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第六章微生物的生长及其控制PPT课件

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微生物的生长及其控制

微生物的生长及其控制
☆生长曲线代表了单细胞微生物在新环境中从开始生 长、分裂直至死亡整个动态改变过程。
☆每种单细胞微生物都有各自经典生长曲线, 但它们 生长过程却有着共同规律性。普通能够将生长曲线划 分为四个时期。
微生物的生长及其控制
第21页
延对 滞数 期期
稳定时
衰亡期
经典生长曲线 （Growth curve）
时期划分: 按照生长速率常数R（growth race constant）不一样
E.aerogenes
组合
37 29~44
B. Cereus（蜡状芽孢杆菌）
肉汤
30 18
B.thermophilus（嗜热芽孢杆菌）
肉汤
55 18.3
Lactobacillus acidophilus（嗜酸乳杆菌） 牛奶
37 66~87

Streptococcus lactis（乳酸链球菌）
牛奶
37 26
微生物的生长及其控制
第25页
2.指数期中三个主要参数
❖ 繁殖代数（n）
❖ 指数生长方式： 1、 2、4.8… …2n
❖ 设接种时细胞数为x1, 时间为t1, 到时间t2后， 繁殖n代，细胞数为x2，它们之间相互关系为：
❖
x2 = x1·2n
❖ 以对数表示：㏒ x2 = ㏒ x1 + n㏒2
❖ ∴ n =㏒ x2 - ㏒ x1 = 3.322(㏒ x2 - ㏒ x1 )
群体生长——群体中个体数目标增加。能够用重量、 体积、密度或浓度来衡量。（因为微生物个体极 小, 所以惯用群体生长来反应个体生长情况）
个体生长 个体繁殖 群体生长
群体生长 = 个体生长 + 个体繁殖
微生物的生长及其控制

第六章 微生物的生长及其控制1

第六章 微生物的生长及其控制1

获得同步生长的方法： 获得同步生长的方法：
同步培养法
诱导法
筛选法
化化化化 物物化化
过过过 区区区区区区区区过 膜膜膜过
获得同步生长的方法主要有两类： 获得同步生长的方法主要有两类：
环境条件诱导法：变换温度、光线、培养基等。 环境条件诱导法：变换温度、光线、培养基等。造成与正常细 胞周期不同的周期变化。 胞周期不同的周期变化。 机械筛选法：选择性过滤、梯度离心。物理方法，随机选择， 机械筛选法：选择性过滤、梯度离心。物理方法，随机选择， 不影响细胞代谢。 不影响细胞代谢。
☆以细菌为例介绍无分支单细胞微生物群体生长规律，其结 以细菌为例介绍无分支单细胞微生物群体生长规律， 论也基本适用于酵母菌。 论也基本适用于酵母菌。 ☆生长曲线代表了细菌在新的环境中从开始生长、分裂直至 生长曲线代表了细菌在新的环境中从开始生长、 死亡的整个动态变化过程。 死亡的整个动态变化过程。 ☆每种细菌都有各自的典型生长曲线，但它们的生长过程却 每种细菌都有各自的典型生长曲线， 有着共同的规律性。一般可以将生长曲线划分为四个时期。 有着共同的规律性。一般可以将生长曲线划分为四个时期。
二、以数量变化对微生物生长情况进行测定 （一）直接法
将待测样品制成菌悬液，适当稀释， 将待测样品制成菌悬液，适当稀释，加入血球计数板方 格网的计数室内，在显微镜下直接计数； 格网的计数室内，在显微镜下直接计数；因为计数室的 体积一定， 体积一定，所以能够计算出每毫升待测样品中的细胞个 数； 特点：全菌计数，不区分死菌与活菌； 特点：全菌计数，不区分死菌与活菌； 适用于单细胞微生物：细菌、酵母菌； 适用于单细胞微生物：细菌、酵母菌； 要点：菌悬液浓度应在 个细胞/毫升左右 毫升左右； 要点：菌悬液浓度应在108个细胞 毫升左右；

