普通微生物学
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第六章 微生物的生长 繁殖及其控制
第一节 微生物生长的测定
微生物生长的概念及常规测定方法（原理和操作）
第二节 细菌的群体生长繁殖
细菌生长繁殖的规律（标准生长曲线） 及控制技术（连续培养的概念和方法）
第三节 微生物生长繁殖的控制
各种常见物理、化学因素对微生物生长的影响
参见P132
生长： 细胞物质有规律地、不可逆地增加，导致细胞体
相当于4000个地球的重量
一头500kg的食用公牛，24小时生产0.5kg蛋白质，而 同样重量的酵母菌，以质量较次的糖液（如糖蜜）和氨水 为原料，24小时可以生产50000kg优质蛋白质。
第一节 微生物生长的测定
微生物生长的概念及常规测定方法 （原理和操作）
参见P151
微生物生长：
数量 生物量 单位时间内微生物
微生物的接种是群体接种，接种后的生长是群体繁殖生长
对细菌群体生长规律的了解是对其进行研究与利用的基础
一、生长的规律
在微生物学中提到的“生长”，均指群体生长。
生长曲线（growth curve）：
细菌接种到定量的液体培养基（封闭系统）中，定时取样测 定细胞数量，以时间为横座标，以菌数为纵座标作图，得到的一 条反映细菌在整个培养 期间菌数变化规律的曲线
活菌数（亿个/毫升）
测量时应控制在菌浓度与光密度 成正比的范围内，否则不准确。
2.5 2
1.5 1
0.5 0 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1
OD值
图示 假单胞菌OD值和活菌数的关系
2、重量法
参见P153
➢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、核酸的测定间接推算微
生物群体的生物量。
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。
参见P132
生长是一个逐步发生的量变过程， 繁殖是一个产生新的生命个体的质变过程。
在高等生物里这两个过程可以明显分开， 但在低等特别是在单细胞的生物里，由
于个体微小，这两个过程是紧密联系又很难 划分的过程。
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P154
呼吸强度
耗氧量
生理指标：
等，与其群体的规模成正相关
酶活性
生物热
参见P134
第二节 细菌的群体生长繁殖
细菌生长繁殖的规律（标准生长曲线） 及控制技术（连续培养的概念和方法）
微生物的特点： 个体微小
参见P134
除真菌外，我们肉眼看到或接触到的微生物已不是 单个，而是成千上万个单个微生物组成的群体。
细菌的生长曲线一般以菌数的对数为纵坐标作图
1、迟缓期
将少量菌种接入新鲜培养基后，在开始一段时 间内菌数不立即增加或增加很少，生长速度几近于 零，也称延迟期、适应期
迟缓期细胞的特点：
➢细胞形态变大或增长，例如巨大芽孢杆菌，在迟缓期末细胞的平 均长度比刚接种时长6倍。通常处于迟缓期的细菌细胞最大。 ➢细胞内RNA，尤其是rRNA含量高，合成代谢活跃。核糖
菌数量进行计数？
Leabharlann Baidu
菌数低的样品
膜过滤
培养
菌落计数
水中细菌总数：124 cfu/100ml
3、显微镜直接计数法
参见P152
利用特定的细菌计数板或血细胞计数板，在 显微镜下计算一定容积里样品中微生物的数量。
1）常规方法
缺点： 不能区分死菌与活菌； 不适于对运动细菌的计数； 需要相对较高的细菌浓度； 个体小的细菌在显微镜下难以观察。
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
大肠杆菌一个细胞重约10-12克，平均20分钟繁殖一代 24小时后：4722366500万亿个后代，重量达到：4722吨 48小时后：2.2 ×1043个后代，重量达到2.2 ×1025 吨
一个微生物细胞
合适的外界条件，吸收营养物质，进行代谢
如果同化作用的速度超过了异化作用
个体的生长 原生质的总量（重量、体积、大小）就不断增加
如果各细胞组分是按恰当的比例生长时，则达到 一定程度后就会发生繁殖，引起个体数目的增加
群体内各个个体进一步生长
群体的生长
微生物生长：
在一定时间和条件下，细胞数量的增加 （微生物群体生长）
CFU并不完全等同于样品中的活菌数。
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；
2、膜过滤培养法
参见P153
如何对菌数低的样品，如水，中的细
1、培养平板计数法
对样品进行适当稀释
单个微生物在适宜的固体培养基表面或内部生长、繁殖
肉眼可见的菌落
对菌落数目计数推测样品中的微生物细胞数
由于无法保证细菌细胞在分离过程中彻底分开， 因菌此落，形一成个单菌位落（可co能lo是ny多fo个rm细i胞ng一u起n形its成，，CF所U以）在：科 研中一采般用用菌菌落落计形数成时单，位由（于c不ol能on绝y对fo保rm证in一g个u菌ni落ts，只 C是F由U）一来个表活示细，胞而形不成是，直计接算表出示的为活细胞数（称个为）CF。U。
或
（Biomass）的变化
微生物生长的测定
个体计数
生物量测定 重量测定 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；
参见P152
一、计数法 通常用来测定样品中所含细菌、孢子、酵
母菌等单细胞微生物的数量。
体、酶类和ATP的合成加快，易产生诱导酶。
➢对外界不良条件反应敏感。
分裂迟缓，代谢活跃
以上特征说明，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。
2）其它方法
比例计数:
已知浓度的样品（如血液）+待测浓度的样品； 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。
过滤计数:
菌数低的样品（如水） 膜过滤
染色
荧光显微镜计数
活菌计数:
对细菌进行荧光
采用特定的染色技术对活菌和死菌分别计数
二、生物量测定
参见P153
