第一节 微生物生长的测定
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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。
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。
微生物学 06 微生物的生长与控制-08级
第二节 微生物培养法 一、实验室培养法
（一）固体培养
1.好氧菌：试管斜面、平板等。 2.厌氧菌 （1）高层琼脂柱：加还原剂,石蜡封口。
（2）Hungate滚管
①厌氧菌计数：铜柱除氧→预还原 培养基、稀释液制备→稀释样品 →滚管→培养→计数。
②预还原培养基和稀释液制备
煮沸驱氧→分装到螺口厌氧滚管
2.获得同步生长的方法
同步培养法诱导法来自筛选法化学诱导 物理诱导
过滤法 区带密度梯度离心法 膜洗脱法
（1）环境条件诱导法
① 温度：适宜和不适宜交替处理，如芽孢杆菌。
② 培养基成分控制
营养不足和营养丰富交替培养； 含抗生素和完全培养基交替培养；
③ 光照和黑暗交替：用于光合细菌。
（2）筛选法
二、分批培养细菌的生长规律 1.分批培养和连续培养 （1）分批培养 菌体→接种到定量的培养基中（不再补充和更换），
有害废物的积累（酸、醇、毒素等）→pH、氧化
还原势等不合适。
③应用 生产上，延长该时期→提高产量（补料、调pH、 提高通气量等）。收获细胞及初级产物的最佳时 期（如乳酸、柠檬酸、SCP等，其产生和细胞生长 同步）。 生物测定维生素、氨基酸和碱基的最佳时期。
（4）衰亡期
负生长，出现衰退形，释放芽孢和次生产物，细 胞死亡、自溶。比其他各时期时间长。
注：稳定期后期或衰亡期→收获次生产物最佳时 期（其产生和细胞生长不同步）。
三、丝状微生物的群体生长规律
孢子接种→液体培养基→培 养（产生孢子否？）。 以时间为横坐标，菌丝干重 为纵坐标，绘曲线。 包括：停滞期；迅速生长期； 衰亡期。 菌 丝 体 干 重
四、微生物纯培养生长的测定 指群体生长（细胞数目或生长量）的测定。
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-生长
微生物的生长繁殖及其控制本章教学重点•反映出微生物群体生长繁殖的规律——细菌生长曲线；•微生物生长的测定；•环境因子对微生物生长的影响；•如何控制微生物的生长繁殖。
在微生物学中提到的“生长”，一般均指群体生长，这一点与研究大生物时有所不同。
个体生长→个体繁殖→群体生长群体生长= 个体生长+ 个体繁殖第一节微生物生长的测定微生物生长：单位时间里微生物数量或生物量（Biomass）的变化微生物生长的测定：个体计数——个体数目；群体重量测定——细胞物质的重量；群体生理指标测定——代谢活性。
（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情况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（参见P147）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、膜过滤培养法3、The most probable number method（液体稀释法）4、显微镜直接计数法1）常规方法：采用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接计数（计算一定容积里样品中微生物的数量）。
2）其它方法：比例计数、过滤计数、活菌计数。
（二）以生物量为指标测定微生物的生长（参见P147）1、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。
实验测量时应控制在菌浓度与光密度成正比的线性范围内，否则不准确。
2、重量法以干重、湿重直接衡量微生物群体的生物量；通过样品中蛋白质、核酸含量的测定间接推算微生物群体的生物量；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（参见P148）微生物的生理指标，如呼吸强度，耗氧量、酶活性、生物热等与其群体的规模成正相关。
样品中微生物数量多或生长旺盛，这些指标愈明显，因此可以借助特定的仪器如瓦勃氏呼吸仪、微量量热计等设备来测定相应的指标。
