生长与环境条件幻灯片.ppt

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1、生长与环境条件第1页，共93页，编辑于2022年，星期一生物个体由小到大的增长，即表现为细胞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 繁殖繁殖从生长到繁殖，是生物的构造和机能从从生长到繁殖，是生物的构造和机能从简单到复杂简单到复杂、从、从量变到质变量变到质变的发展变化的发展变化过程，这一过程称为发育。过程，这一过程称为发育。发育发育生长是一个逐步发生的生长是一个逐步发生的量变过程，量变过程，繁殖是繁殖是一个产生新的生命个体的一个产生新的生命个体的质变过程。质变过程。第2页，共93页，编辑于2022年，

2、星期一个体生长个体生长个体繁殖个体繁殖 群体生长群体生长群体生长群体生长 =个体生长个体生长 +个体繁殖个体繁殖 由于微生物的个体极小，所以常用群体生长来由于微生物的个体极小，所以常用群体生长来反映个体生长的状况。反映个体生长的状况。个体生长个体生长微生物细胞个体吸收营养物质，进行新微生物细胞个体吸收营养物质，进行新陈代谢，原生质与细胞组分的增加。陈代谢，原生质与细胞组分的增加。群体生长群体生长群体中个体数目的增加。可以用重量、群体中个体数目的增加。可以用重量、体积、密度或浓度来衡量。体积、密度或浓度来衡量。第3页，共93页，编辑于2022年，星期一细细 菌菌 繁繁 殖殖 示示 意意 图图第4

3、页，共93页，编辑于2022年，星期一一、获得微生物纯培养的方法纯培养的概念纯培养的概念：微生物学中把从一个细胞或一微生物学中把从一个细胞或一群相同的细胞经过培养繁殖而得到的后代。群相同的细胞经过培养繁殖而得到的后代。第一节微生物纯培养的生长第一节微生物纯培养的生长基本基本步骤步骤方法方法稀释平皿分离法稀释平皿分离法平皿划线分离法平皿划线分离法单细胞挑取法单细胞挑取法利用选择培养基培养法利用选择培养基培养法分离分离培养培养倾注平皿分离法倾注平皿分离法涂布平皿分离法涂布平皿分离法连续划线分离法连续划线分离法分区划线分离法分区划线分离法第5页，共93页，编辑于2022年，星期一1.稀释平皿分离法1

4、.稀释平皿分离法90ml10g9ml9ml9ml9ml9ml9ml1/1001/100010-810-710-610-510-41ml1ml1ml1ml1ml(1)稀释(一一)稀释分离法稀释分离法第6页，共93页，编辑于2022年，星期一目的目的是得到高度稀释的效果是得到高度稀释的效果,使一支试管中分配不到一个微生物。如果经使一支试管中分配不到一个微生物。如果经过稀释后的大多数试管中没有微生物生长过稀释后的大多数试管中没有微生物生长,那么有微生物生长的试管得到的那么有微生物生长的试管得到的培养物可能就是由一个微生物个体繁殖而来的纯培养物。培养物可能就是由一个微生物个体繁殖而来的纯培养物。这种方

5、法适合于细胞这种方法适合于细胞较大的微生物。较大的微生物。第7页，共93页，编辑于2022年，星期一(2)倾注平皿分离法倾注平皿分离法(1)涂布平皿分离法操作较麻烦，对好氧菌、热敏感菌效果不好！使用较多的常规方法，易造成机械损伤，但有时涂布不均匀！1.1.稀释平皿分离法稀释平皿分离法第8页，共93页，编辑于2022年，星期一采用培养平板计数法要求操作熟练采用培养平板计数法要求操作熟练、准确，否则难以得到正确的结果：、准确，否则难以得到正确的结果：样品充分混匀样品充分混匀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同一稀释度三个以上重复同一稀释度三个以上重

6、复,取平均值取平均值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一个菌落可能是多个细胞一起形成，所以在科研中一般用一个菌落可能是多个细胞一起形成，所以在科研中一般用菌落形成单位（菌落形成单位（colony forming units，CFU）来表示，而）来表示，而不是直接表示为细胞数。不是直接表示为细胞数。第9页，共93页，编辑于2022年，星期一用接种环沾取少许待分离的材料用接种环沾取少许待分离的材料,在无菌平在无菌平板表面进行平行划线、扇形划线或其他形板表面进行平行划线、扇形划线或其他形式的连续划线，微生物细胞数量将随着划式的连续划线，微生物细胞数量将随着划

