第七章微生物生长繁殖

1、第七章微生物生长繁殖第七章第七章 微生物的生微生物的生长繁殖长繁殖 第七章微生物生长繁殖 生长和繁殖统称为发育，发育是一个复杂的生命活动。生长和繁殖统称为发育，发育是一个复杂的生命活动。当微生物吸收营养物质后，通过合成代谢作用，合成新的细当微生物吸收营养物质后，通过合成代谢作用，合成新的细胞成分，使菌体的重量增加胞成分，使菌体的重量增加(主要是原生质和其他组成成分主要是原生质和其他组成成分有规律地增加有规律地增加)，菌体体积长大，这种现象称为生长。细胞，菌体体积长大，这种现象称为生长。细胞的生长是有限度的，当细胞增长到一定程度时就开始分裂，的生长是有限度的，当细胞增长到一定程度时就开始分裂，这

2、种菌体数量增多的现象称为这种菌体数量增多的现象称为繁殖繁殖。生长是繁殖的基础，繁。生长是繁殖的基础，繁殖是生长的结果。生长和繁殖虽有区别，但关系十分密切。殖是生长的结果。生长和繁殖虽有区别，但关系十分密切。微生物群体在生长过程中，个体的细胞体积和重量变化不易微生物群体在生长过程中，个体的细胞体积和重量变化不易被察觉，所以，常以细胞数量的增加或以细胞群体重量的增被察觉，所以，常以细胞数量的增加或以细胞群体重量的增加作为生长繁殖的指标。加作为生长繁殖的指标。第七章微生物生长繁殖3第七章微生物生长繁殖4第七章微生物生长繁殖5第七章微生物生长繁殖第一节第一节 微生物纯培养的生长微生物纯培养的生长第七章

3、微生物生长繁殖第七章微生物生长繁殖第七章微生物生长繁殖第七章微生物生长繁殖第七章微生物生长繁殖第七章微生物生长繁殖第七章微生物生长繁殖13第七章微生物生长繁殖第七章微生物生长繁殖15第七章微生物生长繁殖16第七章微生物生长繁殖微生物纯培养的生长微生物纯培养的生长第七章微生物生长繁殖18第七章微生物生长繁殖19（2）间接法）间接法（菌落计数法）（菌落计数法）：第七章微生物生长繁殖20第七章微生物生长繁殖第七章微生物生长繁殖22第七章微生物生长繁殖第七章微生物生长繁殖241、 迟缓期迟缓期表现：不立即繁殖，菌数几乎不变，细胞形态变表现：不立即繁殖，菌数几乎不变，细胞形态变大。大。特点：生长速率常数

4、为特点：生长速率常数为0，分裂迟缓，合成代谢活，分裂迟缓，合成代谢活跃，体积增长快，细胞内跃，体积增长快，细胞内RNA含量增高，对外界含量增高，对外界不良环境敏感，合成各种新的酶系和中间代谢产不良环境敏感，合成各种新的酶系和中间代谢产物。物。影响延滞期长短的因素：影响延滞期长短的因素： 菌种菌种 接种龄接种龄 接种量接种量培养基成分培养基成分第七章微生物生长繁殖25(1)(1)通过遗传学方法改变种的遗传特性使迟缓期缩短；通过遗传学方法改变种的遗传特性使迟缓期缩短；(2)(2)利用对数生长期的细胞作为种子；利用对数生长期的细胞作为种子；(3)(3)尽量使接种前后所使用的培养基组成不要相差太大；尽

5、量使接种前后所使用的培养基组成不要相差太大；(4)(4)适当扩大接种量适当扩大接种量在生产实践中缩短迟缓期的常用手段：在生产实践中缩短迟缓期的常用手段：第七章微生物生长繁殖微生物的生长曲线微生物的生长曲线第七章微生物生长繁殖微生物的生长曲线微生物的生长曲线第七章微生物生长繁殖28第七章微生物生长繁殖29第七章微生物生长繁殖30大肠杆菌在不同温度下的代时大肠杆菌在不同温度下的代时第七章微生物生长繁殖31第七章微生物生长繁殖32应用意义：应用意义：1 1）发酵生产形成的重要时期（维生素、氨基酸等），生产上）发酵生产形成的重要时期（维生素、氨基酸等），生产上应尽量延长此期，提高产量，措施如下：应尽量