微生物第六章总结
实验室中常用的好氧菌培养法有以下几类：（1）试管液体培养（2）三角瓶浅层液体培养（3）摇甁培养：又称振荡培养（4）台式发酵罐
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。
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。
8 第五章 第1~2节 微生物的生长及其影响因素
25
应用意义： 发酵生产形成的重要时期（抗生素、氨基酸 等），生产上应尽量延长此期，提高产量，措 施如下： • 补充营养物质（补料） • 调pH • 调整温度
26
④. 衰亡期（decline phase）
特点： ① 细胞死亡数增加，死亡数大大超过新增殖的细胞数，群体 中的活菌数目急剧下降，出现“负生长”。 ② 细胞进行内源性呼吸（因为营养缺乏），出现多形态、畸 形或衰退形，芽孢开始释放。
9
原理：将1mm2×0.02mm的薄层空间划分为400小格，
从中均匀分布地选取80小格，计数其中的细胞数目， 换算成单位体积中的细胞数。
适用范围：个体较大细胞或颗粒，如血球、酵母菌
等。不适用于细菌等个体较小的细胞，因为（1）细 菌细胞太小，不易沉降；（2）在油镜下看不清网格 线，超出油镜工作距离。不适用于运动细菌计数
30
恒化器Chemostat 或bactogen
31
恒浊连续培养
概念：调节培养基流速，使培 养液浊度保持恒定的连续培养 方法。 原理：通过调节新鲜培养基流 入的速度和培养物流出的速度 来维持菌浓度不变,即浊度不变。 主要采用恒浊器，当浊度高时， 使新鲜培养基的流速加快，浊 度降低，则减慢培养基的流速。 特点：基质过量，微生物始终 以最高速率进行生长，并可在 使用范围：用于生产大量菌 允许范围内控制不同的菌体密 体、生产与菌体生长相平行 度；但工艺复杂，烦琐。 的某些代谢产物，如乳酸、 32 乙醇等。
★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
7
（二）血球计数板法
8
（a）计数室为一个大方格，面积为1mm2，深度为 0.01mm，因此计数室容积为0.1mm3.常见的计数 板，一个大方格分为25个中格，每个中格分为16个 小格，故计数室共有400个小格。 (c) 数对角线上5个中格(80个小格）的 细胞总数，A； 稀释倍数：B 细胞个数=50000A*B（mL-1） (A*400/80)*B/(0.1*10-3)
应用意义： 发酵生产形成的重要时期（抗生素、氨基酸 等），生产上应尽量延长此期，提高产量，措 施如下： • 补充营养物质（补料） • 调pH • 调整温度
26
④. 衰亡期（decline phase）
特点： ① 细胞死亡数增加，死亡数大大超过新增殖的细胞数，群体 中的活菌数目急剧下降，出现“负生长”。 ② 细胞进行内源性呼吸（因为营养缺乏），出现多形态、畸 形或衰退形，芽孢开始释放。
9
原理：将1mm2×0.02mm的薄层空间划分为400小格，
从中均匀分布地选取80小格，计数其中的细胞数目， 换算成单位体积中的细胞数。
适用范围：个体较大细胞或颗粒，如血球、酵母菌
等。不适用于细菌等个体较小的细胞，因为（1）细 菌细胞太小，不易沉降；（2）在油镜下看不清网格 线，超出油镜工作距离。不适用于运动细菌计数
30
恒化器Chemostat 或bactogen
31
恒浊连续培养
概念：调节培养基流速，使培 养液浊度保持恒定的连续培养 方法。 原理：通过调节新鲜培养基流 入的速度和培养物流出的速度 来维持菌浓度不变,即浊度不变。 主要采用恒浊器，当浊度高时， 使新鲜培养基的流速加快，浊 度降低，则减慢培养基的流速。 特点：基质过量，微生物始终 以最高速率进行生长，并可在 使用范围：用于生产大量菌 允许范围内控制不同的菌体密 体、生产与菌体生长相平行 度；但工艺复杂，烦琐。 的某些代谢产物，如乳酸、 32 乙醇等。
★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
7
（二）血球计数板法
8
（a）计数室为一个大方格，面积为1mm2，深度为 0.01mm，因此计数室容积为0.1mm3.常见的计数 板，一个大方格分为25个中格，每个中格分为16个 小格，故计数室共有400个小格。 (c) 数对角线上5个中格(80个小格）的 细胞总数，A； 稀释倍数：B 细胞个数=50000A*B（mL-1） (A*400/80)*B/(0.1*10-3)
