第六章 微生物的生长繁殖与控制

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1、南开大学生命科学学院微生物学课程教案授课时间见教学日历授课地点新阶-202教学对象生物科学,生物技术,化学学院药学系章节第六章微生物的生长繁殖及其控制学时分配2学时本章主要使学生掌握微生物生长繁殖的规律，微生物生长的测定方法，目的和要求及各种物理、化学因素对微生物生长的影响。单细胞生物典型生长曲线的特征，控制有害生物生长的方法，依据氧重点、难点气、生长温度可将微生物分成的种类类型第一节细菌的个体生长与群体生长规律一、细菌个体生长1、细菌染色体双向复制2、细胞壁扩增3、细菌的生长与分裂调节二、细菌群体生长规律（一）细菌群体生长曲

2、线（二）细菌群体生长的数学表示式三、连续培养四、同步培养教学内容第二节真菌的生长与繁殖一、丝状真菌的生长繁殖1、菌丝断裂繁殖2、无性孢子繁殖3、有性孢子繁殖4、丝状真菌的生活史二、酵母菌的生长繁殖第三节环境对生长的影响及生长的测定一、环境因子对微生物生长的影响1、营养因子对生长的影响2、水活性对生长的影响3、温度对生长的影响4、pH对生长的影响5、氧对生长的影响二、微生物生长测定1、个体计数法2、重量法3、生理指标法第四节微生物生长繁殖的控制一、控制微生物的化学物质1、抗微生物剂2、抗代谢物3、抗生素4、细菌对抗生素的耐药性二

3、、控制微生物的物理因素第六章微生物的生长繁殖及其控制第一节细菌的个体生长与群体生长规律细菌生长：包括细菌物质增加，个体增大继而二分裂使细胞数量增加连续过程。一、细菌个体生长1、细菌染色体双向复制复制时环状DNA附着在膜上，DNA边复制，壁、膜边生长，两套DNA分离后，细胞出现横隔壁，细胞分裂。2、细胞壁扩增细胞壁扩增位点（肽聚糖生长点）球菌：新合成的肽聚糖在赤道板附近插入实验证明：粪链球菌（壁抗原）免疫动物壁抗体＋荧光素壁荧光抗体杆菌：Bacillussubtilis新壁（新生肽聚糖）多间隔位点插入3、细菌的生长与分裂调节生长

4、与分类伴随壁的裂解和闭合聚糖主链裂解酶、闭合酶肽链间解交联酶：内肽酶肽链交联相关酶：D.D－羧肽酶、转肽酶生长的细胞：羧肽酶活性低转肽酶活性高细胞分裂：羧肽酶活性高转肽酶活性低二、细菌群体生长规律（一）细菌群体生长曲线（growthcurve）1、群体生长规律实验细菌接种到定量的液体培养基中，定时取样测定细胞数量，以培养时间为横坐标，以E.coli菌体数量的对数（或O.D值）为纵坐标，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叫E.coli生长曲线迟缓期（lagphase）将少量菌种接入新鲜培养基后，在开始一段时间内菌

5、数不立即增加或增加很少，生长速度接近于零，细胞适应环境，酶合成迅速，为物质合成做准备。也称延迟期、适应期。迟缓期的特点：分裂迟缓、代谢活跃迟缓期出现的原因：调整代谢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)适当扩大接种量对数期（logphase）菌体细胞代谢旺盛，生长速率最快，数量急剧增加，细菌内各成分按比例有规律地增加，表现为平衡生长。适宜作发酵菌种或提取初级代谢产物。稳定期（station

6、aryphase）细胞重要的分化调节阶段；储存糖原等细胞质内含物，芽孢杆菌在此阶段形成芽孢或建立自然感受态等。也是发酵过程积累代谢产物的重要阶段，某些放线菌抗生素的大量形成也在此时期。生产上常通过补充营养物质（补料）或取走代谢产物、调节pH、调节温度、对好氧菌增加通气、搅拌或振荡等措施延长稳定生长期，以获得更多的菌体物质或积累更多的代谢产物衰亡期（deathphase）营养物质耗尽和有毒代谢产物的大量积累，细菌死亡速率超过新生速率，整个群体呈现出负增长。该时期死亡的细菌以对数方式增加，但在衰亡期的后期，由于部分细菌产生抗性也会

7、使细菌死亡的速率降低，仍有部分活菌存在。细菌代谢活性降低，细菌衰老并出现自溶，产生或释放出一些产物，如氨基酸、转化酶、外肽酶或抗生素等。细胞呈现多种形态，有时产生畸形，细胞大小悬殊，有些革兰氏染色反应阳性菌变成阴性反应等。什么样的微生物在什么条件下可作出典型生长曲线？单细胞、二分裂法、液体培养、营养物质恒定、培养条件适宜。利用细菌作科学研究或发酵生产为什么要首先绘制其生长曲线？对数生长期转入平衡期的原因：1、营养物质耗尽；2、不利于生长的代谢产物（有机酸）积累，环境改变。（二）细菌群体生长数学表示式对数期：1、dN/dt=μN

8、dM/dt=μMN：细菌数／ml；M：细胞物质／ml；t：培养时间在对数生长期单位时间内细菌增加数量＝每个细菌单位时间内增加的数量×细菌数μ：比生长速率，每个细菌单位时间内增加的数量2、μ＝[（lgNt-lgN0）／（t-t0）]×2.303对数生长期μ值最大，恒定值3、G（