第六章 微生物的生长繁殖及其控制
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
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。
第六章微生物生长繁殖及其控制PPT课件
5.比浊法
原理：是在一定范围内，菌悬液中的细胞浓度与混浊度成正比， 即与光密度成正比，菌数越多，光密度越大。因此，借助于分 光光度计，在一定波长下测定菌悬液的光密度，就可反应出菌 液的浓度。
特点：快速、简便；但易受干扰。
6.生理指标法
▪测含氮量
蛋白质是细胞的主要物质，含量稳定，而氮是蛋白质的主 要成分，通过测含氮量就可推知微生物的浓度。
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。
▪其他方法
含碳、磷、DNA、RNA、耗氧量、消耗底物量、产二氧 化碳、产酸、产热、粘度等，都可用于生长量的测定。
第二节 微生物的典型生长曲线
一、微生物培养 ：
研究群体生长规律，首先应对微生物进 行培养。培养的方法有： 分批培养和连续培养
毛细管法：用毛细管提取微生物个体，适合于较大微 生物。
显微操作仪：用显微针、钩、环等挑取单个细胞或孢 子以获得纯培养。
小液滴法：将经过适当稀释后的样品制成小液滴，在 显微镜下选取只含一个细胞的液滴来进行纯培养物的 分离。
二、微生物生长及测定方法
生长——微生物细胞吸收营养物质，进 行新陈代谢，当同化作用>异化作用时， 生命个体的重量和体积不断增大的过程。
小，所以常用群体生长来反映个体生长的状况）
个体生长个体繁殖 群体生长
群体生长 = 个体生长 + 个体繁殖
通常把一个细胞分裂成两个细胞所需要的时间，称为代时。
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
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。
第六章 微生物的生长及控制
第一节
生长 （量变） 繁殖 （质变）
微生物的培养
生物个体由小到大的增长，即表现为细胞组分 与量方面结构在的增加 指生物个体数目的增加
群体生长 = 个体生长 + 个体繁殖
在单细胞微生物中，生长繁殖的速度很快，而且两者 始终交替进行，个体生长与繁殖的界限难以划清，因此实
际上常以群体生长作为衡量微生物生长的指标。
或密度梯度离心的方法，选择同一生长阶段的细 胞。
18
第二节
微生物的生长规律
离 心 沉 降 分 离 法
19
膜 洗 脱 法
第二节
2.诱导法
微生物的生长规律
诱导法：采用物理、化学因子使微生物细胞生长进
行到某个阶段而停下来，使先到达该阶段的微生物
细胞不能进入下一个生长阶段，以达到诱导微生物
细胞同步生长的目的。
第二节
微生物的生长规律
延滞原因：适应新的环境条件，合成新的酶，
积累必要的中间产物。
影响延迟期长短的因素： ①菌种 ： 繁殖速度较快的菌种的延迟期一般 较短； ②接种物菌龄 ： 用对数生长期的菌种接种时， 其延迟期较短，甚至检查不到延迟期； ③接种量：一般来说， 接种量增大可缩短甚至 消除延迟期（发酵工业上一般采用1/10的接种 量）；
最高菌体产量。
应用范围：实验室科学研究
35
第二节
微生物的生长规律
恒 化 培 养 器
36
第二节
微生物的生长规律
连续培养技术——恒浊培养
概念：通过调节培养基流速，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 在允许范围内控制不同的菌体密度；但工艺复杂，烦琐。 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。
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。
第六章微生物的生长及其控制刘
1ml
9ml 9ml 9ml
9ml
1ml
1ml
1ml
×2 ×2
×2
2020/7/23
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，经保 温培养后，以平板上出现的菌落数乘以稀释度就可 以计算出原菌液的含菌量。
直径9cm的培养皿平板上出现菌落数一般以50~500为 宜。按照国家标准规定的样品菌落总数测定的计数 原则，以平板菌落数在30~300之间为报告依据。
微生物学
直接法—— 涂片染色法
应用：可同时计数不同微生物的菌数，适 于土壤、牛奶中细菌计数。
方法：用镜台测微尺计算出视野面积；取 0.01ml菌液涂于1cm2面积上，计数后代 入公式： 每ml原菌液含菌数
=视野中平均菌数×涂布面积/视野面积×100 ×稀 释倍数
2020/7/23
微生物学
直接法 —— 比浊法
2020/7/23
平板划线分离法
特点：快速、方便。 分区划线（适用于浓度较大的样品） 连续划线（适用于浓度较小的样品）
微生物学
2020/7/23
液体稀释法
微生物学
首先将待分离的样品进行连续稀释,目的是得到高度稀释的效果, 使一支试管中分配不到一个微生物.如果经过稀释后的大多数试管 中没有微生物生长,那么有微生物生长的试管得到的培养物可能就 是由一个微生物个体繁殖而来的纯培养物.