(生物科技行业)武汉大学微生物教学提纲
第五章微生物的代谢
第一节代谢概论
第二节微生物产能代谢
一、生物氧化
二、异养微生物的生物氧化
1.发酵
2.呼吸作用
(1)有氧呼吸
（2）无氧呼吸
三．自养微生物的生物氧化
1.氨的氧化
2.硫的氧化
3.铁的氧化
4.氢的氧化
四．能量转换
1．底物水平磷酸化
2．氧化磷酸化
3．光合磷酸化
1）环式光合磷酸化
2）非环式光合磷酸化
思考题
试结合一步生长曲线分析病毒的特点，并与细菌进行比较。
第八章微生物遗传
第一节遗传的物质基础
一、DNA作为遗传物质
二、RNA作为遗传物质
三、朊病毒的发现与思考
第二节微生物的基因组结构
一、概念：
二、微生物与人类基因组计划：
三、微生物基因组结构的特点：
1、原核生物（细菌、古生菌）的基因组
2、真核微生物（啤酒酵母）的基因组
第七章病毒
第一节概述
一、病毒的发现和研究历史
二、病毒的特点和定义
1、特点
2、定义
三、病毒的宿主范围
四、病毒的培养和纯化
1、病毒的培养
2．病毒纯化
第二节毒粒的性质
一、毒粒的形态结构
1．病毒的大小和形状
2．毒粒的壳体结构
3．病毒的包膜结构
4．毒粒的结构类型
二、毒粒的化学组成
1．病毒的核酸
2、病毒的蛋白质
四、拮抗
五、竞争
六、捕食
第三节微生物在生态系统中的作用
一、微生物在生态系统中的地位
思考题：
1、试从微生物的特点分析其分布比动植物更广泛的原因，为什么无菌操作技术是一切微生物学工作的基础？
第一节代谢概论
第二节微生物产能代谢
一、生物氧化
二、异养微生物的生物氧化
1.发酵
2.呼吸作用
(1)有氧呼吸
（2）无氧呼吸
三．自养微生物的生物氧化
1.氨的氧化
2.硫的氧化
3.铁的氧化
4.氢的氧化
四．能量转换
1．底物水平磷酸化
2．氧化磷酸化
3．光合磷酸化
1）环式光合磷酸化
2）非环式光合磷酸化
思考题
试结合一步生长曲线分析病毒的特点，并与细菌进行比较。
第八章微生物遗传
第一节遗传的物质基础
一、DNA作为遗传物质
二、RNA作为遗传物质
三、朊病毒的发现与思考
第二节微生物的基因组结构
一、概念：
二、微生物与人类基因组计划：
三、微生物基因组结构的特点：
1、原核生物（细菌、古生菌）的基因组
2、真核微生物（啤酒酵母）的基因组
第七章病毒
第一节概述
一、病毒的发现和研究历史
二、病毒的特点和定义
1、特点
2、定义
三、病毒的宿主范围
四、病毒的培养和纯化
1、病毒的培养
2．病毒纯化
第二节毒粒的性质
一、毒粒的形态结构
1．病毒的大小和形状
2．毒粒的壳体结构
3．病毒的包膜结构
4．毒粒的结构类型
二、毒粒的化学组成
1．病毒的核酸
2、病毒的蛋白质
四、拮抗
五、竞争
六、捕食
第三节微生物在生态系统中的作用
一、微生物在生态系统中的地位
思考题：
1、试从微生物的特点分析其分布比动植物更广泛的原因，为什么无菌操作技术是一切微生物学工作的基础？
微生物的生长
生活于两极地区 海水及冷藏食品 土壤中、植物体内等环境 人及温血动物体内等环境 生活于堆肥、温泉、土壤 表层等高温环境中
室温
体温
10—20
10—20
25—30
37—40
40—45
40—45
专性
25—45
50—55
70—90
2、温度对微生物的作用 （1）最低生长温度对微生物的影响 最低生长温度是微生物生长的温度下限，低于此温
干热灭菌
恒温干燥法 煮沸
巴斯德消毒法 间歇灭菌
湿热灭菌
高压蒸汽灭菌
超高温灭菌
二、水分和渗透压
微生物细胞的含水量一般为70-90%，孢子或芽孢的含 水量较低，只有60-70%。水分是微生物细胞代谢活动必
不可少的条件，如果外界环境过于干燥，将影响微生物的
正常代谢，甚至会造成细胞死亡。
当环境中缺水或大气相对湿度低于70%时，微生物细
来灭菌。
3、高温灭菌的方法
焚烧 （耐热的金属和玻璃器皿、可燃烧的物品） （常用，140-160℃，2h；耐热的物品） （100℃，15min以上；不耐热的物品） （60-70℃，15-20min；食品、饮料等） （ 100 ℃，每次 2-3h ， 2-3 次；不耐高温的药 品，特殊培养基） （常用，0.2Mpa，121℃，20min；一般培养 基、水、纤维制品） （0.05MPa，110℃，20min；含糖培养基） （130—140℃，0.5—1s，液体的饮料等）