7、线次数的增多而减少，并逐步分散开来，线次数的增多而减少，并逐步分散开来，在平板表面可得到单菌落。在平板表面可得到单菌落。2.2.平皿划线分离法平皿划线分离法第10页，共93页，编辑于2022年，星期一 (1).(1).分区划线分离法分区划线分离法 (2).(2).连续划线分离法连续划线分离法特点：特点：快速、方便。快速、方便。适用于适用于浓度较大浓度较大的样品的样品适用于适用于浓度较小浓度较小的样品的样品每次把接种环上的菌烧掉使得新划出的线的菌就是来自于上一次划线的一每次把接种环上的菌烧掉使得新划出的线的菌就是来自于上一次划线的一个点，这样可以达到逐渐稀释的目的，划到最后的就会长成单菌落。个点

8、，这样可以达到逐渐稀释的目的，划到最后的就会长成单菌落。第11页，共93页，编辑于2022年，星期一连续划线连续划线划线分离后平板上显示的菌落照片划线分离后平板上显示的菌落照片第12页，共93页，编辑于2022年，星期一3 3.单细胞挑取法单细胞挑取法接种针解剖镜.操作难度与细胞或个体的大小成反比操作难度与细胞或个体的大小成反比采用显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采用显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的方法。该方法要在显微镜下进行。得纯培养的方法。该方法要在显微镜下进行。毛细管法：毛细管法：用毛细管提取微生物个体，适合于较大微生物。

9、用毛细管提取微生物个体，适合于较大微生物。显微操作仪：显微操作仪：用显微针、钩、环等挑取单个细胞或孢子以获得纯用显微针、钩、环等挑取单个细胞或孢子以获得纯培养。培养。小液滴法：小液滴法：将经过适当稀释后的样品制成小液滴，在显微镜下选取将经过适当稀释后的样品制成小液滴，在显微镜下选取只含一个细胞的液滴来进行纯培养物的分离。只含一个细胞的液滴来进行纯培养物的分离。第13页，共93页，编辑于2022年，星期一利用选择培养基进行直接分离利用选择培养基进行直接分离富集培养富集培养(二二)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抗各种微生物对不同的化学试

10、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适某种微生物而限制其它微生物生能力，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。长的选择培养基，用它来培养微生物以获得纯培养。抑制大多数其它微生物的生长；使待分离的微生物生长更快；使待分离的微生物在群落中的数量上升，使待分离的微生物在群落中的数量上升，方便用稀释法对其进行纯化。方便用稀释法对其进行纯化。使待分离的微生物生长使待分离的微生物生长“突出突出”；直接挑取待分离的微生物的菌落获得纯培养。直接挑取待分离的微生物的菌落获得纯培养。第14页，共93页，编辑于2022年，星期一1.利用

11、选择平板进行直接分离利用选择平板进行直接分离待分离的微生物生长，其它微生物的生长被抑制待分离的微生物生长，其它微生物的生长被抑制 高温下培养：高温下培养：分离嗜热细菌；分离嗜热细菌；培养基中不含培养基中不含N N：分离固氮菌；分离固氮菌；培养基加抗生素：培养基加抗生素：分离抗性菌；分离抗性菌；第15页，共93页，编辑于2022年，星期一1.利用选择平板进行直接分离待分离的微生物的生长待分离的微生物的生长特征明显不同于其它微特征明显不同于其它微生物生物 颜色反应：颜色反应：分离特定的菌株；分离特定的菌株；牛奶平板：牛奶平板：分离蛋白酶产生菌；分离蛋白酶产生菌；第16页，共93页，编辑于2022年

12、，星期一2.富集培养从自然界中分离到所需的特定微生物从自然界中分离到所需的特定微生物特定的环境条件特定的环境条件仅适应于该条件的微生物旺盛生长仅适应于该条件的微生物旺盛生长待分离微生物在群落中的数量大大增加待分离微生物在群落中的数量大大增加第17页，共93页，编辑于2022年，星期一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平皿法稀释平皿法即即可可定定性性，又又可可定定量量，用用途途广广泛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

13、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的殊的第18页，共93页，编辑于2022年，星期一1.1.总细胞计数法总细胞计数法比浊法比浊法比浊法比浊法血球计数板法血球计数板法2.2.活菌计数法活菌计数法涂布平板法涂布平板法滤膜滤膜法法（一）细胞数量的测量（一）细胞数量的测量 第二节第二节 细菌群体生长的测量细菌群体生长的测量第19页，共93页，编辑于2022年，星期一利用血球计数板，利用血球计数板，在显微镜下计算在显微镜下计算一定容积里样品一定容积里样品中微生物的数量。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；不适于对运动细菌的计数；不适于对

14、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；（一）细胞数量的测量（一）细胞数量的测量 1.细胞总数量细胞总数量（1）显微镜测数法）显微镜测数法特点：特点：快速，准确。快速，准确。适用范围：适用范围：个体较个体较大细胞或颗粒大细胞或颗粒第20页，共93页，编辑于2022年，星期一1mm大方大方格格中中小小大方格：大方格：高高0.1mm0.1mm 已知：已知：1mL体积体积=10 mm10 mm10 mm=1000mm3 所以：所以：1mL 体积应含有小方格数为体积应含有小方格数为 1000mm3/1/4000mm3=4106 个小方格，个小方格，即系数即系数 K=4106 将将1

