微生物的生長(zhǎng)繁殖與生長(zhǎng)因子.ppt

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1、第五章微生物的生長(zhǎng)繁殖與生存因子第一節(jié)微生物的生長(zhǎng)繁殖第二節(jié)微生物的生存因子第三節(jié)其他不利環(huán)境因子對(duì)微生物的影響第四節(jié)微生物與微生物之間的關(guān)系第五節(jié)菌種的退化、復(fù)壯與保藏第一節(jié)微生物的生長(zhǎng)繁殖一、微生物生長(zhǎng)繁殖的概念微生物在適宜的環(huán)境條件下，不斷吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，按照自己的代謝方式進(jìn)行新陳代謝活動(dòng)。正常情況下，同化作用大于異化作用，微生物的細(xì)胞不斷迅速增長(zhǎng)，這叫做生長(zhǎng)。當(dāng)細(xì)胞個(gè)體生長(zhǎng)到一定程度時(shí)，由一個(gè)親代細(xì)胞分裂為兩個(gè)大小、形狀與親代細(xì)胞相似的子細(xì)胞，使得個(gè)體數(shù)目增加，這是單細(xì)胞微生物的繁殖。從生長(zhǎng)到繁殖這個(gè)由量變到質(zhì)變的過(guò)程叫發(fā)育。細(xì)菌兩次分裂之間的時(shí)間，稱為世

2、代時(shí)間。一、測(cè)生長(zhǎng)量直接法間接法比例計(jì)數(shù)法血球計(jì)數(shù)法測(cè)體積稱干重比濁法生理指標(biāo)法直接法間接法液體稀釋法平板菌落計(jì)數(shù)法二、測(cè)繁殖數(shù)二、測(cè)定微生物繁殖的方法一、細(xì)菌的個(gè)體生長(zhǎng)和同步生長(zhǎng)1、同步培養(yǎng)（synchronousculture）：即設(shè)法使群體中的所有細(xì)胞盡可能都處于同樣細(xì)胞生長(zhǎng)和分裂同期中，然后分析此群體的各種生物化學(xué)特征，從而了解單個(gè)細(xì)胞所發(fā)生的變化。2、同步生長(zhǎng)（synchronousgrowth）：通過(guò)同步培養(yǎng)而使細(xì)胞群體處于分裂步調(diào)的狀態(tài)，就稱同步生長(zhǎng)。三、典型生長(zhǎng)曲線1、典型生長(zhǎng)曲線：將菌種接種在液體培養(yǎng)基中隔一定時(shí)間取樣，計(jì)算菌數(shù)，以菌數(shù)的對(duì)數(shù)為

3、縱坐標(biāo)，生長(zhǎng)時(shí)間為橫坐標(biāo)作圖。包括延滯期、指數(shù)期、穩(wěn)定期和衰亡期等四個(gè)時(shí)期R(生長(zhǎng)速率常數(shù))=分裂次數(shù)(代)/單位時(shí)間霉菌的生長(zhǎng)曲線是否是典型生長(zhǎng)曲線？固體培養(yǎng)基表面菌落是否為典型生長(zhǎng)曲線？根據(jù)細(xì)菌生長(zhǎng)繁殖速率將生長(zhǎng)曲線分四個(gè)階段：緩慢期對(duì)數(shù)期穩(wěn)定期衰亡期四、細(xì)菌分批培養(yǎng)群體生長(zhǎng)規(guī)律緩慢期（延遲期、滯留適應(yīng)期）滯留適應(yīng)期特點(diǎn)：分裂遲緩、代謝活躍。產(chǎn)生原因：（2）細(xì)胞分裂必需因子的缺乏（1）接種時(shí)的機(jī)械損傷引4、菌株的遺傳性影響滯留適應(yīng)期長(zhǎng)短的因素1、培養(yǎng)基成分2、接種物菌齡3、接種量1特點(diǎn)：細(xì)胞數(shù)目不增加(R=0)細(xì)胞長(zhǎng)、大代謝旺盛(RNA含量增加)誘導(dǎo)酶迅速

4、合成對(duì)不良條件敏感，抵抗力降低2影響因素菌種接種齡：即“種子”的群體生長(zhǎng)年齡，即處在生長(zhǎng)曲線上的哪一個(gè)階段，這是一種生理年齡。接種量：接種量的大小明顯影響延滯期的長(zhǎng)短。種子培養(yǎng)基成分：接種到營(yíng)養(yǎng)豐富的天然培養(yǎng)基中的微生物，要比接種到營(yíng)養(yǎng)單調(diào)的組分培養(yǎng)基中的延滯期短。對(duì)數(shù)期（指數(shù)生長(zhǎng)期）特點(diǎn)：（1）代謝活性強(qiáng)（2）世代時(shí)短而穩(wěn)定對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期1特點(diǎn)：生長(zhǎng)速率常數(shù)最大，繁殖數(shù)>死亡數(shù)代時(shí)短，即細(xì)胞每分裂一次所需的代時(shí)G（增代時(shí)間，generationtime）或原生質(zhì)增加一倍所需的倍增時(shí)間（doublingtime）最短.成分均勻酶活力高，酶系活躍，代謝旺盛。2三個(gè)重要

