2010-第六章_生长及其控制
第六章微生物的生长及其控制
第六章微生物的生长及其控制微生物不论其在自然条件下还是在人为条件下发生作用，都是通过“以数取胜”或“以量取胜”。
生长和繁殖就是保证微生物获得巨大数量的必要前提。
微生物生长是指由于细胞成分的增加导致微生物的个体大小、群体数量或两者的增长。
个体细胞生长：细胞内组分的增加，导致细胞总量（体积、质量、大小）扩个体繁殖：是微生物个体生长到一定阶段，由于细胞结构的复制与重建并通由于微生物个体微小，以个体为对象研究其生长和繁殖十分不便，常以群体数量的变化来研究微生物的生长。
在微生物学中，凡说“生长”一般均指群体生长，这与研究大型生物有所不同。
群体生长：指在一定时间和条件下，微生物细胞总量的增加。
既有量变也有质变。
三者之间的关系：个体生长→个体繁殖→群体生长群体生长＝个体生长＋个体繁殖第一节测定生长繁殖的方法测定生长的方法是以原生质含量的增加为基础，测定繁殖是建立在计算个体数目上。
一、测生长量直接方法：测菌体细胞（数）量、菌体体积、菌体质量等；间接方法：根据细胞内某种物质的含量或某种代谢活动强度间接测定。
（一）直接法1、测体积这是一种粗放的方法。
将待测培养液放在刻度离心管中作自然沉降或离心沉降，观察其体积。
污泥沉降比（SV）：为含有污泥的混合液在量筒中静置30 min后所形成的沉淀污泥的容积占原混合液容积的百分数，以%表示。
又叫30 min沉淀率。
该参数是评定活性污泥质量的重要指标之一。
正常范围为15-30%。
2、称重此法的原理是根据每个细胞有一定的重量而设计的。
它可以用于单细胞、多细胞以及丝状体微生物生长的测定。
包括称干重（DCW）和湿重。
将一定体积的样品通过离心或过滤将菌体分离出来，经洗涤，再离心后直接称重，求出湿重。
如果是丝状体微生物，过滤后用滤纸吸去菌丝之间的自由水，再称重求出湿重。
不论是细菌样品还是丝状菌样品，可以将它们放在已知重量的平皿或烧杯内，于105℃烘干至恒重，取出放入干燥器内冷却，再称量，求出微生物干重。
农业微生物学教案
四、教案内容1、 生物的化学组成 15分2、 营养物质及功能 25分-二微生物的营养类型 20分三' 微生物吸收营养物质的机制1、 单纯扩散 7分2、 促进扩散 8分3、 主动运输 12分4、 集团转位 13分第四章微生物的营养了解微生物的生长所需营养要素和营养特点，掌握微生物的营养类型、营养物主要内容四、培养基 1、概念要求质进入细胞方式、培养基的类型及配制原则和方法重点 重点:难点 难点:三、氢离子浓度 四、氧气和氧化还原电位 五、光照与辐射 六、化学杀菌剂和抑菌剂第四节 有害微生物生长的控制二、消毒与灭菌的方法1、物理灭菌(1 )热力灭菌(2)紫外线灭菌(3)其他灭菌方法2、化学灭菌 第七章微生物的生态掌握微生物在生态系统中的作用；生态环境中的微生物种群、微生物与环境保微生物与动植物的关系；微生物在生态系统中的作用；微生物与环境保护难点主要内容二、水分及其可给性 10分10分、消毒与灭菌的概念15分35分要求护的关系重点主要内容主要内容第一节微生物接种剂一、微生物接种剂的概念、性质特点15 分二、微生物接种剂的应用1.根瘤菌剂10 分2.固氮细菌制剂10 分3.促生细菌剂10 分4.菌根菌 5 分第二节微生物农药一、微生物农药的性质和种类10 分二、微生物农药的应用1.细菌杀虫剂分10分2.杀虫抗生素103.真菌杀虫剂分104.其他微生物杀虫剂10分。
微生物的生长繁殖及其控制
注意：要三个以上重复平板平均计数；不适合丝状菌
C，比浊法 在一定波长下，测定菌悬液的光密度，以光密度 (optical density, 即O.D.)表示菌量。 注意： 测量应在菌浓度与O.D.成正比的线性范围内，否则不准
2.重量法 测定多细胞及丝状真菌生长情况的有效方法。 以干重（105℃）、湿重直接衡量微生物群体
P146
1.个体计数法 A.直接法
利用血球 计数板， 在显微镜 下计算一 定容积里 样品中微 生物的数 量。
缺点：
不适于1对m运m动2 细菌2的5（计1数6）；中格 需要相对高1的6（细2菌5浓）度小；格， 个体小的细共菌4在00显小微格镜下难以观察；
B.简接法
原理是每个活细菌在适宜的培养基和良好的生长条件下可 以通过生长形成菌落。
• 高密度培养常用于重组蛋白质药物的生产; • 主要的优势:节约成本.
