第六章微生物的生长繁殖及其控制笔记-PPT课件
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稳定期(stationary phase)
出现原因
出现原因
营养的消耗 营养物比例失调 有害代谢产物积累 pH值Eh值等理化条件不适
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稳定期特点
活菌数保持相对稳定，总菌数达最高水平。 细菌代谢物积累达到最高峰。 芽孢杆菌这时开始形成芽孢。 这是生产收获时期。
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ห้องสมุดไป่ตู้
第六章
微生物的生长 繁殖 及 其 控 制
内容提要
微生物的分离和纯培养 微生物的生长繁殖及其测定 微生物生长繁殖的控制
无菌技术
微生物培养的常用器具及其灭菌
干热灭菌 湿热灭菌 接种操作
无菌条件下进行，工具：接种环或 接种针
纯培养的分离方法
稀释倒（涂）平板法
微生物生长的测定
测生长量 (直接法)
称重量法 含N量法 DNA/RNA法 菌体内重要组成测定法 叶绿素法 测体积法
N×6.25=Pr
……
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测生长量(间接法) 比 浊 法 生理指标法
计繁殖数
血球计数板法 液体稀释法 平板菌落计数法 滤膜培养法
各种型号的全自动血球计数仪
微生物生长繁殖的控制
环境因子对微生物生长的影响 控制微生物的化学物质 控制微生物的物理因素
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环境因子对微生物生长的影响
营养物质 水的活性 温度 pH 氧
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嗜冷微生物（低温微生物）
嗜冷机制：
Ｅ系在低温下仍能起催化作用 细胞膜含较多的不饱合脂肪酸在低温下仍 具有通透性。 上下班
微生物的生长繁殖及其测定
微生物的生长繁殖 •细菌群体生长的规律 •细菌群体生长的数学模型 •细菌群体生长的主要参数 •同步培养 •连续培养 微生物生长的测定 •计数法、重量法、生理指标法
生长曲线(growth curve)描述细菌生长规律
Ⅰ.迟缓期 Ⅱ.对数期 Ⅲ.稳定期 Ⅳ.衰亡期
细 菌 数 目 （ 个 /ml ） 对 数 Ⅰ Ⅱ Ⅲ
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厌氧菌（anaerobes）
氧对其有毒 将环境中氧吸掉；抽真空；深层培养 能量来源于发酵无氧呼吸环式光合磷酸化或甲烷发酵 细胞内缺泛SOD、细胞色素氧化酶和过氧化氢酶
. . 1A + B
.
共价结合 均裂
A:B .
1 超氧阴离子自由基 O2 普遍存在 1
过氧化氢酶 （好氧菌） + O2 +2H H2O2+O2 SOD 过氧化氢酶
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影响延滞期限长短因素
接种龄
接种量 培养基成分
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缩短延滞期的意义和方法
可以缩短生产周期，提高设备利用率。
接种对数生长期的菌种，采用最适菌龄 加大接种量 用与培养菌种相同组成分的培养基
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指数期(对数期)(exponential phase)
特点
①活菌数和总菌数接近 ②酶系活跃，代谢旺盛。 ③生长速率最大，generation time最短。 ④细胞的化学组成及形态，生理特性比较一致 该期的细菌生产中多被用做种子和科学试验材料
划线法 单细胞（孢子）分离 选择培养基分离法
二元培养物
培养物中含有两种微生物，并有 意识地保持二者之间的特定关系 的培养物称为二元培养物
主要用于病毒等寄生生物的培 养
微生物的保藏技术
传代培养保藏 常用作短期保藏，4℃保藏，时间 为3～4月
干燥保藏法 常用作中期保藏，时间为1～5年 冷冻保藏法 常用作长期保藏，时间为5～10 年及以上
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氧气
专性好氧菌（obligate or strict aerobes） 超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶 （Catalase ） 兼性厌氧菌（facultative anaerobes） 微好氧菌（microaerophilic bacteria） 耐氧菌（aerotolerant anaerobes） 厌氧菌（anaerobes）
衰亡期(decline phase/death phase)
特点