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

t2 - t1
3.322(lgx2-lgx1) t2 - t1
3.322(lgx2-lgx1)
2020/12/8
25
一些细菌的代时
菌名
培养基 培养温度 代时
E. coli（大肠杆菌） 肉汤
37℃ 17min
E. coli
牛奶
37
12.5
Enterobacter aerogenes（产气肠细菌）
肉汤或牛奶 37
一般连续培养器 固定化细胞连续培养器
实验室科研用：连续培养器 发酵生产用：连续发酵罐
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40
（1）恒浊器 — 恒浊连续培养
Ø特点：基质过量，微生物始终以最高速率进行生长 ，并可在允许范围内控制不同的菌体密度；但工艺 复杂，烦琐。 Ø使用范围：用于生产大量菌体、生产与菌体生长相 平行的某些代谢产物，如乳酸、乙醇等。
2020/12/8
23
（二）指数期
1、特点： Ø 生长速率常数R最大，即代时最短; Ø细胞进行平衡生长，菌体大小、形态、生理特征等比较一致; Ø酶系活跃，代谢最旺盛。
2020/12/8
24
x2
2、指数期中的的
三个重要参数
x1
t1
t2
u繁殖代数 n=3.322(lgx2-lgx1)
u生长速率常数R= u代时G=
2020/12/8
29
（三）稳定期
1、特点： （1）R=0，即处于新繁殖的细胞数与衰亡的细胞数相等，或正生长与负生长相等的动态平衡之中。 （2）菌体产量达到了最高点。 （3）菌体产量与营养物质的消耗间呈现出有规律的比例关系。 （4）细胞内开始积聚糖原、异染颗粒和脂肪等内含物；芽孢杆菌一般在这时开始形成芽孢； （5）通过复杂的次生代谢途径合成各种次生代谢物。

微生物学课件第六章第二节微生物的生长规律

微生物学课件第六章第二节微生物的生长规律
指数期的实践意义 • 是代谢、生理研究的良好材料 • 是增殖噬菌体的最适宿主菌龄 • 是发酵生产中用作“种子”的最佳种龄 • G+染色鉴定时采用此期微生物
(三）稳定期
特点：
•活细胞总数维持不变，即新繁殖的细胞数与 衰亡的细胞数相等，菌体总数达到最高点。
•细胞生长速率为零
•细胞生理上处于衰老，代谢活力钝化，细胞 成分合成缓慢。
（一）多重环境因子影响微生物生长的规律
1、Liebig 最低浓度定律：即微生物总生物量由环境中满 足于微生物生长所需营养物质的最低浓度所决定。当环境 中某种营养物质被消耗饴尽或至一定浓度以下时，可使微 生物的生长停止，即使此时培养基中没有任何毒性物质存 在，而且其他营养物质仍很丰富，当添加少量这种营养物 质时则微生物的生长可以重新开始。
• ③ 用生活力旺盛的对数生长期细胞接种，可以 缩短延迟期，加速进入对数生长期。
• ④ 补充营养物，调节因生长而改变了环境 pH 、 氧化还原电位，排除培养环境中的有害代谢产物， 可延长对数生长期，提高培养液菌体浓度与有用 代谢产物的产量。
• ⑤ 对数生长期以菌体生长为主，稳定生长期以 代谢产物合成与积累为主。根据发酵目的的不同， 确定在微生物发酵的不同时期进行收获。
影响延滞期长短的因素与实践意义
• 接种龄:
对数期“种子”，延滞期较短
；
延滞期或衰亡期“种子”,延滞
期
较长；
• 接种量： 接种量大，延滞期较短；
接种量小，延滞期较长；
• 培养基成分:培养基成分丰富的， 延滞期较
短；
培养基成分与种子培养基一致,
影响指数期的因素
• 菌种： 不同菌种的代时差异极大 • 营养成分：营养越丰富，代时越短 • 营养物浓度：影响微生物的生长速率和总生长量 • 培养温度：影响微生物的生长速率