六、微生物培养法概论
• 实验室培养法; • 生产实践中微生物培养法;
实验室培养法
固体培养法
好氧菌：斜面、琼脂平板等
厌氧菌：高层琼脂柱、、厌氧 培养皿、厌氧罐等
液体培养法
试管液体培养 三角瓶液体培养 摇瓶培养 台式发酵罐
生产实践中微生物培养法
μ ：比生长速率，每单位数量细菌
在单位时间增加的量 t：培养时间
重要参数:
（1）繁殖代数（n）
x2=x1·2n 以对数表示： lgx2=lgx1+nlg2
n= 3.322 (lgx2-lgx1)
（2）比生长速率常数（μ）
lgNt - lgN0) μ=
t - t0
（3）代时（G）:在群体生长里,细菌数量增加一
第六章 微生物的生长及其控制1
获得同步生长的方法： 获得同步生长的方法：
同步培养法
诱导法
筛选法
化化化化 物物化化
过过过 区区区区区区区区过 膜膜膜过
获得同步生长的方法主要有两类： 获得同步生长的方法主要有两类：
环境条件诱导法：变换温度、光线、培养基等。 环境条件诱导法：变换温度、光线、培养基等。造成与正常细 胞周期不同的周期变化。 胞周期不同的周期变化。 机械筛选法：选择性过滤、梯度离心。物理方法，随机选择， 机械筛选法：选择性过滤、梯度离心。物理方法，随机选择， 不影响细胞代谢。 不影响细胞代谢。
☆以细菌为例介绍无分支单细胞微生物群体生长规律，其结 以细菌为例介绍无分支单细胞微生物群体生长规律， 论也基本适用于酵母菌。 论也基本适用于酵母菌。 ☆生长曲线代表了细菌在新的环境中从开始生长、分裂直至 生长曲线代表了细菌在新的环境中从开始生长、 死亡的整个动态变化过程。 死亡的整个动态变化过程。 ☆每种细菌都有各自的典型生长曲线，但它们的生长过程却 每种细菌都有各自的典型生长曲线， 有着共同的规律性。一般可以将生长曲线划分为四个时期。 有着共同的规律性。一般可以将生长曲线划分为四个时期。
二、以数量变化对微生物生长情况进行测定 （一）直接法
将待测样品制成菌悬液，适当稀释， 将待测样品制成菌悬液，适当稀释，加入血球计数板方 格网的计数室内，在显微镜下直接计数； 格网的计数室内，在显微镜下直接计数；因为计数室的 体积一定， 体积一定，所以能够计算出每毫升待测样品中的细胞个 数； 特点：全菌计数，不区分死菌与活菌； 特点：全菌计数，不区分死菌与活菌； 适用于单细胞微生物：细菌、酵母菌； 适用于单细胞微生物：细菌、酵母菌； 要点：菌悬液浓度应在 个细胞/毫升左右 毫升左右； 要点：菌悬液浓度应在108个细胞 毫升左右；
第六章微生物的生长及其控制
t2 - t1
3.322(lgx2-lgx1) t2 - t1
3.322(lgx2-lgx1)
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一些细菌的代时
菌名
培养基 培养温度 代时
E. coli（大肠杆菌） 肉汤
37℃ 17min
E. coli
牛奶
37
12.5
Enterobacter aerogenes（产气肠细菌）
肉汤或牛奶 37
一般连续培养器 固定化细胞连续培养器
实验室科研用：连续培养器 发酵生产用：连续发酵罐
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（1）恒浊器 — 恒浊连续培养
Ø特点：基质过量，微生物始终以最高速率进行生长 ，并可在允许范围内控制不同的菌体密度；但工艺 复杂，烦琐。 Ø使用范围：用于生产大量菌体、生产与菌体生长相 平行的某些代谢产物，如乳酸、乙醇等。
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（二）指数期
1、特点： Ø 生长速率常数R最大，即代时最短; Ø细胞进行平衡生长，菌体大小、形态、生理特征等比较一致; Ø酶系活跃，代谢最旺盛。
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x2
2、指数期中的的
三个重要参数
x1
t1
t2
u繁殖代数 n=3.322(lgx2-lgx1)
u生长速率常数R= u代时G=
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（三）稳定期
1、特点： （1）R=0，即处于新繁殖的细胞数与衰亡的细胞数相等，或正生长与负生长相等的动态平衡之中。 （2）菌体产量达到了最高点。 （3）菌体产量与营养物质的消耗间呈现出有规律的比例关系。 （4）细胞内开始积聚糖原、异染颗粒和脂肪等内含物；芽孢杆菌一般在这时开始形成芽孢； （5）通过复杂的次生代谢途径合成各种次生代谢物。
第六章 微生物生长
恒化连续培养
随着细菌的生长，限制性因子的浓
度降低，致使细菌生长速率受限，但同 时通过自动控制系统来保持限制因子的 恒定流速，不断予以补充，就能使细菌 保持恒定的生长速率。 常见的限制性营养物质有作为氮源 的氨、氨基酸；作为碳源的葡萄糖、乳 酸及生长因子，无机盐等。
三、同步培养
微生物细胞极其微小，但它也有一个自小到大 的过程，即个体生长。要研究微生物的个体生 长，在技术上是极为困难的。 目前主要使用的方法是： 同步培养技术分析细胞各阶段的生物化学特性 变化。 电子显微镜观察细胞的超薄切片。
死亡原因？ 营养短缺；代谢毒物增 多；pH、Eh改变；溶氧 不足。
t
时间
稳定期与生产实践
指导思想：延长稳定期。 措施： 1.调节pH； 2.注意降温、通风； 3.中和排除有毒代谢产物； 4.稳定期是生产收获时期，注意把握好收获时机。
（4）衰亡期（老年）
死亡率＞出生率 ？ 细胞畸形 细胞死亡,出现自溶 有的微生物细胞产生或释放出一些产物。 如氨基酸、转化酶、抗生素等。现象。