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20刚20/7刚/23分裂下来的新生细胞，即为同步培养。
微生物的生长繁殖及其控制
6.1.3微生物生长的测定方法
微 生 物 生 长 的 测 定
第六章微生物的生长繁殖及其控制
二、同步培养
同步生长的概念：一个细胞群体中各个细胞都在同 一时间进行分裂的状态，称为同步生长 （synchronous growth） ，进行同步分裂的细胞称为 同步细胞。
同步培养：是使群体中不同步的细胞转变成能同时 进行生长或分裂的群体细胞。
•同步细胞群体在任何一时刻都处在细胞周期的同一 相，彼此间形态、生化特征都很一致，因而是细胞 学、生理学和生物化学等研究的良好材料。
稳定期
衰亡期
（1）延滞期（lag phase，停滞期、调整期、适应期）
1.现象：活菌数没增加，曲线平行于横轴。
2.特点：
生长速率常数= 0
细胞形态变大或增长
细胞内RNA特别rRNA含量增高，原生质嗜碱性增强
合成代谢活跃（核糖体、酶类、ATP合成加快），易 产生诱导酶
对外界不良条件敏感，（如氯化钠浓度、温度、抗生 素等化学药物）
体
生产 为主
实验 室为
主
生长与代谢产物的形成存在两种类型
微生物发酵形成产物的过程与微生物细胞生长的过程并 不总是一致的。一般认为：
细胞
产物
lg 细胞数或产物浓 度
I型
II型
时间
连续发酵（continuous fermentation）
连续培养在生产上的应用，相对于单批发酵而言。 优点： 高效，简化了操作——装料、灭菌、出料、清洗发酵罐等单 元操作； 自控：便于利用各种仪表进行自动控制； 产品质量稳定 节约大量动力、人力、水和蒸汽，且使水、汽、电的负荷均 衡合理。 缺点： 菌种易于退化；易于遭到杂菌污染；营养物利用率低于单批培 养。连续发酵的生产时间受以上因素限制，一般只能维持数月 ~ 1年。
营养物浓度与对数期生长速率和产量作用方Βιβλιοθήκη ：影响 微生物的生长 速率和总生长 量
第六章 微生物的生长及其控制
细菌研究中常用的三个参数
1.繁殖代数（n） 指数生长方式： 1 2 4 8… …2n
设接种时细胞数为x1, 时间为t1, 到时间t2后，繁殖n代， 细胞数为x2，它们之间的相互关系为：
x2 = x1*2n
以对数表示：㏒ x2 = ㏒ x1 + n㏒2
㏒ x2 - ㏒ x1
∴n=
= 3.322(㏒ x2 - ㏒ x1 )
(二)恒浊连续培养
通过连续培养装 置中的光电系统控制 培养液中菌体浓度恒 定、使细菌生长连续 进行的一种培养方式。
用于菌体以及与 菌体生长平行的代谢 产物生产的发酵工业。
(三)连续发酵与单批发酵相比
优点：缩短发酵周期，提高设备利用率； 便于自动控制； 降低动力消耗及体力劳动强度； 产品质量较稳定；
生长曲线
影响迟缓期长短的因素
接种龄：即种子的群体生长年龄，它处在生长曲线的哪一个阶段。 一般以对数期的培养物作种子可缩短迟缓期。
接种量：接种量的大小明显影响迟缓期的长短。接种量大，则迟 缓期短。发酵工业上一般采用10%的接种量。
培养基成分：尽量使接种前后所使用的培养基组成相差不要太大。
连续培养的基本原则：微生物培养过程中不断的补充营养 物质和以同样的速率移出培养物。
连续培养是在研究生长曲线的基础上，认识稳定期到来的原因， 采取相应的措施而实现的。
当微生物培养到指数期的后期时，以一定速度连续流进新鲜培养 基，另一方面，以同样的流速不断流出培养物。
连续培养最主要的问题是菌种易于老化，其次是易遭污染。
生长曲线
对数生长期能保持多长？
从一个细胞开始； 大肠杆菌每20分钟繁殖一代； 如对数期为48小时； 可得到多少细胞？2144=2.23x1043 重量可达多少? 2.23x1043x10-12g/cell
第6章微生物的生长及其控制_微生物学