比较一致。
lgN
缓慢期 对数期 稳定期 衰亡期
0
t
3、稳定期（平衡期）
在对数期以后，由于营养物质逐渐消耗，有害代谢
产物积累，pH值变化等，使细胞生活力下降，细胞的 群体的活菌数达到最高并保持一段时间的相对稳定。 特点：处于稳定器的菌体形态大小典型，生理生化反应 脂肪粒等，大多数芽孢菌在这个生长阶段形成芽孢。抗
室温
体温
10—20
10—20
25—30
37—40
40—45
40—45
专性
25—45
50—55
70—90
2、温度对微生物的作用 （1）最低生长温度对微生物的影响 最低生长温度是微生物生长的温度下限，低于此温
干热灭菌
恒温干燥法 煮沸
巴斯德消毒法 间歇灭菌
湿热灭菌
高压蒸汽灭菌
超高温灭菌
二、水分和渗透压
微生物细胞的含水量一般为70-90%，孢子或芽孢的含 水量较低，只有60-70%。水分是微生物细胞代谢活动必
不可少的条件，如果外界环境过于干燥，将影响微生物的
正常代谢，甚至会造成细胞死亡。
当环境中缺水或大气相对湿度低于70%时，微生物细
来灭菌。
3、高温灭菌的方法
焚烧 （耐热的金属和玻璃器皿、可燃烧的物品） （常用，140-160℃，2h；耐热的物品） （100℃，15min以上；不耐热的物品） （60-70℃，15-20min；食品、饮料等） （ 100 ℃，每次 2-3h ， 2-3 次；不耐高温的药 品，特殊培养基） （常用，0.2Mpa，121℃，20min；一般培养 基、水、纤维制品） （0.05MPa，110℃，20min；含糖培养基） （130—140℃，0.5—1s，液体的饮料等）
比较一致。
lgN
缓慢期 对数期 稳定期 衰亡期
0
t
3、稳定期（平衡期）
在对数期以后，由于营养物质逐渐消耗，有害代谢
产物积累，pH值变化等，使细胞生活力下降，细胞的 群体的活菌数达到最高并保持一段时间的相对稳定。 特点：处于稳定器的菌体形态大小典型，生理生化反应 脂肪粒等，大多数芽孢菌在这个生长阶段形成芽孢。抗
【南昌大学】优质课《微生物学》 第-六-章--微生物的生长及其控制方法
迟缓期出现的原因：调整代谢 在生产实践中缩短迟缓期的常用手段：
(1)通过遗传学方法改变种的遗传特性使迟缓期缩短；
(2)利用对数生长期的细胞作为种子； (3)尽量使接种前后所使用的培养基组成不要相差太大； (4)适当扩大接种量
南昌大学
食品院食品微生物组
对数生长期(Log phase)：
又称指数生长期(Exponential phase)，在生长曲线中，紧接着迟 缓期的一段细胞数以几何级数增长的时期。 对数生长期特点： 平衡生长； 酶系活跃、代谢旺盛；生长速率常数R最大、代 时最短。 是研究微生物基本代谢的良好材料。它也常在生产上用作种 子，使微生物发酵的迟缓期缩短，提高经济效益。
南昌大学 食品院食品微生物组
3. 稳定生长期(Stationary phase)：
由于营养物质消耗，代谢产物积累和pH等环境变化，逐步不 适宜于细菌生长，导致生长速率降低直至零。
稳定生长期又称恒定期或最高生长期，此时培养液中活细菌 数最高并维持稳定。
南昌大学
食品院食品微生物组
4. 衰亡期(Decline或Death phase)：
南昌大学
食品院食品微生物组
（二）恒浊连 续培养
概念：在恒浊器内，调节培养基流速，使细菌培养液浊度保 持恒定的连续培养方法。 原理：维持菌浓度不变。 特点：基质过量，菌以最高速率生长；但工艺复杂，烦琐。
在恒浊连续培养中装有浊度计，借光电池检测培养室中的浊 度(即菌液浓度)，并根据光电效应产生的电信号的强弱变化， 自动调节新鲜培养基流入和培养物流出培养室的流速。
南昌大学
食品院食品微生物组
对数生长期(Log phase)的重要参数：
（1）繁殖代数（n）
X2=2n . X1 lgX2=lgX1 ＋n lg2 n =（lgX2-lgX1）/lg2 =3.322（lgX2-lgX1）
微生物的生长繁殖
嗜中温菌
嗜热菌 嗜超热菌
废水中的细菌一般都是嗜中温菌，最适温度 多在30℃左右，嗜冷菌和嗜热菌占少数。
嗜热菌
最适50-60℃,在堆肥、温泉中存在。
•美国报道：在地中海发现一属嗜超热菌，叫 火球菌属，最适生长温度高达105℃。
• 嗜中温微生物
• 自然界中绝大多数是如此。
嗜冷菌
最适生长温度5-10℃，如荧光极毛杆菌可在-4℃生长.