单细胞微生物典型生长曲线
生 长 速 + 率 0 指 数 期
延滞期 指数期 稳定期 衰亡期
_
菌 数 目 的 对 数 值
延 滞 期
总菌数
稳定期
衰 亡 期
活菌数
0 时间t
微生物的数量很大，都是10的n次方，取对数作图时 方便，0-10代表1～1010
（1）延滞期－“万事开头难”
特征： 代谢活跃，个体体积、重量增加，
（2）指数期（青年）
快，平均代时（繁殖一代的时间）最短， 生长速率常数最大。 细胞的化学组成、形态、生理特性比较一致。
06第六章 微生物的生长及控制
1. 微生物生长繁殖的pH值
大多数细菌、放线菌喜欢生活在中性偏碱的环境中， 细菌最适的pH在7.0~8.0之间，放线菌的最适pH在7.5~8.5 之间； 而酵母菌和霉菌刚好相反，适合在偏酸的条件下生 长，霉菌的最适pH值在4.0~5.8之间，酵母菌在3.8~6.0之 间。
2. pH值对微生物生长的影响
稀释倒平板法
操作较麻烦，对 好氧菌、热敏感 菌效果不好！
2. 膜过滤培养法
菌数低的样品（如水）→ 膜过滤 → 培养 → 菌落计数
3. 显微镜直接计数法
缺点：
① 不能区分死菌与活菌 ② 不适于对运动细菌的计数 ③ 需要相对高的细菌浓度 ④ 个体小的细菌在显微镜下难以观察
4. 比浊法
5. 重量法
为什么氧气存在能够抑制甚至杀死厌氧菌？
氧气进入菌体后，能接受电子而产生不同还原性的氧 离子，如过氧离子、过氧化物自由基。过氧化物自由基和过 氧离子都是很强的氧化剂，对微生物有毒，能氧化微生物过 程中所必需的酶。 好氧菌、兼性需氧菌以及微量需氧菌体内含有过氧化 物歧化酶（SOD)和过氧化氢酶。这两种酶能将过氧化物自由 基和过氧离子还原成没有毒性的水分子，所以它们不会被氧 气所杀死。耐氧菌虽没有过氧化氢酶，但有过氧化物酶，能 合成SOD，而不会被氧毒害。 厌氧菌体内都没有这些酶，所以不能忍受氧气。
将单位体积培养液中的菌体，用清水洗净， 然后放入干燥器内加热或减压干燥，最后测定其 干重。一般来说，干重约为湿重的10~20%，即 1mg干菌 = 5~10mg湿菌 = 4~5×109个菌体。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 6.氮量法(生理指标法)
微生物细胞的含氮量一般比较稳定，所以 常作为生长量的指标。如细菌含氮量约为菌体 干重的14%。含氮量乘以6.25即可粗测出其蛋白 质含量。
微生物学课后习题(第二部分)
微生物学课后习题（第二部分）第六章微生物的生长及其控制复习思考题1.名词解释:生长,繁殖,活菌染色法,菌落形成单位(cfu),同步生长,生长产量常数(Y),恒浊器,怛化器,连续发酵,嗜冷菌,中温菌,嗜热菌,最适生长温度,专性好氧菌,兼性厌氧菌,微好氧菌,耐氧菌,厌氧菌,超氧阴离子自由基,超氧化物岐化酶(SOD),PRAS培养基,厌氧罐,亨盖特滚管技术,厌氧手套箱,摇瓶培养,曲,曲法培养,通风曲,污染,巴氏消毒法,间歇灭菌法,连续加压蒸气灭菌法,梅拉特反应,石碳酸系数,抗生素,抗代谢药物,选择毒力,(抗生素)效价,半合成抗生素,6-APA,生物药物素。
2.什么叫典型生长曲线?它可分几期?划分的依据是什么? 3.延滞期有何特点?如何缩短延滞期?4.指数期有何特点?处于此期的微生物有何应用?5.什么叫生长速率常数(R)?什么叫代时(G)?它们如何计算?6.稳定期为何会到来?有何特点?7.什么叫连续培养?有何优点?为何连续时间是有限的? 8.什么是高密度培养,如何保证好氧菌的高密度培养? 9.目前,一般认为氧对厌氧菌毒害的机机制是什么?10.微生物培养过程中pH变化的规律如何?如何调整? 11.微生物培养装置的类型和发展有哪些规律?12.什么叫发酵罐?试用简图表示并注明其主要构造和运转要点。
13.现代试验室中,培养厌氧菌的“三大件”是什么?试设计一表格比较三者的特点。
14.试述生产实践上微生物培养装置发展的几大趋势,并总结其中的一般规律。
15.试列表比较灭菌、消毒、防腐和化疗的异同,并各举若干实例。
16.利用加压蒸气对培养基进行灭菌时,常易带来哪些不利影响?如何避免? 17.影响湿热灭菌效果的主要因素有哪些?在实践中应如何正确对待? 18.试以磺胺及其增效剂TMF 为例,说明化学治疗剂的作用机制。
19.什么叫抗菌谱?试举五例。
20.抗生素对微生物的作用机制分几类?试各举一例。
21.什么叫抗药性(耐药性)?其产生途径有哪些?试以磺胺药为例加以说明。
微生物学-第六章 微生物的生长及其控制
步骤：
菌悬液通过微孔滤膜，细胞吸附其上；反置滤膜，以新鲜 培养液通过滤膜，洗掉浮游细胞；除去起始 洗脱液 后就可 以得 到刚刚分裂下来 的新生细胞， 即为同步培养。
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二、单细胞微生物的典型生长曲线
1.平板菌落计数法
最常用的活菌计数法。将适当稀释的菌液倾注平板 或涂布在平板表面，经适当温度培养后，以平板上出 现的菌落数乘以稀释度就可计数出原菌液的含菌量。 直径9cm 的平板上出现菌落数一般以50～500个为 宜。按照国家标准规定的样品菌落数总数测定的计数 原则，以平板菌落数在30～300个之间为报告依据。 适用范围： 中温、好氧和兼性厌氧、能在营养琼脂上生长的微 生物。
生长曲线概念： 定量描述液体培养基中微生物群体生长规律的 实验曲线，称为生长曲线。 生长曲线的制作： 把少量纯种单细胞微生物接种到一定体积的培养液 中后，在适宜的条件下培养，如果以细胞数目的对数 值为纵坐标，以培养时间为横坐标，就可以绘制出分 批培养条件下微生物的生长曲线。
