《微生物生长规律》PPT课件

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1、工业微生物第六节微生物的生长规律微生物的特点：个体微小肉眼看到或接触到的微生物是成千上万个单个的微生物组成的群体。微生物接种是群体接种，接种后的生长是微生物群体繁殖生长。对细菌群体生长规律的了解是对其进行研究与利用的基础一、微生物的个体生长和同步生长1.微生物个体细胞的生长（1）细菌的生长一个新生的细胞长大到最后分裂为两个子细胞的过程称为细胞周期。在细胞周期内主要的细胞学变化是细胞的表面生长即细胞壁的增生、DNA的复制以及细胞分裂成子代细胞。细菌培养物在培养条件下度过的时间称为细菌的菌龄。（2）酵母菌的生长酵母菌主要的繁殖方式是出芽，酵母菌细胞的生长——芽细胞的

2、生长。酵母菌的细胞周期是两次细胞分裂之间的时间，这个周期分为四个时期：间隔期G1、DNA合成期S、第二间隔期G2、有丝分裂期M.（3）霉菌的生长丝状真菌的生长时从孢子萌发开始的，以其菌丝顶端延长的方式进行的。当菌丝伸长到一定程度后就会出现分枝。2.微生物的同步生长目前使用的方法：（1）电子显微镜观察细胞的超薄切片设法使某一群体中的所有个体细胞尽可能都处于同样细胞生长和分裂周期中，通过分析此群体在各阶段的生物化学特性变化，来间接了解单个细胞的相应变化规律。（2）同步培养（synchronousculture）技术这种通过同步培养的手段而使细胞群体中各个体处于分裂步

3、调一致的生长状态，称为同步生长（synchronousgrowth）。获得微生物同步生长的方法：（1）环境条件诱导法氯霉素抑制细菌蛋白质合成；细菌芽孢诱导发芽；藻类细胞的光照、黑暗控制；用EDTA或离子载体处理酵母菌；短期热休克（40℃）法等。（2）机械筛选法利用处于同一生长阶段细胞的体积、大小的相同性，用过滤法、区带密度梯度离心法或膜洗脱法收集同步生长的细胞。有效和常用的方法——Helmstetter-Cummings技术由于细胞的个体差异，同步生长往往只能维持2-3个世代，随后又逐渐转变为随机生长。二、单细胞微生物的典型生长曲线生长曲线（GrowthCurv

4、e）：定量描述液体培养基中微生物群体生长规律的实验曲线，称为生长曲线（growthcurve）。在微生物学中提到的“生长”，均指群体生长。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！根据微生物的生长速率常数（growthrateconstant），即每小时的分裂次数（R）的不同，一般可把典型生长曲线粗分为延滞期、指数期、稳定期和衰亡期等4个时期。延滞期指数期稳定期衰亡期延滞期指数期稳定期衰亡期又称停滞期、调整期和适应期。指少量单细胞微生物接种到新鲜培养基后，在开始培养

5、的一段时间内细胞数目不立即增加，或增加很少，生长速度接近于零的一段时期——代谢系统是正在适应新环境。（一）延滞期（Lagphase）延滞期分裂迟缓、代谢活跃①生长速率常数为零；②细胞形态变大或增长，许多杆菌可长成丝状，Eg.巨大芽孢杆菌（Bacillusmegaterium）在延滞期末，细胞的平均长度比刚接种时长6倍；一般来说处于迟缓期的细菌细胞体积最大！1.延滞期的特点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。③细胞内RNA尤其是rRNA含量增高；④合成代谢十分活跃，核糖体、酶类和ATP合成加速，易产生各种诱导酶；⑤对外界

6、不良条件如NaCl溶液浓度、温度和抗生素等理化因素反应敏感。微生物接种到一个新的环境，暂时缺乏分解和催化有关底物的酶，或是缺乏充足的中间代谢产物等。为产生诱导酶或合成中间代谢产物，就需要一段适应期。调整代谢2.迟缓期出现的原因（1）菌种的遗传性影响延滞期长短的因素很多（2）接种龄指接种物或种子（inoculum，复数inocula）的生长年龄，亦即它处在生长曲线上哪一个阶段时用来作种子的。这里指某一群体的生理年龄。种子的接种龄子代培养物的延滞期对数期短稳定期居中延滞期或衰亡期长（3）接种量接种量的大小明显影响延滞期的长短。接种量小延滞期长接种量大延滞期短在发酵工

7、业上，为缩短延滞期以缩短生产周期，提高发酵效率，一般采用较大的接种量。种子：发酵培养基＝1：10，V/V（4）培养基成分天然培养基营养丰富延滞期短组合培养基营养单调延滞期长发酵生产中发酵培养基种子培养基成分尽量接近（1）通过遗传学方法改变种的遗传特性使延滞期缩短；（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；3.生产实践中缩短延滞期的常用手段（二）对数生长期（Logarithmicphase）又称指数生长期（Exponentialphase）。指在生长曲线中，紧接着延滞期的一段细胞数以几何级数增长的

8、时期。指数期1.对数生长