微生物-考研ppt课件6微生物的生长及其控制.ppt
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1、第六章 微生物的生长繁殖微生物的生长繁殖及其控制及其控制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
2、替进行的过程第一节第一节微生物纯培养的获得微生物纯培养的获得 平板划线分离法平板划线分离法 稀释倒平板法稀释倒平板法单孢子或单细胞分离法单孢子或单细胞分离法利用选择性培养基分离法利用选择性培养基分离法1.平板划线分离平板划线分离法法 用接种环以菌操作沾取少许待分离的材料,在无用接种环以菌操作沾取少许待分离的材料,在无菌平板表面进行平行划线、扇形划线或其他形式的连菌平板表面进行平行划线、扇形划线或其他形式的连续划线续划线,如果划线适宜的话,微生物能一一分散,经,如果划线适宜的话,微生物能一一分散,经培养后,可在平板表面得到单菌落。培养后,可在平板表面得到单菌落。1.倒平板倒平板:2.划线划线:3
3、.挑菌落挑菌落从分离的平板上单个菌落挑取从分离的平板上单个菌落挑取少许菌苔少许菌苔,涂在载玻片上涂在载玻片上,在显在显微镜下观察细胞的个体形态微镜下观察细胞的个体形态,结合菌落形态特征结合菌落形态特征,综合分析综合分析.如不纯如不纯,仍需平板分离法进行仍需平板分离法进行纯化纯化,直至认为纯培养为止直至认为纯培养为止.2.稀释倒平板法稀释倒平板法倒平板倒平板制备土壤稀释液制备土壤稀释液涂布涂布培养培养挑菌落挑菌落制备土壤稀释液制备土壤稀释液加菌悬液即土壤稀释液加菌悬液即土壤稀释液混匀混匀培养培养挑菌落挑菌落3.单孢子或单细胞分离法单孢子或单细胞分离法采取显微分离法从混杂群体中直接分离单个细采取显
4、微分离法从混杂群体中直接分离单个细胞或单个个体进行培养以获得纯培养胞或单个个体进行培养以获得纯培养。在显微镜下使用单孢子分离器进行机械操在显微镜下使用单孢子分离器进行机械操作,挑取单孢子或单细胞进行培养。也可作,挑取单孢子或单细胞进行培养。也可以采用特制的毛细管在载玻片的琼脂涂层以采用特制的毛细管在载玻片的琼脂涂层上选取单孢子并切割下来,然后移到合适上选取单孢子并切割下来,然后移到合适的培养基进行培养。的培养基进行培养。4.选择性培养基分离法选择性培养基分离法各种微生物对不同的化学试剂、染料、抗生素等具有不同的抵各种微生物对不同的化学试剂、染料、抗生素等具有不同的抵抗能力,利用这些特性可配制合
5、适某种微生物而限制其它微生抗能力,利用这些特性可配制合适某种微生物而限制其它微生物生长的选择培养基,用它来培养微生物以获得纯培养。物生长的选择培养基,用它来培养微生物以获得纯培养。微生物纯培养分离方法的比较微生物纯培养分离方法的比较分离方法分离方法应用范围应用范围平皿划线法平皿划线法方法简便,多用于分离细菌方法简便,多用于分离细菌稀释倒平皿法稀释倒平皿法即可定性,又可定量,用途广泛即可定性,又可定量,用途广泛单细胞挑取法单细胞挑取法局限于高度专业化的科学研究局限于高度专业化的科学研究利用选择培养基法利用选择培养基法适适用用于于分分离离某某些些生生理理类类型型较较特特殊殊的的第二节第二节微生物生
6、长的测定微生物生长的测定评价不同的抗菌物质对微生物产评价不同的抗菌物质对微生物产生抑制生抑制(或杀死或杀死)作用的效果;作用的效果;客观地反映微生物生长的规律;客观地反映微生物生长的规律;评价培养条件、营养物质评价培养条件、营养物质等对微生物生长的影响;等对微生物生长的影响;微微生生物物生生长长微微生生物物生生长长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球计数板,在显微镜下计算利用血球计数板,在显微镜下计算一定容积里样品中微生物的数量。一定容积里样品中微生物的数量。缺点:缺点:不能区分死菌与活菌;不能区分死菌与活菌;不适
7、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;
8、离心法离心法:将待测液放入离心管中将待测液放入离心管中,用清水离心洗涤用清水离心洗涤1-5次后次后进行干燥进行干燥,干燥温度可采用干燥温度可采用105,8小时小时,也可在较低温度也可在较低温度下进行真空干燥下进行真空干燥,然后称干重然后称干重.过滤法过滤法:丝状真菌可用滤纸过滤丝状真菌可用滤纸过滤,细菌则可用醋酸纤维膜等滤细菌则可用醋酸纤维膜等滤膜进行过滤膜进行过滤,过滤后过滤后,细胞可用少量水洗涤细胞可用少量水洗涤,然后在然后在40下真空下真空干燥干燥,称干重称干重.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
9、此可以借助特定的仪器如瓦勃氏呼吸仪、微量量热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。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
10、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,生长速度接近内菌数不立即增加,或增加很少,生长速度接近于零。也称于零。也称延迟期延迟期、适应期适应期。迟缓期的特点迟缓期的特点:分裂迟缓、代谢活分裂迟缓、代谢活跃、对外界不良
