第六章+微生物的生长与控制1

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1、Chap.6微生物的生长与控制§1.测定生长繁殖的方法§2.微生物的生长规律§3.影响微生物生长的主要因素§4.微生物培养法§5.有害微生物的控制●生长的定义Growthisdefinedasanincreaseincellularconstituentsandmayresultinanincreaseinamicroorganism’ssize,populationnumber,orboth.●微生物数量和重量的增加。●微生物生长特点----平衡生长----生长与繁殖联系----用群体指标反映（研究）生长一、测定生长繁殖的方

2、法（一）测生长量：适用一切微生物1．测体积2．称干重3．间接法：比浊法、生理指标法（N,C,P,DNA,ATP等）（二）计繁殖数1、直接法：●血球计数板法（常用）●Petroff-Hausser计数板●局限性2、间接法：（活菌计数法）●平板计数法：菌落形成单位（CFU）●最大可能数量法（MPN）供测样品通过稀释接种于液体选择培养基中,然后根据生长与否,通过统计学方法计算出微生物数量的一种计数方法。●膜过滤培养法§2、微生物的生长规律一、个体生长与同步生长●个体水平研究：----超薄切片----显微摄影技术----同步生长（培养

3、）：细胞群体中每个个体处于同样的细胞生长、分裂周期状态。如何研究芽孢的个体发育？●同步培养方法①诱导法：变换温度、光脉冲、营养供应②机械筛选法（Helmstetter-cummings的膜洗脱技术）二、典型生长曲线描述单细胞微生物群体生长规律的曲线。●绘制曲线条件1）分批培养2）细胞数目的对数为纵坐标●根据生长速率常数（R=n/t2-t1）划分：1）延滞期：生长速率常数为零，仅个体变化对策：----采用对数期种子(种子的活化）----增大接种量----采用营养丰富培养基指数期:生长速率最大个体和群体生长特点：三个重要参数:n、

4、R、G●影响指数期代时长短的因素1）菌种2）营养成分3）营养物浓度（生长限制因子存在与否）指数期M的应用①作为代谢、生理研究的良好材料（生理特性较一致，细胞成分平衡发展，生长速率恒定）。②增殖噬菌体的最适宿主菌龄。③发酵生产中作为种子的最佳种龄。3．稳定期（最高生长期）:R=01）菌体产量达最高；2）次生代谢产物合成3）菌体生长产量常数：消耗单位营养物质获得的菌体产量。Y=（x―菌体干重，c―限制性营养物浓度）●同样可计算产物得率常数（转化率）原因：①营养物质耗尽②营养物比例失调（C/N不合适）③有害代谢物积累④pH氧化还原势

5、等物化条件不适宜。4．衰亡期:R为负值个体死亡速度＞新生的速度，群体呈现负生长．．．三、微生物的连续培养连续生长:在反应器中不断地流加新鲜培养液,同时不断排出发酵液,使培养物达到动态平衡,微生物长期保持在指数期的平衡生长状态和衡定的生长速率上,该生长方式称之为连续生长。恒浊器（控制菌体密度）菌体浓度↑，浊度↑，控制使流速↑；结果：菌体密度恒定；生长速率恒定(最快)恒化器（控制培养基流速）限制性营养物浓度恒定，流速恒定；结果：生长速率恒定；工作原理：培养液浊度与菌浓度成正比限制性营养物与菌生长速度正比。控制方法：改变流速，使培养

6、液浊度恒定流速恒定流入培养基成分：各种营养成分都很充分限制性营养物浓度低，其他成分充分。容器内菌的生长速率：最大生长速率低于最大生长速率恒浊器恒化器●建议理解图表：§3.影响微生物生长的主要因素一、温度●最适生长温度嗜冷菌：-10～20℃中温菌：20～45℃嗜热菌：45～65℃极端嗜热菌：65℃超嗜热菌：80～113℃●常见微生物培养温度肠杆菌科：37°C芽孢杆菌：30°C放线菌：28°C酵母菌：28°C土壤真菌：26-28°C二、氧气1）专性好氧菌只有在较高的氧浓度下才能生长的微生物。2）兼性厌氧菌以有氧生长为主，但也可在

7、厌氧下生长的微生物。3）微好氧菌仅在较低氧分压下才能生长的微生物。4）耐氧菌可在有氧下进行发酵产能的微生物。5）厌氧菌仅能在厌氧条件下生长、分子态氧对其有毒害作用的一类微生物。●5类微生物的判断试验（半固体琼脂柱）●厌氧菌的氧毒害机制----自由基理论：生物体内存在着超氧阴离子等自由基，（,OH.,cl.,等)非常活泼，反应力极强，可对细胞内各种生物活性的大分子和细胞膜产生破坏作用，引起细胞的死亡。----SOD（超氧化物歧化酶）学说厌氧菌缺乏SOD，受超氧阴离子自由基（）毒害，引起生物高分子和膜破坏作用；+2H+一切好氧/耐

8、氧SODH2O+O2H2O2+O2NADH2NAD（过氧化物酶）耐氧菌2H2O（过氧化氢酶）●5类微生物的氧化酶系类型产能SOD过氧化氢酶过氧化物酶好氧菌呼吸++++---兼性呼吸、++++---发酵微好氧呼吸++---耐氧发酵++---++厌氧发酵、--------无氧等三