15、mm1mm2 20.1mm0.1mm的薄的薄层空间划分为层空间划分为400400小小格，从中均匀分布格，从中均匀分布地选取地选取8080或或100100小格，小格，计数其中的细胞数计数其中的细胞数目，换算成单位体目，换算成单位体积中的细胞数。积中的细胞数。原理：原理：第21页，共93页，编辑于2022年，星期一（1 1）16251625规格的计数板规格的计数板计数方法：计数方法：（2 2）25162516规格的计数板规格的计数板细胞数细胞数/1mL80 个小方格细胞总数个小方格细胞总数 80 4106稀释倍数稀释倍数细胞数细胞数/1mL100 个小方格细胞总数个小方格细胞总数 100 4106

16、稀释倍数稀释倍数第22页，共93页，编辑于2022年，星期一（一）细胞数量的测量（一）细胞数量的测量（2）比浊计数法）比浊计数法原理原理是在一定范围内，菌悬液中的细胞浓是在一定范围内，菌悬液中的细胞浓度与混浊度成正比，即与光密度成正比，度与混浊度成正比，即与光密度成正比，菌数越多，光密度越大。因此，借助于分菌数越多，光密度越大。因此，借助于分光光度计，在一定波长下（光光度计，在一定波长下（450-650nm）测定菌悬液的光密度，就可反应出菌液的测定菌悬液的光密度，就可反应出菌液的浓度。浓度。紫外分光光度计特点：特点：快速、简便；快速、简便；但易受干扰。但易受干扰。第23页，共93页，编辑于20

17、22年，星期一2.活菌数测量活菌数测量（1）稀释平皿计数法）稀释平皿计数法-最常用的活菌计数法。将适当稀释的菌液倾注平板或涂布在平板表面，经保温培养后，将适当稀释的菌液倾注平板或涂布在平板表面，经保温培养后，以平板上出现的菌落数乘以稀释度就可以计算出原菌液的含菌以平板上出现的菌落数乘以稀释度就可以计算出原菌液的含菌量。量。优点：优点：传统计数方法传统计数方法，对设备要求不高。，对设备要求不高。10-310-510-410-6第24页，共93页，编辑于2022年，星期一使微生物在固体培养基平板上形成单个菌落的基本方法：稀释！直径直径9cm的培养皿平板上出现菌落数一般以的培养皿平板上出现菌落数一般

18、以30300为宜为宜每皿菌落平均数每皿菌落平均数 1/1/取样体积数取样体积数稀释倍数稀释倍数每毫升样品中微生物细胞数每毫升样品中微生物细胞数=第25页，共93页，编辑于2022年，星期一又叫浓缩法，常用该法测定含菌量较少的空气和水中的微生又叫浓缩法，常用该法测定含菌量较少的空气和水中的微生物数目。物数目。将定量的样品通过薄膜（硝化纤维素薄膜、醋酸纤维薄膜）将定量的样品通过薄膜（硝化纤维素薄膜、醋酸纤维薄膜）过滤，菌体被阻留在滤膜上，取下滤膜进行培养，然后计过滤，菌体被阻留在滤膜上，取下滤膜进行培养，然后计算菌落数，可求出样品中所含菌数。算菌落数，可求出样品中所含菌数。2）薄膜过滤计数法）薄膜

19、过滤计数法第26页，共93页，编辑于2022年，星期一1.湿重法：将微生物培养液离心，收集细胞沉淀物，然后称重。湿重法：将微生物培养液离心，收集细胞沉淀物，然后称重。2.干重法：离心得到的细胞沉淀物置干重法：离心得到的细胞沉淀物置100105的烘箱中干燥过夜至除的烘箱中干燥过夜至除去水分，然后称重。去水分，然后称重。3.含氮量测定法：一般微生物细胞的含氮量比较稳定，可以用凯含氮量测定法：一般微生物细胞的含氮量比较稳定，可以用凯氏定氮法等测其总量，再乘以系数氏定氮法等测其总量，再乘以系数6.25即为粗蛋白含量，蛋白含量即为粗蛋白含量，蛋白含量越高，说明菌体数和细胞物质量越高。越高，说明菌体数和细

