微生物的生长和繁殖
微生物的生长繁殖
小结
微生物生长繁殖的条件 个体生长繁殖的特点 群体生长繁殖规律
➢ 单细胞微生物的生长曲线 ➢ 丝状真菌的生长曲线 ➢ 病毒的复制周期
微生物的生长繁殖
生长&繁殖
生长：指个体的长大，是细菌总重量增长的过 程，量变的过程。
繁殖：指微生物个体数目的增加，是一个产生 新的生命个体的质变过程。
随着群体中各个个体的进一步生长、繁殖，就 引起了这一群体的生长。
生长和繁殖速度快是微生物的特征之一。
微生物生长繁殖所需条件
1、充足的营养物质 2、适宜的酸碱度 3、适宜的温度 4、气体 微生物生长所需气体主要是O2和
适宜的酸碱度（PH）
PH的作用机理
➢ PH能影响细胞膜的电荷，从而影响营养物质 的吸收
➢ PH能影响代谢过程中酶的活性，从而影响微 生物的生命活动。
生产中的应用
➢ 消毒防腐：如醋酸可杀死沙门氏菌，大肠杆菌 等。
适宜的温度
微生物生长有一定的温度范围。 微生物生长的最适温度因种类而不同。
微生物生长的三基点温度
短，进行平衡生长，菌体内酶系活跃，代谢旺 盛，呈几何级数增加，在生长曲线图上活菌数 量呈直线上升，达到顶峰。 该期细菌的形态、染色性、生理活动较典型， 群体的形态与生理特征最一致，对外界因素作
用比较敏感。
对数生长期在生产中的应用
1、此时期是生产上用于接种的最佳菌龄。
2、发酵工业应尽量延长该期，以达到较高 菌体密度。
此时期菌体迅速利用碳、氮、磷等，呼吸强度达到高 峰，有些代谢产物开始积累。
衰亡期
菌丝体干重下降，到一定时期不再变化。
大多数次级代谢产物在此期合成，多数细胞出 现大的空泡。
有些菌丝体会发生自溶。
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回本第31章页 目录
4.酸碱度
种类
细菌和放 线菌
最低生长 pH
5.0
最适生长 pH
7.0~8.0
最高生长 pH
10.
酵母菌
2.5
3.8~6.0
8.0
霉菌
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1.5
3.0~6.0
10.0
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5.氧化还原电势 6.盐、碱和金属离子
对好氧菌影响较 大。
影响渗透压
微量金属离子对 微生物生命活动 有着主要作用。
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3.连续培养
连续培养：在一个恒定容积流动系 统中培养微生物，首先以一定速率不停 地加入新培养基，另首先又以相同速率 流出培养物(菌体和代谢产物)，以使培养 系统中细胞数量和营养状态保持稳定。
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微生物生长与繁殖
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湿重或干重
（四）比浊法
依据菌体悬浊液透光度间接测量菌体数量。 使用光电比色计或分光光度计。
（五）生理指标法
测定呼吸强度、耗氧量、酶活性及生物热进行换算。
微生物生长与繁殖
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第二节 微生物生长规律
微生物生长与繁殖
回本第14章页 目录
把一定微生物接种到一定液体
培养基中后，在一定条件下培养，
若是一个平衡生长，即各细胞组分是按恰当百 分比增加时，到达一定程度后就会发生繁殖。 从而引发个体数目标增加。伴随群体中各个个 体深入生长，就引发这一群体生长。
微生物生长与繁殖
回本第3页章目录
个体生长 → 个体繁殖 → 群体生长 群体生长 = 个体生长 + 个体繁殖
微生物学生长与繁殖
§特点
§1）代时最短，生长速度最快；
§2）细胞稳定（平衡）生长: 细胞内各种物质按百分 比生长，菌体成份均匀；
§3）酶活性高，代谢稳定，菌体大小基础一致。
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• 处于对数生长久细胞, 因为代谢旺盛, 生长快 速, 代时稳定, 个体形态、化学组成和生理特 征等均较一致, 所以, 在微生物发酵生产中, 常见对数期菌体作种子, 它能够缩短延迟期, 从而缩短发酵周期, 提升劳动生产率与经济效 益。
如在金霉素、四环素等抗生素发
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分批培养与连续培养比较
1） 缩短发酵周期, 提升设备利用率； 2） 便于自动控制； 3） 降低动力消耗及体力劳动强度； 4） 产品质量较稳定；
微生物学生长与繁殖
§恒化连续培养往往控制微 微生物学生长与繁殖
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补料分批培养或半连续培养 不论是基础研究还是在发酵工业
生产实践中, 为了到达某种特殊目 标或提升培养效率, 经常采取两种 方法加以综合培养方式。既不是严 格意义分批培养方式, 也不是严格 意义连续培养方式, 普通称之为补 料分批培养或半连续培养 。