每种细菌都有各自的典型生长曲线，但它们的生长 过程却有着共同的规律性。一般可以将生长曲线划分为 四个时期，即迟缓期、对数期、稳定期和衰亡期。
技术要求： 样品充分混匀，操作熟练快速（15~20min完成操 作），严格无菌操作； 注意事项： 每一支吸管只能用于一个稀释度，样品混匀处理， 倾注平板时的培养基温度； 误差： 多次稀释造成的误差是主要来源，其次还有由于样 品内菌体分布不均匀、以及不当操作。
2. 液体稀释法
对样品做10倍连续稀释，从适宜的3个连续稀 释度 中各取5ml 试 样，接 种 3组共9 支装有培养液 的试管中（每管接入1ml ）。经培养后，记录每个 稀 释 度 出 现 生 长 的 试 管 数 ， 然 后 查 M.P.N. 表 （most probable number，最大可能数），根据 样品稀释倍数就可计算出其中的活菌含量。
微生物第六章总结
2.厌氧菌的液体培养：厌氧罐，厌氧手套箱。
二， 生产实践中培养微生物的装置
（一）固态培养法
1.好氧菌的曲法培养
通风曲：是一种机械化程度和生产效率都较高的现代大规模制曲技术，在我国酱油酿造业种广泛应用。
衰亡期的原因有：外界环境对继续生长越来越不利，从而引起细胞内的分解代谢明显超过合成代谢，继而导致大量菌体死亡。
三， 微生物的连续培养
连续培养：又称开放培养，是相对于上述绘制典型生长曲线时所采用的那种单批培养或密闭培养而言的。
1.连续培养的类型：（1）按控制方式分<1>恒浊器：是一种根据培养器内微生物的生长密度，并借光电控制系统来控制培养液流速，以取得菌体密度高，生长速度恒定的微生物细胞的连续培养。<2>恒化器：与恒浊器相反，是一种设法使培养液的流速保持不变，并使微生物始终在低于某最高生长速率的条件下进行生长繁殖的连续培养装置。
3.生长限制因子：凡处于较低浓度范围内可影响生长速率和菌体产量的某营养物。
（三）稳定期：又称恒定期或最高生长期。特点是：生长速率常数R等于零，处在新繁殖的细胞数与衰亡的细胞数相等。
1. 生长产量常数Y（生长得率）可表示菌体产量与营养物的消耗关系：y=x-x0/c0-c=x-x0/c0（x为稳定期的细胞干重g/mL，x0为刚接种时的细胞干重，c0为限制性营养物的最初浓度g/mL，c为稳定期时限制性营养物的浓度）
（2）按培养器级数分：单级连续培养器和多级连续培养器两类。
2.连续培养用于生产实践称为连续发酵。连续发酵与单批发酵相比优点是：（1）高效（2）自控（3）产品质量较稳定（4）节约了大量动力。缺点是：（1）菌种易退化（2）易污染杂菌。
微生物学习题与答案6
第六章微生物的生长及其控制A部分一、选择题1.高温对微生物的致死是因为：（）A.高温使菌体蛋白变性B. 高温使核酸变性C. 高温破坏细胞膜的透性D. A – C2.光波杀菌最强的波长范围是：（）A.0.06-13.6nmB.250-280nmC.300-400nm3.消毒效果最好的乙醇浓度为：（）A.50%。
B.70%。
C.90%4.巴氏灭菌的工艺条件是：（）A.62-63℃ 30minB.71-72℃ 30minC.60-70℃ 30min5.杀死所有微生物的方法称为：（）A.消毒B.灭菌C.防腐6.测微生物活菌数通常采用：（）A.稀释平板法B.滤膜培养法C.稀释培养法7.各种中温型微生物生长的最适温度为：（）A.20－40℃B.25－37℃C.35－40℃8.黑曲霉在pH2-3的环境下发酵蔗糖：（）A.主要积累草酸 B主要积累柠檬酸 C.主要积累乙酸9.防腐的盐浓度通常为：（）A.5-10%B. 10-15%C.15-20%12 链霉素抑菌机制是：（）A.破坏膜的结构B.阻碍细胞壁的合成C.阻碍70S核糖体对蛋白质的合成二、是非题1．细菌分裂繁殖一代所需时间为倍增时间。
（）2．在群体生长的细菌数量增加一倍所需时间为代时。
（）3．凡是影响微生物生长速率的营养成分均称为生长限制因子。
（）4．分子氧对专性厌氧微生物的抑制和制死作用是因为这些微生物内缺乏过氧化氢酶。
（）5．一切好氧微生物都含有超氧化物歧化酶。
（）6．在最适生长温度下，微生物生长繁殖速度最快，因此生产单细胞蛋白的发酵温度应选择最适生长温度。
（）7．分批培养时，细菌首先经历一个适应期，此期间细胞处于代谢活动的低潮，所以细胞数目并不增加。
（）8．最适的生长繁殖温度就是微生物代谢的最适温度。
（）9．最低温度是指微生物能生长的温度下限。
最高温度是指微生物能生长的温度上限。
（）10．通常一种化合物在某一浓度下是杀菌剂，而在更低的浓度下是抑菌剂。
第六章微生物的生长繁殖及其控制
第六章微生物的生长生殖及其操纵一、微生物生长生殖的概念微生物的生长是指细胞物质有规律地、不可逆增加，导致个体体积扩大的生物学过程。
当细胞个体生长到一定时期，通过特定方式产生新的生命个体，即引起生命个体数量增加即生殖。
在高等生物里这两个过程能够明显分开，但对低等特别是单细胞的微生物，由于细胞小，这两个过程紧密联系、特别难划分，因此，微生物的生长生殖，一般指群体生长，这一点与研究动物、植物有所不同。
1、细菌一般没有有性生殖，多采纳二分裂方式。
2、真菌除了进行无性生殖，产生大量孢子如分生孢子、节孢子、厚垣孢子、孢囊孢子等外，还能进行有性生殖，产生有性孢子如卵孢子、接合孢子、孢囊孢子等。
二、微生物生长的测定微生物生长：单位时刻里微生物数量或生物量〔Biomass〕的变化个体计数微生物生长的测定：群体重量测定群体生理指标测定〔一〕以数量变化对微生物生长情况进行测定通常用来测定细菌、酵母菌等单细胞微生物的生长或样品中所含微生物个体的数量〔细菌、孢子、酵母菌〕。
1、培养平板计数法样品充分混匀后，取一定量的稀释液涂布或倾注在平板上，进行培养，统计平板上长出的菌落数。
