微生物的生长繁殖
微生物生长繁殖五ppt课件
2、种类及功能：
❖ 生长因子分为
❖ 维生素是作为酶的辅基或辅酶参与新陈代谢；
❖ 氨基酸:有些微生物自身缺乏合成某些氨基酸 的能力，
❖ 嘌呤与嘧啶作用主要是作为酶的辅酶或辅基，
(五)、水
❖ (1) 细胞的组成成分
❖ (2) 细胞生化反应的介质；
❖ (3) 起溶剂与运输介质的作用，营养物质的吸收 与代谢产物的分泌必须以水为介质才能完成；
不是直接表示为细胞数。
4、显微镜直接计数法 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； 需要相对高的细菌浓度； 个体小的细菌在显微镜下难以 观察；
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。
生长速率。
二）恒化连续培养
使培养液流速保持不变，并使微生物始终在低于其最高 生长速率下进行生长繁殖。
通过控制流速可以得到生长速率不同但密度基本恒定的培养物 多用于科研 遗传学：突变株分离；
生理学：不同条件下的代谢变化； 生态学：模拟自然营养条件建立实验模型；
第六章微生物的营养和产能代谢 第一节 微生物的营养物质
❖ (4) 维持蛋白质、核酸等生物大分子稳定的天然 构象；
❖ (5) 调节体细胞的温度； ❖ (6) 保持充足的水分是细胞维持自身正常形态的
重要因素，即维持细胞内一定膨压；
第二节 微生物的营养类型
❖ 1、光能无机自养型：也称光能自养型， 能以CO2为唯一碳源或主要碳源并利用 光能进行生长的的微生物，
对外界不良条件反应敏感。
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。
微生物生长与繁殖
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
微生物生长与繁殖
1.5
3.0~6.0
10.0
回本第32章页 目录
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。
微生物生长与繁殖
回本第45章页 目录
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。
微生物生长与繁殖
回本第46章页 目录
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
回本第13章页 目录
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。
微生物学生长与繁殖
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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
微生物学生长与繁殖
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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 。
微生物学生长与繁殖
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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
微生物学生长与繁殖
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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。
微生物的生长繁殖和其控制
氯霉素抑制蛋白合成；细菌芽孢发芽；藻类细胞光照黑 暗控制；EDTA或离子载体处理酵母菌；短期热休克(40度)
微生物的生长繁殖和其控制
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A
同 步 培 养 方 法
微生物的生长繁殖和其控制
B
A：膜洗脱法 B：密度梯度离心
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二、单细胞微生物经典生长曲线
▪定量描绘液体培养基中微生物群体生长规律试验曲线。 ▪经典生长曲线
同时生长Synchronous Growth：
经过同时培养使细胞群体处于分裂步调一致状态。 同时生长只能维持2-3个分裂周期(细胞个体差异)。
微生物的生长繁殖和其控制
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取得同时生长方法