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细菌纯培养生长曲线图
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细菌生长曲线分期
§滞留适应期(延迟期 ) §对数生长久 §稳定时 §衰亡期
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1.滞留适应期（Lag phase）
§特点: §1）细胞形态变大或增加，比如巨大芽孢杆菌，在迟缓
期末，细胞平均长度比刚接种时长6倍。普通来说处于 迟缓期细菌细胞体积最大； 2）细胞内RNA，尤其是rRNA含量增高，合成代谢活跃， 核糖体、酶类和ATP合成加紧，易产生诱导酶。 3） 对外界不良条件反应敏感。
微生物的生长与繁殖
微生物的生长与繁殖微生物是指肉眼无法直接观察到的微小生物体，包括细菌、真菌、病毒等。
微生物的生长与繁殖是一个非常重要的过程，它们对生态系统的平衡、环境保护、医学研究等领域都有着深远的影响。
本文将从微生物的生长环境、影响微生物生长与繁殖的因素以及微生物的繁殖方式等方面进行探讨。
一、微生物的生长环境微生物的生长环境非常广泛，它们可以存在于土壤、水体、空气中，甚至可以在极端环境比如高温、高压、极寒等条件下存活。
微生物最适宜生长的环境被称为生长有限因素（Limiting factors），这包括适宜的温度、pH值、氧气含量、养分可获得性等。
例如，细菌在37摄氏度左右的温度下生长最快，而酵母菌则对酸性环境更为适应。
二、影响微生物生长与繁殖的因素除了生长有限因素外，还有一些其他因素会影响微生物的生长与繁殖。
其中最重要的因素之一是营养物质的可获得性。
微生物需要一定的碳、氮、磷等元素来进行生物合成和能量代谢，当这些养分不足或缺乏时，微生物的生长速率将受到限制。
此外，水分、盐度、压力等也会影响微生物的生长与繁殖。
三、微生物的繁殖方式微生物的繁殖方式可以分为两种：无性繁殖和有性繁殖。
无性繁殖是指微生物通过自我复制来增加数量。
其中最常见的繁殖方式是二分裂（binary fission），即细菌细胞通过不断分裂形成两个相同的细菌细胞。
这个过程通常包括细胞质分裂、DNA复制和细胞分裂三个步骤。
相比之下，真菌则通过产生分生孢子（spores）来进行无性繁殖，病毒则依赖于寄生宿主细胞来进行繁殖。
有性繁殖是指微生物通过与同种或异种微生物的结合来增加遗传变异和多样性。
然而，大部分微生物并不具备有丝分裂（mitosis）等真正的有性繁殖方式。
相反，它们通过水平基因转移（horizontal gene transfer）来产生变异。
这包括共轭（conjugation）、转化（transformation）和转导（transduction）等过程，这些过程允许微生物之间交换遗传物质。
微生物生长繁殖
三、生长曲线在污(废)水生物处理中的应用
在污（废）水生物处理设计时，按污水的水质情 况(主要是有机物浓度)，可利用不同生长阶段的微 生物处理污（废）水。
常规活性污泥法：利用生长下降阶段的微生物（包括 减速期、静止期）；
典型生长曲线，只适用于单细胞微生物，如细菌和 酵母菌，对于丝状生长的真菌或放线菌，只能获得 非典型的生长曲线。
1. 停滞期
又称适应期，指少量微生物接种到新培养液中 后，在开始培养的一段时间内细胞数目不增加的 时期。 为什么会出现停滞期呢？
“万事开头难”
适应环境（合成相应的酶） 营养储备（用于复制和合成）
❖ 每个方格网共分为九个大方格， 中间的大方格即为计数室。
❖ 计数室的刻度一般有两种规格： 一种是一个大方格分成25个中方 格，而每个中方格又分成16个小 方格；另一种是一个大方格分成 16个中方格，而每个中方格又分 成25个小方格。
❖无论是哪一种规格的计数板，每一个大方格中的小方格都是 400个。每一个大方格边长为lmm，则每一个大方格的面积为 lmm2，盖上盖玻片后，盖玻片与载玻片之间的高度为0.lmm， 所以计数室的容积为0.lmm3(万分之一毫升)。
二、微生物生长的研究方法
(一)分批培养
分批培养是将一定量的微生物接种在一个 封闭的、盛有一定体积液体培养基的容器内， 保持一定的温度、pH和溶解氧量，微生物在其 中生长繁殖，结果出现微生物的数量由少变多， 达到高峰后又由多变少，甚至死亡的变化规律。
典型生长曲线
细分：停滞期(适应期)、加 速期、对数期、减速期、静 止期、衰亡期 粗分：停滞期(适应期)、对 数期、静止期、衰亡期。
第七章 微生物的生长繁殖
平板划线分离法
稀释倒平板法
单孢子或单细胞分离法
利用选择性培养基分离法
（一）平板划线分离法
用接种环以无菌操作沾取少许待分离的材料，
在无菌平板表面进行平行划线、扇形划线或其
他形式的连续划线，微生物细胞数量将随着划
线次数的增加而减少，并逐步分散开来，如果
划线适宜的话，微生物能一一分散，经培养后，
① 生长速率常数等于零 ② 细胞形态变大或增长 ③ 细胞内RNA尤其是rRNA含量增高， 原生质呈嗜碱性
④ 合成代谢活跃
⑤ 对外界不良条件反应敏感
影响停滞期长短的因素