注重：1）同一稀释度三个以上重复,取平均值；2）每个平板上的菌落数目适宜，便于正确计数；一个菌落可能是多个细胞一起形成，因此在科研中一般用菌落形成单位〔colonyformingunits，CFU〕来表示，而不是直截了当表示为细胞数。
2、膜过滤培养法当样品中菌数特别低时，能够将一定体积的湖水、海水或饮用水等样品通过膜过滤器，然后将膜转到相应的培养基上进行培养，对形成的菌落进行统计。
3、Themostprobablenumbermethod〔液体稀释法〕1〕未知样品进行十倍稀释；2〕取三个连续的稀释度平行接种多支试管并培养；3〕长菌的为阳性，未长菌的为阴性；4〕查表推算出样品中的微生物数目；4、显微镜直截了当计数法采纳细菌计数板或血球计数板，在显微镜下对微生物数量进行直截了当计数，计算一定容积里样品中微生物的总数量。
第六章微生物的生长及其控制
第六章微⽣物的⽣长及其控制第六章微⽣物的⽣长及其控制1.概述⽣长:细胞物质有规律地,不可逆地增加,导致细胞体积扩⼤的⽣物学过程.繁殖:微⽣物⽣长到⼀定阶段,由于细胞结构的复制与重建并通过特定的⽅式产⽣新的⽣命个体，即引起⽣命个体数量增加的⽣物学过程。
⽣长是⼀个量变的过程，繁殖是⼀个质变的过程2.细菌的个体⽣长1.染⾊体DNA的复制和分离细菌的染⾊体为环形双链DNA分⼦。
染⾊体⼀双向的⽅式进⾏连续的复制，在细胞分裂之前不仅完成了染⾊体的复制，⽽且也开始了2个⼦细胞DNA分⼦的复制。
当细胞的⼀个世代即将结束时，不仅为即将形成的2个⼦细胞各备有⼀份完整的遗传信息，⽽且也具有已经按亲本⽅式复制的基因组。
其复制点附着在细胞膜上，随膜的⽣长和细胞分裂，2个未来的⼦细胞基因组不断地分离，最后达到2个⼦细胞中。
细菌在个体⽣长中通过染⾊体DNA的复制，使其遗传特性能保持⾼度的连续性和稳定性。
2.细胞壁的扩增细胞在⽣长过程中，细胞壁只有通过扩增，才能使细胞体积扩⼤。
3.细菌分裂的调节细菌进⼊分裂时期，此时在细菌长度的中间位置，通过细胞质膜内陷并伴随新合成的肽聚糖插⼊，导致横隔壁向⼼⽣长，最后在中⼼回合，完成⼀次分裂，将细菌分裂成2个⼤⼩相等的⼦细菌。
细胞在⽣长和分裂伴随细胞壁的裂解和闭合2个过程。
前者将细胞壁打开，有利于细胞壁物质插⼊；后者在新合成的细胞壁物质插⼊后的开⼝处重新闭合形成完整的细胞壁，以利于机体⽣存。
影响细菌的⽣长和分裂的主要因素是：转肽酶（催化2个肽聚糖的短肽链的链接）；D-Ala-D-Ala-梭肽酶（催化五肽转变为四肽）青霉素竞争性抑制转肽酶。
3. 细菌的群体⽣长繁殖1.⽣长的规律细菌以⼆分裂繁殖,即细胞核⾸先进⾏有丝分裂,然后细胞质通过胞质分裂⽽分开,形成2个相同的个体.分批培养:在封闭系统中对微⽣物进⾏的培养,既不补充营养也不移去培养物质，保持整个培养液体积不变的培养⽅式。
培养曲线：以时间为横坐标，以菌数为纵坐标，依据不同培养时间⾥细菌数量变化，作出培养期间菌数变化规律的曲线。
第六章 微生物生长及其控制
第五节 有害微生物生长繁殖的控制
一、基本概念
防腐(antisepsis)：在某些化学物质或物理因子作用下，能防止 或抑制霉腐微生物生长的一种措施 。比如:低温、缺氧、干燥、 高渗、高酸度、高醇度、加防腐剂等等。 消毒(disinfection)：利用某种方法杀死或灭活物质或物体中所 有病原微生物的一种措施。比如：巴氏消毒法 灭菌(sterilization)：指利用某种方法杀死物体中包括芽孢在内 的所有微生物的一种措施。包括杀菌和溶菌。比如：高压蒸汽 灭菌法 化疗(chemotherapy)：利用具有选择毒性的化学物质如磺胺、 抗生素等对生物体内部被微生物感染的组织、病变细胞进行治 疗，以杀死组织内的病原微生物或病变细胞，但对机体本身无 毒害作用的治疗措施。以达到治疗传染病的目地。 四个概念的比较：p174表6-8
G = t1 - t0 /3.32(lgy - lgx) 特点：1）细菌个体形态、化学组成和生理特性等均 较一致2）代谢旺盛3）生长迅速、代时最短。 应用：研究微生物基本代谢、生理的良好材料。也常 在生产上用作种子
3.稳定期
表现： 新增殖细胞数与老细胞的死亡数几乎相等，活菌数动态 平衡。 特点： 1）生长速率为0---动态平衡,细胞总数最高. 2）细胞内开始积累内含物 3）开始形成芽孢、次生代谢物 原因： 养分减少；有毒代谢物产生。 延长： 补料，调pH、温度等。
嗜冷微生物 兼性嗜冷微生物 嗜温微生物 嗜热微生物 超嗜热或嗜高温微生物
最适生长温度：某菌分裂代时最短或生长速率最高时的培养温度
(二) PH
微生物生长过程中机体内发生的绝大多数的反 应是酶促反应，而酶促反应都有一个最适pH范围， 在此范围内只要条件适合，酶促反应速率最高，微 生物生长速率最大，因此微生物生长也有一个最适 生长的pH范围。
6食品微生物学
1
微生物生长：可分为个体生长与群体生长，个体生长是单个细胞的成 分不可逆和按比例的增加，群体生长为单位时间内细胞数量或细胞质 量的增加。
个体生长 个体繁殖 群体生长 群体生长＝ 个体生长＋个体繁殖 微生物学中提到的生长，一般均指群体生长。
2
测定生长繁殖的方法
1、测生长量
5
麦氏比浊法： 取质量大小一致的试管10支，分别加入1％纯氯化钡液0.1、0.2、0.3、 0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0mL，再于各管中添加1％纯硫酸液， 使各管中液体的总量均为10mL，即生成不同量的硫酸钡，用火焰将管口 封闭或用胶赛赛紧，并在管上标出1、2、3－10字样，即为麦氏比浊管。
6
②生理指标法
