养装置中装置中的光电的光电系统控系统控制培养制培养液中菌液中菌体浓度体浓度恒定、恒定、使细菌使细菌生长连生长连续进行续进行的一种的一种培养方培养方式。式。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(三三)连续发
13、酵与单批发酵相比连续发酵与单批发酵相比优点: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:杂菌污染和菌种退化杂菌污染和菌种退化第四节第四节环境因素对微生物的影响环境因素对微生物的影响影响因素:影响因素:氧 温 度 PH 值(一一)温温度度根据微生物生长的最适温度不同,可以将微生物分根据微生物生长的最适温度不同,可以将微生物分为为嗜冷、兼性嗜冷、嗜温、嗜热和超嗜热嗜冷、兼性嗜冷、嗜温、嗜热和超嗜热等五种不等五种不同的类型。它们都有各自的最低、最适和最
14、高生长同的类型。它们都有各自的最低、最适和最高生长温度范围。温度范围。微生物类型微生物类型生长温度生长温度最低最低最适最适最高最高嗜冷微生物嗜冷微生物0以下以下1520兼性嗜冷微生物兼性嗜冷微生物020-3035;嗜温微生物嗜温微生物15-2020-4545以上以上嗜热微生物嗜热微生物4555-6580超嗜热或嗜高温微生物超嗜热或嗜高温微生物6580-90100以上以上最适生长温度:某菌分裂代时最短或生长速率最高时的培养温度最适生长温度:某菌分裂代时最短或生长速率最高时的培养温度(二二)PH微生物微生物最低最低PH最适最适PH最高最高PH细菌细菌3-56.5-7.58-10酵母菌酵母菌2-34
15、.5-5.57-8霉菌霉菌1-34.5-5.57-8微生物生长过程中机体内发生的绝大多数的反应微生物生长过程中机体内发生的绝大多数的反应是酶促反应,而酶促反应都有一个最适是酶促反应,而酶促反应都有一个最适pH范围,在范围,在此范围内只要条件适合,酶促反应速率最高,微生物此范围内只要条件适合,酶促反应速率最高,微生物生长速率最大,因此微生物生长也有一个最适生长的生长速率最大,因此微生物生长也有一个最适生长的pH范围。范围。(三三)氧氧根据氧与微生物生长的关系可将微生物分为根据氧与微生物生长的关系可将微生物分为好氧好氧微好氧微好氧耐氧型耐氧型兼性厌氧兼性厌氧专性厌氧专性厌氧微生物类型微生物类型最适
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