微生物生长及其控制

第六章微生物的生长及其控制微生物不论其在自然条件下还是在人为条件下发生作用，都是通过“以数取胜”或“以量取胜”。

生长和繁殖就是保证微生物获得巨大数量的必要前提。

微生物生长是指由于细胞成分的增加导致微生物的个体大小、群体数量或两者的增长。

个体细胞生长：细胞内组分的增加，导致细胞总量（体积、质量、大小）扩个体繁殖：是微生物个体生长到一定阶段，由于细胞结构的复制与重建并通由于微生物个体微小，以个体为对象研究其生长和繁殖十分不便，常以群体数量的变化来研究微生物的生长。

在微生物学中，凡说“生长”一般均指群体生长，这与研究大型生物有所不同。

群体生长：指在一定时间和条件下，微生物细胞总量的增加。

既有量变也有质变。

三者之间的关系：个体生长→个体繁殖→群体生长群体生长＝个体生长＋个体繁殖第一节测定生长繁殖的方法测定生长的方法是以原生质含量的增加为基础，测定繁殖是建立在计算个体数目上。

一、测生长量直接方法：测菌体细胞（数）量、菌体体积、菌体质量等；间接方法：根据细胞内某种物质的含量或某种代谢活动强度间接测定。

（一）直接法1、测体积这是一种粗放的方法。

将待测培养液放在刻度离心管中作自然沉降或离心沉降，观察其体积。

污泥沉降比（SV）：为含有污泥的混合液在量筒中静置30 min后所形成的沉淀污泥的容积占原混合液容积的百分数，以%表示。

又叫30 min沉淀率。

该参数是评定活性污泥质量的重要指标之一。

正常范围为15-30%。

2、称重此法的原理是根据每个细胞有一定的重量而设计的。

它可以用于单细胞、多细胞以及丝状体微生物生长的测定。

包括称干重（DCW）和湿重。

将一定体积的样品通过离心或过滤将菌体分离出来，经洗涤，再离心后直接称重，求出湿重。

如果是丝状体微生物，过滤后用滤纸吸去菌丝之间的自由水，再称重求出湿重。

不论是细菌样品还是丝状菌样品，可以将它们放在已知重量的平皿或烧杯内，于105℃烘干至恒重，取出放入干燥器内冷却，再称量，求出微生物干重。

控制微生物生长繁殖的主要方法及原理微生物生长繁殖的控制方法有多种，包括物理方法、化学方法和生物方法。

下面将详细介绍这些方法及其原理。

物理方法：1.温度控制：微生物对温度非常敏感，不同种类的微生物具有不同的生长温度范围。

控制温度可以通过调节环境的温度来限制微生物的生长。

低温可以抑制微生物的繁殖，高温则可以杀灭微生物。

常见的温度控制方法包括冷藏、煮沸和灭菌等。

2.辐射控制：辐射是一种能够杀灭或抑制微生物生长的物理方法。

常见的辐射包括紫外线辐射和电离辐射。

紫外线辐射可以杀死微生物的DNA，从而阻碍其繁殖。

电离辐射则可以破坏微生物的细胞结构，导致其死亡。

3.过滤控制：通过过滤物质可以去除微生物，从而控制其繁殖。

过滤方法通常使用微孔过滤器或高效过滤器。

这些过滤器可以筛除微生物和微小颗粒，从而阻止其传播和生长。

化学方法：1.抗生素：抗生素是一类可以杀灭或抑制微生物生长的化学物质。

抗生素可以通过破坏微生物的细胞壁或阻断其代谢途径来发挥作用。

常见的抗生素包括青霉素、四环素和氨基糖苷类等。

2.消毒剂：消毒剂是一种可以杀死微生物的化学物质。

常见的消毒剂包括酒精、漂白粉和过氧化氢等。

消毒剂可以破坏微生物的细胞结构、蛋白质和DNA，从而导致其死亡。

生物方法：1.优势菌抑制：通过增加有益细菌的数量来抑制有害细菌的繁殖，从而达到控制微生物生长的目的。

常见的方法包括接种好气菌、厌氧菌和益生菌等。

2.使用控制病原微生物的生物制剂：生物制剂是指通过培养和提取微生物、代谢产物或酶制备的一种特定的微生物产品。

这些制剂可以具有抗菌、抗病毒和抗真菌等特性，可以控制微生物的繁殖和传播。

总之，物理方法、化学方法和生物方法是目前常用的控制微生物生长繁殖的方法。

选择合适的方法取决于对微生物种类的了解以及具体的应用环境。

通过综合使用这些方法，可以有效地控制微生物的生长和传播，从而保护人类的健康和环境的安全。

第七章 微生物的生长及其控制
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生长 (growth)：个体体积或重量的变化 繁殖 (reproduction)：个体数量的变化 个体生长→个体繁殖→群体生长 群体生长＝个体生长 ＋ 个体繁殖 生长和繁殖是交替进行的 衡量群体生长的量： 重量、体积、密度、浓度、个体数目等 生理指标：测含氮量、测含碳量、测磷、 DNA、RNA、ATP、呼吸


第一节 微生物生长的测定
测定生长量 测体积 称干（湿）重 比浊法 颜色改变单位 生理指标法：测含氮量 测含碳量 测磷、DNA、RNA、ATP 呼吸


微生物生长的测定
测细胞的个数
¾比例计数法 ¾血球计数法 ¾平板活菌计数法：
菌落形成单位 (cfu, colony forming unit） ¾膜过滤法 ¾稀释摇管法