▪机械筛选法 ✓利用处于同一生长阶段细胞体积、大小一致性 ✓过滤法 ✓密度梯度离心 ✓膜洗脱法：硝酸纤维薄膜
2.1 专性好氧微生物
•必须在较高分子氧浓度下才能生长，含有完整呼吸链、
以分子氧为最终氢受体，含有SOD和过氧化氢酶活力。
•绝大多数真菌和许多细菌 •试验室经过震荡摇瓶给氧，工厂采取通入无菌空气和
搅拌等供氧
微生物的生长繁殖和其控制
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2.2 兼性厌氧菌
▪Facultative anaerobe
✓合成代谢十分活跃
✓对外界不良条件反应敏感
微生物的生长繁殖和其控制
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影响延滞期长短原因
▪菌种
细菌、酵母菌延滞期较短，霉菌次之， 放线菌最长
▪接种龄 ▪接种量大小 ▪培养基成份
微生物的生长繁殖和其控制
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2、指数期exponential phase
▪特点
✓生长速率常数R最大，代时或倍增时间最短
G=(t2-t1)/n
什么是微生物的繁殖和生长(二)
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。
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
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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。
微生物的生长繁殖
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
聚合酶以及其他必要因素作用下，经过复杂的生化合 成过程，复制出子代病毒的基因组，病毒的基因组则 以转录、翻译过程，合成大量的病毒结构蛋白质并装 配成完整的病毒颗粒，以出芽或细胞裂解方式释放到 细胞外，在感染其他细胞。这种增殖方式即为自我复 制。 病毒在易感细胞中的复制步骤包括：吸附、穿入、脱 壳、生物合成、组装、成熟和释放等。 病毒完成一个复制周期约10小时。
➢ 兼性厌氧菌
有氧无氧均可生存 如：大多数病原菌
气体（O2、CO2、少量N2）
CO2对细菌生长也很重要。大部分细菌在 新陈代谢过程中产生的CO2已经可以满足 需要。
有些细菌在初分离时需要人工供给5%10%的CO2才能生长良好。
不同微生物生长繁殖的方式
种类
繁殖方式
细菌、支原体、 二分裂方式进行繁殖 立克次氏体、 螺旋体、衣原 体的始体
迟缓期长短因细菌种类、菌龄和接种前后培养 基成分的差异等因素有关，一般1-4小时。
迟缓期在生产中的应用
为提高生产效率，发酵工业常采用缩短迟 缓期的方法：
➢ 以对数期的菌体作种子菌； ➢ 适当增大接种量； ➢ 采用营养丰富的天然培养基。
细菌的对数生长期
指在培养后8-18小时阶段。 该阶段细菌生长迅速，细胞每分裂一次的代时
最低生长温度：微生物能进行生长繁殖的最低温度界 限。此范围上能生长但生长很慢，低于此温度则生长 受到抑制甚至死亡，一般-10℃—-5℃，极端-30 ℃。
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一、微生物生长繁殖?微生物生长是细胞物质有规律地、不可逆增加，导致细胞体积扩大的生物学过程，这是个体生长的定义。
繁殖是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。
可以看出微生物的生长与繁殖是两个不同，但又相互联系的概念。
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很难划分的过程。
因此在讨论微生物生长时，往往将这两个过程放在一起讨论，这样微生物生长又可以定义为在一定时间和条件下细胞数量的增加，这是微生物群体生长的定义。
?1、?细菌的个体生长?细菌的个体生长包括细胞结构的复制与再生、细胞的分裂与控制，染色体DNA的复制和分离? 细菌在个体生长过程中通过染色体DNA的复制，使其遗传特性能保持高度的连续性和稳定性。
?细胞壁扩增：细胞壁是细胞外的一种“硬”性结构。
细菌在生长过程中，细胞壁只有通过扩增，才能使细胞体积扩大。
?细菌的分裂：当细菌的各种结构复制完成之后就进入分裂时期。
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肤聚糖插入，导致横隔壁向心生长，最后在中心会合，完成一次分裂，将一个细菌分裂成两个大小相等的子细菌。