新鲜培养基 流速控制阀 新鲜培养基 流速控制阀
流出物 光源 光电池
恒化培养器
恒浊培养器
（1）恒浊连续培养
一种使培养液中细菌的浓度恒定，以浊度为控 制指标的培养方式。培养基提供足够量的营养 元素，细菌保持最大速率生长。通过控制进料 流速使装置内细菌浊度保持一定，保持理论上 的对数生长期，可获得大量菌体或与菌体代谢 相平衡的代谢产物。这种方式往往用于细菌的 生理生化研究。
不同微生物的对pH忍受能力有很大差异
有些专性嗜酸微生物能在pH1~5环境中 生长，在中性环境下，其细胞膜会分解而 死亡，此类菌叫专性嗜酸菌；
三、氧化还原电位（ORP)
提问：什么是氧化还原电位？ ——某物质与氢电极构成原电池时的电压高低 ——是物质氧化性强弱的标志。
电压表 V H2
提问：pH7.0, 30℃条件下 饱和Fe3+溶液中测得的电压 值为＋0.771,该值代表
0 最低温度 最适温度
温度℃ 最高温度
嗜冷菌、嗜中温菌、嗜热菌及嗜超热菌。
不同细菌的生长适宜温度
低温、中温和高温细菌的生长温度范围 细菌 嗜冷菌 最低温度℃ -5 ～ 0 5～ 10 30 55 以 上 最适温度℃ 5～ 10 25～ 40 50～ 60 70～ 105 最高温度℃ 20～ 30 45～ 50 70～ 80 11 0 ～ 11 3
微生物的生长与环境条件
二、细菌分批培养群体生长规律 稳定期（最高生长量期）
特 点： 1、细菌数量增加率为0。 2、部分细菌大量积累代谢产物。
最高生长量期
细菌数量增加率为0的原因?
当前16页，共54页，星期日。
第二节 微生物纯培养群体生长规律
二、细菌分批培养群体生长规律 衰亡期
特 点：菌体活性降低、大量死亡； 细胞畸变、自溶
二、细菌分批培养群体生长规律
缓慢期（延迟期、滞留适应期） 特 点：分裂迟缓、代谢活跃。 产生原因：
（1）接种时的机械损伤引 （2） 细胞分裂必需因子的缺乏
滞留适应期
当前12页，共54页，星期日。
第二节 微生物纯培养群体生长规律
二、细菌分批培养群体生长规律 缓慢期（延迟期、滞留适应期）
影响滞留适应期长短的因素 1、培养基成分
2、接种物菌龄
3 4、菌株的遗传性
研究滞留适期长短的意义？
滞留适应期
当前13页，共54页，星期日。
第二节 微生物纯培养群体生长规律
二、细菌分批培养群体生长规律
对数期（指数生长期） 特点：
（1）代谢活性强
（2）世代时短而稳定
对数生长期
当前14页，共54页，星期日。
第二节 微生物纯培养群体生长规律
二、细菌分批培养群体生长规律 对数期（指数生长期）
一、微生物生长量的测定
(一) 微生物数量的测定 2、稀释平板计数法
对样品稀释培养，据形成的菌落数计数。
优点：传统计数方法。对设备要求不高。
10-3
10-4
10-5
10-6
当前6页，共54页，星期日。
一、微生物生长量的测定
(一) 微生物数量的测定 ３、比浊计数法
根据细菌悬浮液的吸光度测定其数量。 优点：简便，直接。
特 点： 1、细菌数量增加率为0。 2、部分细菌大量积累代谢产物。
最高生长量期
细菌数量增加率为0的原因?