微生物的许多生理指标与其生长量相平行，可根据实验目的和条件适当 选用。最重要的如测含氮量法，一般细菌含氮量为干重的12.5%，酵母 菌为7.5%，霉菌为6.0%，根据一定体积培养液中的含氮量再乘以6.25， 就可测得粗蛋白的含量；还可以测含碳、磷、DNA、RNA、ATP、DAP（二 氨基庚二酸）、几丁质或N-乙酰胞壁酸等含量；此外，产酸、产气、耗 氧、产热等指标，有时也用于生长量的测定。
（2）间接法
平板菌落计数法：根据营养琼脂平板上的“菌落形成单位”（CFU） 进行计数。可用浇注平板或涂布平板等方法进行。 厌氧菌的菌落计数法：亨盖特滚管培养法、半固体深层琼脂法。
4
(2)间接法 ①比浊法 分光光度法:
微生物悬液中细胞的数量越多，浊度越大，在一定浓度范围内， 悬液中的细菌细胞浓度与光密度(OD值）成正比，同透光度成反比。
预先测定光密度与细菌数目的关系曲线，然后根据此曲线查得待 测样品细菌数。用分光光度法测定，一般选用450－650nm波段。注意 事项：菌悬液细胞浓度不宜过高或过低；培养液的颜色不宜过深，因 为颗粒性杂质也会干扰测定结果。
微生物的生长及其控制(共98张PPT)
生长温度三基点：任何微生物的生长温度 总有最低生长温度、最适生长温度、最高 生长温度。
温度
最适生长温度：
即某微生物分裂代 时最短或生长速率最高 时的培养温度。不同微 生物的最适生长温度是 不一样的。 应该着重 指出：最适生长温度不 一定是一切代谢活动的 最适温度。
膜洗脱（常用）等。
诱导法
诱导因子：不影响微生物生长，可特异性抑制细胞分裂， 消除该抑制后，细胞同时出现分裂。
此法会扰乱细胞的正常代谢
举例： 1、温度调整法； 2、营养条件调整法；
3、抑制DNA合成法（代谢抑制剂：）
（抑制DNA合成法是利用代谢抑制剂阻碍DNA合成相当一
段时间，然后解除其抑制，可达到同步目的。常用的代
（一）微生物细胞数目的测定
－－适用于单细胞微生物或丝状微生物的孢子
直接计数法－－总菌计数 1、计数板计数法（常用）
2、比例计数法
间接计数法－－活菌计数
1、平板菌落计数法
2、液体稀释法
3、厌氧菌菌落计数
其他计数法
1、比浊法
2、膜过滤法
血球计数板
各 种 型 号 的 全 自 动 血 球 计 数 仪
活菌计数的一般步骤
二、单细胞微生物的典型生长曲线
三、微生物的连续培养
四、微生物的高密度培养
一、微生物的个体生长和同步生长
微生物在适宜的环境条件下，不断地吸收 营养物质，并按照自己的代谢方式进行代 谢活动，如果同化作用大于异化作用，则 细胞质的量不断增加，体积得以加大，于 是表现为生长。简单地说，生长就是有机 体的细胞组分与结构在量方面的增加。
微生物的生长及其控制
微生物生长的测定：测定微生物的生长情况，可选用微生物的细胞数目或者生长量等作为指标。
测定细胞数目常用直接计数法、间接计数法以及其他计数法(比浊法和膜过滤等)；测定微生物的生长量常用测体积、称分量的直接法以及测含氮量、DNA 含量和其他生理指标的间接法。
同步生长：通过同步培养的手段而使细胞群体中各个体处于分裂步调一致的生长状态，称为同步生长。
获得微生物同步生长的方法主要有选择法和诱导法两大类。
典型生长曲线：单细胞微生物在分批培养时，其生长规律可用典型生长曲线描述，通常可分为四个时期：延滞期、指数期、稳定期和衰亡期。
研究和运用微生物生长规律对基础理论研究和指导生产实践都有重要的意义，连续培养的产生就是一例。
影响微生物生长的因素：影响微生物生长的环境因素主要是温度、氧气和pH。
根据最适生长温度的不同可将微生物分为三类：嗜冷菌、嗜温菌和嗜热菌。
根据微生物和氧的关系，可把它们分为专性好氧菌、兼性厌氧菌、微好氧菌、耐氧菌和(专性)厌氧菌五大类。
不同微生物有其生长的最适pH 范围；微生物生长会改变环境的pH 并导致对自身生长的不利状态，为此，在实验室或者生产实践中就应采用相应措施调整微生物培养物的pH。
微生物培养法：实验室和生产实践中培养微生物的方法和装置不少。
在实际工作中通常根据微生物的种类和培养目的等方面的不同进行选择。
微生物生长的控制：微生物研究或者生产实践中，往往需要控制所不期望的微生物的生长。
任何杀死或者抑制微生物的方法都可以达到控制微生物生长的目的，它们包括加热、低温、干燥、辐射、过滤等物理方法和消毒剂、防腐剂、化学治疗剂等化学方法两大类。
灭菌：利用强烈的理化因素杀死物体中所有微生物的措施称为灭菌。
消毒：采用温和的理化因素杀死物体中所有病原微生物的措施称为消毒。
防腐：利用某种理化因素抑制微生物生长的措施称为防腐。
化疗：利用具有高度选择毒力的化学物质抑制宿主体内病原微生物或者病变细胞的治疗措施微生物在适宜的环境条件下，不断吸收营养物质，按其自身方式进行新陈代谢。
微生物名词解释85507知识讲解
微生物名词解释85507知识讲解微生物名词解释第一章原核生物1.原核生物：一大类细胞核无核膜包裹，只存在称作核区的裸露DNA的原始单细胞生物，包括真细菌和古生菌两大类群。
2.细菌：细胞细短、结构简单、胞壁坚韧、多以二分裂方式繁殖和水生性较强的原核生物。
3.菌落：在固体培养基上，肉眼可见的，有一定形态的子细胞集团。
4.菌苔：多个纯种菌落连成一片即形成菌苔。
5.细胞壁：质膜外的刚性结构，主要成分为肽聚糖。
功能：①维持细胞特有形态，为细胞的生长、分裂和鞭毛运动提供支持②具有分子筛的功能，阻拦大分子物质进入细胞，防止细胞渗透裂解③赋予细菌特定的抗原性和对噬菌体的敏感性6.磷壁酸：是结合在G+细胞壁上的一种酸性多糖，可分为脂磷壁酸（与细胞膜相交联）和壁磷壁酸（与肽聚糖分子共价结合）两类，有甘油磷壁酸和核糖醇磷壁酸2类。
功能：1）浓缩细胞周围的Mg2+，2）作为噬菌体的特异吸附位点，3）赋予G+细菌特异的表面抗原，4）增强某些致病菌对宿主细胞的粘连。