?2、?细菌的群体生长繁殖?除某些真菌外，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的微生物组成的群体。
微生物接种是群体接种，接种后的生长是微生物群体繁殖生长。
?细菌接种到均匀的液体培养基后，当细菌以二分裂法繁殖，分裂后的子细胞都具有生活能力。
在不补充营养物质或移去培养物，保持整个培养液体积不变条件下，以时间为横坐标，以菌数为纵坐标，根据不同培养时间里细菌数量的变化，可以作出一条反映细菌在整个培养期间菌数变化规律的曲线，这种曲线称为生长曲线(growth?cuwe)。
一条典型的生长曲线至少可以分为迟缓期、对数期、稳定期和衰亡期等四个生长时期。
?①延迟期?l a g?p h a s e(停滞期、调整期）?表现：不立即繁殖，生长速率近于0，菌数几乎不变，细胞形态变大。
?特点：分裂迟缓，合成代谢活跃，体积增长快，对外界不良环境敏感。
?原因：调整代谢，合成新的酶系和中间代谢产物以适应新环境。
?消除：增加接种量；采用最适菌龄接种；培养基成分（种子、发酵）?②对数期?l o g?p h a s e?表现：代谢活性最强，几何级数增加，代时最短，生长速率最大。
?特点：细菌数目增加与原生质总量增加，与菌液浊度增加呈正相关性。
?代时（g e n er a t i o n?t i me）：单个细胞完成一次分裂所需时间，亦即增加一代所需时间。
?G=t1－t0/n?y=x o×2?n??n=l g y?-?l g x/l g2?导出?G?=?t1－t0?/3.3(l g y?-?l g x)?影响G因素：菌种、营养成分、营养物浓度（很低时影响）、培养温度。
?③稳定期?s t a t i o n a r y?p h a s e(最高生长期、静止期）?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：生长速率又趋于0，细胞总数最高。
?原因：养分减少；有毒代谢物产生。
??稳定期细胞内开始积累贮存物，此阶段收获菌体，也是发酵过程积累代谢产物的重要阶段。
?延长：补料，调pH、温度等。
此时，菌体总数量与所消耗的营养物之间存在一定关系，称为产量常数（生长效率）。
Y?=?X?-?X0?/C??其中X-稳定期细胞干重/m l，?X0?-接种时干重/m l，C-限制性营养物浓度。
?根据这一原理，可进行生物测定。
?将未知混合物加到只缺乏特定限制性营养物的完全培养基中，测定培养基所能达到的生长量，就可以计算出原混合物中特定限制性营养物的浓度。
?④衰亡期?d e c l i n e?p h a s e?表现：出现?"负生长?"，有些细胞开始自溶。
?对于丝状真菌，细胞数目不呈几何级数增加，无对数生长期，一般有调整期，最高生长期，衰退期。
?迟缓期(l a g?p h a s e)?细菌接种到新鲜培养基而处于一个新的生长环境，因此在一段时间里并不马上分裂，细菌的数量维持恒定，或增加很少。
此时胞内的RNA、蛋白质等物质含量有所增加，相对地此时的细胞体积最大，说明细菌并不是处于完全静止的状态。
产生迟缓期的原因，认为是微生物接种到一个新的环境，暂时缺乏足够的能量和必需的生长因子，“种子”老化(即处于非对数生长期)或末充分活化，接种时造成的损伤等。
?在工业发酵和科研中迟缓期会增加生产周期而产生不利的影响，但是迟缓期无疑也是必需的，因为细胞分裂之前，细胞各成分的复制与装配等也需要时间，因此应该采取一定的措施：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适当扩大接种量等方式缩短迟缓期，克服不良的影响。
?②对数生长期(l o g?P h a s e)?又称指数生长期(exponential?phase)。
细菌经过迟缓期进入对数生长期，并以最大的速率生长和分裂，导致细菌数量呈对数增加，而且细菌内各成分按比例有规律地增加，很明显，此时期内的细菌生长是平衡生长。
对数生长期细菌的代谢活性、酶活性高而稳定，大小比较一致，生活力强，因而它广泛地在生产上用作“种子”和在科研上作为理想的实验材料。
?③稳定生长期(s t a t i o n a r y?p h a s e)?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(即细菌分裂增加的数量等于细菌死亡数量)，结束对数生长期，进入稳定生长期。
稳定生长期的活细菌数最高并维持稳定。
如果及时采取措施，补充营养物质或取走代谢产物或改善培养条件，如对好氧菌进行通气、搅拌或振荡等可以延长稳定生长期，获得更多的菌体物质或代谢产物。