接种菌龄：接种龄即“种子” 的群体生长年龄，亦即它处在生长曲 线上的哪一个阶段。实验证明，如果以对数期接种龄的“种子”接种， 则子代培养物的停滞期就短。 接种量：接种量的大小明显影响停滞期的长短。（基数大）
待测菌液与等体积血液混匀涂片； 血液中红细胞数已知； 显微镜下观察菌液细胞与红细胞的比例； 计算：
每毫升菌液的含菌数可通过已知红细胞浓度和菌液细胞与红
细胞的比例计算得知。
细胞的自动计数
电子计数器的工作原理是测定小孔中液体的电阻变化，小孔 仅能通过一个细胞，当一个细胞通过这个小孔时，电阻明显 增加，形成一个脉冲，自动记录在电子记录装置上。 该法测定结果较准确，但它只识别颗粒大小，而不能区分是 否为细菌。因此，要求菌悬液中不含任何碎片。
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
以借助特定的仪器设备来测定相应的指标。
第二节 微生物的生长曲线
一、细菌的生长曲线
将少量菌种接种在适当的液 体培养基中培养，隔一定时 间取样，计算菌数，以菌数 的对数为纵坐标，生长时间 为横坐标作图，所得的曲线 即为细菌的生长曲线。 典型生长曲线 延滞期(适应期)、对数期、稳定期、衰亡期。
什么是微生物的繁殖和生长(一)2024
什么是微生物的繁殖和生长（一）引言概述:微生物是一类广泛存在于自然界中的微小生物体，包括细菌、真菌、病毒和原生动物等。
微生物的繁殖和生长是其生命周期中重要的过程，对于了解微生物的生态学与应用具有重要意义。
本文将就微生物的繁殖和生长进行阐述。
正文内容:一、微生物的繁殖方式1. 二分裂：细菌和许多单细胞真菌通过二分裂方式进行繁殖。
a. 准备阶段：细胞增加大小并复制遗传物质。
b. 分裂阶段：细菌或真菌细胞分裂为两个完整的细胞。
2. 管状繁殖：某些真菌通过产生管状结构将营养物质输送到其他细胞。
3. 减数分裂：原生动物等一些微生物通过减数分裂繁殖。
二、微生物的繁殖速率受到的影响因素1. 温度：不同微生物对温度的适应范围不同，影响其繁殖速率。
2. pH值：酸性或碱性环境可能影响微生物的繁殖速率。
3. 营养物质：微生物需要适量的碳源、氮源和微量元素来维持其生长和繁殖。
4. 水分：水分对微生物的繁殖和生长至关重要。
5. 氧气：微生物的需氧性或厌氧性影响其在不同氧气条件下的繁殖速率。
三、微生物的生长曲线1. 潜伏期：微生物适应环境并准备进行繁殖的时间段。
2. 对数增长期：微生物以指数方式增长，此时繁殖速率最快。
3. 平稳期：微生物繁殖速率与死亡速率达到平衡，细菌数量保持相对稳定。
4. 降解期：环境中的营养物质或其他条件不再适宜微生物繁殖，细菌数量逐渐减少。
四、微生物的控制方法1. 无菌技术：通过采取无菌操作和环境控制减少微生物繁殖。
2. 温度控制：适当的温度控制可以抑制微生物繁殖，如制冷或加热。
3. 化学消毒：使用化学物质消除或抑制微生物的生长和繁殖。
4. 高压灭菌：利用高压力来杀灭或抑制微生物的繁殖。
5. 光照控制：某些微生物对光照敏感，适当的光照控制可以减少其繁殖。
五、总结微生物的繁殖和生长是其生命周期中重要的过程，对于了解微生物的生态学与应用具有重要意义。
通过了解微生物的繁殖方式、繁殖速率受到的影响因素、生长曲线以及控制方法，我们可以更有效地控制微生物的生长和繁殖，避免微生物带来的不良影响。
微生物的生长与繁殖
微生物的生长与繁殖微生物是一类微小的生物体，包括细菌、真菌、病毒等多种类型。
它们存在于自然界的各个角落，广泛影响着生态系统的平衡和人类的健康。
微生物的生长与繁殖是其生命过程中至关重要的一部分，本文将详细介绍微生物的生长与繁殖的过程与条件。
一、微生物的生长过程微生物的生长分为三个主要阶段：适应期、指数增长期和平稳期。
适应期是微生物在营养环境中要适应并获得最适条件的过程。
微生物吸收营养物质，通过调节内部代谢活动，逐渐适应新的环境。
适应期的时间长短取决于微生物种类和环境因素。
指数增长期是微生物生长的最快阶段，此阶段微生物以无性生殖的方式迅速繁殖。
在适宜的温度、溶液pH值和适当的营养物质条件下，微生物的数量呈几何倍数增长。
这是由于微生物在生长过程中会进行二分裂，每个新的细胞也会继续进行二分裂。
平稳期是指微生物数量达到最大值后进入的生长缓慢的阶段。
此时，微生物数量趋于稳定，细胞死亡和分裂的速率相等。
微生物的生理代谢逐渐减缓，营养物质逐渐耗尽，产生的代谢产物也逐渐积累，导致环境的恶化。
二、微生物生长与繁殖的条件1. 温度微生物对温度非常敏感。
每个微生物种类都有其最适宜的生长温度范围。
通常将微生物根据其适应温度的范围分为：嗜寒微生物、嗜热微生物和中温微生物。
温度过高或过低都会抑制微生物的生长和繁殖。
2. pH值不同的微生物对pH值也有不同的适应范围。
大多数细菌的最适pH值集中在6-8之间，而真菌的最适pH值一般在5-6之间。
当环境中的pH值偏离微生物的最适pH值，会影响其酶的活性和细胞膜的稳定性，从而抑制了微生物的生长和繁殖。
3. 营养物质微生物对营养物质的需求也是生长的重要条件之一。
微生物需要碳源、氮源、矿物元素和其他有机物来满足其生存和繁殖所需的能量和原料。
不同的微生物在对营养物质有不同的需求，因此提供适宜的营养物质是促进微生物繁殖的关键。