20、胞物质量越高。4.DNA含量测定法：微生物细胞的含量测定法：微生物细胞的DNA含量比较稳定，采用适当的含量比较稳定，采用适当的荧光指示剂与菌体荧光指示剂与菌体DNA作用，荧光比色或分光光度计法测作用，荧光比色或分光光度计法测DNA含含量。量。5.其它生理指标：如测定碳、磷、其它生理指标：如测定碳、磷、RNA、ATP、DAP的含量。的含量。（二）细胞生物量测量（二）细胞生物量测量第27页，共93页，编辑于2022年，星期一微生物生长测定方法比较微生物生长测定方法比较测测定定细细胞胞数数目目方法方法特点与应用特点与应用总总细细胞胞数数血球计数板法血球计数板法 较快速简便，但较费时较快速简便，但较费

21、时活活细细胞胞数数 平皿菌落计数法平皿菌落计数法 简易价廉，但花费时间较长，不能立刻知道结果简易价廉，但花费时间较长，不能立刻知道结果薄膜过滤法薄膜过滤法 快速简便，快速简便，适于含菌数很低的空气、水等中的总菌计数适于含菌数很低的空气、水等中的总菌计数测测定定物物质质量量细胞湿重法细胞湿重法 较为简便，但含水量不定，准确度差较为简便，但含水量不定，准确度差细胞成分含量法细胞成分含量法 如测定蛋白质、核酸、还原糖的含量等如测定蛋白质、核酸、还原糖的含量等细胞干重法细胞干重法 较为费时，易受颗粒杂质干扰，敏感度低较为费时，易受颗粒杂质干扰，敏感度低比浊法比浊法 快速、简便，但易受干扰快速、简便，但

22、易受干扰第28页，共93页，编辑于2022年，星期一一、一、分批培养分批培养的概念的概念 采用完全封闭的容器，一次接种，静置培养，最后一次采用完全封闭的容器，一次接种，静置培养，最后一次性收获的过程。性收获的过程。特点：特点：固定的营养物质固定的营养物质结果：结果：细菌在一个容积有限的环细菌在一个容积有限的环境中不可能无限制地高速生长。境中不可能无限制地高速生长。分批培养中细菌的生长在短期内分批培养中细菌的生长在短期内表现明显的规律性表现明显的规律性-细菌的生长曲线细菌的生长曲线第三节第三节 分批培养中细菌群体的生长分批培养中细菌群体的生长第29页，共93页，编辑于2022年，星期一将少量单细

23、胞的纯培养，接种到一恒定容积的新鲜液体培将少量单细胞的纯培养，接种到一恒定容积的新鲜液体培养基中，在适宜条件下培养，每隔一定时间取样，测菌细养基中，在适宜条件下培养，每隔一定时间取样，测菌细胞数目。以培养时间为胞数目。以培养时间为横坐标横坐标，以细菌增长数目的对数为，以细菌增长数目的对数为纵坐标纵坐标，绘制所得的曲线。，绘制所得的曲线。生长曲线的制作生长曲线的制作第30页，共93页，编辑于2022年，星期一缓慢期缓慢期 对数期对数期 稳定期稳定期 衰亡期衰亡期二、细菌分批培养群体生长规律二、细菌分批培养群体生长规律生长曲线代表了细菌在新的环境中从开始生长、分裂直至死亡的整个生长曲线代表了细菌在

24、新的环境中从开始生长、分裂直至死亡的整个动态变化过程。动态变化过程。每种细菌都有各自的典型生长曲线，但它们的生长过程却有着共同每种细菌都有各自的典型生长曲线，但它们的生长过程却有着共同的规律性。一般可以将生长曲线划分为四个时期。的规律性。一般可以将生长曲线划分为四个时期。第31页，共93页，编辑于2022年，星期一1.1.缓慢期缓慢期（延迟期、停滞期、调整期、适应期）（延迟期、停滞期、调整期、适应期）滞留适应期滞留适应期二、细菌分批培养群体生长规律二、细菌分批培养群体生长规律特特 点：点：分裂迟缓分裂迟缓 代谢活跃代谢活跃产生原因：产生原因：（2 2）细胞分裂必需因子的缺乏细胞分裂必需因子的缺

25、乏（1 1）接种时的机械损伤引）接种时的机械损伤引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。加，或增加很少，生长速度接近于零。活菌数没增加，曲线平行于横轴。活菌数没增加，曲线平行于横轴。第32页，共93页，编辑于2022年，星期一菌种：菌种：繁殖速度较快的菌种的延迟期一般较短；繁殖速度较快的菌种的延迟期一般较短；接种物菌龄：接种物菌龄：用对数生长期的菌种接种时，其延迟期用对数生长期的菌种接种时，其延迟期较短，甚至检查不到延迟期；较短，甚至检查不到延迟期；接种量：接种量：一般来说，一般来说，接