7.外膜：革兰氏阴性菌的细胞壁特有结构，由磷脂、脂多糖和多种外膜蛋白组成。
8.脂多糖(LPS)：O –侧链(O 抗原)、核心多糖、类脂A组成。
功能：作为一种毒素(类脂A)结构多变，保护细菌免受宿主防御(O 抗原)使细胞表面带负电荷(核心多糖)，吸附镁钙等2价离子，稳定细胞外膜结构(类脂A)噬菌体的吸附受体选择性吸收功能9.周质空间：质膜与细胞壁(G+)或外膜(G-)的空隙。
10.缺壁细菌：包括在实验室中自发缺壁突变形成的L型细菌，人工方法去壁得到的原生质体和球状体，和自然界长期进化中形成的支原体。
11.聚β-羟丁酸（PHB）：是细胞内贮藏颗粒中的碳源，具有贮藏碳源、能源和降低细胞内渗透压的作用，存在于固氮菌，芽胞杆菌中。
12.异染颗粒：是无机偏磷酸的聚合物，是迂回螺菌，白喉杆菌的磷源。
具有贮藏磷、能量和降低渗透压的作用。
可用美蓝或甲苯胺蓝染成紫红色。
13．蓝藻颗粒和藻胆体：是贮藏于蓝细菌中的氮源。
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第四节 微生物生长繁殖的控制
控制微生物的化学物质
抑菌剂: 抑制生长而不杀死微生物的化学物质
1、抗微生物剂
杀菌剂: 杀死而不裂解微生物的化学物质 溶菌剂: 裂解而杀死微生物的化学物质
2、抗代谢物 利用生长因子的结构类似物干扰微生物正常代谢，抑制 微生物生长。
磺胺药
（竞争）
二氢喋啶＋对氨基苯甲酸 E
（3）破坏细胞质膜的抗生素 多粘菌素、短杆菌肽、新生霉素
（4）抑制DNA复制 作用于DNA聚合酶：萘啶酮酸 抑制DNA解链：丝裂霉素
（5）抑制RNA转录 作用于RNA聚合酶：利福平
抗菌的主要抗生素---1
抗菌的主要抗生素---2
抗菌的主要抗生素---3
4．细菌对抗生素的耐药性
耐药菌株的特点 （1）细胞质膜透性改变，抗生素分子难以进入细胞 （2）抗生素作用靶点改变 （3）耐药菌株合成抗酸化
O HO O H2 N HO
HO O
CH2－NH2 OH O CH2OH
NH2
卡那霉素在特定位点化学修饰
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章
绪论 微生物的纯培养和显微技术 微生物类群与形态 微生物营养 微生物代谢 微生物的生长及其控制
五肽单位数量多
四肽单位数量多
二、细菌群体生长规律
（一）细菌群体生长曲线（growth curve） 1、群体生长规律实验
接种E.coli 菌液0.2ml
0
1
2
4
6
8
10
12
14 16 18
20
22 24
培养时间（hr）37℃ 振荡培养 以培养时间为横坐标， 以E.coli菌体数量的对数（或O.D值）为纵 坐标，绘制的曲线叫E.coli生长曲线。
稳定期（stationary phase）
细胞终止生长，活菌数最多，次生代谢物积累。 对数生长期转入平衡期的原因： 1、营养物质耗尽； 2、不利于生长的代谢产物（有机酸）积累，环境改变。
衰亡期（death phase）
细胞死亡率增加，活菌数降低，细胞老化、自溶。
什么样的微生物、怎样培养可作出典型生长曲线？ 单细胞、二分裂法、液体培养、营养物质恒定、培养条件适宜。
第二节 真菌的生长与繁殖
一、酵母菌的生长繁殖
1.细胞二分裂生长
粟酒裂殖酵母的二分裂生长
2.细胞出芽生长
酿酒酵母的出芽生长
3、酵母菌的生活史
无性繁殖：芽殖（为主）、裂殖、无性孢子 有性孢子：形成子囊，每个子囊内4个子囊孢子。
出芽生殖
出芽生殖
酿酒酵母的生活史
二、丝状真菌的生长繁殖
菌丝断裂繁殖 三种生长繁殖方式 无性孢子繁殖 有性孢子繁殖
多种微生物生长的最低、最适与最高pH值 微生物 圆褐固氮菌 大豆根瘤菌 亚硝酸细菌 氧化硫杆菌 嗜酸乳酸杆菌 放线菌 酵母菌 黑曲霉 最低 pH 4.5 4.2 7.0 1.0 4.0-4.6 5.0 3.0 1.5 最适 pH 7.4-7.6 6.8-7.0 7.8-8.6 2.0-2.8 5.8-6.6 7.0-8.0 5.0-6.0 5.0-6.0 最高 pH 9.0 11.4 9.4 4.0-6.0 6.8 10.0 8.0 9.0
(a)“背靠背合成”方式，如：链球菌和某些G+球菌
新肽聚糖插入 横隔形成区
多位点插入
(b)“分散合成”方式，如：大肠杆菌等G-杆菌
3、细菌的生长与分裂调节
生长与分裂伴随壁的裂解和闭合 肽聚糖主链裂解酶、闭合酶
酶
M:N-乙酰胞壁酸 G: N-乙酰葡糖胺
（M－G） （M－G） 肽 肽
肽链间解交联酶：内肽酶 肽链交联相关酶：D-Ala-D-Ala-羧肽酶、转肽酶 生长的细胞：羧肽酶活性低 转肽酶活性高 细胞分裂： 羧肽酶活性高 转肽酶活性低
四、同步培养
原因: 群体细胞中，每个个体处于生长的不同阶段，其生 长与分裂不同步。
同步培养：使群体中不同步的细胞转变成能同时生长或分裂 细胞的方法。 机械法、环境条件控制法 同步培养物：用同类培养方法使群体细胞处于同一生长阶段， 并同时分裂生长，其细胞为同步培养物。
由于细胞的个体差异，同步 生长往往只能维持2-3个世代，随 后又逐渐转变为随机生长。
嗜中性微生物
生长的pH范围是pH5.0-8.0，最适生长pH近中性（pH7.0）。 大多数细菌属于嗜中性微生物。
嗜酸性微生物
最适生长pH<5.5的微生物。
嗜碱性微生物
生长的pH范围是pH7.0-11.5，最适生长pH>8.0以上。
5、氧对生长的影响
微生物与氧的关系分为：
专 性 好 氧 菌
兼 性 好 氧 菌
耐 氧 厌 氧 菌
专 性 厌 氧 菌
微 好 氧 菌
氧对一切微生物都有毒害作用：
O2＋e－ H2O2＋O2－ .
