微生物生长及其环境条件课件

第一节纯培养微生物群体的生长第一节纯培养微生物群体的生长1细胞体积增大，逐渐发生量变的过程；生长细胞数目增多，并且产生新一代的过程。繁殖群体生长=个体生长+个体繁殖微生物生长细胞体积增大，逐渐发生量变的过程；生长细胞数目增多，并且产生2一、获得纯培养的方法从一个细胞繁殖得到的后代。纯培养（pureculture）细菌：分离得到单个细胞，并形成一个菌落真菌：获得单个孢子，使之萌发产生菌丝体一、获得纯培养的方法从一个细胞繁殖得到的后代。纯培养（pur31、稀释平皿分离法（一）稀释分离法

1、稀释平皿分离法（一）稀释分离法4微生物生长及其环境条件ppt课件52、平皿划线分离法2、平皿划线分离法63、单细胞挑取法

样品进行充分稀释直接挑取单孢子（单细胞）接种于培养基上形成菌落3、单细胞挑取法样品进行充分稀释直接挑取单孢子（单细胞）接7（二）选择性培养基的利用

加入结晶紫和青霉素分离G-细菌；加入特定营养物质，选择所需微生物。加入链霉素分离真菌；（二）选择性培养基的利用加入结晶紫和青霉素分离G-细菌；加8MixedculturePureculture分离得到单菌落后要纯化MixedculturePureculture分离得到单9二、细菌群体生长的测量细胞数目的增加

细胞物质的增加

群体生长二、细菌群体生长的测量细胞数目的增加细胞物质的增加群体生10（一）细胞数量的测定

1、细胞总数的测定（totalcount）

（1）显微镜直接计数法（一）细胞数量的测定1、细胞总数的测定（totalco11缺点：①不能区分死菌与活菌②不适于对运动细菌的计数③需要相对高的细菌浓度④个体小的细菌难以观察缺点：12（2）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。菌浓度与光密度成正比的线性范围（2）比浊法在一定波长下，测定菌悬液的光密度，以光密度(op132、活菌数量的测定（viablecount）（1）稀释平皿测数法2、活菌数量的测定（1）稀释平皿测数法14Viablecellcount1.dilutesample1ml9ml10

1001000104105106107cell/ml2.plateout0.1mlViablecellcount1.dilutesamp15（2）最大概率法（mostprobablenumber,MPN)只能进行液体培养的微生物；用液体鉴别培养基直接鉴定并计数的微生物。适用于（2）最大概率法（mostprobablenumber,16稀释度10-310-410-510-610-710-8重复数555555出现生长的管数555410稀释度10-310-417数量指标近似值数量指标近似值10010-110-210010-110-20100.181000.201100.402000.452010.682100.682200.933000.783011.13101.13201.44001.34011.74101.74112.14202.24212.64302.75002.35013.15103.35114.65204.95217.05229.55307.953111.053214.054013.054117.054222.054328.055024.055135.055254.055392.0554160.0数量指标近似值数量指标近似值10010-118（3）浓缩法（滤膜法）适用于菌数很低的样品。样品通过膜过滤器将膜转到相应的培养基上菌落计数（3）浓缩法（滤膜法）适用于菌数很低的样品。样品通过膜过滤19（二）细胞生物量的测定1、测定细胞干重法

