細(xì)菌的生長(zhǎng)繁殖與變異 PPT.ppt

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1、第二節(jié)細(xì)菌的生長(zhǎng)繁殖與變異（一）細(xì)菌生長(zhǎng)繁殖的條件1.營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)2.溫度3.pH4.氣體一、細(xì)菌的生長(zhǎng)繁殖1.營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)細(xì)菌生長(zhǎng)繁殖需要豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，包括水、碳水化合物、氮化物、無(wú)機(jī)鹽、生長(zhǎng)因子等。2.溫度依據(jù)細(xì)菌對(duì)溫度的需求不同，可以將其分為嗜冷菌、嗜溫菌、嗜熱菌三大類。病原菌一般為嗜溫菌，適宜的生長(zhǎng)溫度為15～40℃，并且大多數(shù)病原菌的最適溫度為37℃。3.pH大多數(shù)細(xì)菌的最適pH為7.2～7.6，許多細(xì)菌在代謝過(guò)程中分解糖，產(chǎn)生酸，使pH下降，抑制細(xì)菌生長(zhǎng)。4.氣體與細(xì)菌生長(zhǎng)繁殖有關(guān)的氣體主要是氧氣和二氧化碳，此外，有些固氮菌能夠固定

2、空氣中的氮?dú)?。根?jù)細(xì)菌對(duì)氧的需要情況分為：專性需氧菌（aerobe）:必須在有氧的環(huán)境中才能生長(zhǎng)繁殖。如結(jié)核分枝桿菌專性厭氧菌（anaerobe）:缺乏呼吸酶，只有在無(wú)氧狀態(tài)下才能生長(zhǎng)。如破傷風(fēng)芽胞梭菌兼性厭氧菌（facultativeanaerobe）:在有氧或無(wú)氧狀態(tài)下均能生長(zhǎng)，但在有氧時(shí)生長(zhǎng)較好。大多數(shù)病原菌屬于此類。微需氧菌:在低氧狀態(tài)下生長(zhǎng)最好。（二）細(xì)菌生長(zhǎng)繁殖的方式與速度細(xì)菌主要以二分裂方式進(jìn)行無(wú)性繁殖，一個(gè)細(xì)菌分為兩個(gè)菌體所需的時(shí)間稱為世代時(shí)間，簡(jiǎn)稱世代。在適宜的人工條件下，多數(shù)細(xì)菌的世代為20～30min。如果按20min

3、繁殖一代計(jì)算，10h后，一個(gè)細(xì)菌可以繁殖10億個(gè)以上的細(xì)菌。細(xì)菌細(xì)胞的分裂是從染色體的復(fù)制開(kāi)始的。為了使遺傳物質(zhì)能均等地分配給兩個(gè)子代細(xì)胞，染色體的復(fù)制與細(xì)胞分裂需要配合密切。（三）細(xì)菌群體生長(zhǎng)及生長(zhǎng)曲線細(xì)菌生長(zhǎng)曲線是專指單細(xì)胞微生物的。它是將少量的單細(xì)胞微生物接種純種到一定容積的液體培養(yǎng)基后，在適宜的條件下培養(yǎng)，定時(shí)取樣測(cè)定細(xì)胞數(shù)量。以細(xì)胞增長(zhǎng)數(shù)目的對(duì)數(shù)做縱坐標(biāo)，以培養(yǎng)時(shí)間做橫坐標(biāo)，繪制一條如圖所示的曲線，我們稱這條曲線為細(xì)菌的生長(zhǎng)曲線。根據(jù)生長(zhǎng)曲線的變化規(guī)律，可以把生長(zhǎng)曲線分為四個(gè)時(shí)期：延遲期、對(duì)數(shù)期、穩(wěn)定期、衰亡期。1.延遲期又稱停滯

4、期，是微生物細(xì)胞進(jìn)入一個(gè)新環(huán)境的適應(yīng)時(shí)期。此時(shí)的微生物數(shù)量不增加，細(xì)胞的形態(tài)變大或者變長(zhǎng)。處在延遲期的細(xì)胞代謝能力強(qiáng)，對(duì)外界的理化因素敏感，細(xì)胞代謝活躍，積累了足夠的酶、輔酶和中間代謝產(chǎn)物。為細(xì)胞分裂增殖做準(zhǔn)備。2.對(duì)數(shù)期又稱指數(shù)期，是細(xì)菌細(xì)胞適應(yīng)了新的環(huán)境后生長(zhǎng)最為旺盛的一個(gè)時(shí)期，在此時(shí)期細(xì)胞的數(shù)目以幾何級(jí)數(shù)增長(zhǎng)，故稱對(duì)數(shù)期。對(duì)數(shù)期有以下幾個(gè)特點(diǎn)：1）生長(zhǎng)速率常數(shù)最大2）細(xì)胞平衡生長(zhǎng)，菌體內(nèi)的成分最為均勻3）酶系活躍，代謝旺盛從以上幾個(gè)特點(diǎn)可以看出，此時(shí)期是研究菌體的最佳時(shí)期。3.穩(wěn)定期又稱恒定期或最高生長(zhǎng)期。這個(gè)時(shí)期的特點(diǎn)是生長(zhǎng)速率常數(shù)