比浊法
turbidity




血球计数法
z
又被称为Petroff-Hausser counting。

平板活菌计数法


平板活菌计数法的两种策略——涂布 和倾注


膜过滤法——用于较稀溶液的计数 方法


膜过滤法


硝酸纤维素滤膜法是最经典的获得同步生长的方法
由于细胞的个体差异，同步生长往往只能维持2-3随后又逐渐转变为随机生长。

邻苯基苯酚
六氯酚
哈拉腙
十六烷基吡啶氯
氯苯甲烷铵
丙炔内酯Disinfectants and antiseptics。

第六章微⽣物的⽣长及其控制第六章微⽣物的⽣长及其控制1.概述⽣长:细胞物质有规律地,不可逆地增加,导致细胞体积扩⼤的⽣物学过程.繁殖:微⽣物⽣长到⼀定阶段,由于细胞结构的复制与重建并通过特定的⽅式产⽣新的⽣命个体，即引起⽣命个体数量增加的⽣物学过程。

⽣长是⼀个量变的过程，繁殖是⼀个质变的过程2.细菌的个体⽣长1.染⾊体DNA的复制和分离细菌的染⾊体为环形双链DNA分⼦。

染⾊体⼀双向的⽅式进⾏连续的复制，在细胞分裂之前不仅完成了染⾊体的复制，⽽且也开始了2个⼦细胞DNA分⼦的复制。

当细胞的⼀个世代即将结束时，不仅为即将形成的2个⼦细胞各备有⼀份完整的遗传信息，⽽且也具有已经按亲本⽅式复制的基因组。

其复制点附着在细胞膜上，随膜的⽣长和细胞分裂，2个未来的⼦细胞基因组不断地分离，最后达到2个⼦细胞中。

细菌在个体⽣长中通过染⾊体DNA的复制，使其遗传特性能保持⾼度的连续性和稳定性。

2.细胞壁的扩增细胞在⽣长过程中，细胞壁只有通过扩增，才能使细胞体积扩⼤。

3.细菌分裂的调节细菌进⼊分裂时期，此时在细菌长度的中间位置，通过细胞质膜内陷并伴随新合成的肽聚糖插⼊，导致横隔壁向⼼⽣长，最后在中⼼回合，完成⼀次分裂，将细菌分裂成2个⼤⼩相等的⼦细菌。

细胞在⽣长和分裂伴随细胞壁的裂解和闭合2个过程。

前者将细胞壁打开，有利于细胞壁物质插⼊；后者在新合成的细胞壁物质插⼊后的开⼝处重新闭合形成完整的细胞壁，以利于机体⽣存。

影响细菌的⽣长和分裂的主要因素是：转肽酶（催化2个肽聚糖的短肽链的链接）；D-Ala-D-Ala-梭肽酶（催化五肽转变为四肽）青霉素竞争性抑制转肽酶。

3. 细菌的群体⽣长繁殖1.⽣长的规律细菌以⼆分裂繁殖,即细胞核⾸先进⾏有丝分裂,然后细胞质通过胞质分裂⽽分开,形成2个相同的个体.分批培养:在封闭系统中对微⽣物进⾏的培养,既不补充营养也不移去培养物质，保持整个培养液体积不变的培养⽅式。

培养曲线：以时间为横坐标，以菌数为纵坐标，依据不同培养时间⾥细菌数量变化，作出培养期间菌数变化规律的曲线。

微生物生长的测定：测定微生物的生长情况，可选用微生物的细胞数目或者生长量等作为指标。

测定细胞数目常用直接计数法、间接计数法以及其他计数法(比浊法和膜过滤等)；测定微生物的生长量常用测体积、称分量的直接法以及测含氮量、DNA 含量和其他生理指标的间接法。

同步生长：通过同步培养的手段而使细胞群体中各个体处于分裂步调一致的生长状态，称为同步生长。

获得微生物同步生长的方法主要有选择法和诱导法两大类。

典型生长曲线：单细胞微生物在分批培养时，其生长规律可用典型生长曲线描述，通常可分为四个时期：延滞期、指数期、稳定期和衰亡期。

研究和运用微生物生长规律对基础理论研究和指导生产实践都有重要的意义，连续培养的产生就是一例。

影响微生物生长的因素：影响微生物生长的环境因素主要是温度、氧气和pH。

根据最适生长温度的不同可将微生物分为三类：嗜冷菌、嗜温菌和嗜热菌。

根据微生物和氧的关系，可把它们分为专性好氧菌、兼性厌氧菌、微好氧菌、耐氧菌和(专性)厌氧菌五大类。

不同微生物有其生长的最适pH 范围；微生物生长会改变环境的pH 并导致对自身生长的不利状态，为此，在实验室或者生产实践中就应采用相应措施调整微生物培养物的pH。

微生物培养法：实验室和生产实践中培养微生物的方法和装置不少。

在实际工作中通常根据微生物的种类和培养目的等方面的不同进行选择。

微生物生长的控制：微生物研究或者生产实践中，往往需要控制所不期望的微生物的生长。

任何杀死或者抑制微生物的方法都可以达到控制微生物生长的目的，它们包括加热、低温、干燥、辐射、过滤等物理方法和消毒剂、防腐剂、化学治疗剂等化学方法两大类。

灭菌：利用强烈的理化因素杀死物体中所有微生物的措施称为灭菌。

消毒：采用温和的理化因素杀死物体中所有病原微生物的措施称为消毒。

防腐：利用某种理化因素抑制微生物生长的措施称为防腐。

化疗：利用具有高度选择毒力的化学物质抑制宿主体内病原微生物或者病变细胞的治疗措施微生物在适宜的环境条件下，不断吸收营养物质，按其自身方式进行新陈代谢。