2、DNA含量测定法

3、ATP含量测定法4、代谢活性法

（二）细胞生物量的测定1、测定细胞干重法2、DNA含量测20三、分批培养中细菌群体的生长在化学成分一定的培养基中进行培养。细菌的生长曲线三、分批培养中细菌群体的生长在化学成分一定的培养基中进行培养21（一）延迟期(Lagphase)细胞形态变大或增长；细胞内RNA含量增高，合成代谢活跃；细胞对外界不良条件反应敏感。（一）延迟期(Lagphase)细胞形态变大或增长；细胞22迟缓期出现的原因：缺乏分解和催化有关底物的酶。缺乏充足的中间代谢产物；迟缓期出现的原因：缺乏分解和催化有关底物的酶。缺乏充足的中间23(1)改变遗传性使迟缓期缩短;(2)利用对数生长期的细胞作为种子;(3)接种前后的培养基组成要尽量一致;(4)适当扩大接种量。缩短迟缓期的常用手段(1)改变遗传性使迟缓期缩短;(2)利用对数生长期的细胞作为24（二）对数生长期（Exponentialgrowthphase）菌体高速生长，细胞数呈几何级数增加；细胞对理化因素的影响仍很敏感；菌体大小，形态、生理特征比较一致。（二）对数生长期菌体高速生长，细胞数呈几何级数增25Nt=N0×2n细菌在对数期每分裂一次代所需的时间(G)代时(Generationtime)logNt=logN0

+n.

log2logNt-logN0=log2nlogNt-logN0=0.301tG0.301tlogNt-logN0=n=Nt=N0×2n细菌在对数期每分裂一次代所需的时间(G)代时261、代时为0.5h的细菌由103个增加到109个需要多长时间?2、某细菌2h繁殖了5代，该菌的代时是多少?3、最初为4个细菌，增殖为128个需经过几代?1、代时为0.5h的细菌由103个增加到109个需要多长时间27（三）稳定期（Stationaryphase）菌体数处于动态平衡，菌体产量达到最高；细胞内开始积累内含物；细菌开始产芽孢，以适应不利的环境。（三）稳定期（Stationaryphase）菌体数处于28（四）衰亡期（Declinephase）细胞死亡数大于新生数；细胞出现多形态，芽孢开始释放；菌体出现自溶。释放代谢产物;（四）衰亡期（Declinephase）细胞死亡数大于新生29四、细菌群体生长的连续培养不断加入培养液，同时移去培养物，使对数期延长的培养方法。四、细菌群体生长的连续培养不断加入培养液，同时移去培养物，使30微生物生长及其环境条件ppt课件31（一）恒浊连续培养测定培养物的光密度调节培养基流入和培养物流出速度培养物维持在恒定的浊度（一）恒浊连续培养测定培养物的光密度调节培养基流入和培养物流32(二）恒化连续培养微生物生长低于其最高生长速率采用低浓度的限制性养料控制稀释率(二）恒化连续培养微生物生长低于其最高生长速率采用低浓度的限33环境条件对微生物生长和代谢的影响第二节环境条件对微生物生长和代谢的影响第二节34影响微生物生长的因素物理因素化学因素生物因素：指微生物与微生物及微生物与其它生物之间的相互关系影响微生物生长的因素物理因素35物理因素温度水分及其可给性氢离子浓度氧气及氧化还原电位光和辐射化学杀菌剂和抑菌剂化学因素影响微生物生长的理化因素物理因素温度化学因素影响微生物生长的理化因素36利用环境条件对有害微生物进行控制防腐：消毒：灭菌：利用物理、化学方法，防止或抑制微生物的生长繁殖的一种措施。利用某种方法，杀死物体中包括芽孢在内的所有微生物的一种措施。利用某种方法杀死或消除所有病原微生物的一种措施。利用环境条件对有害微生物进行控制防腐：消毒：灭菌：利用物理、37一、温度最低生长温度最适生长温度最高生长温度总体来看微生物生长温度：－10℃~100℃每种微生物的温度范围：一、温度最低生长温度最适生长温度最高生长温度总体来看微生物生38（一）微生物生长的温度类型微生物类型生长温度范围（℃）分布最低最适最高低温型专性嗜冷-125~1015~20两极地区兼性嗜冷-5~010~2025~30海水及食品冷藏箱中温型室温型10~2020~3540~45腐生环境体温型10~2035~4040~45寄生环境高温型嗜热3045~6070堆肥和沼气发酵池等极端嗜热3070~90100以上温泉和海底火山口（一）微生物生长的温度类型微生物类型生长温度范围（℃39表示微生物的生长速度与生长温度的关系。Q10

=在（t+10℃)时的生长速度在（t℃)时的生长速度即温度每升高10℃时，微生物的生长速度与其在升温之前的生长速度之比。温度系数（Q10）表示微生物的生长速度与生长温度的关系。Q1040（二）温度对微生物的影响1、高温对微生物的影响