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

（2） 恒化器：
与恒浊器相反，恒化器是一种设法使培养液 流速保持不变，并使微生物始终在低于最高 生长速率下进行生长繁殖的一种连贯培养装 置 在恒化器中，一方面菌体密度会随时间的增 长而增高，另一方面，限制因子的浓度会随 时间的增长而降低，（使菌体生长慢），两 者相互作用，会出现生长与流速相平衡，这 样，即可获得一定生长速率的均一菌体，又 可获得虽低于最高菌体产量，却能保持稳定 菌体密度的菌体。
3、 防腐：（Antisepsis）
是指利用某种理化因素完全抑制霉腐微生物的生长繁 殖，从而达到防止食品等发生霉变的措施。
措施：
（1） 低温： （2） 缺氧： （3） 干燥： （4） 高渗： （5） 高酸度： （6） 防腐剂：
4、化疗：（Chemotheraph）
即化学治疗，它是利用对病原菌具有高度毒力，而对 宿主细胞无显著毒性的化学物质来抑制宿主体内病原 微生物的生长繁殖，借以达到治疗在目的。
连续培养的优缺点：
优点： A、高效，简化了装料、灭菌，出料、清洗等 程序。 B、产品质量较稳定。 C、自控，可利用各种仪表加以控制。 D、节约人力、动力、资源（水、汽等） 缺点： A、菌种易于退化 B、易遭杂菌污染。
第二节 影响微生物生长的主要因素
影响微生物生长的外界因素很多，除一些营养 条件外，还有许多物理条件，其中最重要的有 温度，PH、氧气等。 一、 温度： 微生物的生长T有宽窄，但总有最低生长T，最 适生长T，最高T。并称为生长温度三基点。 最低生长T：一般-5---10。C，极端为-30。C 最适生长T：嗜冷菌；中温菌；嗜热菌。 最高生长T：一般为80—95。C，极端为105— 300。C。
三、 影响加压灭菌效果的因素：

第六章 微生物生长

第六章 微生物生长

恒化连续培养
随着细菌的生长，限制性因子的浓
度降低，致使细菌生长速率受限，但同 时通过自动控制系统来保持限制因子的 恒定流速，不断予以补充，就能使细菌 保持恒定的生长速率。 常见的限制性营养物质有作为氮源 的氨、氨基酸；作为碳源的葡萄糖、乳 酸及生长因子，无机盐等。
三、同步培养



微生物细胞极其微小，但它也有一个自小到大 的过程，即个体生长。要研究微生物的个体生 长，在技术上是极为困难的。 目前主要使用的方法是： 同步培养技术分析细胞各阶段的生物化学特性 变化。 电子显微镜观察细胞的超薄切片。
死亡原因？ 营养短缺；代谢毒物增 多；pH、Eh改变；溶氧 不足。
t
时间
稳定期与生产实践

指导思想：延长稳定期。 措施： 1.调节pH； 2.注意降温、通风； 3.中和排除有毒代谢产物； 4.稳定期是生产收获时期，注意把握好收获时机。
（4）衰亡期（老年）
死亡率＞出生率 ？ 细胞畸形 细胞死亡,出现自溶 有的微生物细胞产生或释放出一些产物。 如氨基酸、转化酶、抗生素等。现象。
单细胞微生物典型生长曲线
生 长 速 + 率 0 指 数 期
延滞期 指数期 稳定期 衰亡期
_
菌 数 目 的 对 数 值
延 滞 期
总菌数
稳定期
衰 亡 期
活菌数
0 时间t
微生物的数量很大，都是10的n次方，取对数作图时 方便，0-10代表1～1010
（1）延滞期－“万事开头难”