26、种量增大可缩短甚至消除延迟期接种量增大可缩短甚至消除延迟期（发酵工业上一般采用发酵工业上一般采用1/101/10的接种量）；的接种量）；培养基成分：培养基成分：在营养成分丰富的天然培养基上生长的延在营养成分丰富的天然培养基上生长的延滞期比在合成培养基上生长时短；发酵工业上尽量使发酵滞期比在合成培养基上生长时短；发酵工业上尽量使发酵培养基的成分与种子培养基接近。培养基的成分与种子培养基接近。影响延迟期长短的因素：影响延迟期长短的因素：第33页，共93页，编辑于2022年，星期一认识延迟期的特点及形成原因对实践的指导意义：认识延迟期的特点及形成原因对实践的指导意义：在发酵工业上需设法尽量缩短延迟期

27、；在发酵工业上需设法尽量缩短延迟期；采取的措施有：采取的措施有：增加接种量；增加接种量；（群体优势（群体优势-适应性增强）适应性增强）采用对数生长期的健壮菌种；采用对数生长期的健壮菌种；调整培养基的成分，在种子基中加入发酵培养基的某些调整培养基的成分，在种子基中加入发酵培养基的某些成分。成分。选用繁殖快的菌种选用繁殖快的菌种在食品工业上，尽量在此期进行消毒或灭菌在食品工业上，尽量在此期进行消毒或灭菌第34页，共93页，编辑于2022年，星期一2.2.对数期对数期（指数生长期）（指数生长期）对数生长期对数生长期二、细菌分批培养群体生长规律二、细菌分批培养群体生长规律细菌数目以几何级数增加，在生长

28、曲线上，表现为一条上升细菌数目以几何级数增加，在生长曲线上，表现为一条上升的直线。的直线。特点：特点：生长速率常数最大，生长速率常数最大，即代时最短即代时最短;细胞进行平衡生细胞进行平衡生长，长，菌菌 体大小、形态、生理体大小、形态、生理特征等比特征等比 较一致较一致;代谢最旺代谢最旺盛盛;细胞对理化因素较敏感。细胞对理化因素较敏感。第35页，共93页，编辑于2022年，星期一由于此时期的菌种比较健壮，生产上用作接种的最佳菌龄；由于此时期的菌种比较健壮，生产上用作接种的最佳菌龄；发酵工业上尽量延长该期，以达到较高的菌体密度发酵工业上尽量延长该期，以达到较高的菌体密度;食品工业上尽量使有害微生物

29、不能进入此期食品工业上尽量使有害微生物不能进入此期;是生理代谢及遗传研究或进行染色、形态观察等的良好材料。是生理代谢及遗传研究或进行染色、形态观察等的良好材料。应用意义：应用意义：第36页，共93页，编辑于2022年，星期一对数生长期对数生长期Nt=2n N0n=3.33(lgNt-lgN0)G=t/n=0.301t/(lgNt-lgN0)n繁殖代数繁殖代数 G世代时世代时(每繁殖一代所需的时间每繁殖一代所需的时间)N0对数生长期开始微生物数量对数生长期开始微生物数量 Nt对数生长期经过时间对数生长期经过时间t后微生物数量后微生物数量第37页，共93页，编辑于2022年，星期一例如：在一细菌培

30、养液中第一次测得的细菌数为例如：在一细菌培养液中第一次测得的细菌数为104/ml,经过经过培养培养4h后，又测得菌液中的细菌数为后，又测得菌液中的细菌数为108/ml，求此菌的世代时，求此菌的世代时间间G和在此时间内繁殖的代数和在此时间内繁殖的代数n。根据公式：根据公式：G=(t2-t1)/3.3 lg(x2/x1)t2-t1=(4-0)60min=240minx2=108 x1=104lg(x2/x1)=lg108-lg104=8-4=4代入上式代入上式G=240/(3.3 4)=240/13.2=18min细菌繁殖代数细菌繁殖代数n=(t2-t1)/G=240/18=13.3繁代繁代第38

31、页，共93页，编辑于2022年，星期一代时能够反应细菌的生长速率，代时能够反应细菌的生长速率，代时短，生长速率代时短，生长速率快，代时长，生长速率慢。快，代时长，生长速率慢。代时在不同种微生物中的变化很大，多数微生物代时在不同种微生物中的变化很大，多数微生物的代时为的代时为13h。同一种微生物，在不同的生长条件下其代时的长短也同一种微生物，在不同的生长条件下其代时的长短也不同。在一定条件下，每一种微生物的代时是恒定的，不同。在一定条件下，每一种微生物的代时是恒定的，因此它是微生物菌种的一个重要特征。因此它是微生物菌种的一个重要特征。第39页，共93页，编辑于2022年，星期一影响指数期代时长短

