生長繁殖和生長因子課件.ppt

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1、第五章微生物生長繁殖與生存因子1第一節(jié)微生物的生長繁殖生長繁殖生長是一個逐步發(fā)生的量變過程，繁殖是一個產(chǎn)生新的生命個體的質(zhì)變過程。從生長到繁殖，即由量變到質(zhì)變的過程叫發(fā)育。在高等生物里這兩個過程可以明顯分開，但在低等特別是在單細胞的生物里，由于細胞小，這兩個過程是緊密聯(lián)系又很難劃分的過程。2微生物細胞合適的外界條件，吸收營養(yǎng)物質(zhì)，進行代謝。當同化作用速度大于異化作用微生物的細胞不斷增長，即原生質(zhì)的總量（重量、體積、大?。┎粩嘣黾印獋€體的生長群體內(nèi)每個個體的進一步生長群體的生長生長繁殖細胞個體生長到一定程度，通過特定方式產(chǎn)生新的生命個

2、體，即引起個體數(shù)量增加的生物學過程。3一、研究微生物生長的方法由于微生物個體小，研究單個微生物生長困難，所以一般研究其群體生長。培養(yǎng)群體的方法有分批培養(yǎng)和連續(xù)培養(yǎng)，這兩種方法既可以用于混合菌種培養(yǎng)，也可以用于純種培養(yǎng)。在污水生物處理中這兩種方法均有應用。4（一）分批培養(yǎng)：通常情況實驗室的微生物培養(yǎng)都采用分批培養(yǎng)，這種培養(yǎng)只有開始時的一次投料和接種微生物，保持一定的溫度、pH和溶解氧量，微生物根據(jù)營養(yǎng)變化自行生滅。微生物在培養(yǎng)過程中的生長速度隨時間而發(fā)生有規(guī)律的變化。5細菌的生長曲線：將少量純種細菌接種到一定量的液體培養(yǎng)基內(nèi)，在適宜的溫

3、度下培養(yǎng)，并定時取樣測定活細菌的重量和數(shù)目的變化，以活細菌重量或活細菌個數(shù)的對數(shù)為縱坐標，以培養(yǎng)時間為橫坐標作圖，所得的曲線即為細菌的生長曲線。1.生長曲線6微生物生長的典型曲線可以分為6個階段：遲緩期、加速期、對數(shù)期、減速期、靜止期和衰亡期72．細菌數(shù)量生長曲線穩(wěn)定期衰老期細菌數(shù)目的對數(shù)值0時間t細菌的數(shù)量很大，都是10的n次方，取對數(shù)作圖時方便，0~10代表1～1010總菌數(shù)活菌數(shù)緩慢期對數(shù)期800時間細菌數(shù)生長速度緩慢期對數(shù)期穩(wěn)定期衰亡期活菌數(shù)總菌數(shù)細菌生長曲線（按細菌數(shù)目的對數(shù)繪制）9（1）緩慢期時間t細菌數(shù)目的對數(shù)值緩慢期0

4、提問：為什么會出現(xiàn)緩慢期呢？適應環(huán)境（合成相應的酶），營養(yǎng)儲備（用于復制合成）曲線平緩。初：細菌數(shù)目不增加，體積增長快。后：個別菌體繁殖，個數(shù)少許增加。細胞代謝活力強，大量誘導酶的合成。應用：縮短此期，提高設備利用率。10在實際工作中如接種菌種以啟動新的水處理設施，投加新鮮污泥時，接種的細菌不習慣于新環(huán)境，會出現(xiàn)或長或短的緩慢期，緩慢期的出現(xiàn)會增加操作時間，降低工作效率采用處于高效菌群對數(shù)期的菌種、增大接種量、盡量保持接種前后所處的培養(yǎng)介質(zhì)和條件一致等方法來縮短或消除緩慢期。提問：我們可以通過哪些手段縮短緩慢期呢？11一旦細菌細胞的生

5、理修復或調(diào)整完成，延遲期即告結束，細胞開始進入快速分裂階段。細菌數(shù)目X增長率倍率的對數(shù)與時間成正比。（2）對數(shù)期logphase這一時期細胞數(shù)目的增加以2n級數(shù)進行。12①細菌代時的計算細菌的代時即世代時間，或稱倍增時間是指細菌繁殖一代即個體數(shù)目增加一倍的時間。細菌在不同的生長期，不同培養(yǎng)溫度、pH、營養(yǎng)物濃度和性質(zhì)的情況下，倍增時間不一樣，對數(shù)期的細菌細胞代謝活性最強，組成新細胞物質(zhì)最快，細菌數(shù)目呈幾何級數(shù)增加，代時穩(wěn)定，因此細菌代時的測定必須以對數(shù)期的生長細胞作為對象。其測定計算如下：13在對數(shù)期分別測定t0時刻與t時間細菌的數(shù)量

6、X0與X，基于細菌的二分裂生長t1t21→2→22→23（（22）×2）→24→25……2nX1→……X1·24→……X1·2n(n=1、2、3…)…Xnn就是細菌的代數(shù)Xn＝X1·2n14分裂快，數(shù)目增多。活菌數(shù)≈總菌數(shù)曲線直線上升此時細胞的大小、組成、生理特征等均趨于一致，代謝活躍，生長速率高，代時穩(wěn)定。不同細菌對數(shù)期的生長速率變化很大，這與菌種本身的遺傳特性有關，同時受環(huán)境條件(如溫度、培養(yǎng)基成分等)的影響。②特點如大腸桿菌在20℃時其代時是35℃條件下的2倍；傷寒桿菌在含0.125％的蛋白胨培養(yǎng)基中的代時為800min，而在含

7、1.0％時僅為40min。應用：接種用的好種子代謝、生理研究的好材料細菌數(shù)目的對數(shù)值0時間t緩慢期對數(shù)期15如果對數(shù)期的細胞分裂不受節(jié)制的連續(xù)進行，理論上一個代時為20min，重10－12g的細菌，經(jīng)過48h的對數(shù)生長之后，其群體重量可達到地球重量的4000倍。然而由于營養(yǎng)物的有限，這種情況不會發(fā)生。在一個封閉的系統(tǒng)中，細菌的對數(shù)生長只能維持一個短暫的時期，最終生長將會降低，代時延長，細胞活力減退。此時新生的細胞數(shù)目與死亡的細胞數(shù)目相等，總菌數(shù)達到最大值，活菌數(shù)保持基本恒定，故將其稱為穩(wěn)定期。（3）穩(wěn)定期（stationaryphas

8、e(靜止期））16①開始積累儲藏物，養(yǎng)料消耗多；②芽孢形成，抗生素產(chǎn)生；③繁殖速率下降，死亡速率上升；④新增菌≈死亡菌⑤曲線平坦應用：發(fā)酵產(chǎn)物形成的重要時期（抗生素、氨基酸等），生產(chǎn)上應盡量延長此期，提高產(chǎn)量穩(wěn)定期0t時