5、參數(shù)對(duì)數(shù)期（指數(shù)生長(zhǎng)期）Nt=2nN0n=3.33(lgNt-lgN0)G=t/n=0.301t/(lgNt-lgN0)n——繁殖代數(shù)G——世代時(shí)(每繁殖一代所需的時(shí)間)N0——對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期開(kāi)始微生物數(shù)量Nt——對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期經(jīng)過(guò)時(shí)間t后微生物數(shù)量穩(wěn)定期（最高生長(zhǎng)量期）特點(diǎn)：1、細(xì)菌數(shù)量增加率為0。2、部分細(xì)菌大量積累代謝產(chǎn)物。細(xì)菌數(shù)量增加率為0的原因?1特點(diǎn)：細(xì)胞數(shù)目不增加（R=0），即處于新繁殖的細(xì)胞數(shù)與衰亡的細(xì)胞數(shù)相等，或正生長(zhǎng)與負(fù)生長(zhǎng)相等的動(dòng)態(tài)平衡之中。菌體產(chǎn)量達(dá)到了最高點(diǎn)，而且菌體產(chǎn)量與營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消耗間呈現(xiàn)出一定的比例關(guān)系細(xì)胞長(zhǎng)、大代謝旺盛(RNA含量增加

6、)誘導(dǎo)酶迅速合成對(duì)不良條件敏感，抵抗力降低2穩(wěn)定期到來(lái)的原因主要是：營(yíng)養(yǎng)物尤其是生長(zhǎng)限制因子的耗盡；營(yíng)養(yǎng)物的比例失調(diào)，如C／N比值不合適；酸、醇、毒素或H20等有害代謝產(chǎn)物的累積；pH、氧化還原勢(shì)等物化條件越來(lái)越不適宜。3應(yīng)用穩(wěn)定期是以生產(chǎn)菌體或與菌體生長(zhǎng)相平行的代謝產(chǎn)物，例如單細(xì)胞蛋白、乳酸等為目的的一些發(fā)酵生產(chǎn)的最佳收獲期，也是對(duì)某些生長(zhǎng)因子例如維生素和氨基酸等進(jìn)行生物測(cè)定的必要前提。此外，由于對(duì)穩(wěn)定期到來(lái)的原因進(jìn)行研究，還促進(jìn)了連續(xù)培養(yǎng)技術(shù)的設(shè)計(jì)和研究。衰亡期1特點(diǎn)：個(gè)體死亡的速度超過(guò)新生的速度(繁殖數(shù)<死亡數(shù))，整個(gè)群體就呈現(xiàn)出負(fù)生長(zhǎng)（R<0）。細(xì)胞形態(tài)

7、多樣，例如會(huì)產(chǎn)生很多膨大、不規(guī)則的退化形態(tài)；有的微生物因蛋白水解酶活力的增強(qiáng)就發(fā)生自溶（autolysis）；有的微生物在這時(shí)產(chǎn)生或釋放對(duì)人類有用的抗生素等次生代謝產(chǎn)物；在芽抱桿菌中，芽抱釋放往往也發(fā)生在這一時(shí)期。2影響因素環(huán)境不利，分解代謝速度>>合成速度什么時(shí)期菌體代謝產(chǎn)物最多什么時(shí)期細(xì)菌細(xì)胞代謝活性最強(qiáng)什么時(shí)候細(xì)菌細(xì)胞總數(shù)最多什么時(shí)期細(xì)菌細(xì)胞生長(zhǎng)速度最快什么時(shí)期世代時(shí)間短而穩(wěn)定對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期最高生長(zhǎng)量最高生長(zhǎng)量對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期小結(jié)五、連續(xù)培養(yǎng)以一定流速輸入新鮮培養(yǎng)液并流出培養(yǎng)物，確保流出的老菌數(shù)等于新增殖數(shù)，使培養(yǎng)保持對(duì)數(shù)生長(zhǎng)的過(guò)程。優(yōu)點(diǎn)：一定生理狀態(tài)實(shí)

8、驗(yàn)材料提高工業(yè)生產(chǎn)效益連