32、的因素：影响指数期代时长短的因素：菌种菌种:不同菌种其代时相差很大；不同菌种其代时相差很大；培养基成分培养基成分:在营养成分丰富的天然培养基上在营养成分丰富的天然培养基上生长的代时比在合成培养基上生长时短；生长的代时比在合成培养基上生长时短；营养物浓度营养物浓度:影响生长速率和总生长量影响生长速率和总生长量培养温度培养温度:影响极大影响极大第40页，共93页，编辑于2022年，星期一 E.Coli 在不同温度下的代时在不同温度下的代时温度（温度（）代时（分）代时（分）温度（温度（）代时（分）代时（分）10 860352215 120371720 904017.525 40452030 2947

33、.5 77培养温度对代时的影响培养温度对代时的影响第41页，共93页，编辑于2022年，星期一3.3.稳定期稳定期（最高生长量期）（最高生长量期）最高生长量期最高生长量期细菌数量增加率为细菌数量增加率为0 0的原因的原因?二、细菌分批培养群体生长规律二、细菌分批培养群体生长规律特点：特点：新增殖的细胞数与老细胞的死亡新增殖的细胞数与老细胞的死亡数几乎相等，微生物的生长速率处于动态数几乎相等，微生物的生长速率处于动态平衡，培养物中的细胞数目达到最高值。平衡，培养物中的细胞数目达到最高值。细胞分裂速度下降，开始积累内含物，细胞分裂速度下降，开始积累内含物，产芽孢的细菌开始产芽孢。产芽孢的细菌开始产

34、芽孢。此时期的微生物开始合成次生代谢此时期的微生物开始合成次生代谢产物，对于发酵生产来说，一般在稳产物，对于发酵生产来说，一般在稳定期的后期产物积累达到高峰，是最定期的后期产物积累达到高峰，是最佳的收获时期。佳的收获时期。第42页，共93页，编辑于2022年，星期一由于营养物质消耗，代谢产物积累和由于营养物质消耗，代谢产物积累和pHpH等环境变化，等环境变化，逐步不适宜于细菌生长，导致生长速率降低直至零逐步不适宜于细菌生长，导致生长速率降低直至零 (即细菌分裂增加的数量等于细菌死亡数量即细菌分裂增加的数量等于细菌死亡数量)，结束对，结束对数生长期，进入稳定生长期。数生长期，进入稳定生长期。原因

35、：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件，如对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、搅拌或振荡等好氧菌进行通气、搅拌或振荡等 。第43页，共93页，编辑于2022年，星期一4.4.衰亡期衰亡期衰亡期衰亡期二、细菌分批培养群体生长规律二、细菌分批培养群体生长规律产生原因：生长条件的进一步恶化，使细生长条件的进一步恶化，使细胞内的分解代谢大大超过合成代胞内的分解代谢大大超过合成代谢，继而导致菌体的死亡。谢，继而导致菌体的死亡。特点：特点：细胞死亡数增加，死亡数大细胞死亡数增加，死亡数大大超过

36、新增殖的细胞数，群体中的活菌大超过新增殖的细胞数，群体中的活菌数目急剧下降，出现数目急剧下降，出现“负生长负生长”。细胞内颗粒更明显，细胞出现多形细胞内颗粒更明显，细胞出现多形态、畸形或衰退形，芽孢开始释放。态、畸形或衰退形，芽孢开始释放。因菌体本身产生的酶及代谢产物因菌体本身产生的酶及代谢产物的作用，使菌体死亡、自溶等，发的作用，使菌体死亡、自溶等，发生自溶的菌生长曲线表现为向下跌生自溶的菌生长曲线表现为向下跌落的趋势。落的趋势。第44页，共93页，编辑于2022年，星期一什么时期菌体代谢产物最多什么时期菌体代谢产物最多什么时期细菌细胞代谢活性最强什么时期细菌细胞代谢活性最强什么时候细菌细胞

37、总数最多什么时候细菌细胞总数最多什么时期细菌细胞生长速度最快什么时期细菌细胞生长速度最快 什么时期世代时间短而稳定什么时期世代时间短而稳定最高生长量最高生长量最高生长量最高生长量对数生长期对数生长期对数生长期对数生长期小小 结结二、细菌分批培养群体生长规律二、细菌分批培养群体生长规律第45页，共93页，编辑于2022年，星期一第46页，共93页，编辑于2022年，星期一1.1.连续培养连续培养 优点：优点：一定生理状态实验材料，提高工业生产效益。一定生理状态实验材料，提高工业生产效益。第三节第三节 分批培养中细菌群体的生长分批培养中细菌群体的生长在一定恒定的容积的流动系统中培养微生物，一方面以

38、一定速率在一定恒定的容积的流动系统中培养微生物，一方面以一定速率不断地加入新的培养基，另一方面又以相同的速率流出培养物不断地加入新的培养基，另一方面又以相同的速率流出培养物（菌体和代谢产物），以使培养系统中的细胞数量和营养状态保（菌体和代谢产物），以使培养系统中的细胞数量和营养状态保持恒定。持恒定。三、连续培养与微生物的生长三、连续培养与微生物的生长第47页，共93页，编辑于2022年，星期一2.2.连续培养类型连续培养类型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连续培养的连续培养的基本原则基本原则：微生物培养过程中不断的：微生物培养过程中不断的补充补充营养物质