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第二节 微生物纯培养群体生长规律
二、细菌分批培养群体生长规律 衰亡期
特 点：菌体活性降低、大量死亡； 细胞畸变、自溶
二、细菌分批培养群体生长规律
缓慢期（延迟期、滞留适应期） 特 点：分裂迟缓、代谢活跃。 产生原因：
（1）接种时的机械损伤引 （2） 细胞分裂必需因子的缺乏
滞留适应期
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第二节 微生物纯培养群体生长规律
二、细菌分批培养群体生长规律 缓慢期（延迟期、滞留适应期）
影响滞留适应期长短的因素 1、培养基成分
2、接种物菌龄
3 4、菌株的遗传性
研究滞留适期长短的意义？
滞留适应期
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第二节 微生物纯培养群体生长规律
二、细菌分批培养群体生长规律
对数期（指数生长期） 特点：
（1）代谢活性强
（2）世代时短而稳定
对数生长期
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第二节 微生物纯培养群体生长规律
二、细菌分批培养群体生长规律 对数期（指数生长期）
一、微生物生长量的测定
(一) 微生物数量的测定 2、稀释平板计数法
对样品稀释培养，据形成的菌落数计数。
优点：传统计数方法。对设备要求不高。
10-3
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一、微生物生长量的测定
(一) 微生物数量的测定 ３、比浊计数法
根据细菌悬浮液的吸光度测定其数量。 优点：简便，直接。
微生物的生长及其控制(共98张PPT)
就总体而言，微生物生长的温度范围较广， 已知的微生物在-10～95℃范围内生长。 而对某一具体微生物而言，只能在一定的 温度范围内生长，且此温度范围有宽、有 窄。
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。
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。
微生物的生长与环境条件
细胞学、生理学、生物化学研究的好材料
18
分离处于相同生长阶段的同步细胞 方法： 1. 机械分离法
过滤法、区带离心法、膜洗脱子细胞法 2. 诱导法
温度法、养料法、其他方法 3. 解除抑制法
大量稀释，解除抑制剂对细胞合成的抑制
19
3. 连续培养（continuous-flow culture）
指数期，输入培养液，移去培养物，无限期延长指 数生长期
第八章 微生物的生长 与环境条件
（Microbial Growth and the Environment）
1
内容
• 微生物的生长和测定方法*＃ • 环境条件对微生物生长的影响* • 微生物细胞的分化
2
第一节 微生物的生长和测定方法*＃
3
一. 微生物生长的定义 微生物的生长（Growth）：在合适的外界环
境条件下，微生物个体或群体中主要化学 组分的平衡增长。 生长的外部表现：个体数量的增加和群体生 物量（biomass）的增长。
4
二. 微生物生长的测定方法
1. 总数测定（total count）
1）显微镜直接计数法 原理：计数室内细胞数 / 计数室体积 2）比浊法 原理：菌悬液中的细胞浓度与光密度（OD）成正比
什么方法？ 3. 比较杀菌、消毒、防腐和化学治疗的异同，并举
例说明。
41
21
第二节 环境条件对微生物生长的 影响
22
一. 温度
微生物生长的温度范围-12℃～100℃以上。 不同微生物对温度的具体要求不同 生长繁殖具有最低、最高、最适温度 最适温度不一定是代谢的最适温度
23
一）微生物生长的温度类型
微生物类型
低温 型
中温 型
18
分离处于相同生长阶段的同步细胞 方法： 1. 机械分离法
过滤法、区带离心法、膜洗脱子细胞法 2. 诱导法
温度法、养料法、其他方法 3. 解除抑制法
大量稀释，解除抑制剂对细胞合成的抑制
19
3. 连续培养（continuous-flow culture）
指数期，输入培养液，移去培养物，无限期延长指 数生长期
第八章 微生物的生长 与环境条件
（Microbial Growth and the Environment）
1
内容
• 微生物的生长和测定方法*＃ • 环境条件对微生物生长的影响* • 微生物细胞的分化
2
第一节 微生物的生长和测定方法*＃
3
一. 微生物生长的定义 微生物的生长（Growth）：在合适的外界环