6、延长此期，提高产量，措施如下： 补充营养物质（补料）补充营养物质（补料） 调调pH pH 调整温度调整温度 2）稳定期细胞数目及产物积累达到最高。）稳定期细胞数目及产物积累达到最高。第七章微生物生长繁殖33第七章微生物生长繁殖34第七章微生物生长繁殖35第七章微生物生长繁殖36连续连续培养培养器器按控制方式分按控制方式分按培养器的级数分按培养器的级数分按细胞状态分按细胞状态分按用途分按用途分内控制（控制菌体密度）：恒浊器内控制（控制菌体密度）：恒浊器外控制（控制培养液流速、以控制外控制（控制培养液流速、以控制生长速率）：恒化器生长速率）：恒化器单级连续培养器单级连续培养器多级连续培养器多级连续

7、培养器一般连续培养器一般连续培养器固定化细胞连续培养器固定化细胞连续培养器实验室科研用：连续培养器实验室科研用：连续培养器发酵生产用：连续发酵罐发酵生产用：连续发酵罐连续培养器的类型连续培养器的类型第七章微生物生长繁殖37概念：是一种根据培养器内微生概念：是一种根据培养器内微生物的生长密度，并借光电控制系物的生长密度，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体密度高、生长速度恒定的微生物细胞的连续培养器。物细胞的连续培养器。原理：通过调节新鲜培养基流入原理：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的速度和培养物流出的速度来维持

8、菌浓度不变持菌浓度不变,即浊度不变。主要即浊度不变。主要采用恒浊器，当浊度高时，使新采用恒浊器，当浊度高时，使新鲜培养基的流速加快，浊度降低，鲜培养基的流速加快，浊度降低，则减慢培养基的流速。则减慢培养基的流速。特点：基质过量，微生物始终以特点：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；但范围内控制不同的菌体密度；但工艺复杂，烦琐。工艺复杂，烦琐。1、连续培养技术、连续培养技术恒浊培养恒浊培养使用范围：用于生产大量菌使用范围：用于生产大量菌体、生产与菌体生长相平行体、生产与菌体生长相平行的某些代谢产物，如乳酸、的某些代谢产物，如乳酸

9、、乙醇等。乙醇等。第七章微生物生长繁殖38恒浊连续培养恒浊连续培养测定所培养微生物的光密度值测定所培养微生物的光密度值自动调节新鲜培养基流入和培养物流出培养室的流速自动调节新鲜培养基流入和培养物流出培养室的流速使培养物维持在某一恒定浊度使培养物维持在某一恒定浊度当培养室中的浊度超过预期数值时，流速加快，使浊度降低；当培养室中的浊度超过预期数值时，流速加快，使浊度降低；当培养室中的浊度低于预期数值时，流速减慢，使浊度升高；当培养室中的浊度低于预期数值时，流速减慢，使浊度升高；恒浊培养器的工作精度是由光电控制系统的灵敏度来决定的恒浊培养器的工作精度是由光电控制系统的灵敏度来决定的如果所用培养基中有

10、过量的必需营养物，就可以使菌体维如果所用培养基中有过量的必需营养物，就可以使菌体维持最高的生长速率。持最高的生长速率。第七章微生物生长繁殖39一般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一般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使用范围：用于生产大量菌使用范围：用于生产大量菌体、生产与菌体生长相平行体、生产与菌体生长相平行的某些代谢产物，如乳酸、的某些代谢产物，如乳酸、乙醇等。乙醇等。第七章微生物生长繁殖402、连续培养技术、连续培养技术恒化连续培养恒化连续培养概念：以恒定流速使营养物质浓度恒定而保持细菌概念：以恒定流速使营养物质浓度恒定而保持细菌生长速率恒定的方法。生长