39、和以同样的速率营养物质和以同样的速率移出移出培养物。培养物。第48页，共93页，编辑于2022年，星期一(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的浓度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，使生长基本恒定的方式，保持细菌的比生长速率恒定，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、氨和铵盐等氮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，生长源，或是葡萄糖、麦芽糖等碳源或者是无机盐，生长因子等物质因子等物质 。通常用于实验室的科研工作，尤其适用于

40、与生长速率相通常用于实验室的科研工作，尤其适用于与生长速率相关的各种理论研究。关的各种理论研究。第49页，共93页，编辑于2022年，星期一2023/4/1350第50页，共93页，编辑于2022年，星期一(二二)恒浊连续培养恒浊连续培养通过连续培养装通过连续培养装置中的光电系统置中的光电系统控制培养液中菌控制培养液中菌体浓度恒定、使体浓度恒定、使细菌生长连续进细菌生长连续进行的一种培养方行的一种培养方式。式。用于获得大用于获得大量菌体以及量菌体以及与菌体生长与菌体生长平行的代谢平行的代谢产物生产的产物生产的发酵工业中。发酵工业中。第51页，共93页，编辑于2022年，星期一恒浊器与恒化器的比

41、较恒浊器与恒化器的比较装置装置控制对象控制对象培养基培养基培养培养基流基流速速生长生长速率速率产物产物应用应用范围范围恒浊恒浊器器菌体密度菌体密度（内控制）（内控制）无限制无限制生长因生长因子子不恒不恒定定最高最高大量菌体或大量菌体或与菌体形成与菌体形成相平行的产相平行的产物物生产生产为主为主恒化恒化器器培养基流培养基流速（外控速（外控制）制）有限制有限制生长因生长因子子恒定恒定低于低于最高最高不同生长速不同生长速率的菌体率的菌体实验实验室为室为主主第52页，共93页，编辑于2022年，星期一同步培养：是一种培养方法，它能使群体中不同步的细胞转同步培养：是一种培养方法，它能使群体中不同步的细胞

42、转变成能同时进行生长或分裂的群体细胞。变成能同时进行生长或分裂的群体细胞。同步生长：以同步培养方法使群体细胞能处于同一生长阶段，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生理与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，它是一种理想的材料。遗传特性和作为工业发酵的种子，它是一种理想的材料。四、同步培养四、同步培养第53页，共93页，编辑于2022年，星期一同步培养方法同步培养方法 机械方法机械方法环境条件控制技术环境条件控制技术离心方法离心方法过滤分离法

43、过滤分离法硝酸纤维素滤膜法硝酸纤维素滤膜法控制温度控制温度控制培养基成分控制培养基成分光照和黑暗交替培养光照和黑暗交替培养第54页，共93页，编辑于2022年，星期一硝酸纤维素薄膜法硝酸纤维素薄膜法步骤：步骤：将非同步的细菌液体培养物通过微孔滤膜，让将非同步的细菌液体培养物通过微孔滤膜，让细胞吸附于其上；然后将滤膜反置，再以新鲜培养液细胞吸附于其上；然后将滤膜反置，再以新鲜培养液滤过。这时，一些未粘牢的细胞先被冲洗掉，接着脱滤过。这时，一些未粘牢的细胞先被冲洗掉，接着脱落到培养液中的都是那些落到培养液中的都是那些新分裂新分裂形成的细胞，于是就形成的细胞，于是就获得了同步生长。获得了同步生长。第

44、55页，共93页，编辑于2022年，星期一同步培养生长曲线特点同步培养生长曲线特点:群体生长是一次性跳跃过程群体生长是一次性跳跃过程表明群体细胞大部分是在基本表明群体细胞大部分是在基本相同的时间进行分裂相同的时间进行分裂第56页，共93页，编辑于2022年，星期一一、温度 湿热灭菌：121OC 30min 干热灭菌：160170OC 12h 为什么？二、水分及其可给性三、氢离子浓度（pH）四、氧气和氧化还原电位五、辐射六、化学杀菌剂 热蒸汽的穿透力较热空气强，且蛋白质含水量越高，越易于凝固第四节第四节 环境条件对微生物生长和代谢的影响环境条件对微生物生长和代谢的影响第57页，共93页，编辑于2