境条件下，微生物个体或群体中主要化学 组分的平衡增长。 生长的外部表现：个体数量的增加和群体生 物量（biomass）的增长。
4
二. 微生物生长的测定方法
1. 总数测定（total count）
1）显微镜直接计数法 原理：计数室内细胞数 / 计数室体积 2）比浊法 原理：菌悬液中的细胞浓度与光密度（OD）成正比
什么方法？ 3. 比较杀菌、消毒、防腐和化学治疗的异同，并举
例说明。
41
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第二节 环境条件对微生物生长的 影响
22
一. 温度
微生物生长的温度范围-12℃～100℃以上。 不同微生物对温度的具体要求不同 生长繁殖具有最低、最高、最适温度 最适温度不一定是代谢的最适温度
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一）微生物生长的温度类型
微生物类型
低温 型
中温 型
《工业微生物》课件 第四章
第一节 微生物生长的测定
3. ATP的含量测定法 ATP是细胞中储存能量的化学形式，它在各种微生物 细胞中含量也较为稳定，一般是在10-6mol/L数量级。细菌 细胞的 ATP 含量为每克细胞干重含有 1mg ATP 。 ATP 只存在 于活细胞中，因细胞死亡后ATP会分解，因此ATP可以快速、 灵敏地反映出活菌数量。
第一节 微生物生长的测定
（五）平板菌落计数 平板菌落计数法可以反映出样品中活菌的数量，又叫活 菌计数法。将单细胞微生物待测液经10倍系列稀释后，把最 后三个稀释浓度的稀释液各取一定的量接种到琼脂平板培养 基上培养，长出的菌落数就是稀释液中含有的活细胞数，据 此计算出供测样品中的活细胞数。也可以将经过灭菌后冷却 至45~50℃的固体培养基与一定稀释度和体积的菌悬液在培 养皿中混匀再倒入培养皿，凝固后培养适当时间，测定菌落 形成单位的数目，以此推算出待测样品中的活细胞数。此法 要求菌体成分散状态，否则无法确定单个菌落是否由单个细 胞形成。因此比较适合于细菌和酵母菌等单细胞微生物计数， 不适合于霉菌等多细胞微生物计数。
第一节 微生物生长的测定
（四）菌丝长度测定法 这是针对丝状真菌生长而确定的测定方法，一般在固 定培养基上进行。最直接的方法就是将真菌接种到平皿的 中央，定时测定菌落的直径或面积。对生长快的真菌，每 间隔 24h 测一次，对生长慢的真菌可以数天测定一次，直 到菌落覆盖了整个平皿，据此可以测出菌丝的生长速度。 不过这种方法不能反映菌丝的纵向生长，即菌落的厚度和 深入培养基的菌丝。另外，接种量也会影响测定结果。
第二节 微生物的生长规律
一、微生物个体细胞的生长 工业上常接触到的细菌、酵母、霉菌的生长模式如图 4-2～图4-4所示。
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
样品中微生物数量多或生长旺盛，这些指标
愈明显，因此可以借助特定的仪器如瓦勃氏呼吸仪、 微量量热计等设备来测定相应的指标。
第一节 微生物生长的测定
微生物生长：
单位时间里微生物数量或生物量（Biomass）的增加。
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 评价培养条件、营养物质等对微生物生长的影响； 评价不同的抗菌物质对微生物产生抑制(或杀死)作用的效果； 客观地反映微生物生长的规律；
第一节 微生物生长的测定 （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情况 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
以干重、湿重直接衡量微生物群体的生物量；
通过样品中蛋白质、核酸含量的测定间接推算 微生物群体的生物量；
测定多细胞及丝状真菌生长情况的有效方法
第一节 微生物生长的测定 （二）以生物量为指标测定微生物的生长 3、 生理指标法
微生物的生理指标，如呼吸强度，耗氧量、酶 活性、生物热等与其群体的规模成正相关。
活菌计数：
采用特定的染色技术也可分别对活菌和死菌 进行分别计数
（二）以生物量为指标测定微生物的生长
1、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。 实验测量时应控制在菌浓度 与光密度成正比的线性范围 内，否则不准确。
第一节 微生物生长的测定 （二）以生物量为指标测定微生物的生长 2、重量法
采用培养平板计数法要求操作熟练 、准确，否则难以得到正确的结果： 样品充分混匀；