5、為0，即新繁殖的細(xì)胞數(shù)目與死亡的細(xì)胞數(shù)目相等。這時(shí)菌體的產(chǎn)量達(dá)到最高點(diǎn)。在穩(wěn)定期，細(xì)胞開(kāi)始儲(chǔ)藏糖原、異染粒和脂肪等貯藏物，多數(shù)的芽孢菌在這時(shí)產(chǎn)生芽孢，有些微生物在穩(wěn)定期時(shí)還開(kāi)始合成抗生素等次生代謝產(chǎn)物。4.衰亡期在衰亡期中，個(gè)體的死亡速度超過(guò)個(gè)體的新生速度，因此，整個(gè)群體就呈現(xiàn)負(fù)增長(zhǎng)，活細(xì)胞的數(shù)目明顯下降。這時(shí)，細(xì)胞形態(tài)多樣，例如會(huì)產(chǎn)生很多膨大、不規(guī)則的退化形態(tài)；有些微生物因蛋白水解酶活力的增強(qiáng)而發(fā)生自溶；有些微生物會(huì)在此時(shí)期釋放對(duì)人類有用的抗生素等次生代謝產(chǎn)物；在芽孢桿菌中，芽孢的釋放往往也發(fā)生在這一時(shí)期。微生物生長(zhǎng)規(guī)律對(duì)工業(yè)生產(chǎn)的指導(dǎo)：

6、（1）縮短延遲期延遲期的存在則使發(fā)酵周期延長(zhǎng)，為提高設(shè)備的使用率及降低生產(chǎn)成本則需縮短延遲期。（2）把握對(duì)數(shù)期連續(xù)投放或補(bǔ)加發(fā)酵原料，會(huì)使菌體隨營(yíng)養(yǎng)濃度增加而生長(zhǎng)速率上升，從而可獲得大量的菌體。微生物生長(zhǎng)規(guī)律對(duì)工業(yè)生產(chǎn)的指導(dǎo)：（3）延長(zhǎng)穩(wěn)定期對(duì)于合成產(chǎn)物與微生物細(xì)胞的形成過(guò)程同步的，穩(wěn)定期的末期為最佳收獲期，因此，延長(zhǎng)穩(wěn)定期可以獲得更多的產(chǎn)品。（4）監(jiān)控衰亡期微生物在衰亡期，細(xì)胞活力明顯下降，同時(shí)由于逐漸積累的代謝毒物可能會(huì)與代謝產(chǎn)物起某種反應(yīng)或影響提純，或使其分解。因而必須掌握時(shí)間，在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候結(jié)束發(fā)酵。（三）細(xì)菌的人工培養(yǎng)培養(yǎng)基：用人工

7、方法配制的適合于細(xì)菌生長(zhǎng)繁殖的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。一、培養(yǎng)基（一）按培養(yǎng)基的物理性狀不同分類液體培養(yǎng)基半固體培養(yǎng)基固體培養(yǎng)基（二）按培養(yǎng)基的用途不同分類：基礎(chǔ)培養(yǎng)基營(yíng)養(yǎng)培養(yǎng)基選擇培養(yǎng)基鑒別培養(yǎng)基厭氧培養(yǎng)基二、細(xì)菌在液體培養(yǎng)基中的生長(zhǎng)現(xiàn)象菌膜生長(zhǎng)沉淀生長(zhǎng)混濁生長(zhǎng)對(duì)照二、細(xì)菌在半固體培養(yǎng)基中的生長(zhǎng)現(xiàn)象沿穿剌線生長(zhǎng)向四周擴(kuò)散生長(zhǎng)二、細(xì)菌在固體培養(yǎng)基中的生長(zhǎng)現(xiàn)象菌落：由單個(gè)細(xì)菌分裂繁殖后形成一堆肉眼可見(jiàn)的細(xì)菌集團(tuán)。可根據(jù)菌落大小、形狀、顏色、邊緣、氣味、透明度、表面光滑度、濕潤(rùn)度及溶血情況等特片初步鑒定細(xì)菌。各種細(xì)菌的菌落三、人工培養(yǎng)細(xì)菌的意義：細(xì)菌性疾病

8、的診斷細(xì)菌的鑒定與研究生物制品的制備細(xì)菌學(xué)指標(biāo)的檢測(cè)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和基因工程中的應(yīng)用二細(xì)菌的代謝產(chǎn)物一、與致病有關(guān)的代謝產(chǎn)物1.毒素（toxins）包括內(nèi)毒素和外毒素外毒素(exo