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1、微生物的生長繁殖及其控制第六章生物個體由小到大的增長,即表現(xiàn)為細胞組分與結構在量方面的增加生長指生物個體數(shù)目的增加繁殖在單細胞微生物中,生長繁殖的速度很快,而且兩者始終交替進行,個體生長與繁殖的界限難以劃清,因此實際上常群體生長作為衡量微生物生長的指標。群體生長的實質是包含著個體細胞生長與繁殖交替進行的過程個體生長個體繁殖群體生長群體生長個體生長+個體繁殖由于微生物的個體極小,所以常用群體生長來反映個體生長的狀況第一節(jié)微生物純培養(yǎng)的獲得平板劃線分離法稀釋倒平板法單孢子或單細胞分離法利用選擇性培養(yǎng)基分離法1.平板劃線分離法用接種環(huán)以菌操
2、作沾取少許待分離的材料,在無菌平板表面進行平行劃線、扇形劃線或其他形式的連續(xù)劃線,如果劃線適宜的話,微生物能一一分散,經培養(yǎng)后,可在平板表面得到單菌落。2.稀釋倒平板法3.單孢子或單細胞分離法采取顯微分離法從混雜群體中直接分離單個細胞或單個個體進行培養(yǎng)以獲得純培養(yǎng)。在顯微鏡下使用單孢子分離器進行機械操作,挑取單孢子或單細胞進行培養(yǎng)。也可以采用特制的毛細管在載玻片的瓊脂涂層上選取單孢子并切割下來,然后移到合適的培養(yǎng)基進行培養(yǎng)。4.選擇性培養(yǎng)基分離法各種微生物對不同的化學試劑、染料、抗生素等具有不同的抵抗能力,利用這些特性可配制合適某種微
3、生物而限制其它微生物生長的選擇培養(yǎng)基,用它來培養(yǎng)微生物以獲得純培養(yǎng)。微生物純培養(yǎng)分離方法的比較分離方法應用范圍平皿劃線法方法簡便,多用于分離細菌稀釋倒平皿法即可定性,又可定量,用途廣泛單細胞挑取法局限于高度專業(yè)化的科學研究利用選擇培養(yǎng)基法適用于分離某些生理類型較特殊的第二節(jié)微生物生長的測定評價不同的抗菌物質對微生物產生抑制(或殺死)作用的效果;客觀地反映微生物生長的規(guī)律;評價培養(yǎng)條件、營養(yǎng)物質等對微生物生長的影響;微生物生長微生物生長測量方法個體計數(shù)法重量法生理指標法1.個體計數(shù)法a.直接法利用血球計數(shù)板,在顯微鏡下計算一定容積里樣品
4、中微生物的數(shù)量。缺點:不能區(qū)分死菌與活菌;不適于對運動細菌的計數(shù);需要相對高的細菌濃度;個體小的細菌在顯微鏡下難以觀察;b.簡接法原理是每個活細菌在適宜的培養(yǎng)基和良好的生長條件下可以通過生長形成菌落。2.重量法通過樣品中蛋白質、核酸含量的測定間接推算微生物群體的生物量;測定多細胞及絲狀真菌生長情況的有效方法以干重、濕重直接衡量微生物群體的生物量;3.生理指標測定法樣品中微生物數(shù)量多或生長旺盛,這些指標愈明顯,因此可以借助特定的儀器如瓦勃氏呼吸儀、微量量熱計等設備來測定相應的指標。常用于對微生物的快速鑒定與檢測微生物的生理指標,如呼吸強
5、度,耗氧量、酶活性、生物熱等與其群體的規(guī)模成正相關。第三節(jié)微生物的生長規(guī)律一、細菌群體生長規(guī)律在不補充營養(yǎng)物質或移去培養(yǎng)物,保持整個培養(yǎng)液體積不變條件下,以時間為橫坐標,以菌數(shù)為縱坐標,根據(jù)不同培養(yǎng)時間時細菌數(shù)量的變化,可以作出一條反映細菌在整個培養(yǎng)期間菌數(shù)變化規(guī)律的曲線。生長曲線生長曲線可分:延滯期對數(shù)期衰亡期穩(wěn)定期1.延滯期將少量菌種接入新鮮培養(yǎng)基后,在開始一段時間內菌數(shù)不立即增加,或增加很少,生長速度接近于零。也稱延遲期、適應期。遲緩期的特點:分裂遲緩、代謝活躍①通過遺傳學方法改變種的遺傳特性使遲緩期縮短;②利用對數(shù)生長期的細胞
6、作為“種子”;③盡量使接種前后所使用的培養(yǎng)基組成不要相差太大;④適當擴大接種量等方式縮短遲緩期,克服不良的影響。在工業(yè)發(fā)酵和科研中通常采取一定的措施縮短延滯期:2.對數(shù)期指數(shù)期的特點細菌數(shù)量呈對數(shù)增加生長速度常數(shù)R最大細胞進行平衡生長酶系活躍,代謝旺盛影響指數(shù)期微生物增代時間的因素菌種營養(yǎng)成分營養(yǎng)物的濃度發(fā)酵工業(yè)上盡量延長該期,以達到較高的菌體密度細菌研究中常用的三個參數(shù)(1)繁殖代數(shù)(n)指數(shù)生長方式:1248……2n設接種時細胞數(shù)為x1,時間為t1,到時間t2后,繁殖n代,細胞數(shù)為x2,它們之間的相互關系為:x2=x1*2n以對數(shù)
7、表示:㏒x2=㏒x1+n㏒2㏒x2-㏒x1∴n==3.322(㏒x2-㏒x1)㏒2(2)生長速度常數(shù)(R)n㏒x2-㏒x1R==t2–t1log2(t2–t1)(3)代時(G)1t2–t1G==R3.322(㏒x2-㏒x1)特點:1生長速率常數(shù)R等于02菌體產量達到了最高值3合成次生代謝產物4細胞內出現(xiàn)儲藏物質,芽孢菌內開始產生芽孢產生原因:營養(yǎng)物尤其是生長限制因子的耗盡營養(yǎng)物的比例失調,如碳氮比不合適有害代謝廢物的積累(酸、醇、毒素等)物化條件(pH、氧化還原勢等)不合適通過補充營養(yǎng)物質或取走代謝產物或改善培養(yǎng)條件,如對好氧菌進行通
8、氣、攪拌或振蕩等獲得更多的代謝產物3.穩(wěn)定期4.衰亡期特點:1R為負值2細胞的形態(tài)發(fā)生變化,出現(xiàn)不規(guī)則的衰退形3釋放次生代謝產物,芽孢等4菌體開始自溶產生原因:生長條件的進一步惡化,使細胞內的分解代謝大大超過合成代謝,繼