细菌死亡数大于增殖数,活菌数明显减少,群体衰落
细胞出现多形态,大小不等的 畸形,变成衰退型
细胞死亡,出现自溶现象。
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同步培养(synchronous culture)
使培养基中细菌同时分裂，处于相 同的生长阶段叫同步生长。 获得同步生长(synchronous growth)的方法：
细菌群体生长的规律
总菌数 活菌数
Ⅳ
培养时间
延滞期出现原因
把细菌接种到新鲜的培养基中培养时， 并不立即进行分裂繁殖，细菌增殖数为０， 这时需要合成多种酶，辅酶和某些中间代 谢产物，要经过一个调整和适应过程 。
迟缓期特点
生长速率常数等于零 菌体粗大 ＲＮＡ含量增加 代谢活力强 对不良条件抵抗能力降低
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嗜热微生物的嗜热机制
细胞内的Ｅ具强抗热性
产生的多胺，热亚胺和高温精胺物质对蛋白质 等组织结构具有保护作用。一一一一一口口口
核酸也具有热稳定性的保护结构。
细胞膜含有较多的饱和脂肪酸和直链脂肪酸， 使膜具有稳定性。上
pH
影响细胞膜透性与稳定性 影响物质溶解度 影响细胞表面电荷分布 因此影响微生物生长、繁殖，发育。 各类微生物能够生长的pH值较宽， 但细胞内部pH值却接近中性。 微生物的活动也能改变环境中的pH值
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Lg 细胞数/ml
Nt N0 t0
指数期生长的数学模型
繁殖代数 n=3.322(lgNt-lgN0) 生长速率常数R= t1 - t0 代时G= 3.322(lgNt-lgN0)
t1 培养时间
3.322(lgNt-lgN0) t2 - t1
影响指数期的因素
菌种 营养成分 营养物浓度 培养温度
H2O+1/2O2
2H2O
（好氧菌及耐氧菌） NADH2 NAD （耐氧菌）
好氧及厌氧微生物培养法
实验室培养法
固体培养法
好氧菌的固体培养 高层琼脂柱 厌氧培养皿
机械方法 离心法
过滤法 硝酸纤维素滤膜法
环境条件控制技术（温度、培养基成分控制、其它）
连续培养(continuous culture)(open culture)
优点：缩短发酵周期；便于自动控制；产物质 将微生物置于一定容积的培养基中培养，最后 要 量均一 一次收获，叫分批培养，将微生物放在恒定的 缺点：菌种易退化；易染杂菌 容积的流动系统中培养称为连续培养。
稳定期(stationary phase)
出现原因
出现原因
营养的消耗 营养物比例失调 有害代谢产物积累 pH值Eh值等理化条件不适
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稳定期特点
活菌数保持相对稳定，总菌数达最高水平。 细菌代谢物积累达到最高峰。 芽孢杆菌这时开始形成芽孢。 这是生产收获时期。
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ห้องสมุดไป่ตู้
第六章
微生物的生长 繁殖 及 其 控 制
内容提要
微生物的分离和纯培养 微生物的生长繁殖及其测定 微生物生长繁殖的控制
无菌技术
微生物培养的常用器具及其灭菌
干热灭菌 湿热灭菌 接种操作
无菌条件下进行，工具：接种环或 接种针
纯培养的分离方法
稀释倒（涂）平板法
微生物生长的测定
测生长量 (直接法)
称重量法 含N量法 DNA/RNA法 菌体内重要组成测定法 叶绿素法 测体积法
N×6.25=Pr
……
No Image
测生长量(间接法) 比 浊 法 生理指标法
计繁殖数
血球计数板法 液体稀释法 平板菌落计数法 滤膜培养法
各种型号的全自动血球计数仪
微生物生长繁殖的控制
环境因子对微生物生长的影响 控制微生物的化学物质 控制微生物的物理因素
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环境因子对微生物生长的影响
营养物质 水的活性 温度 pH 氧
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No Image
嗜冷微生物（低温微生物）
嗜冷机制：
Ｅ系在低温下仍能起催化作用 细胞膜含较多的不饱合脂肪酸在低温下仍 具有通透性。 上下班
微生物的生长繁殖及其测定
微生物的生长繁殖 •细菌群体生长的规律 •细菌群体生长的数学模型 •细菌群体生长的主要参数 •同步培养 •连续培养 微生物生长的测定 •计数法、重量法、生理指标法
生长曲线(growth curve)描述细菌生长规律
Ⅰ.迟缓期 Ⅱ.对数期 Ⅲ.稳定期 Ⅳ.衰亡期
细 菌 数 目 （ 个 /ml ） 对 数 Ⅰ Ⅱ Ⅲ
No Image
厌氧菌（anaerobes）
氧对其有毒 将环境中氧吸掉；抽真空；深层培养 能量来源于发酵无氧呼吸环式光合磷酸化或甲烷发酵 细胞内缺泛SOD、细胞色素氧化酶和过氧化氢酶
. . 1A + B
.