细胞处于活跃生长中，只是分裂迟缓。
在此阶段后期，少数细胞开始分裂，曲线略有上升。 33
2. 迟缓期出现的原因
调 整 代 谢
微生物接种到一个新的环境，暂时缺乏分解和催化 有关底物的酶，或是缺乏充足的中间代谢产物等。为产
生诱导酶或合成中间代谢产物，就需要一段适应期。
34
影响延滞期长短的因素很多
（1）菌种的遗传性
控制微生物生长繁殖及控制微生物生长的条件及原理?本章将就微生物的生长繁殖的基本规律和其与环境的2关系一般研究方法以及人类如何运用当代科学技术有效利用和控制微生物等问题进行多层次多角度的叙述与探讨
微生物的生长及 其控制
重点：细菌生长曲线的定义、各时期的特点、应用及生
产指导意义。控制微生物生长繁殖及控制微生物生长的
测定繁殖，一定要一一计算各个体的数目。 单细胞状态的细菌和酵母菌 计算各个体的数目 放线菌和霉菌等丝状生长的微生物 计算其孢子数
10
（一）计繁殖数直接法 （二）计繁殖数间接法
link1
11
第二节 微生物的生长规律
12
微生物的特点：
个体微小
肉眼看到或接触到的微生物是成千上万个 单个的微生物组成的群体。
以稳定期为主的代谢产物合成期（idiophase）
53
稳定期到来的原因
① 营养物尤其是生长限制因子的耗尽； ② 营养物的比例失调，例如C／N比值不合适等； ③ 酸、醇、毒素或H2O2等有害代谢产物的累积； ④ pH、氧化还原势等理化条件越来越不适宜等。
54
对生产实践的指导意义
以生产菌体或与菌体生长相平行的代谢产物（乳酸
Helmstetter-Cummings技术
23
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
微生物学：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
第一节 测定生长繁殖的方法 第二节 微生物的生长规律
第三节 影响微生物生长的主要因素
第四节 微生物培养法概论 第五节 有害微生物的控制
温度 temperature
第二节 微生物的生长规律
第三节 影响微生物生长的主要因素 第四节 微生物培养法概论 第五节 有害微生物的控制
微生物的个体生长和同步生长
个体生长 individual growth: 微生物细胞从小到大的生长过 程 (以及随之发生的阶段性的极其复杂的生物化学变化和细 胞学变化)
同步生长 synchronous growth: 通过同步培养技术使微生 物群体中的各个个体处于分裂步调一致的生长状态*
- 直接法: 利用计数板在光学显微镜下直接观察细胞并进行计数(总菌 数) ->活菌染色 vital staining: 酵母菌的美蓝染色, 细菌丫啶橙染色
- 间接法 (活菌计数法 viable cell counting): 原理是活菌生长使液体 培养基变浑浊或在固体培养基上形成菌落
• 平板菌落计数法 plate colony counting: 稀释菌液->浇注平板或涂 布平板 ->菌落形成单位 cfu
continuous culture
连续培养器的类型
恒浊器 turbidostat
- 根据微生物的生长密度控制培养液流速, 以取得菌体密度高, 生长速 率恒定的微生物连续培养
- 微生物始终能以最高生长速率生长 - 应用于以获得大量菌体或与菌群生长相平行的代谢产物(乳酸, 乙醇
等)的生产实践
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第六章微生物的生长及其控制一、名词解释生长繁殖连续发酵恒浊器恒化器同步培养(Synchronous culture)同步生长连续培养（continuous culture）二次生长现象防腐(Antisepsis)石炭酸系数抗代谢物(Antimetabolite)消毒抗生素十倍致死时间和热致死时间致死温度和致死时间灭菌二、填空题1.微生物的生长包括＿＿、＿＿、＿＿和衰亡期等四个时期。
