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1、微生物的生長(zhǎng)繁殖及其控制第六章生物個(gè)體由小到大的增長(zhǎng),即表現(xiàn)為細(xì)胞組分與結(jié)構(gòu)在量方面的增加生長(zhǎng)指生物個(gè)體數(shù)目的增加繁殖在單細(xì)胞微生物中,生長(zhǎng)繁殖的速度很快,而且兩者始終交替進(jìn)行,個(gè)體生長(zhǎng)與繁殖的界限難以劃清,因此實(shí)際上常群體生長(zhǎng)作為衡量微生物生長(zhǎng)的指標(biāo)。群體生長(zhǎng)的實(shí)質(zhì)是包含著個(gè)體細(xì)胞生長(zhǎng)與繁殖交替進(jìn)行的過程個(gè)體生長(zhǎng)個(gè)體繁殖群體生長(zhǎng)群體生長(zhǎng)個(gè)體生長(zhǎng)+個(gè)體繁殖由于微生物的個(gè)體極小,所以常用群體生長(zhǎng)來反映個(gè)體生長(zhǎng)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(xì)胞分離法利用選擇性培養(yǎng)基分離
2、法1.平板劃線分離法用接種環(huán)以菌操作沾取少許待分離的材料,在無菌平板表面進(jìn)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(jīng)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(xì)胞分離法采取顯微分離法從混雜群體中直接分離單個(gè)細(xì)胞或單個(gè)個(gè)體進(jìn)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(jìn)行機(jī)械操作,挑取單孢子或單細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)。也可以采用特制的毛細(xì)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(jìn)行培養(yǎng)。4.選擇性培養(yǎng)基分離法各種微生物對(duì)不同的化學(xué)
3、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生物而限制其它微生物生長(zhǎng)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(yīng)用范圍平皿劃線法方法簡(jiǎn)便,多用于分離細(xì)菌稀釋倒平皿法即可定性,又可定量,用途廣泛?jiǎn)渭?xì)胞挑取法局限于高度專業(yè)化的科學(xué)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(zhǎng)的測(cè)定評(píng)價(jià)不同的抗菌物質(zhì)對(duì)微生物產(chǎn)生抑制(或殺死)作用的效果;客觀地反映微生物生長(zhǎng)的規(guī)律;評(píng)價(jià)培養(yǎng)條件、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)等對(duì)微生物生長(zhǎng)的影響;微生物生長(zhǎng)微生物生長(zhǎng)
4、測(cè)量方法個(gè)體計(jì)數(shù)法重量法生理指標(biāo)法1.個(gè)體計(jì)數(shù)法a.直接法利用血球計(jì)數(shù)板,在顯微鏡下計(jì)算一定容積里樣品中微生物的數(shù)量。缺點(diǎn):不能區(qū)分死菌與活菌;不適于對(duì)運(yùn)動(dòng)細(xì)菌的計(jì)數(shù);需要相對(duì)高的細(xì)菌濃度;個(gè)體小的細(xì)菌在顯微鏡下難以觀察;b.間接法原理是每個(gè)活細(xì)菌在適宜的培養(yǎng)基和良好的生長(zhǎng)條件下可以通過生長(zhǎng)形成菌落。2.重量法通過樣品中蛋白質(zhì)、核酸含量的測(cè)定間接推算微生物群體的生物量;測(cè)定多細(xì)胞及絲狀真菌生長(zhǎng)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(biāo)測(cè)定法樣品中微生物數(shù)量多或生長(zhǎng)旺盛,這些指標(biāo)
5、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(jì)等設(shè)備來測(cè)定相應(yīng)的指標(biāo)。常用于對(duì)微生物的快速鑒定與檢測(cè)微生物的生理指標(biāo),如呼吸強(qiáng)度,耗氧量、酶活性、生物熱等與其群體的規(guī)模成正相關(guān)。第三節(jié)微生物的生長(zhǎng)規(guī)律一、細(xì)菌群體生長(zhǎng)規(guī)律在不補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)或移去培養(yǎng)物,保持整個(gè)培養(yǎng)液體積不變條件下,以時(shí)間為橫坐標(biāo),以菌數(shù)為縱坐標(biāo),根據(jù)不同培養(yǎng)時(shí)間時(shí)細(xì)菌數(shù)量的變化,可以作出一條反映細(xì)菌在整個(gè)培養(yǎng)期間菌數(shù)變化規(guī)律的曲線。生長(zhǎng)曲線生長(zhǎng)曲線可分:延滯期對(duì)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(shí)
6、間內(nèi)菌數(shù)不立即增加,或增加很少,生長(zhǎng)速度接近于零。也稱延遲期、適應(yīng)期。遲緩期的特點(diǎn):分裂遲緩、代謝活躍①通過遺傳學(xué)方法改變種的遺傳特性使遲緩期縮短;②利用對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的細(xì)胞作為“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(dāng)擴(kuò)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(duì)數(shù)期指數(shù)期的特點(diǎn)細(xì)菌數(shù)量呈對(duì)數(shù)增加生長(zhǎng)速度常數(shù)R最大細(xì)胞進(jìn)行平衡生長(zhǎng)酶系活躍,代謝旺盛影響指數(shù)期微生物增代時(shí)間的因素菌種營(yíng)養(yǎng)成分營(yíng)養(yǎng)物的濃度細(xì)菌研究中常用的三個(gè)參數(shù)(1)
7、繁殖代數(shù)(n)指數(shù)生長(zhǎng)方式:1248……2n設(shè)接種時(shí)細(xì)胞數(shù)為x1,時(shí)間為t1,到時(shí)間t2后,繁殖n代,細(xì)胞數(shù)為x2,它們之間的相互關(guān)系為:x2=x1*2n以對(duì)數(shù)表示:㏒x2=㏒x1+n㏒2㏒x2-㏒x1∴n==3.322(㏒x2-㏒x1)㏒2(2)生長(zhǎng)速度常數(shù)(R)n㏒x2-㏒x1R==t2–t1log2(t2–t1)(3)代時(shí)(G)1t2–t1G==R3.322(㏒x2-㏒x1)特點(diǎn):1生長(zhǎng)速率常數(shù)R等于02菌體產(chǎn)量達(dá)到了最高值3合成次生代謝產(chǎn)物4細(xì)胞內(nèi)出現(xiàn)儲(chǔ)藏物質(zhì),芽孢菌內(nèi)開始產(chǎn)生芽孢產(chǎn)生原因:營(yíng)
8、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(shì)等)不合適通過補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)或取走代謝產(chǎn)物或改善培養(yǎng)條件,如對(duì)好氧菌進(jìn)行通氣、攪拌或振蕩等獲得更多的代謝產(chǎn)物3.穩(wěn)定期4.衰亡期特點(diǎn):1R為負(fù)值2細(xì)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(chǎn)物,芽孢等4菌體開始自溶產(chǎn)生原因:生長(zhǎng)條件的進(jìn)一步惡化,使細(xì)胞內(nèi)的分解代謝大大超過合成代謝,繼而導(dǎo)致菌體的死亡二、同步培養(yǎng)1.概念同步培養(yǎng)