致死温度：高温使大分子物质变性，使微生物死亡。在10min内杀死某种微生物的温度界限。致死时间：在某一温度下杀死细胞所需的最短时间。（二）温度对微生物的影响1、高温对微生物的影响致死温度：41烘箱内热空气灭菌（160~170℃，1~2h）火焰灼烧干热灭菌湿热灭菌巴氏消毒72℃，15s63~66℃，30min煮沸消毒间歇灭菌常规高压灭菌121℃，15min；115℃，30min；常用的灭菌方法烘箱内热空气灭菌（160~170℃，1~2h）干热灭菌湿热灭422、低温对微生物的影响

冰箱细胞内酶的活性降低，新陈代谢缓慢，呈休眠状态。常采用冷藏法保存菌种液氮罐快速冷冻在细胞悬液中加入甘油防止死亡2、低温对微生物的影响冰箱细胞内酶的活性降低，新陈代谢缓43二、水分及其可给性（一）水的活度（wateractivity）

在一定温度和压力下，溶液中的蒸汽压（P）与纯水蒸汽压（P0）之比。

PP0—aw=二、水分及其可给性（一）水的活度（wateractivit44（二）渗透压

水可以由溶质浓度低的一边流向高的一边。低渗溶液：渗透压低于细胞渗透压的溶液等渗溶液：渗透压等于细胞渗透压的溶液高渗溶液：渗透压高于细胞渗透压的溶液（二）渗透压水可以由溶质浓度低的一边流向高的一边。低渗溶液45高渗环境会使细胞脱水，引起质壁分离。这种调节细胞内水分状况的溶质称为协调溶质（compatiblesolutes）。10～15%食盐50～70%糖防止食品腐败极端嗜盐菌能在15～30%盐浓度下生活。从外界泵入离子在胞内合成某些溶质机理高渗环境会使细胞脱水，引起质壁分离。这种调节细胞内水分状46（三）氢离子浓度（pH）细菌、藻类和原生动物：6.5～7.5放线菌：7.0～8.0真菌：5.0～6.0（三）氢离子浓度（pH）细菌、藻类和原生动物：6.5～7.547①影响细胞质膜电荷和养料吸收；②影响酶的活性；③改变环境中养料的供给或有害物质的毒性。氢离子影响机制①影响细胞质膜电荷和养料吸收；氢离子影响机制48类群氧气（O2）的影响需氧性微生物：专性需氧性必须有O2才能生活兼性需氧性有O2时生长更好微需氧性仅需低于大气中含O2量的条件厌氧性微生物：微耐氧性不需O2，有O2时可以生活兼性厌氧性有O2或无O2均能生活专性（严格）厌氧性O2有毒害，或有致死作用（四）氧气和氧化还原电位（Eh）1、氧气与微生物的关系类群49接触酶（catalase）过氧化物酶（peroxidase）超氧化物歧化酶（superoxidedismutase，SOD）1）需氧性微生物有如下酶类：过氧化氢（H2O2）超氧化物（O2-）有害代谢产物氧气影响微生物生长的机制接触酶（catalase）过氧化物酶（peroxidase）50超氧化物歧化酶接触酶过氧化物酶接触酶或过氧化物酶超氧化物歧化酶总反应式超氧化物歧化酶接触酶过氧化物酶接触酶或过氧化物酶超氧化物歧化513）兼性需氧微生物有两套酶系统好氧呼吸酶系发酵作用的酶系2）厌氧性微生物无以上酶类3）兼性需氧微生物有两套酶系统好氧呼吸酶系发酵作用的酶系2）522、环境Eh值与微生物的生长好氧微生物厌氧微生物Eh为0.3V以上兼性厌氧微生物在0.1V以上时进行好氧呼吸在0.1V以下时进行发酵作用Eh为0.1V以下2、环境Eh值与微生物的生长好氧微生物厌氧微生物Eh为0.353反之则使Eh值