2.微生物生长的＿＿期是产物的最佳收获期。
3.微生物死亡的原因可能是蛋白水解酶的活力增强而发生＿＿。
4.影响微生物生长的主要因素有温度、＿＿、＿＿三项。
5.实验室用＿＿法在光学显微镜下直接观察细胞并计数。
6.把稀释后的一定量的菌样通过＿＿或＿＿的方法，让其内的微生物单细胞一一分散在琼脂平板上，待培养后每一活细胞就形成一个单菌落，此即菌落形成单位。
7.影响延滞期长短的主要因素有＿＿、＿＿和培养基成分。
8.设法使培养液的流速保持不变，并使微生物始终在低于最高生长速率的条件下进行生长繁殖的连续培养装置是＿＿。
9.采用强烈的理化因素使人和物体内外部一切微生物永远丧失繁殖能力的措施是＿＿。
10.各种抗生素有其不同的制菌范围，此即＿＿；青霉素和红霉素主要抗＿＿细菌；＿＿和＿＿主要抗G细菌。
-11.生长温度三基点是＿＿、＿＿、＿＿。
12.一般可把微生物的典型生长曲线可粗分为＿＿、＿＿、＿＿、＿＿。
13.抗生素的活力称为＿＿。
14.多数细菌生长最适pH是＿＿，放线菌生长最适pH一般是＿＿，真菌生长的最适pH一般是＿＿。
15.消毒和灭菌的区别是＿＿。
16.计算世代时间应在细菌生长的＿＿期进行，生产中为了长期维持对数生长期可采取＿＿，如培养细菌的目的在于获得大量菌体，应在培养的＿＿期进行收获。
17.巴斯德消毒法的工艺条件是＿＿。
18.室温型微生物的最低生长温度为＿＿，最适生长温度为＿＿，最高生长温度为＿＿。
19.造成厌氧环境培养厌氧菌的方法有＿＿和＿＿。
20.低、中、高温型微生物的最适生长温度分别为＿＿、＿＿、＿＿。
21.根据微生物与氧气的关系，可将微生物分成＿＿、＿＿、＿＿、＿＿和＿＿五个类型。
22.酸菜，饲料青贮是利用＿＿发酵产生的＿＿抑制＿＿，使之得以长久贮存。
23.常用的防腐方法有＿＿、＿＿、＿＿、＿＿等。
24.调味品饮料中常加入＿＿作为防腐剂。
25.测定微生物的生长量常用的方法有＿＿、＿＿、＿＿和＿＿。
而测定微生物数量变化常用的方法有＿＿、＿＿、＿＿和＿＿；以生理指标法来测定微生物的方法又有＿＿、＿＿、＿＿和＿＿等。
26.影响微生物代时的主要因素有＿＿、＿＿、＿＿和＿＿。
27.进行湿热灭菌的方法有＿＿、＿＿、＿＿、＿＿和＿＿。
28.现代实验室中研究厌氧菌最有效的三大技术是＿＿、＿＿和＿＿。
29.获得纯培养的方法有：＿＿、＿＿、＿＿和＿＿。
30.影响微生物生长的主要因素有＿＿、＿＿、＿＿、＿＿和＿＿等。
31.杀灭或抑制微生物的物理因素有＿＿、＿＿、＿＿、＿＿、＿＿等。
32.列出几种常用的消毒剂如＿＿、＿＿、＿＿和＿＿等。
三、判断题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。
()11.兼性微生物是能够生活在许多环境中的微生物。
()12.真菌最适的生长条件是环境中有点碱性。
()13.在实验室中细菌不能形成菌落。
()14.连续培养的目的是使微生物始终保持在最高稳定生长阶段。
()15.酒精的浓度越高，杀菌能力越强。
()16.微生物生长的最适pH与合成某种代谢产物的pH是一致的。
17.大多数原生动物一般可在固体培养基上培养。
()18.用计数板在光学显微镜下直接观察细胞并进行计数时，得到的数目都是活细胞的总菌数（）19.微生物的高密度培养是指微生物在液体培养中细胞群体密度超过常规培养100倍以上时的生长状态或培养技术（）20.影响延滞期长短的因素主要有接种龄、接种量和培养基成分（）21.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就称之为生长限制因子（√）22.对同一种微生物来说，最适生长温度是一切生理过程的最适温度（）23.青霉素是抑制肽桥和肽尾的转羧作用（)24.xx消毒法是干热灭菌法( )25.灭菌和消毒的原理一样( )26.按照微生物与氧的关系把微生物粗分成好氧微生物和厌氧微生物，兼性厌氧微生物()27.多细胞微生物的典型生长曲线分为延滞期、调节期、稳定期和衰亡期( )四、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.(0.06-13.6) nmB.(250-280) nmC.(300-400) nm3.消毒效果最好的乙醇浓度为：()A.50 %。