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。
第一节 微生物生长的测定
微生物生长的概念及常规测定方法（原理和操作）
第二节 细菌的群体生长繁殖
细菌生长繁殖的规律（标准生长曲线） 及控制技术（连续培养的概念和方法）
第三节 微生物生长繁殖的控制
各种常见物理、化学因素对微生物生长的影响
参见P132
生长： 细胞物质有规律地、不可逆地增加，导致细胞体
相当于4000个地球的重量
一头500kg的食用公牛，24小时生产0.5kg蛋白质，而 同样重量的酵母菌，以质量较次的糖液（如糖蜜）和氨水 为原料，24小时可以生产50000kg优质蛋白质。
第一节 微生物生长的测定
微生物生长的概念及常规测定方法 （原理和操作）
参见P151
微生物生长：
数量 生物量 单位时间内微生物
微生物的接种是群体接种，接种后的生长是群体繁殖生长
对细菌群体生长规律的了解是对其进行研究与利用的基础
一、生长的规律
在微生物学中提到的“生长”，均指群体生长。
生长曲线（growth curve）：
细菌接种到定量的液体培养基（封闭系统）中，定时取样测 定细胞数量，以时间为横座标，以菌数为纵座标作图，得到的一 条反映细菌在整个培养 期间菌数变化规律的曲线
活菌数（亿个/毫升）
测量时应控制在菌浓度与光密度 成正比的范围内，否则不准确。
2.5 2
1.5 1
0.5 0 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1
OD值
图示 假单胞菌OD值和活菌数的关系
2、重量法
参见P153
➢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、核酸的测定间接推算微
生物群体的生物量。
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。
参见P132
生长是一个逐步发生的量变过程， 繁殖是一个产生新的生命个体的质变过程。
在高等生物里这两个过程可以明显分开， 但在低等特别是在单细胞的生物里，由
于个体微小，这两个过程是紧密联系又很难 划分的过程。
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P154
呼吸强度
耗氧量
生理指标：
等，与其群体的规模成正相关
酶活性
生物热
参见P134
第二节 细菌的群体生长繁殖
细菌生长繁殖的规律（标准生长曲线） 及控制技术（连续培养的概念和方法）
微生物的特点： 个体微小
参见P134
除真菌外，我们肉眼看到或接触到的微生物已不是 单个，而是成千上万个单个微生物组成的群体。
细菌的生长曲线一般以菌数的对数为纵坐标作图
1、迟缓期
将少量菌种接入新鲜培养基后，在开始一段时 间内菌数不立即增加或增加很少，生长速度几近于 零，也称延迟期、适应期
迟缓期细胞的特点：
➢细胞形态变大或增长，例如巨大芽孢杆菌，在迟缓期末细胞的平 均长度比刚接种时长6倍。通常处于迟缓期的细菌细胞最大。 ➢细胞内RNA，尤其是rRNA含量高，合成代谢活跃。核糖
菌数量进行计数？
Leabharlann Baidu
菌数低的样品
膜过滤
培养
菌落计数
水中细菌总数：124 cfu/100ml
3、显微镜直接计数法
参见P152
利用特定的细菌计数板或血细胞计数板，在 显微镜下计算一定容积里样品中微生物的数量。
1）常规方法
缺点： 不能区分死菌与活菌； 不适于对运动细菌的计数； 需要相对较高的细菌浓度； 个体小的细菌在显微镜下难以观察。
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
大肠杆菌一个细胞重约10-12克，平均20分钟繁殖一代 24小时后：4722366500万亿个后代，重量达到：4722吨 48小时后：2.2 ×1043个后代，重量达到2.2 ×1025 吨
一个微生物细胞
合适的外界条件，吸收营养物质，进行代谢
如果同化作用的速度超过了异化作用
个体的生长 原生质的总量（重量、体积、大小）就不断增加
如果各细胞组分是按恰当的比例生长时，则达到 一定程度后就会发生繁殖，引起个体数目的增加
群体内各个个体进一步生长
群体的生长
微生物生长：
在一定时间和条件下，细胞数量的增加 （微生物群体生长）
CFU并不完全等同于样品中的活菌数。
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；
2、膜过滤培养法
参见P153
如何对菌数低的样品，如水，中的细
1、培养平板计数法
对样品进行适当稀释
单个微生物在适宜的固体培养基表面或内部生长、繁殖
肉眼可见的菌落
对菌落数目计数推测样品中的微生物细胞数
由于无法保证细菌细胞在分离过程中彻底分开， 因菌此落，形一成个单菌位落（可co能lo是ny多fo个rm细i胞ng一u起n形its成，，CF所U以）在：科 研中一采般用用菌菌落落计形数成时单，位由（于c不ol能on绝y对fo保rm证in一g个u菌ni落ts，只 C是F由U）一来个表活示细，胞而形不成是，直计接算表出示的为活细胞数（称个为）CF。U。
或
（Biomass）的变化
微生物生长的测定
个体计数
生物量测定 重量测定 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；
参见P152
一、计数法 通常用来测定样品中所含细菌、孢子、酵
母菌等单细胞微生物的数量。
体、酶类和ATP的合成加快，易产生诱导酶。
➢对外界不良条件反应敏感。
分裂迟缓，代谢活跃
以上特征说明，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。
2）其它方法
比例计数:
已知浓度的样品（如血液）+待测浓度的样品； 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。
过滤计数:
菌数低的样品（如水） 膜过滤
染色
荧光显微镜计数
活菌计数:
对细菌进行荧光
采用特定的染色技术对活菌和死菌分别计数
二、生物量测定
参见P153
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。