每支移液管及涂布棒只能接触一个 稀释度的菌液；
同一稀释度三个以上重复,取平均值； 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。
缺点： 不能区分死菌与活菌； 不适于对运动细菌的计数； 需要相对高的细菌浓度； 个体小的细菌在显微镜下难以观察；
（一）以数量变化对微生物生长情况进行测定
4、显微镜直接计数法
2）其它方法： 比例计数：
将已知颗粒浓度的样品（例如血液）与待测细胞 细胞浓度的样品混匀后在显微镜下根据二者之间 的比例直接推算待测微生物细胞浓度。
对未知样品进行十倍稀释，然后 根据估算取三个连续的稀释度平行接 种多支试管，对这些平行试管的微生 物生长情况进行统计，长菌的为阳性， 未长菌的为阴性，然后根据数学统计 计算出样品中的微生物数目。
（一）以数量变化对微生物生长情况进行测定 采用细菌计数板或血球计数板，在显微镜下对微生物数 量进行直接计数（计算一定容积里样品中微生物的数 量）。 4、显微镜直接计数法 1）常规方法：
2、膜过滤培养法
当样品中菌数很低时，可以将一定体积的湖水、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、The most probable number method（液体稀释法）
主要适用于只能进行液体培养的微生 物，或采用液体鉴别培养基进行直接 鉴定并计数的微生物。
样品中微生物数量多或生长旺盛，这些指标
愈明显，因此可以借助特定的仪器如瓦勃氏呼吸仪、 微量量热计等设备来测定相应的指标。
第一节 微生物生长的测定
微生物生长：
单位时间里微生物数量或生物量（Biomass）的增加。
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 评价培养条件、营养物质等对微生物生长的影响； 评价不同的抗菌物质对微生物产生抑制(或杀死)作用的效果； 客观地反映微生物生长的规律；
第一节 微生物生长的测定 （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情况 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
以干重、湿重直接衡量微生物群体的生物量；
通过样品中蛋白质、核酸含量的测定间接推算 微生物群体的生物量；
测定多细胞及丝状真菌生长情况的有效方法
第一节 微生物生长的测定 （二）以生物量为指标测定微生物的生长 3、 生理指标法
微生物的生理指标，如呼吸强度，耗氧量、酶 活性、生物热等与其群体的规模成正相关。
活菌计数：
采用特定的染色技术也可分别对活菌和死菌 进行分别计数
（二）以生物量为指标测定微生物的生长
1、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。 实验测量时应控制在菌浓度 与光密度成正比的线性范围 内，否则不准确。
第一节 微生物生长的测定 （二）以生物量为指标测定微生物的生长 2、重量法
采用培养平板计数法要求操作熟练 、准确，否则难以得到正确的结果： 样品充分混匀；
每支移液管及涂布棒只能接触一个 稀释度的菌液；
同一稀释度三个以上重复,取平均值； 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。
缺点： 不能区分死菌与活菌； 不适于对运动细菌的计数； 需要相对高的细菌浓度； 个体小的细菌在显微镜下难以观察；
（一）以数量变化对微生物生长情况进行测定
4、显微镜直接计数法
2）其它方法： 比例计数：
将已知颗粒浓度的样品（例如血液）与待测细胞 细胞浓度的样品混匀后在显微镜下根据二者之间 的比例直接推算待测微生物细胞浓度。
对未知样品进行十倍稀释，然后 根据估算取三个连续的稀释度平行接 种多支试管，对这些平行试管的微生 物生长情况进行统计，长菌的为阳性， 未长菌的为阴性，然后根据数学统计 计算出样品中的微生物数目。
（一）以数量变化对微生物生长情况进行测定 采用细菌计数板或血球计数板，在显微镜下对微生物数 量进行直接计数（计算一定容积里样品中微生物的数 量）。 4、显微镜直接计数法 1）常规方法：
2、膜过滤培养法
当样品中菌数很低时，可以将一定体积的湖水、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、The most probable number method（液体稀释法）
主要适用于只能进行液体培养的微生 物，或采用液体鉴别培养基进行直接 鉴定并计数的微生物。