O2－（超氧基） O2＋OH－＋OH•
.
(自由基)
OH•毒性极强，作用生物大分子，使微生物产生损伤或 突变直至死亡。
专性厌氧微生物以外类型的微生物对氧的解毒作用
2O2
•－＋2H＋
SOD
H2O2＋O2
复制区
2、细胞壁扩增
细胞壁扩增位点（肽聚糖生长点） 球菌：新合成的肽聚糖在赤道板附近插入 新肽聚糖插入
新壁
实验证明：
粪链球菌（壁抗原） 免疫动物 壁抗体＋荧光素 壁荧光抗体
+
旧壁菌
壁荧光抗体
放入到 新鲜培养基
荧光壁（旧壁）
杆菌：Bacillus subtilis
新壁（新生肽聚糖）多间隔位点插入
每个平板上的菌落数目 合适，便于准确计数。
一个菌落可能是多个细胞一起形成，所以在科研中一般用菌落形成单位 （colony forming units， CFU）来表示，而不是直接表示为细胞数。
2、重量法 菌体湿重或干重法、菌体蛋白或核酸重量法， 测定多细胞及丝状真菌生长情况的有效方法。
3、生理指标法 吸O2量或释放CO2量法
利用细菌作科学研究或发酵生产为什么要首先绘制其生长曲线？
（二）细菌群体生长数学表示式 对数期： 1、dN/dt=μN, dM/dt=μM
N：细菌数／ml； M：细胞物质／ml； t：培养时间 μ：比生长速率，每个细菌单位时间内增加的数量
2、μ＝[（lgNt-lgN0）／（t-t0）] ×2.303
温和嗜盐微生物:仅需要在含大约3%氯化钠的介质中生长，如很多海洋细菌。 极端嗜盐微生物:需要在9%甚至饱和氯化钠溶液中生长，如某些古生菌，通 常可在饱和盐池中发现它们。
最适温度
3、温度对生长的影响
因最适生长温度 不同分为：嗜冷、 兼性嗜冷、嗜温、 嗜热、超级嗜热五 类微生物。
最低温度
最高温度
4、pH对生长的影响
第六章 微生物的生长繁殖 及其控制
第一节 细菌的个体生长与群体生长规律
细菌生长：包括细菌物质增加、个体增大、继而二分裂使细 胞数量增加的连续过程。
一、细菌个体生长
1、细菌染色体双向复制 复制时环状 DNA 附 着 在 膜 上 ， DNA 在边膜上复制， 壁、膜随着生长， 两 套 DNA 分 离 后 ， 细胞出现横隔壁， 细胞分裂。
菌丝顶端生长机制：
1970年，Grove等人提出“泡囊假说”
ER 内质网
V1 初级泡囊
GB 高尔基体
V2 次级泡囊 膜
壁
泡囊的三重功能：
1、泡囊中所含壁水解酶使旧壁分子水解出“缺口”，使新壁组 分插入。 2、泡囊中所含壁合成前体物、壁多糖合成酶合成新壁组分。 3、泡囊质膜与顶端原生质膜融合，增加膜面积。 在菌丝顶端生长中“泡囊”起重要作用。 实验证据： 菌丝顶端生长时泡囊聚集顶端。 粗糙脉孢菌25℃，每分钟顶端生长40μm， 估计37500个泡囊与质膜融合。
对 数 期
稳 定 期
浊度(O.D) 活菌数 衰 亡 期
迟 缓 期
细 菌 群 体 生 长 曲 线
迟缓期（lag phase）
细胞适应环境，酶合成迅速，为物质合成做准备，不繁殖，数量不增加。
对数期（log phase）
菌体细胞代谢旺盛，生长速率最快，数量急剧增加，适宜作发酵菌 种或提取初级代谢产物。
3、有性孢子繁殖
有性孢子：卵孢子、接合孢子、子囊孢子、担孢子。 真菌按有性孢子分类。
4、丝状真菌的生活史
第三节 环境对生长的影响及生长的测定
一、环境因子对微生物生长的影响
1、营养因子对生长的影响
各种营养成分及含量影响菌体生长。
2、水对生长的影响
水活度影响菌体生长
嗜高渗微生物： 只能在高渗溶液中生长的微生物。 耐高渗微生物： 能够忍耐高渗环境，并在高渗环境中生长离开了高渗环境仍 然能够生长的微生物。 嗜盐微生物： 需要在含高浓度氯化钠盐溶液中才能生长的微生物。
（细菌生长因子）
四氢叶酸
（前体）
E:二氢叶酸合成酶
嘌呤嘧啶
磺胺药是对氨基苯甲酸的结构类似物，与酶E竞争，干扰四氢 叶酸合成，进而干扰碱基合成。 抗代谢物治疗由病毒和微生物引起的疾病。
磺胺类药物作用机理
叶酸
磺胺对人体细胞无毒性，因为人缺乏从对氨基苯甲酸合成叶酸的相 关酶----二氢叶酸合成酶，不能用外界提供的对氨基苯甲酸自行合成叶 酸，而必须直接利用叶酸为生长因子进行生长。
1、菌丝断裂繁殖
菌丝的极性与顶端生长 顶端 老龄菌丝端 幼龄菌丝端
菌丝总在顶端生长
断裂 顶端 顶端
断裂菌丝有极性，在顶端生长，并长出多级分支 。
异水霉属（Allomyces
）菌丝的顶端生长
2、无性孢子繁殖
极性 膨胀 生长
顶端 多级分支
无性孢子
体积扩大新壁合 成非极性生长
萌发管
顶端生长 菌丝体