4. 氧气氧气是微生物生长和繁殖的重要因素之一。
有些微生物需要氧气进行呼吸作用，被称为好氧微生物；而有些微生物则不能耐受氧气，被称为厌氧微生物。
微生物生长繁殖的主要方法和原理
微生物生长繁殖的主要方法和原理微生物生长繁殖是微生物学中的一个重要课题，了解微生物生长繁殖的方法和原理对于深入研究微生物的生态、代谢、遗传等方面都具有重要作用。
微生物的生长繁殖主要有以下几种方法。
1. 分裂繁殖分裂繁殖是微生物最常见的一种繁殖方式。
在分裂繁殖中，微生物细胞内部的物质会先进行复制，然后细胞会分裂成两个完全一样的细胞。
这个过程需要依靠微生物自身的代谢活动，如蛋白质合成、核酸合成、细胞分裂等。
2. 原生质体分裂繁殖原生质体分裂繁殖指的是细胞内某些结构的分裂和繁殖。
原生质体是微生物细胞内的一种胶状物质，它具有代谢物质和能量的储存、细胞内物质的转运、物质合成等多种功能。
在细胞分裂时，原生质体也会随之分裂，形成两个完整的原生质体和两个细胞。
3. 胞外繁殖胞外繁殖主要是指一些微生物通过胞外体或孢子的形式进行繁殖。
这种方式的主要优势是可以在恶劣环境下生存，等到环境适宜时再进入细胞内进行生长。
常见的胞外体有包括细菌的孢子、真菌的分生孢子、藻类的孢子等。
微生物生长繁殖的原理主要有以下几点。
1. 营养物质微生物的生长繁殖需要营养物质，如碳源、氮源、磷源等。
不同种类的微生物对营养物质的需求不同，因此培养不同的微生物需要不同的培养基。
2. 温度微生物的生长温度也是影响微生物生长繁殖的一个重要因素。
不同种类的微生物对温度的适应范围不同，有的适应高温环境，有的适应低温环境，有的则适应中温环境。
3. pH值微生物对pH值的适应范围也不同。
大多数微生物的适宜pH值范围在6.5-7.5之间，但也有一些微生物可以在极端的酸性或碱性环境中生长繁殖。
4. 氧气氧气是微生物进行呼吸代谢的必须条件，但是不同种类的微生物对氧气的需求不同。
有些微生物需要氧气进行呼吸代谢，称为好氧微生物；有些则不能耐受氧气，称为厌氧微生物；还有一些则可以在氧气充足和缺氧环境下进行呼吸代谢，称为兼性厌氧微生物。
通过了解微生物生长繁殖的方法和原理，我们可以更深入地研究微生物生态、代谢、遗传等方面的问题，为微生物学的发展提供更加坚实的基础。
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
微生物繁殖与生长
微生物繁殖与生长微生物是一类极小的生物体，包括细菌、真菌、病毒等。
它们在自然界中广泛存在，对地球上的生态平衡和人类健康有着重要的影响。
微生物的繁殖与生长是它们生存和繁衍后代的关键过程。
本文将探讨微生物的繁殖方式以及影响其生长的因素。
一、微生物的繁殖方式微生物的繁殖方式多种多样，主要包括二分裂、芽孢生殖、滑动分裂、链状生殖等。
1. 二分裂二分裂是最常见的微生物繁殖方式，它是指一个微生物细胞先从一个单细胞分裂形成两个单细胞，然后继续生长和分裂。
这种方式下，母细胞将自身复制，并将复制的染色体和细胞器等随后分配给两个后代细胞。
2. 芽孢生殖芽孢生殖是一种特殊的繁殖方式，在逆境环境下，某些细菌和真菌会形成芽孢来保护自己。
芽孢是一种具有极强抵抗力的生殖体，它能经受住各种不利于微生物生长的环境，等待条件适宜时再复苏和繁殖。
3. 滑动分裂滑动分裂是一种细菌特有的繁殖方式，它是指细菌沿着自身长轴滑动并逐渐分裂成两个细胞。
由于滑动分裂速度快，使得细菌能够以极快速度进行生长和繁殖。
4. 链状生殖链状生殖是一些微生物特有的繁殖方式，比如链球菌。
这种方式下，细胞分裂后形成一串串细胞相连的链状结构。
链状结构使得微生物在特定环境中更易于传播。
二、影响微生物生长的因素微生物的生长受多种环境因素和营养因素的影响，下面将重点介绍温度、pH、氧气和营养物质对微生物生长的影响。
1. 温度温度是微生物生长速度的重要影响因素。
不同的微生物对温度的要求不同，可以分为几类：- 嗜热菌：对高温（50℃以上）适应能力强，如一些生活在温泉中的细菌。
- 嗜冷菌：对低温（0℃以下）适应能力强，如一些生活在极寒环境中的细菌。
- 嗜中温菌：对中等温度（20-45℃）适应能力强，如大多数人体细菌。
2. pH值微生物的生长需要适宜的酸碱条件，不同的菌株对pH值的要求不同：- 酸菌：对酸性环境适应能力强，如乳酸菌。
- 碱菌：对碱性环境适应能力强，如一些生活在碱性土壤中的细菌。
第五章 微生物的生长繁殖与生存
指数期的重要参数
（1）繁殖代数（n） ）繁殖代数（ ）
指数生长可以用下式表示： 指数生长可以用下式表示：
x2 = x1 × 2
n
x2
lg x2 = lg x1 + nlg 2 n = ( lg x2 - lg x1 ) / lg 2
X1:起始时细胞数目 起始时细胞数目 X2:指数生长某个时刻 指数生长某个时刻 的细胞数目。 的细胞数目。 N:世代数 世代数
停滞期 指数期 静止期 衰亡期
细菌的生长曲线（ curve） 细菌的生长曲线（growth curve） 1.停滞期（Lag phase） 1.停滞期（ phase） 停滞期
现象： 现象：培养体系内细胞 数目几乎保持不变。 数目几乎保持不变。 原因： 原因：细胞需要合成分 裂所需的酶、 裂所需的酶、ATP和其 和其 他成分， 他成分，为细胞分裂作 准备 。 影响因素： 影响因素： 菌种的生理活性 培养基的组分 接种量
