第八章 微生物的生长繁殖及其控制

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1、第八章微生物的生长繁殖及其控制重点与难点剖析一、微生物生长繁殖的概念微生物的生长是指细胞物质有规律地、不可逆增加，导致个体体积扩大的生物学过程。当细胞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即繁殖。在高等生物里这两个过程可以明显分开，但对低等特别是单细胞的微生物，由于细胞小，这两个过程紧密联系、很难划分，因此，微生物的生长繁殖，一般指群体生长，这一点与研究动物、植物有所不同。1、细菌一般没有有性繁殖，多采用二分裂方式。2、真菌除了进行无性繁殖，产生大量孢子如分生孢子、节孢子、厚垣孢子、孢囊孢子等外，还能进行有性繁殖，产生有

2、性孢子如卵孢子、接合孢子、孢囊孢子等。二、微生物生长的测定微生物生长：单位时间里微生物数量或生物量（Biomass）的变化个体计数微生物生长的测定：群体重量测定群体生理指标测定（一）以数量变化对微生物生长情况进行测定通常用来测定细菌、酵母菌等单细胞微生物的生长或样品中所含微生物个体的数量（细菌、孢子、酵母菌）。1、培养平板计数法样品充分混匀后，取一定量的稀释液涂布或倾注在平板上，进行培养，统计平板上长出的菌落数。注意：1）同一稀释度三个以上重复,取平均值；2）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

3、成单位（colonyformingunits，CFU）来表示，而不是直接表示为细胞数。2、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，然后将膜转到相应的培养基上进行培养，对形成的菌落进行统计。3、Themostprobablenumbermethod（液体稀释法）1）未知样品进行十倍稀释；2）取三个连续的稀释度平行接种多支试管并培养；3）长菌的为阳性，未长菌的为阴性；4）查表推算出样品中的微生物数目；4、显微镜直接计数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总

4、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；（二）以生物量为指标测定微生物的生长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。多应用于单细胞微生物的培养。2、重量法以干重、湿重直接衡量微生物群体的生物量。或通过样品中蛋白质、核酸含量的测定间接推算微生物群体的生物量；该方法适合于测定多细胞及丝状真菌生长情况的有效方法。3、生理指标法5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

5、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。三、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。一条典型的生长曲线可以分为：迟缓期，对数期，稳定期和衰亡期四个生长时期。1、延缓期（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，该时期又称延迟期、适应期。迟缓期出现的原因：微生物接种到一个新环境，暂时缺乏分解和催化

6、有关底物的酶，或是缺乏充足的中间代谢产物。为产生诱导酶或合成中间代谢产物，就需要一段适应期。迟缓期的长短与菌种的遗传性、菌龄以及移种前后所处的环境条件等因素有关，短的只需要几分钟，长的需数小时。在生产实践中缩短迟缓期的常用手段(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2、指数生长期(exponentialphase)：以最大的速率生长和分裂，细菌数量呈对数增加，细菌内各成分按比例有规律地增加，表现为平衡生长。对数生长期的细菌个体形态、化学组

7、成和生理特性等均较一致，代谢旺盛、生长迅速、代时稳定，所以是研究微生物基本代谢的良好材料。它也常在生产上用作种子，使微生物发酵的迟缓期缩短，提高经济效益。几个重要的生长参数：代时(Generationtime)通常以G表示，是指在细菌个体生长里，每个细菌分裂繁殖一代所需的时间为代时，在群体生长里细菌数量增加一倍所需的时间称为倍增时间（Doublingtime）。Nt=N0X2n繁殖一代所需的时间：t1–t00.639G=——————=—————nμμ：比生长速率：单位时间内生长的速度。纳米细菌（nanobacteria），三天才分裂一次；3、稳定生长期(

8、Stationaryphase)：又称恒定期或最高生长期：由于营养物质消耗，代谢