B.70 %。
C.90 %4.xx灭菌的工艺条件是：()A.(62-63)℃30 minB.(71-72)℃30 minC.(60-70)℃30 min5.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.A.(5-10) %B.(10-15) %C.C.(15-20) %10.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11.专性厌氧微生物是由于其细胞内缺少()，从而不能解除分子氧对细胞的毒害。
A.BODB.CODC.NODD.SOD12.使用高压锅灭菌时，打开排汽阀的目的是（）A.防止高压锅内压力过高，使培养基成分受到破坏B.排尽锅内有害气体C.防止锅内压力过高，造成灭菌锅爆炸D.排尽锅内冷空气13.有人大量使用广谱抗生素，目的在于消炎，可是停药一段时间后，他长期低烧，又找不到体内有炎症的部位，发烧的原因可能是()A.由于病毒的感染，抗生素无效B.体内的过敏反应C.大肠内菌群失调D.大量使用抗生素的毒性作用14.发酵工业上为了提高设备利用率，经常在()放罐以提取菌体或代谢产物。
A.延滞期B.对数期C.稳定期末期D.衰亡期15.所有微生物世代时间在()A.不同B.在30分钟之内C.为3 hD.为12 h16.微生物处于稳定生长前期时()A.细胞分裂速率增加B.细胞分裂速度降低C.群体是在其最旺盛壮健的阶段D.群体是在其最少的阶段17.直接显微镜计数用来测定下面所有微生物群体的数目，除了()之外A.原生动物B.真菌孢子C.细菌D.病毒18.为了下述目的，微生物学研究中可以用滤膜，但除了()之外。
A.从细菌中分离出病毒B.测定细菌数目C.从ATP分子分离出葡萄糖分子D.从原生动物分离出病毒19.链霉素能够（），因而阻止细菌正常生长。
A.抑制细胞壁的合成B.抑制蛋白质的合成C.抑制细胞膜的功能D.抑制核酸的合成20.根据菌体生长对氧气的需求，酿酒酵母属于（）。
A.兼性厌氧B.专性厌氧C.专性好氧D.耐氧菌21.温度是影响微生物生长的重要因素，在（）条件下，微生物的代时最短。
A.最高生长温度B.最适生长温度C.最低生长温度D.室温条件22.在某微生物生长温度范围内，改变其培养温度，可以影响该微生物的（）A.菌体形态B.菌体结构C.代谢途径D.生长速率五、简答题1.试述温度对微生物的影响。
2.细菌的纯培养生长曲线分为几个时期，每个时期各有什么特点？3.试比较灭、消毒、防腐和化疗之间的区别。
4.如何用比浊法测微生物的数量？5.试述影响延迟期长短的因素。
6.试述影响指数期微生物代时长短的因素。
7.影响高压蒸气灭菌效果的因素有哪些？8.为了防止微生物在培养过程中会因本身的代谢作用改变环境的pH值，在配制培养基时应采取什么样的措施？9.细菌肥料是由相关的不同微生物组成的一个菌群并通过混合培养得到的一种产品。
活菌数的多少是质量好坏的一个重要指标之一。
但在质量检查中，有时数据相差很大。
请分析产生这种现象的原因及如何克服?10.稳定期如何会到来？11.延滞期有何特点？如何缩短延滞期？12.超氧化物歧化酶SOD学说的内容是什么？13.什么叫“典型生长曲线”？说其“典型”的原因？14.调节pH的措施有哪两大类？它们有什么区别？六、论述题。