时间
恒浊器与恒化器的比较
装置 控制对 象 培养基 培养基 流速 生长速 率 产物 应用范 围
恒浊器
菌体密 度（内 控制） 控制）
无限制 生长因 子
不恒定
恒浊器 最高速 率
恒化器
培养基 流 速 （外控 制）
有限制 生长因 子
恒定
恒化器 低于最 高速率
大量菌 体或与 菌体相 平行的 代谢产 物 不同生 长速率 的菌体
细菌出流量
限制性营养因子
概念： 概念：凡是处于较
细胞数或菌体量
低浓度范围内， 低浓度范围内，可 影响生长速率和菌 体产量的营养物就 称限制性生长因子。 称限制性生长因子。 作用方式： 作用方式：影响微 生物的生长速率和 总生长量。 总生长量。
微生物的生长繁殖方式
微生物的生长繁殖方式微生物是我们身边不可缺少的一部分，它们生长繁殖的方式主要分为三种，即分裂繁殖、孢子繁殖和性繁殖。
本文将分别介绍这三种繁殖方式，帮助读者更深入地了解微生物。
一、分裂繁殖分裂繁殖是微生物普遍采用的一种繁殖方式。
其基本原理是通过细胞分裂的过程不断增加细胞数量。
通常，细胞在正常状态下会快速增长，其繁殖速度取决于环境条件（如温度、营养物质的丰富程度等）。
在分裂繁殖过程中，细胞会首先复制自己的DNA，接着将复制的DNA分配给两个女儿细胞。
然后，这两个女儿细胞会继续分裂，并继续传承下去。
分裂繁殖的优点是速度快，能在短时间内增加微生物数量，但也容易导致基因变异或产生抗药性菌株，是限制其应用的因素之一。
二、孢子繁殖孢子繁殖是一种微生物繁殖的形式，通常在条件恶劣的环境下使用。
这种繁殖方式中，微生物会产生孢子将其DNA包裹，并在达到某种条件时从孢子中释放出来。
孢子具有高度耐受性并且可以在不利条件下存活很长时间。
这种繁殖方式的优点是，在面临不利环境时可以快速转化为休眠状态，等待环境恢复后再次生长。
例如，细菌的芽胞可以在高温或低温、干燥或缺氧等条件下保护其DNA 并快速转入休眠状态。
孢子繁殖是微生物保持种群数量的一种策略，也可以用于微生物在不同的环境中进行生物质转化。
三、性繁殖性繁殖是一种微生物繁殖方式，仅限于某些特定微生物。
性繁殖能够导致基因重排和基因突变。
在性繁殖中，两个单细胞生物相互结合并交换基因，从而产生新的群体。
此过程有时称为杂交。
对于某些微生物，如真菌和原生动物，性繁殖是其主要的繁殖方式。
与分裂繁殖相比，性繁殖严格要求某些特定的环境，如群体密度、营养素的丰富程度等。
这种方式下的细胞通常相对较大小，通常在某些明显的结构体中发现（如杆菌）。
总结：微生物繁殖方式有多种不同的类型。
分裂繁殖是最常见的繁殖方式，可以快速增加微生物数量。
孢子繁殖是微生物在不良环境下进行休眠的一种策略，并具有强大的耐受性。
微生物的生长和繁殖
微生物生长的繁 殖方式：分裂、 出芽、孢子形成 等
微生物生长的调 控机制：基因表 达、信号转导等
02 微生物的繁殖过程
无性繁殖
定义：微生物无性 繁殖是指不经过配 子结合，直接由母 体产生新个体的繁 殖方式。
特点：繁殖速度 快，能迅速扩大 种群数量。
繁殖方式：分裂 生殖、出芽生殖、 孢子生殖等。
实例：细菌、原 生动物等。
农业生态防治策略
农业生态防治的概念和意义 农业生态防治的基本原则和措施 农业生态防治在微生物生长和繁殖调控中的作用 农业生态防治策略的未来发展方向
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生物农药：利用微生物的生 长和繁殖，生产生物农药，
如杀虫剂、除草剂等。
在农业生产中的应用
微生物肥料：改善土壤结构，提高 土壤肥力
微生物饲料：提高动物生产性能， 降低养殖成本
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
微生物农药：生物防治，减少化学 农药的使用
微生物发酵：生产有机肥料和生物 农药
在医学领域的应用
无性繁殖：通过分裂或出芽等方式，不经 过配子结合，直接产生新个体的过程。
有性繁殖：通过两个不同性别的细胞结 合，经过减数分裂产生配子，再结合形 成合子，最终发育成为新个体的过程。
孢子繁殖：某些微生物在生长过程中会 产生孢子，孢子可以脱离母体独立存在， 并在适宜的条件下萌发成为新的个体。
病毒的繁殖方式：病毒只有侵入宿主细 胞内才能进行增殖，利用宿主的代谢系 统复制自身，最终释放出新的病毒粒子。
微生物用于药物生产，如抗生素、疫苗等。 微生物可用于诊断疾病，如细菌培养、病毒检测等。 微生物可用于治疗疾病，如某些益生菌可以调节肠道菌群，治疗腹泻等肠道疾病。 微生物可用于生物医学研究，探索疾病发生机制、药物作用机制等。
微生物的生长和繁殖
微生物的生长和繁殖近年来，随着微生物研究的不断深入，人们开始逐渐认识到微生物对于我们生活的重要性。
微生物的生长和繁殖是影响微生物在环境中数量变化的关键过程。
本文将探讨微生物的生长与繁殖的原理和条件，并探讨其在人类生活中的应用。
一、微生物生长的原理微生物的生长是指微生物数量的增加过程。
微生物生长的原理主要包括以下几个方面。
1. 细胞分裂微生物的生长主要是通过细胞的分裂完成的。