特征： 代谢活跃，个体体积、重量增加，
（2）指数期（青年）
快，平均代时（繁殖一代的时间）最短， 生长速率常数最大。 细胞的化学组成、形态、生理特性比较一致。

沈萍微生物学第六章PPT课件

沈萍微生物学第六章PPT课件

2021/6/7
23
2. 丝状微生物群体生长曲线
2021/6/7
19
影响衰亡期的因素及实践意义
•与菌种的遗传特性有关: 有些细菌的培养经历所有的 各个生长时期，几天以后死亡, 有些细菌培养几个月乃 至几年以后仍然有一些活的细胞；
•与是否产芽孢有关：产芽孢的细菌更易于幸存下来；
•与营养物质和有毒物质有关：补充营养和能源，以及 中和环境毒性，可以减缓死亡期细胞的死亡速率，延 长细菌培养物的存活时间。
菌丝球不等。
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21
图示 丝状真菌的沉淀生长
起始培2养021/6时/7 菌丝体
培养18小时后的菌丝体 22
影响因素：
接种体积的大小、接种物是否凝集、以及菌丝体是 否易于断裂等因素的综合作用决定着丝状微生物是 丝状生长还是沉淀生长。
工业发酵意义：
丝状微生物在液体培养中的生长方式在工业生产中 很重要，因为它影响发酵过程的通气性、生长速率 、搅拌能耗及菌丝体与发酵液的分离难易等。
2021/6/7
7
达到 生物 量阈 值
DNA 复制 启动
间隙期G
达到 长度 阈值
细胞 分裂 过程 启动
DNA复制与分离
染色体复制期C
分裂蛋白和 横 隔前体成分
横隔 形成
细胞 分裂
分开的 DNA拷贝
分裂期D
时间（min）
三、细菌的分裂与调节
细胞周期各期启动机制（以大肠杆菌为例）：
DNA复制启动：细胞必须达到某一阈值体积或起始物质量。
2021/6/7
3
第一节 细菌的个体生长
•单细胞微生物个体生长表现为细胞体积的增加 和细胞内物质含量的增加两个方面, 当细胞生 长到一定时期，就分裂成为两个子细胞。 •多细胞微生物个体生长则反映在构成个体的细 胞数目增加和每个细胞个体生长两个方面。

微生物的生长与控制

微生物的生长与控制

5
恒化器
恒浊器
01
菌体浓度↑，浊度↑， 控制使流速↑； 菌体密度恒定；生长速率最快
恒化器
02
限制性营养物浓度恒定，流速恒定； 生长速率恒定；
建议理解图表：
01.
微生物温度生长范围（宽温、窄温微生物）
02.
最适生长温度
03.
嗜冷菌：-10～20℃
04.
中温菌：20～45℃
05.
嗜热菌：45～95℃
●生产实践中保证M生长处在较稳定和合适pH， 方法：
pH调节措施
治标（酸碱中和）
治本
过酸：适当N源（尿素、NaNO3、NH4OH等） 通气量↑
过碱：糖、乳酸、油脂等C源；通气量↓
01
3.微生物培养方法
1
2
磺胺与病原菌生长因子（PABA）结构类似，可竞争与另一底物
二氢喋啶酰焦磷酸）结合→假二氢叶酸·病原菌无法合成叶酸，
二氢叶酸
二氢叶酸合成酶 二氢叶酸 二氢叶酸
四氢叶酸（COF,转移-碳基的重要辅酶）
磺胺类药物（PABA类似物）
人类缺四氢叶酸合成有关酶类，必须在营养 物中直接提供。因此，磺胺对人 类无毒。
GasPak 产气袋工作原理
2）厌氧手套箱
高层琼脂柱（液柱）
5.有害微生物的控制 概念 灭菌：除去或杀灭所有的微生物。 消毒：除去或杀灭病原微生物。 防腐：抑制食品或生物制品霉腐微生物 的生长。 化疗：利用高选择毒力的化学物质抑制病原 微生物的生长而达到治疗染病的措施。
常压法‑‑巴氏消毒法、煮沸消毒法、间歇灭菌法。 加压法‑‑常规加压灭菌法，连续加压灭菌法（连消法）
02
好气菌的培养
03