45、022年，星期一一、温度一、温度二、水和渗透压二、水和渗透压三、酸碱度三、酸碱度四、氧和氧化还四、氧和氧化还 原电位原电位五、辐射五、辐射六、化学杀菌剂六、化学杀菌剂 和抑菌剂和抑菌剂第四节第四节 环境条件对微生物生长和代谢的影响环境条件对微生物生长和代谢的影响第58页，共93页，编辑于2022年，星期一一、温度一、温度1.1.温度对微生物生长的影响温度对微生物生长的影响微生物的生长温度类型微生物的生长温度类型低低 温温 型型中中 温温 型型高高 温温 型型温度对微生物生长的影响温度对微生物生长的影响高温：蛋白质变性高温：蛋白质变性 、酶失活、酶失活 、核糖体解体、核糖体解体 低温：酶活性下降

46、、新陈代谢缓慢低温：酶活性下降、新陈代谢缓慢微生物的生长温度三基点微生物的生长温度三基点最低生长温度最低生长温度最高生长温度最高生长温度最适生长温度最适生长温度 第59页，共93页，编辑于2022年，星期一2.2.高温灭菌高温灭菌是最常用的物是最常用的物理消毒方法理消毒方法第60页，共93页，编辑于2022年，星期一 干热灭菌法（干热灭菌法（dry heat sterilization）干燥热空气灭菌法：干燥热空气灭菌法：将物品放入烘箱内，然后升温至将物品放入烘箱内，然后升温至150150170 170，维持，维持1 12 2小时。小时。适用于适用于玻璃、陶瓷和金属物品玻璃、陶瓷和金属物品的灭

47、菌，不适合液体样品，及棉花、的灭菌，不适合液体样品，及棉花、纸张、纤维和橡胶类物质的灭菌。纸张、纤维和橡胶类物质的灭菌。由于空气传热穿透力差，菌由于空气传热穿透力差，菌体在脱水状态下不易杀死，所以温度高、时间长。体在脱水状态下不易杀死，所以温度高、时间长。第61页，共93页，编辑于2022年，星期一灼烧法（灼烧法（incineration）：）：将被灭菌物品在火焰中灼烧，使所有的生将被灭菌物品在火焰中灼烧，使所有的生物质碳化。适用于物质碳化。适用于不怕烧的实验器具不怕烧的实验器具，如接种环、镊子、试管或，如接种环、镊子、试管或三角瓶口的灭菌等。三角瓶口的灭菌等。湿热法湿热法(moist hea

48、t sterilization)：特点：特点：温度低、时间短、灭菌效果高温度低、时间短、灭菌效果高原因：原因：1)菌体内含水量越高，则凝固温度越低；菌体内含水量越高，则凝固温度越低；2)蒸汽冷凝会放出潜热；蒸汽冷凝会放出潜热；3)饱和水蒸汽穿透力强；饱和水蒸汽穿透力强；4)易破坏细胞内蛋白质大分子的稳定性，如氢键结构。易破坏细胞内蛋白质大分子的稳定性，如氢键结构。第62页，共93页，编辑于2022年，星期一湿热灭菌湿热灭菌湿热比干热灭菌更好：湿热对一般营养体和孢子的杀灭条件：多数细菌和真菌的营养细胞：在多数细菌和真菌的营养细胞：在6060左右处理左右处理5-105-10minmin；酵母菌和真

49、菌的孢子：用酵母菌和真菌的孢子：用8080以上温度处理；以上温度处理；细菌的芽孢：细菌的芽孢：121121处理处理1515minmin以上；以上；1)有水，蛋白质易凝固有水，蛋白质易凝固2)热蒸汽的穿透力强热蒸汽的穿透力强3)蒸汽有潜热存在蒸汽有潜热存在第63页，共93页，编辑于2022年，星期一高压蒸汽灭菌法：高压蒸汽灭菌法：利用水的沸点随水蒸气压力的增加而上升，利用水的沸点随水蒸气压力的增加而上升，以达到以达到100 以上高温灭菌的方法。以上高温灭菌的方法。方法：方法：121（1kg/cm2或或15磅磅/英寸英寸2）维持）维持1520min。112（0.5kg/cm2或或8磅磅/英寸英寸2

50、）2030min。115（0.75kg/cm2或或11磅磅/英寸英寸2）2030min。应根据灭菌物品的性质或成分选择灭菌温度应根据灭菌物品的性质或成分选择灭菌温度例如：例如：生理盐水、营养琼脂生理盐水、营养琼脂等培养基用等培养基用121。含葡萄糖、乳糖、氨基酸含葡萄糖、乳糖、氨基酸等培养基用等培养基用112。适用：适用：耐高温物品，玻璃仪器、含水或不含水的物品。耐高温物品，玻璃仪器、含水或不含水的物品。第64页，共93页，编辑于2022年，星期一高高 压压 蒸蒸 汽汽 灭灭 菌菌 锅锅注意事项：注意事项：排净冷空气；排净冷空气；灭菌终了，缓慢降压；灭菌终了，缓慢降压；灭菌结束，趁热取出物品。