细菌的细胞分裂方式通常是二分裂，即一个细菌细胞分裂成两个细菌细胞；而酵母菌等真菌则通过芽生和分裂的方式繁殖。
2. 营养摄取微生物的生长需要摄取营养物质来供给细胞分裂和代谢所需。
不同种类的微生物对于营养物质的需求有所差异，有些微生物可以利用有机物质作为能源和碳源，有些则可以利用无机物质进行化能合成。
3. 外界环境条件微生物的生长与外界环境条件密切相关。
温度、pH值、氧气浓度和营养物质的丰度等因素都会影响微生物的生长速度和繁殖能力。
不同种类的微生物对于这些环境条件的要求各异，有些微生物对环境条件的适应能力很强，能在极端的环境中存活和繁殖。
二、微生物生长的条件为了促进微生物的生长和繁殖，我们需要提供一定的环境条件。
以下是影响微生物生长的几个关键因素。
1. 温度温度是影响微生物生长的最重要的因素之一。
不同微生物对温度的适应能力不同，有些微生物可以在极高或极低的温度下生长，而有些只能在较为温暖的环境中生存。
2. pH值pH值是指溶液的酸碱程度，也是影响微生物生长的重要因素之一。
不同的微生物对pH值的要求也有所差异，有些微生物对酸性环境更适应，而有些则对碱性环境更适应。
3. 氧气浓度氧气是微生物生长和繁殖过程中的重要因子之一。
有些微生物需要氧气进行呼吸代谢，被称为需氧菌；有些则能在无氧条件下进行代谢和繁殖，被称为厌氧菌。
还有一些微生物则具有较强的适应能力，既可以进行需氧呼吸，也可以进行厌氧呼吸。
4. 营养物质微生物的生长离不开适量的营养物质供给。
微生物的生长和繁殖
微生物的生长和繁殖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。
单细胞微生物如细菌，生长往往伴随着细胞数目的增加。
当细胞增长到一定程度时，就以二分裂方式，形成两个基本相似的子细胞，子细胞又重复以上过程。
在单细胞微生物中，由于细胞分裂而引起的个体数目的增加，称为繁殖。
在一般情况下，当环境条件适合，生长与繁殖始终是交替进行的。
从生长到繁殖是一个由量变到质变的过程，这个过程就是发育。
微生物处于一定的物理、化学条件下，生长发育正常，繁殖速率也高；如果某一或某些环境条件发生改变，并超出了生物可以适应的范围时，就会对机体产生抑制乃至杀灭作用。
二、细菌纯培养的群体生长规律大多数细菌的繁殖速度都很快，大肠杆菌在适宜条件下，每20分钟左右便可分裂一次，如果始终保持这样的繁殖速度，一个细菌在48小时内，其子代群体将达到无法想象的数量。
•然而，实际情况并非如此。
将少量单细胞纯培养接种到一恒定容积的新鲜液体培养基中，在适宜的条件下培养，定时取样测定其细菌含量，可以看到以下现象：开始有一短暂时间，细菌数量并不增加，随之细菌数目增加很快，既而细菌数又趋稳定，最后逐渐下降。
如果以培养时间为横坐标，以细菌数目的对数或生长速度为纵坐标作图，可以得到一条曲线，称为繁殖曲线，通常又称为生长曲线。
生长曲线代表了细菌在新的适宜的环境中生长繁殖直至衰老死亡全过程的动态变化。
根据细菌生长繁殖速率的不同，可将生长曲线大致分为延迟期、对数期、稳定期和衰亡期四个阶段。
(1)延迟期：少量细菌接种到新鲜培养基后，一般不立即进行繁殖，生长速度近于零。
因此在开始一段时间，细菌数几乎保持不变，甚至稍有减少。
这段时间被称为延迟期，又称为迟缓期、调整期或滞留适应期。
处于延迟期细菌细胞的特点是分裂迟缓、代谢活跃。
什么是微生物的繁殖和生长(二)2024
什么是微生物的繁殖和生长（二）引言概述：微生物的繁殖和生长是微生物学中的重要概念。
在微生物学中，繁殖指的是微生物个体数目的增加，而生长则是指微生物个体的大小、重量以及活动能力的增加。
本文将以引言、正文和总结的方式，阐述微生物的繁殖和生长的相关知识。
正文：1. 繁殖方式：- 二分裂：微生物通过二分裂的方式进行繁殖，其中一个微生物个体分裂为两个完全相同的个体。
- 胞内增殖：一些微生物可以在一个宿主细胞内进行增殖，形成内共生现象。
- 配子生殖：某些微生物可以通过配子结合的方式进行繁殖。
2. 繁殖速率：- 繁殖速率受到环境因素、营养、温度和氧气等条件的影响。
- 快速繁殖的微生物通常具有较高的代谢活性和繁殖速率，而慢生长微生物则相对较低。
3. 影响繁殖的因素：- 营养：微生物繁殖需要合适的营养物质，包括碳源、氮源和微量元素等。
- 温度：不同的微生物有不同的最适生长温度，并在该温度下繁殖最为迅速。
- pH 值：微生物对 pH 值的适应能力各不相同，适宜的 pH值有利于微生物的繁殖。
4. 生长曲线：- 存活期：微生物在营养环境中进入存活期，在此期间微生物个体数目保持相对稳定。
- 密度依赖：当微生物个体数目达到一定阈值后，资源的限制将导致生长速率下降。
- 死亡期：当资源严重不足时，微生物个体数目将开始减少，进入死亡期。
5. 控制繁殖和生长的方法：- 抗生素：抗生素是一种常用的抑制微生物繁殖和生长的方法。
- 温度控制：通过控制温度可以有效控制微生物的繁殖和生长。
- 无菌操作：无菌操作可防止微生物的传播和繁殖。
总结：微生物的繁殖和生长是微生物学中重要的概念。
不同的微生物根据其特有的繁殖方式和生长条件，在不同的营养环境中会表现出不同的生长行为。
了解微生物的繁殖和生长机制对于控制微生物的增殖以及预防微生物相关疾病等方面具有重要意义。