?④衰亡期(d e c l i n e或d e a t h?p h a s e)?营养物质耗尽和有毒代谢产物的大量积累，细菌死亡速率逐步增加和活细菌逐步减少，标志进入衰亡期。
该时期细菌代谢活性降低，细菌衰老并出现自溶。
该时期死亡的细菌以对数方式增加，但在衰亡期的后期，由于部分细菌产生抗性也会使细菌死亡的速率降低。
?此外，不同的微生物，甚至同一种微生物对不同物质的利用能力是不同的。
有的物质可直接被利用(例如葡萄糖或NKf等)；有的需要经过一定的适应期后才能获得利用能力(例如乳糖或N03—等)。
前者通常称为速效碳源(或氮源)，后者称为迟效碳源(或氮源)。
当培养基中同时含有这两类碳源(或氮源)时，微生物在生长过程中会产生二次生长现象。
? 连续培养?连续培养(continous?culture?of?microorganisms)是在微生物的整个培养期间，通过一定的方式使微生物能以恒定的比生长速率生长并能持续生长下去的一种培养方法。
根据生长曲线，营养物质的消耗和代谢产物的积累是导致微生物生长停止的主要原因。
因此在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是实现微生物连续培养的基本原则。
?二、?微生物生长的测定?微生物生长情况可以通过测定单位时间里微生物数量或生物量(biomass)的变化来评价。
通过微生物生长的测定可以客观地评价培养条件、营养物质等对微生物生长的影响，或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，或客观地反映微生物生长的规律。
因此微生物生长的测量在理论上和实践上有着重要的意义。
微生物生长的测定有计数、重量和生理指标等方法。
?1、?计数法?此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。
计数法又分为直接计数和间接计数两类。
?直接计数?这类方法是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。
此法的缺点不能区分死菌与活菌。
计数板是一块特制的载玻片，上面有一个特定的面积l?mm2和高0.1mm的计数室，在1mm2的面积里又被刻划成25个(或16个)中格，每个中格进—步划分成16个(或25个)小格，但计数室都是由400个小格组成。
?将稀释的样品滴在计数板上，盖上盖玻片，然后在显微镜下计算4-5个中格的细菌数，并求出每个小格所含细菌的平均数，再按下面公式求出每毫升样品所含的细菌数。
?每毫升原液所含细菌数＝每小格平均细菌数×400×l000×稀释倍数?间接计数法?此法又称活菌计数法，其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。
将待测样品经一系列10倍稀释，然后选择三个稀释度的菌液，分别取0.2ml故人无菌平皿，再倒人适量的已熔化并冷至45℃左右的培养基，与菌液混匀，冷却、待凝固后，放人适宜温度的培养箱或温室培养，长出菌落后，计数，按下面公式计算出原菌液的含菌数：?每毫升原菌液活菌数＝同一稀释度三个以上重复平皿菌落平均数×稀释倍数×5?此法可因操作不熟练造成污染，或因培养基温度过高损伤细胞等原因造成结果不稳定。
尽管如此，由于该方法能测出样品中微量的菌数，仍是教学、科研和生产上常用的一种测定细菌数的有效方法。
土壤、水、牛奶、食品和其他材料中所含细菌、酵母、芽孢与孢子等的数量均可用此法测定。
但不适于测定样品中丝状体微生物，例如放线菌或丝状真菌或丝状蓝细菌等的营养体等。
?除上述两种常用的计数方法外，还有膜过滤法、比浊法。
膜过滤法是当样品中菌数很低时，可以将一定体积的潮水、海水或饮用水等样品通过膜过滤器。
然后将滤膜干燥、染色，并经处理使膜透明，再在显微镜下计算膜上(或一定面积中)的细菌数；比浊法原理是在一定范围内，菌的悬液中细胞浓度与混浊度成正比，即与光密度成正比，菌越多，光密度越大。
因此可以借助于分光光度计，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。
实验测量时一定要控制在菌浓度与光密度成正比的线性范围内，否则不准确。
微生物计数法，发展迅速，现有多种多样的快速、简易、自动化的仪器和装置等方法。
?2、?重量法?此法的原理是根据每个细胞有一定的重量而设计的。
它可以用于单细胞、多细胞以及丝状体微生物生长的测定。
将一定体积的样品通过离心或过滤将菌体分离出来，经洗涤，再离心后直接称重，求出湿重，如果是丝状体微生物，过滤后用滤纸吸去菌丝之间的自由水，再称重求出湿重。
不论是细菌样品还是丝状菌样品，可以将它们放在已知重量的平皿或烧杯内，于105℃烘干至恒重，取出放人干燥器内冷却，再称量，求出微生物干重。