11、速率恒定的方法。 原理：通过控制某一种营养物浓度（如碳、氮源、原理：通过控制某一种营养物浓度（如碳、氮源、生长因子等）生长因子等） ，使其始终成为生长限制因子，而，使其始终成为生长限制因子，而达到控制培养液流速保持不变，并使微生物始终在达到控制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条件下进行生长繁殖。低于其最高生长速率条件下进行生长繁殖。特点：维持营养成分的亚适量，控制微生物生长速特点：维持营养成分的亚适量，控制微生物生长速率。菌体生长速率恒定，菌体均一、密度稳定，产率。菌体生长速率恒定，菌体均一、密度稳定，产量低于最高菌体产量。量低于最高菌体产量。应用范围：实验室科学研究应用

12、范围：实验室科学研究第七章微生物生长繁殖41第七章微生物生长繁殖42装置装置控制对象控制对象培养培养基基培养基培养基流速流速生长速生长速率率产物产物应用应用范围范围恒浊器恒浊器 菌体密度菌体密度（内控制）（内控制）无限无限制生制生长因长因子子不恒定不恒定最高最高大量菌体大量菌体或与菌体或与菌体形成相平形成相平行的产物行的产物生产生产为主为主恒化器恒化器 培养基流培养基流速（外控速（外控制）制）有限有限制生制生长因长因子子恒定恒定低于最低于最高高不同生长不同生长速率的菌速率的菌体体实验实验室为室为主主恒浊器与恒化器的比较恒浊器与恒化器的比较第七章微生物生长繁殖43第七章微生物生长繁殖44第七章微

13、生物生长繁殖45第七章微生物生长繁殖（一）筛选法1. 过滤法2. 区带密度梯度离心法3. 膜洗脱法第七章微生物生长繁殖（二）诱导法1. 温度调整法2. 营养条件调整法3. 用稳定期的培养物接种法第七章微生物生长繁殖四、四、 微生物的生长曲线微生物的生长曲线第七章微生物生长繁殖微生物的生长曲线微生物的生长曲线第七章微生物生长繁殖微生物的生长曲线微生物的生长曲线XKdtdX1第七章微生物生长繁殖微生物的生长曲线微生物的生长曲线SKdtdS2第七章微生物生长繁殖微生物的生长曲线微生物的生长曲线第七章微生物生长繁殖微生物的生长曲线微生物的生长曲线XKdtdX3第七章微生物生长繁殖54第四节第四节 有害

14、微生物的控制有害微生物的控制*一、一、 基本概念：基本概念： 控制（有害）微生物的生长速率或消灭不需要的微生物，在实际应用中具有重要的意义。第七章微生物生长繁殖55第七章微生物生长繁殖56温度 辐射作用 过滤 渗透压 干燥 超声波等高温使蛋白质、核酸等重要生物大分子发生变性、破坏，以及破坏细胞膜上的类脂成分，导致微生物死亡。第七章微生物生长繁殖57第三节 微生物生长繁殖的控制二、控制微生物的物理因素（一）温度（一）温度1、干热灭菌烘箱内热空气灭菌火焰灼烧干热灭菌160，2小时第七章微生物生长繁殖582、湿热灭菌湿热比干热灭菌更好：更易于传递热量；更易破坏保持蛋白质稳定性的氢键等结构； 湿热对一

15、般营养体和孢子的杀灭条件：多数细菌和真菌的营养细胞：在60左右处理5-10分钟；酵母菌和真菌的孢子：用80以上温度处理；细菌的芽孢：121处理15分钟以上；第七章微生物生长繁殖59高压蒸汽灭菌法（常规高压灭菌）高压蒸汽灭菌法（常规高压灭菌）利用水的沸点随水蒸气压力的增加而上升，以达到利用水的沸点随水蒸气压力的增加而上升，以达到100 100 以上高温灭菌的方法。以上高温灭菌的方法。 方法：方法：121121（1kg/cm1kg/cm2 2或或1515磅磅/ /英寸英寸2 2）维持）维持15-20min15-20min。 112 112（0.5kg/cm0.5kg/cm2 2或或8 8磅磅/ /