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1.延滞期2.对数期3.稳定期4.衰亡期
T/h
延滞期
• 处在该期的细胞特征： 个体变长，体积增大， 代 谢加 强 ，RNA含量 增 加，使细胞质噬碱性增 强；由于代谢活性的提 高，使贮存物消失。
• 该期长短取决于菌种遗 传性状、菌龄、接种前 后培养条件的差异等。
T/h lgN
对数期(指数期)
筛选法
筛选法又称淘析法，它主要依据为细菌 培养物中处于同一相的同步细胞，它们的体 积大致是相等的。筛选法种类很多，其中主 要的有过滤法、区带密度梯度离心法和膜洗 脱法等。
①过滤法
它是将培养物中的微生物细胞用滤器 过滤，让处于细胞周期较早阶段的小细胞 通过，收集这些细胞，转入新鲜培养基中, 即能获得同步细胞。
生长和繁殖虽然概念不同，但却是两个紧密相 连的过程，很难截然分开，因此，单细胞微生物的 生长和繁殖需要有自己的术语。一般认为，微生物 通过新陈代谢将外界营养物质转化为自身细胞物质， 个体长大，质量增加，并进行必需的细胞结构的复 制和细胞分裂，这个过程称为微生物的个体生长； 单细胞微生物(或群体)通过分裂使群体数目或质量 增加的过程称为群体生长．对于多细胞微生物来说， 菌丝体的延长、分裂产生同类细胞的过程称为个体 生长；形成有性或无性孢子的过程称为繁殖，无性 或有性孢子萌发并通过菌丝断裂而使群体数目和质 量的增加称为群体生长。
细胞通过生长，增大到一定体积后，在细 胞中间逐渐形成横隔，将细胞分裂为两个子细 胞。C14标记的二氨基庚二酸实验证明，细菌的 横隔是在杆菌的中央或球菌的赤道带上开始形 成的．粪链球菌细胞分裂过程中细胞壁和横隔 形成的过程包括以下几个步骤：
①新壁合成是在上一次分裂周期中形 成的赤道壁带上开始的。细胞壁物质从赤 道壁带处不断合成，新壁延伸，横隔开始 形成，将赤道壁带一分为二．间体附着在 横隔上，核物质已经开始分离。
②区带密度梯度离心法
将随机生长的细胞悬液置于蔗糖梯度溶 液表面，然后离心，不同生长周期的细胞由 于体积和质量大小不同，沉降系数多也不同， 于是同一生长周期的细胞聚集在离心液的一 个区带上，小细胞在上，大细胞在下。用这 种方法可以很方便地将处于较早周期的小细 胞收集起来，获得良好的同步群体。本法已 成功地应用于芽殖和裂殖酵母、大肠杆菌等 细胞的同步培养。
第一节 微生物的个体生长 ---细胞周期
细胞周期是指新生的细胞长大以及最 后分裂为两个子细胞的过程。一个细胞周 期所经历的时间称为世代时间或倍增时间， 世代时间是微生物生长中极重要的概念。 一、同步生长 二、细菌细胞的表面生长和横隔形成 三、DNA复制和细胞分裂的协调
• 真核细胞的生长周期
D期
• 原核细胞的生长周期
③膜洗脱法
如果要获得比上述两种方法数量更大、同步性更高 的细胞，可采用膜洗脱法。该方浊所依据的原理是某些滤 膜可以吸附与该滤膜相反电荷的细胞。后图是目前常用的 HeIm8tetter—Cumm5n58膜洗脱法，其步骤是将非同步细 胞通过一个硝酸纤维素的微孔滤膜，这时细胞被平整地吸 附在滤膜上。将滤膜翻转置于滤器中，连续不断地缓缓加 入新鲜培养基，于是吸附在滤膜表面的细胞便生长分裂， 分裂后的一个子细胞仍然被吸附在膜上，而另一个子细胞 则随培养液洗脱下来。将收集液中刚刚分裂的子细胞进行 培养，可获得同步性较高的群体。如果滤膜的表面积很大， 那么只要被吸附的革兰氏阴性杆菌细胞壁扩增时，新壁物 质分散插入老壁内。在细胞生长过程中，新 壁合成只引起细胞体积增加而不引起横隔形 成，但是当细胞进入分裂阶段，新壁在细胞 中央分裂位置向内插入形成横隔。分裂开始 时，细胞中央出现凹陷，细胞膜与横隔向内 生长，在细胞中心会合成完成一次分裂。
关于细胞膜的合成过程还不够了解，由 于膜是脂质和蛋白质组成的半流体结构，并 且处于活跃的代谢状态。所以利用特异性标 记抗体研究细胞膜的合成也没有什么成效。 但是已有一些证据说明大肠杆菌细胞膜的合 成位置限定在细胞的中心区并向两极延伸。
然而用常规方法培养的细胞，即使是 上面所讲的同步细胞，在经过2至3个世代 之后，绝大多数细胞已是不同步了。这就 是说，明显的同步生长一股只能维持2至3 代．这是因为在同一培养条件下，各个细 胞发生分裂的时间各不相同，这种世代时 间的差异不是遗传性决定的,而是随机的。 目前常用的同步培养法有两种，即筛 选法和诱导法。
求对数，lgNt = n lg2 + lgN0 , 即
世 代 数：n = (lgNt - lgN0) / lg2 ( lg2 = 0.301 ) 世代时间：G = t / n = 0.301t / (lgNt - lgN0)
通过实验可测得 Nt, N0 , t 值，并可计算出G值。
• 各类微生物G值相差很大， 飘浮假单胞菌为9.8min，而 梅毒密螺旋体为33h。
在实验室中，常采用同步生长细胞研 究细胞周期。在各种微生物细胞中，细菌 芽孢和真菌孢子的萌发是高度同步的，这 是因为芽孢和孢于都处于休眠状态，各种 代谢活动都下降到最低水平，所以在供给 充分养料后，它们就从共同的起点开始生 长，也就是说绝大多数芽胞和孢子几乎都 在同一时刻萌芽。另外，如果将稳定期细 胞群体接种到新鲜培养基上，由于各个细 胞都是从“衰退”的生理状态下恢复过来， 所以几乎也是同步地进入生长阶段。