11、条件如盐溶液温度跃、对外界不良条件如盐溶液温度抗生素等化学药物的反应敏感。抗生素等化学药物的反应敏感。影响延滞期长短的因素除影响延滞期长短的因素除菌种外有以下三点菌种外有以下三点:l接种龄接种龄:l接种量接种量:l培养基成分培养基成分:在工业发酵和科研中通常采取一定的措施在工业发酵和科研中通常采取一定的措施缩短延滞期:缩短延滞期:通通过过遗遗传传学学方方法法改改变变种种的的遗遗传传特特性性使使迟迟缓缓期缩短;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”;尽尽量量使使接接种种前前后后所所使使用用的的培培养养基基组组成成不不要要相差太大;相差太大;适适当当扩扩大大接接种种量
12、量等等方方式式缩缩短短迟迟缓缓期期,克克服服不良的影响。不良的影响。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、代时特性等均较一致,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。稳定,所以是研究微生物基本代谢的良好材料。它也常在生产上用作种子,使微生物发酵的迟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。缓期缩短,提高经济效益。以最大的速率生长和分裂,细菌数量以最大的速率生长和分裂,细菌数量呈对数增加,呈对数增加,细菌内各成分按比例有规律地增加,表现为平衡细菌内各成分按
13、比例有规律地增加,表现为平衡生长。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
14、气、搅拌或振荡等细胞开始储存糖原细胞开始储存糖原4.衰亡期衰亡期细菌代谢活性降低,细菌衰老并出现自溶,产生或释放出一些产细菌代谢活性降低,细菌衰老并出现自溶,产生或释放出一些产物,如氨基酸、转化酶、外肽酶或抗生素等。细胞呈现多种形态,物,如氨基酸、转化酶、外肽酶或抗生素等。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
15、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
16、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
17、。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
18、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。用于菌用于菌体以及体以及与菌体与菌体生长平生长平行的代行的代谢产物谢产物生产的生产的发酵工发酵工业业(三三)连续发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
19、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:杂菌污染和菌种退化缺点: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
20、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l最适生长温度并不等于生长量最高时的最适生长温度并不等于生长量最高时的培养温度培养温度,也不等于发酵速度最高时的培也不等于发酵速度最高时的培养温度或累积代谢产物量最高时的培养养温度或累积代谢产物量最高时的培养温度温度,更不等于累积某一代谢产物量最高更不等于累积某一代谢产物量最高时的培养温度时的培养温度.l最高最
21、高:微生物生长繁殖最高温度界限微生物生长繁殖最高温度界限,在此在此温度下温度下,微生物细胞易于衰老和死亡微生物细胞易于衰老和死亡.l最低最低:微生物生长繁殖最低温度界限微生物生长繁殖最低温度界限,在此在此温度下温度下,微生物生长速率很低微生物生长速率很低,如果低于此如果低于此温度则生长完全停止温度则生长完全停止.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2-34.5-5.57-8霉菌霉菌1-34.5-5.57-8微生物
22、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。真菌是嗜酸真菌是嗜酸,多数放线菌是嗜碱性的多数放线菌是嗜碱性的l嗜酸微生物嗜酸微生物:乳酸杆菌、醋酸杆菌乳酸杆菌、醋酸杆菌l嗜碱微生物嗜碱微生物:链霉菌链霉菌(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
23、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生长的最适生长的O2体积分数体积分数好氧好氧微好氧微好氧氧的忍耐型氧的忍耐型兼性厌氧兼性厌氧专性厌氧专性厌氧等于或大于等于或大于202一一lO2以下以下有氧或无氧有氧或无氧不需要氧、有氧时死亡不需要氧、有氧时死亡l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必须在有分子氧的条件下才能生长.绝大多数真菌和许多细菌都是专性好氧菌绝大多数真菌和许多细菌都是专性好氧菌.l兼性厌氧菌兼性厌氧菌:在有氧和无氧条件均能生长在有氧和无氧条件均能生长,但有氧但有氧情况下生长的更好情况下生长的更好,许多酵母
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- 微生物 考研 ppt 课件 生长 及其 控制
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