微生物的生长繁殖及其控制

微生物的生长繁殖及其控制第1页，共30页，2023年，2月20日，星期六第七章微生物的生长繁殖及其控制第2页，共30页，2023年，2月20日，星期六本章主要内容微生物生长如何测定？微生物如何进行生长？影响微生物生长的因素是什么？如何控制微生物的生长？第3页，共30页，2023年，2月20日，星期六生物个体物质有规律地、不可逆增加，导致个体体积扩大的生物学过程。生长:生物个体生长到一定阶段,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。繁殖: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,由于细胞小,这两个过程是紧密联系又很难划分的过程。第4页，共30页，2023年，2月20日，星期六一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)不断增加如果各细胞组分是按恰当的比例增长时,则达到一定程度后就会发生繁殖,引起个体数目增加.群体内各个个体的进一步生长群体的生长第5页，共30页，2023年，2月20日，星期六群体生长=个体生长+个体繁殖个体生长→个体繁殖→群体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）微生物生长: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。第6页，共30页，2023年，2月20日，星期六第一节微生物生长的测定

以单位时间里微生物数量或生物量(Biomass)的变化来评价。微生物生长:（参见P151）微生物生长的测定:个体计数群体生物量测定群体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；第7页，共30页，2023年，2月20日，星期六

通常用来测定细菌、酵母菌等单细胞微生物的生长情况或样品中所含微生物个体的数量(细菌、孢子、酵母菌)一、计数法第8页，共30页，2023年，2月20日，星期六1、显微镜直接计数法1）常规方法：采用细菌计数板或血球计数板,在显微镜下对微生物数量进行直接计数(计算一定容积里样品中微生物的数量).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;第9页，共30页，2023年，2月20日，星期六2）其它方法: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。比例计数:过滤计数:当样品中菌数很低时,可以将一定体积的湖水、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;活菌计数:采用特定的染色技术也可分别对活菌和死菌进行分别计数。第10页，共30页，2023年，2月20日，星期六2、培养平板计数法第11页，共30页，2023年，2月20日，星期六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；一个菌落可能是多个细胞一起形成,所以在科研中一般用菌落形成单位(colonyformingunits,CFU)来表示,而不是直接表示为细胞数。第12页，共30页，2023年，2月20日，星期六3、膜过滤培养法当样品中菌数很低时,可以将一定体积的湖水、海水或饮用水等样品通过膜过滤器,然后将将膜转到相应的培养基上进行培养,对形成的菌落进行统计。第13页，共30页，2023年，2月20日，星期六第14页，共30页，2023年，2月20日，星期六主要适用于只能进行液体培养的微生物,或采用液体鉴别培养基进行直接鉴定并计数的微生物。对未知样品进行十倍稀释,然后根据估算取三个连续的稀释度平行接种多支试管,对这些平行试管的微生物生长情况进行统计,长菌的为阳性,未长菌的为阴性,然后根据数学统计计算出样品中的微生物数目。4.液体稀释法Themostprobablenumbermethod第15页，共30页，2023年，2月20日，星期六二、生物量法1、比浊法在一定波长下,测定菌悬液的光密度,以光密度(opticaldensity,即O.D.)表示菌量。实验测量时应控制在菌浓度与光密度成正比的线性范围内,否则不准确。第16页，共30页，2023年，2月20日，星期六2、重量法干重法：将微生物菌体或离心得到的细胞沉淀物置100—105℃的烘箱中干燥至水份去除，然后再称重。湿重法：收集微生物菌体，或将微生物培养液离心，收集细胞沉淀物，然后称重。通过样品中蛋白质、核酸含量的测定间接推算微生物群体的生物量；测定多细胞及丝状真菌生长情况的有效方法第17页，共30页，2023年，2月20日，星期六

三

、生理指标法

微生物的生理指标,如呼吸强度,耗氧量、酶活性、生物热等与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如瓦勃氏呼吸仪、微量量热计等设备来测定相应的指标。常用于对微生物的快速鉴定与检测第18页，共30页，2023年，2月20日，星期六第二节微生物的生长

微生物的生长表现在微生物的个体生长与群体生长两个水平上。

微生物个体生长表现为个体质量和体积的增加。

微生物群体生长是以微生物细胞的数量或微生物群体细胞物质量的增加作为生长的指标。

第19页，共30页，2023年，2月20日，星期六一、细菌的个体生长（1）DNA的复制和分离

双向方式连续复制复制区第20页，共30页，2023年，2月20日，星期六（2）细胞壁扩增

杆菌中是新合成的肽聚糖在新旧Cw均有分布，而球菌是在赤道板插入，固定位置。

第21页，共30页，2023年，2月20日，星期六（3）细菌的分裂和调节

各种物质复制后，质膜内陷伴随新肽聚糖插入，导致横隔壁向心生长，最后会合，一分为二。调节主要依赖转肽酶和D，D－羧肽酶活性比。转肽酶活性高些，利于CW扩增，导致细菌生长。羧肽酶高些，利于横隔壁形成，导致细胞分裂。第22页，共30页，2023年，2月20日，星期六（一）无分支单细胞微生物的群体生长二．微生物的群体生长第23页，共30页，2023年，2月20日，星期六细胞呈指数增长特征:每经历一个代时，细胞的数目就增加1倍，呈指数增加，因而被称为指数生长，这就是无分支单细胞微生物的群体生长特征。1.无分支单细胞微生物群体生长的特征

第24页，共30页，2023年，2月20日，星期六细胞数目的对数与生长时间呈正比直线关系第25页，共30页，2023年，2月20日，星期六2、生长曲线(GrowthCurve):

细菌接种到定量的液体培养基中,定时取样测定细胞数量,以培养时间为横座标，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。第26页，共30页，2023年，2月20日，星期六一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。第27页，共30页，2023年，2月20日，星期六迟缓期(Lagphase):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,生长速度接近于零.也称延迟期、适应期。第28页，共30页，2023年，2月20日，星期六迟缓期的特点:分裂迟缓、代谢活跃细胞形态变大或增长细胞内RNA,尤其是rRNA含量增高,合成代谢活跃,核糖体、酶类和ATP的合成加快,易产生诱导酶。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。第29页，共30页，20