共价结合 均裂
A:B .
1 超氧阴离子自由基 O2 普遍存在 1
过氧化氢酶 （好氧菌） + O2 +2H H2O2+O2 SOD 过氧化氢酶
No Image
影响延滞期限长短因素
接种龄
接种量 培养基成分
No Image
缩短延滞期的意义和方法
可以缩短生产周期，提高设备利用率。
接种对数生长期的菌种，采用最适菌龄 加大接种量 用与培养菌种相同组成分的培养基
No Image
指数期(对数期)(exponential phase)
特点
①活菌数和总菌数接近 ②酶系活跃，代谢旺盛。 ③生长速率最大，generation time最短。 ④细胞的化学组成及形态，生理特性比较一致 该期的细菌生产中多被用做种子和科学试验材料
划线法 单细胞（孢子）分离 选择培养基分离法
二元培养物
培养物中含有两种微生物，并有 意识地保持二者之间的特定关系 的培养物称为二元培养物
主要用于病毒等寄生生物的培 养
微生物的保藏技术
传代培养保藏 常用作短期保藏，4℃保藏，时间 为3～4月
干燥保藏法 常用作中期保藏，时间为1～5年 冷冻保藏法 常用作长期保藏，时间为5～10 年及以上
No Image
氧气
专性好氧菌（obligate or strict aerobes） 超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶 （Catalase ） 兼性厌氧菌（facultative anaerobes） 微好氧菌（microaerophilic bacteria） 耐氧菌（aerotolerant anaerobes） 厌氧菌（anaerobes）
衰亡期(decline phase/death phase)
特点
细菌死亡数大于增殖数,活菌数明显减少,群体衰落
细胞出现多形态,大小不等的 畸形,变成衰退型
细胞死亡,出现自溶现象。
No Image
同步培养(synchronous culture)
使培养基中细菌同时分裂，处于相 同的生长阶段叫同步生长。 获得同步生长(synchronous growth)的方法：
细菌群体生长的规律
总菌数 活菌数
Ⅳ
培养时间
延滞期出现原因
把细菌接种到新鲜的培养基中培养时， 并不立即进行分裂繁殖，细菌增殖数为０， 这时需要合成多种酶，辅酶和某些中间代 谢产物，要经过一个调整和适应过程 。
迟缓期特点
生长速率常数等于零 菌体粗大 ＲＮＡ含量增加 代谢活力强 对不良条件抵抗能力降低
No Image
嗜热微生物的嗜热机制
细胞内的Ｅ具强抗热性
产生的多胺，热亚胺和高温精胺物质对蛋白质 等组织结构具有保护作用。一一一一一口口口
核酸也具有热稳定性的保护结构。
细胞膜含有较多的饱和脂肪酸和直链脂肪酸， 使膜具有稳定性。上
pH
影响细胞膜透性与稳定性 影响物质溶解度 影响细胞表面电荷分布 因此影响微生物生长、繁殖，发育。 各类微生物能够生长的pH值较宽， 但细胞内部pH值却接近中性。 微生物的活动也能改变环境中的pH值
No Image
Lg 细胞数/ml
Nt N0 t0
指数期生长的数学模型
繁殖代数 n=3.322(lgNt-lgN0) 生长速率常数R= t1 - t0 代时G= 3.322(lgNt-lgN0)
t1 培养时间
3.322(lgNt-lgN0) t2 - t1
影响指数期的因素
菌种 营养成分 营养物浓度 培养温度
H2O+1/2O2
2H2O
（好氧菌及耐氧菌） NADH2 NAD （耐氧菌）
好氧及厌氧微生物培养法
实验室培养法
固体培养法
好氧菌的固体培养 高层琼脂柱 厌氧培养皿
机械方法 离心法
过滤法 硝酸纤维素滤膜法
环境条件控制技术（温度、培养基成分控制、其它）
连续培养(continuous culture)(open culture)
优点：缩短发酵周期；便于自动控制；产物质 将微生物置于一定容积的培养基中培养，最后 要 量均一 一次收获，叫分批培养，将微生物放在恒定的 缺点：菌种易退化；易染杂菌 容积的流动系统中培养称为连续培养。