原核细胞的生长周期一般较 短，只有G1期（复制前期）、 R期（复制期）和D期（分裂 期），DNA复制一结束，便 立即进入细胞分裂。R期D期 长短较稳定， G1 期可变， 甚至无G1期。
G2 期
G1 期
S期
D期
G1 期
R期
一、同步生长
如果一个细胞群体中各个细胞部在同 一时间进行分裂，就可以说细胞在进行同 步分裂或同步生长，进行同步分裂的细胞 称为同步细胞．同步细胞群体在任何一时 刻部处在细胞用期的同一相，彼此间形态、 生理生化特征都很一致，因而是细胞学、 生理学和生物化学等研究的良好材料。
经过延滞期后的细胞进入对数生长期，此时细胞 生长旺盛，代谢活力强、分裂速度快，以几何级数增 加，代时稳定。以二分裂细菌为例，若在T0时总菌数 为N0，那么T1时总数为Nt 。 1 → 2 → 4 → 8 → … … …
20
→
21 →
1代
22
2代
→
23 → … … … 2n
3代 … … … n代
Nt = N0 × 2n ,
第二节 微生物的群体生长
一、微生物的繁殖速度与世代时间 二、养料的利用率 三、二峰曲线
一、微生物的繁殖速度与世代时间
• 繁殖速度：单位时间所 增加的细胞数或单位时 间内的世代数。 • 世代时间；细胞数目增 加一倍所需的时间。
• 生长曲线：以细菌的对 数为纵坐标，以时间为 横坐标，绘出的曲线。 可以分为4个时期。
诱导法
诱导法是利用一些生理学手段强制微 生物达到同步生长的目的．常用诱导法有 化学诱导法和物理诱导法两种。
①化学诱导
利用停止或限制供给微生物细胞分裂所必 需的某种养料，使所有细胞都进入临分裂状态 (但不分裂)，然后在某一时刻恢复供给细胞分裂 所必需的养分，就能诱导出同步细胞群体．例如 大肠杆菌胸腺嘧啶缺陷型菌株，当停止供给胸腺 嘧啶时，DNA合成立即终止，但RNA和蛋白质合成 速率却不受影响。30分钟后加入胸腺嘧啶，DNA 合成立即恢复，结果几乎所有细胞在经过35至40 分钟的延滞后都进行分裂。
三、DNA复制和细胞分裂的协调
DNA携带了细胞全部遗传信息。细胞分 裂时，全部遗传信息也必须同步地加倍并 分配给子细胞，那么DNA复制怎样和细胞分 裂协调地进行呢? 1963年Jacob等根据Cairns对细菌染色 体环状结构的放射自显影结果的观察，提 出了称为复制子的假说。后经修正，较完 满地解释了细菌染色体的复制和分离，其 要点如下；
lgN
• 微生物在有限封闭的体系内， 对数期一般不超过40代。
• 处在该期的细胞特征：生长 迅速、形态、生理、生化组 成较为一致，适合于用作研 究材料。在工业发酵中，也 需要取对数期细胞作种子， 以缩短发酵周期，提高设备 利用率。 T/h
稳定期
• 在对数期末，由于营养物质消耗， 有害代谢产物积累、pH、Eh变 化使生长速率下降、死亡率上升， 两者平衡时，就进入该期。 • 细胞特征：体积较小，开始积累 贮存物和次生代谢产物、芽胞细 菌开始形成芽胞。该期长短与菌 种特性、环境条件有关。在工业 生产中可通过补料、调温度、通 气等措施来延长稳定期。 T/h lgN
第四章 微生物的生长和繁殖
第一节 第二节 第三节 第四节 微生物的个体生长一细胞周期 微生物的群体生长 微生物的连续培养 影响微生物生长的主要因素
生长繁殖是生物体的一种重要生理功能。微 生物细胞在适宜的环境条件下不断地吸取营养物 质，并按一定的代谢方式进行新陈代谢活动。当 新陈代谢中同化作用的速度超过异化作用时，细 胞原生质总量不断增加，于是就出现生长． 细胞个体的增长是有限的．当细胞内的原生 质和各种细胞结构物协调地增长到一定程度时， 母细胞开始分裂，形成两个基本相同的子细胞。 在单细胞微生物中，细胞分裂导致生物个体数目 的增加，这就是繁殖。然而在多细胞生物中，如 果细胞数目的增加不同时伴有个体数目的增加， 那么仍只能称为生长。
③通过细胞膜在两个复制区之间的定位 合成，使复制区分离．随着膜的不断增长， 两个复制区位置也越来越远，附着于复制区 进行复制的子染色体也同时得到分离。
目前还不能肯定复制区是在DNA复制完 成后进行分离，还是像DNA复制时那样，在 复制开始时就分离，然后随着膜的增长两 复制区越离越远。不过就其结果来说，两 者是一样的。 大肠杆菌的染色体复制通常是双向的， 两个复制叉同时从同一起始点向反方向移 动。
②物理诱导
这是利用某种物理因子，使处于即将分裂的细胞的代谢 活动受到抑制，从而使细胞在分裂阶段前停步，以求得以后 分裂的同步。例如以温度为同步的诱导因子，就是基于细胞 周期不同，相对地对温度的敏感性也不同，如果分裂阶段中 某些关键反应对温度(高于或低于最适温度)的敏感性比合成 期高。那么高温(或低温)就可以阻止细胞分裂但不妨碍细胞 物质的合成(即分裂的准备)，这样可以使群体中那些分裂准 备工作进行较慢的细胞有时间赶上其他细胞，一旦恢复正常 条件就能获得同步生长，例如鼠伤寒沙门氏茵在25亿下培养 一段时间后，再置于37℃下继续培养，便可获得同步体。除 温度外，其他一些物理因子如光脉冲(对光合微生物)。x射 线等等也能诱导同步生长。有时将化学与物理诱导结合使用， 常可得到更好的同步效果。