16、英寸英寸2 2）20-30min20-30min。 115 115（0.75kg/cm0.75kg/cm2 2或或1111磅磅/ /英寸英寸2 2）20-30min20-30min。应根据灭菌物品的性质或成分选择灭菌温度应根据灭菌物品的性质或成分选择灭菌温度例如：生理盐水、营养琼脂等培养基用例如：生理盐水、营养琼脂等培养基用121 121 。 含葡萄糖、乳糖、氨基酸等培养基用含葡萄糖、乳糖、氨基酸等培养基用112 112 。适用：耐高温物品，玻璃仪器、含水或不含水的物品。适用：耐高温物品，玻璃仪器、含水或不含水的物品。 第七章微生物生长繁殖60高高 压压 蒸蒸 汽汽 灭灭 菌菌 锅锅注意事项：

17、注意事项：排净冷空气；排净冷空气； 灭菌终了，缓慢降压。灭菌终了，缓慢降压。第七章微生物生长繁殖61第七章微生物生长繁殖62高温对培养基的影响及其防止措施高温对培养基的影响及其防止措施消除有害影响的措施消除有害影响的措施 采用特殊的加热灭菌法采用特殊的加热灭菌法 过滤除菌法过滤除菌法 其它方法：加入螯合剂其它方法：加入螯合剂第七章微生物生长繁殖63采用滤孔比细菌还小的筛子或滤膜作成各种过滤器，当空采用滤孔比细菌还小的筛子或滤膜作成各种过滤器，当空气或液体流经筛子或滤膜时，微生物不能通过滤孔而被阻气或液体流经筛子或滤膜时，微生物不能通过滤孔而被阻留在一侧，从而达到灭菌的目的。但不能除去病毒。留在

18、一侧，从而达到灭菌的目的。但不能除去病毒。实验室中常用的滤器：实验室中常用的滤器：滤膜过滤器、蔡氏过滤器、玻璃过滤器、磁土过滤器等。滤膜过滤器、蔡氏过滤器、玻璃过滤器、磁土过滤器等。过滤介质：醋酸纤维素膜、硝酸纤维素膜、聚丙烯膜；过滤介质：醋酸纤维素膜、硝酸纤维素膜、聚丙烯膜； 以及石棉板、烧结陶瓷、烧结玻璃等。以及石棉板、烧结陶瓷、烧结玻璃等。滤器孔径：常用滤器孔径：常用0.22 0.22 m 、0.45 m 。应用：对于含酶、血清、维生素和氨基酸等热敏物质除菌应用：对于含酶、血清、维生素和氨基酸等热敏物质除菌。（二）过滤除菌法（二）过滤除菌法第七章微生物生长繁殖64（二） 过滤作用空气和不

19、耐热的液体培养基的灭菌棉花、玻璃纤维或石棉滤膜核孔第七章微生物生长繁殖65空气和不耐热的液体培养基的灭菌棉花、玻璃纤维或石棉滤膜核孔第七章微生物生长繁殖66（三）辐射（三）辐射第七章微生物生长繁殖67评价指标评价指标: :最低抑菌浓度最低抑菌浓度(minimum inhibitory concentration,MIC):(minimum inhibitory concentration,MIC):指在一定条件下指在一定条件下, ,某化学药剂抑制特定微生物的最低浓度。某化学药剂抑制特定微生物的最低浓度。半数致死量（半数致死量（50% lethal dose, LD50% lethal dose

20、, LD5050) )：指在一定条件下：指在一定条件下, ,某化学药剂能杀死某化学药剂能杀死50%50%试验动物时的剂量。试验动物时的剂量。最低致死量（最低致死量（minimum lethal dose,MLD):minimum lethal dose,MLD):指在一定条件指在一定条件下下, ,某化学药物能引起试验动物群体某化学药物能引起试验动物群体100%100%死亡率的最低剂量。死亡率的最低剂量。三、化学杀菌剂、消毒剂、治疗剂三、化学杀菌剂、消毒剂、治疗剂 第七章微生物生长繁殖68消毒剂消毒剂: :可以抑制或杀灭微生物，但对人体也可能产生有害作用可以抑制或杀灭微生物，但对人体也可能产生有害作用的化学试剂的化学试剂. .主要用于抑制或杀灭物体表面、器械、排泄物和主要用于抑制或杀灭物体表面、器械、排泄物和环境中的微生物。环境中的微生物。防腐剂防腐剂: :可以抑制或阻止微生物生长，但对人体或动物体的毒性可以抑制或阻止微生物生长，