微生物的生长及影响因素ppt课件

微生物的生长及影响因素ppt课件

几种抗生素产生菌的生长与发酵的最适pH
抗生素产生菌 灰色链霉菌 红霉素链霉菌 产黄青霉 金霉素链霉菌 龟裂链霉菌
灰黄青霉
生长最适pH 6.3~6.9 6.6~7.0 6.5~7.2 6.1~6.6 6.0~6.6 6.4~7.0
合成抗生素最适pH 6.7~7.3 6.8~7.3 6.2~6.8 5.9~6.3
优点 高效 自控 产品质量较稳定 节约了大量动力、人力、水和蒸汽
缺点 菌种易于退化 易遭杂菌污染 营养物的利用率低
四、影响微生物生长的主要因素
温度 氧气 pH 渗透压 水活度
1、温度
基本原理 温度通过影响蛋白质、核酸等生物大分子的结构与功能 以及细胞膜的流动性及完整性来影响微生物的生长、繁殖和 新陈代谢。 过高的环境温度会导致蛋白质或核酸的变性失活 过低的环境温度会抑制酶活力，降低细胞的新陈代谢活 动。 应用：高温灭菌，低温保藏菌种。
微生物生长的最低aw
细菌 一般：0.90~0.98 嗜盐菌：0.75
酵母菌 一般；0.87~0.91 高渗酵母：0.61~0.65
霉菌 一般：0.80~0.87 耐旱菌：0.65~0.75
若干事物的aw
新鲜水果：0.97~0.99 鲜肉（家畜）：0.97 面包：0.86 蔗糖饱和液：0.76 大米、面粉（含水量14%）：0.65 奶粉：0.2
延长对数生长期，有利于形成大量的微生物细胞 采用连续培养
延长稳定期，有利于代谢产物积累 根据细胞内含物判断菌龄； 根据生长期控制培养条件。
三、连续培养
连续培养：当微生物以单批培养的方式培养到对数期 的后期时，一方面以一定速度连续流进新鲜培养基， 并立即搅拌均匀；另一方面，利用溢流的方式，以同 样的流速不断流出培养物。这样，培养物就达到动态 平衡，其中的微生物可长期保持在指数期的平衡生长 状态和稳定的生长速率上。

微生物学(周德庆版)第六章 微生物的生长及其控制

微生物学(周德庆版)第六章 微生物的生长及其控制
绝大多数微生物的生长PH在5-9之间。 不同微生物的生长pH也存在最低、最适与最高3个值.
除不同种类微生物有其最适生长PH外，即使同一种微生 物在其不同的生长阶段和不同的生理、生化过程，也有不同 的最适pH要求。研究其中的规律．对发酵生产中PH的控制极 为重要.
微生物细胞内环境中的PH值相当稳定.
41
4.2
7.0~7.5 9.3
Chlorobium limicola 泥生绿菌
6.0
6.8 7.0
Thurmus aquaticus 水生栖热菌
6.0 7.5~7.8 9.5
Aspergillus niger 黑曲霉 一般放线菌 一般酵母菌
1.5 5.0~6.0 9.0
5.0 7.0~8.0 10.0
19
应用意义：
1）发酵生产形成的重要时期（抗生素、氨基酸等），生产上
应尽量延长此期，提高产量，措施如下：
• 补充营养物质（补料）
•
调pH
•
调整温度
2）稳定期细胞数目及产物积累达到最高。
20
4、衰亡期
表现：出现 “负生长 ”，有些细胞开始自溶。
衰亡期特点：R为负值，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。
42
不同微生物的生长pH值范围
微生物
最低
pH值 最适
最高
Thiobacillus thiooxidans 氧化硫硫杆菌 0.5
2.0~3.5 6.0
Lactobacillus acidophilus 嗜酸乳杆菌 4.0~4.6 5.8~6.6 6.8

