微生物：第七章微生物生长和环境

1、Chapter 7微生物的生长与环境条件,第一节 微生物生长的测定,在自然界微生物总是混杂地生活，要想研究某一种微生物，必须把研究对象从混杂群体中分离出来。在实验条件下，从一个细胞或一种细胞群繁殖得到的后代称为纯培养（pure culture）,稀释分离法： 1. 稀释平皿分离法 2. 平皿划线分离法 单细胞挑取法 纯培养分离中选择性培养基的利用 富集培养的利用,一、获得纯培养的方法,以下PPT中红字为大家必记的，蓝字次之，其余的要看一下,没有一种培养基或一种培养条件能够满足自然界中一切生物生长的要求,二、细菌群体生长的测定,细菌的生长和繁殖难以分开，因此，常以群体生长作为细菌生长的指标 细菌

2、群体生长测定一般采用细胞数量和生物量两种方法,（一）细胞数量的测定方法,细胞总数的测定（包括活的和已丧失活力的细菌，又名直接计数法） 1、显微直接计数法： 2、比浊法 3、染色涂片计数法,活菌数量的测定（间接计数法） 1、稀释平板测数法 2、最大概率法（MPN法） 3、薄膜过滤计数法,（二）细胞生物量的测定,测定细胞干重法 含氮量测定法 DNA含量的测定 ATP含量的测定 代谢活性法,显微直接计数法,稀释平板测数法 以CFU(colony forming units)表示,每瓶皿加量0.1ml,每个平板上的菌落数目 细菌：30-300 真菌：10-100,分批培养将少量纯培养微生物置于一定容积

3、的培养基中，经过培养生长，最后一次收获。,第二节 细菌的群体生长繁殖,以少量的纯培养细菌接种有限的液体培养基，并在培养过程中定时取样测数，以时间为横坐标，以活菌数的对数为纵坐标，可以绘出一条类似于S形的曲线，该曲线称为细菌纯培养的生长曲线，细菌的生长曲线分为延缓期，对数期，稳定期和衰亡期四个时期,菌数的对数,细菌纯培养的生长曲线,延缓期,对数期,稳定期,衰亡期,一个典型的生长曲线分为延缓期，对数期，稳定期和衰亡期四个时期,在这个时期内,菌体体积增长较快,如巨大芽孢杆菌可以从3.4m增长到9.119.8m。细胞内原生质比较均匀一致，贮藏物质消耗，DNA含量提高，产生各种诱导酶，在这个时期的后阶段

4、，菌体细胞逐步进入生理活跃期，少量菌体开始分裂，曲线稍有上升。 滞留期的长短，因菌种和培养条件不同而异，几分钟到几小时不等。不同微生物的适应期不同,延缓期,对数期,logarithmic growth phase,细菌生长旺盛，代谢活力强。分裂速度快，菌数以指数级数增加，生长曲线表现为一条上升的直线，代时稳定。细胞在形态、生理等方面较为一致，是研究微生物生理代谢和遗传变异的好材料。在工业生产中也用对数期细胞作为扩大培养的种子液,代时(Generation time, G)（即每增加一代所需要的时间）: G =（t2 - t1）/ n x2 = x1 2n lgx2 = lgx1 + nlg2

5、n =（lgx2 - lgx1）/ lg2 n = 3.3 lg (x2 / x1 ) G =t2 - t1 / 3.3 lg (x2 /x1),稳定生长期,处于稳定期的微生物，新增殖的细胞数与老细胞的死亡数几乎相等，整个培养物中二者处于动态平衡，此时生长速度，又逐渐趋向零,(stationary phase),稳定期的细胞内开始积累贮藏物，如肝糖、异染颗粒、脂肪粒等，大多数芽胞细菌也在此阶段形成芽胞。稳定期也是发酵过程积累代谢产物的重要阶段，某些放线菌抗生素的大量形成也在此时期 稳定期的微生物，在数量上达到了最高水平，产物的积累也达到了高峰。,细菌死亡率逐渐增加，群体中活菌数目急剧下降，细胞

6、有的开始自溶，产生或释放出一些产物，如氨基酸、转化酶、外肽酶或抗生素等。菌体细胞也呈现多种形态，有时产生畸形，细胞大小悬殊，有的细胞内多液泡，革兰氏染色反应的阳性菌变成阴性反应等,衰亡期,(decline phase),在微生物的整个培养期间，通过不断的补充营养物质和以同样的速率移出培养物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,(Continuous culture ）,连续培养,连续培养方法,恒浊连续培养,不断调节流速而使细菌培养液浊度保持恒定,恒化连续培养,保持恒定的流速以保持恒定生长速度和养料成分,第四节环境对微生物生长的影响,微生物的生活条件是环境因素的综合，只

7、有各种因素配合适当时，微生物才能旺盛的生长发育，影响微生物生长的因子有：,温度 水分和渗透压 pH值 氧气和Eh值 光线、射线、超声波 化学药剂,一、 温度对微生物生长的影响,不同的微生物以及同一种微生物在生长发育的不同阶段，对温度的要求不一样。,根据微生物所适应的最适生长温度通常把微生物分为高温型、中温型和低温型,青霉素产生菌菌体的最适生长温度为30度，而产生青霉素的最适温度为23度 黑曲霉菌体的最适生长温度为37度，而产酶的最适温度为28度,干热灭菌 焚烧灭菌法 干热灭菌法 主要在干燥箱中利用热空气灭菌，160-170 处理 2 h 。只适用于玻璃器皿、金属用具等耐热物品的灭菌。,高温杀菌

8、,湿热灭菌,煮沸消毒法 在水中煮沸15 min以上，适用于注射器、解剖用具等的消毒,高压蒸汽灭菌法 121处理15-30 min，实验室及生产中常用的灭菌方法。一般培养基、各种缓冲溶液、玻璃器皿等，常采用即可达到灭菌的目的,间歇灭菌法：常压下100处理15-30 min，反复三次达到灭菌目的,巴斯德消毒法：62-63处理 30 min，或以71处理15 min,用于牛奶、酒类等饮料，以杀死病原菌但又不损害营养与风味,消毒：是指杀死或消除所有病原微生物的措施，可达到防止传染病传播的目的。 灭菌：是指用物理或化学因子，杀灭物体中的所有活微生物，包括最耐热的细菌芽孢。,杀菌相关的几个概念,二、氢离子

9、浓度（pH值）,几乎所有的微生物在pH4.09.0之间都可以生长，但不同的微生物都有其最适的生长pH值范围 细菌最适pH6.57.5，但pH4.010.0也可以生长 放线菌最适pH7.58.0，pH5.010也可生长 霉菌、酵母最适pH5.06.0，pH1.510都可生长,微生物生长繁殖的最适pH与其合成某种代谢产物的pH通常是不一样的。,微生物在不同的pH下积累的代谢产物不一样,三、水份和渗透压,微生物生长的最低aw值： 细菌aw 酵母 霉菌 耐盐细菌和耐旱真菌,四、氧气和氧化还原电位,根据微生物与氧的关系，将微生物分成以下种类：,专性好氧微生物； 专性厌氧微生物； 兼性好氧微生物； 微需氧微生物； 耐氧微生物,五、辐射,UV杀菌机制主要是形成胸腺嘧啶二聚体，另外UV使O2O3