微生物的生长及控制

微生物的生长及控制
01
生长曲线
02
二、单细胞微生物的典型生长曲线
生长曲线可分：
延滞期
对数期
衰亡期
稳定期
特点：
（一）延滞期（lagphase）
生长速率常数等于零； 细胞形态变大或增长； 细胞内RNA尤其是rRNA含量增高，原生质呈嗜碱性； 合成代谢活跃； 对外界不良条件反应敏感。 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。也称延迟期、适应期、调整期。
可获得一定生长速率的均一菌体，又可获得虽低于最高菌体产量，却能保持稳定菌体密度的菌体。
通过控制某一种营养物的浓度，使其始终成为生长限制因子，控制生长速率；
恒化器（chemostat）
01
04
02
03
生长速率的控制因子：一般是氨基酸、氨和铵盐等氮源，或是葡萄糖、麦芽糖等碳源或者是无机盐，生长因子等物质。 恒化器连续培养通常用于微生物学的研究工作：
繁殖代数（n）
繁殖代数 n=3.322 ( lgx2－lgx1)
1 2=21 2 4=22 4 8=23 8 16=24 16= 124 ………….. 2n x2= x1 2n lg x2 = lg x1 + n lg2 n = （lg x2 lg x1） / lg2 =3.322 ( lg x2 lg x1 )
01
02
个体生长→个体繁殖→群体生长 群体生长＝个体生长＋个体繁殖 在微生物的研究和应用中，只有群体的生长才有实际意义。 微生物的生长繁殖是其在内外各种环境因素相互作用下的综合反映。
群体生长的实质是包含着个体细胞生长与繁殖交替进行的过程，称之为发育。
2
3
1
微生物学中将在实验室条件下从一个细胞或一种细胞群繁殖得到的后代称为纯培养。

第六章 微生物生长及其控制

第六章 微生物生长及其控制

第五节 有害微生物生长繁殖的控制
一、基本概念
防腐(antisepsis)：在某些化学物质或物理因子作用下，能防止 或抑制霉腐微生物生长的一种措施 。比如:低温、缺氧、干燥、 高渗、高酸度、高醇度、加防腐剂等等。 消毒(disinfection)：利用某种方法杀死或灭活物质或物体中所 有病原微生物的一种措施。比如：巴氏消毒法 灭菌(sterilization)：指利用某种方法杀死物体中包括芽孢在内 的所有微生物的一种措施。包括杀菌和溶菌。比如：高压蒸汽 灭菌法 化疗(chemotherapy)：利用具有选择毒性的化学物质如磺胺、 抗生素等对生物体内部被微生物感染的组织、病变细胞进行治 疗，以杀死组织内的病原微生物或病变细胞，但对机体本身无 毒害作用的治疗措施。以达到治疗传染病的目地。 四个概念的比较：p174表6-8
G = t1 - t0 /3.32(lgy - lgx) 特点：1）细菌个体形态、化学组成和生理特性等均 较一致2）代谢旺盛3）生长迅速、代时最短。 应用：研究微生物基本代谢、生理的良好材料。也常 在生产上用作种子
3.稳定期
表现： 新增殖细胞数与老细胞的死亡数几乎相等，活菌数动态 平衡。 特点： 1）生长速率为0---动态平衡,细胞总数最高. 2）细胞内开始积累内含物 3）开始形成芽孢、次生代谢物 原因： 养分减少；有毒代谢物产生。 延长： 补料，调pH、温度等。
嗜冷微生物 兼性嗜冷微生物 嗜温微生物 嗜热微生物 超嗜热或嗜高温微生物
最适生长温度：某菌分裂代时最短或生长速率最高时的培养温度
(二) PH
微生物生长过程中机体内发生的绝大多数的反 应是酶促反应，而酶促反应都有一个最适pH范围， 在此范围内只要条件适合，酶促反应速率最高，微 生物生长速率最大，因此微生物生长也有一个最适 生长的pH范围。

微生物的生长及其控制(共98张PPT)

微生物的生长及其控制(共98张PPT)
就总体而言，微生物生长的温度范围较广， 已知的微生物在-10～95℃范围内生长。 而对某一具体微生物而言，只能在一定的 温度范围内生长，且此温度范围有宽、有 窄。
生长温度三基点：任何微生物的生长温度 总有最低生长温度、最适生长温度、最高 生长温度。
温度
最适生长温度：
即某微生物分裂代 时最短或生长速率最高 时的培养温度。不同微 生物的最适生长温度是 不一样的。 应该着重 指出：最适生长温度不 一定是一切代谢活动的 最适温度。
膜洗脱（常用）等。
诱导法
诱导因子：不影响微生物生长，可特异性抑制细胞分裂， 消除该抑制后，细胞同时出现分裂。
此法会扰乱细胞的正常代谢
举例： 1、温度调整法； 2、营养条件调整法；
3、抑制DNA合成法（代谢抑制剂：）
（抑制DNA合成法是利用代谢抑制剂阻碍DNA合成相当一
段时间，然后解除其抑制，可达到同步目的。常用的代
（一）微生物细胞数目的测定
－－适用于单细胞微生物或丝状微生物的孢子
直接计数法－－总菌计数 1、计数板计数法（常用）
2、比例计数法
间接计数法－－活菌计数
1、平板菌落计数法
2、液体稀释法
3、厌氧菌菌落计数
其他计数法
1、比浊法
2、膜过滤法
血球计数板
各 种 型 号 的 全 自 动 血 球 计 数 仪
活菌计数的一般步骤
二、单细胞微生物的典型生长曲线
三、微生物的连续培养
四、微生物的高密度培养
一、微生物的个体生长和同步生长
微生物在适宜的环境条件下，不断地吸收 营养物质，并按照自己的代谢方式进行代 谢活动，如果同化作用大于异化作用，则 细胞质的量不断增加，体积得以加大，于 是表现为生长。简单地说，生长就是有机 体的细胞组分与结构在量方面的增加。

《微生物生长规律》PPT课件

《微生物生长规律》PPT课件

7
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
完整版课件ppt
8
（2）同步培养（synchronous culture ）技术
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。
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。
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。
完整版课件ppt
21
2. 迟缓期出现的原因
调整代谢
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。
以培养时间为横座标
作图
以菌数为纵座标
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！
完整版课件ppt
16
延滞期
指数期
稳定期
衰亡期
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 。
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
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比浊法 测含碳量
生理指标法 测含氮量 其它（P 、 DNA）
计繁殖数
直接法 间接法
比例计数法 血球计数法 液体稀释法 平板菌落计数法
第二节 微生物的生长规律
㏒ 细 胞 数
延滞期 指数期
稳定期 衰亡期
单细胞微生物的典型生长曲线
延滞期的特点
• 生长速度为零 • 细胞体积急剧增大 • 细胞内的RNA尤其是rRNA含量增高，细
主要的生长参数
• 迟缓时间：实际达到对数生长期所需时间与理想条
件下达到对数期所需时间之差。延缓生长量反映了迟 缓期给细胞物质的工业化生产造成的损失。
• 比生长率：表示生长速度与生长基质浓度之间的关
系，当营养物质浓度很低时，比生长率与营养物质浓 度成正比。
• 总生长量：通过培养获得的微生物总量与原来接种
第六章 微生物的生长及其控制
• 个体生长 • 群体生长
个体繁殖
群体生长
个体生长+个体繁殖
由于微生物的个体极小，所以常用群体 生长来反映个体生长的状况
第一节 微生物纯培养的生长
一、获得微生物纯培养的方法
• 纯培养的概念：微生物学中将从一个细胞得到的后
代称为纯培养
• 获得微生物纯培养的方法：
稀释倒平板法 划线法 单细胞挑取法 利用选择培养基培养法
胞呈嗜碱性 • 合成代谢活跃，易产生诱导酶 • 对外界不良环境条件敏感
• 接种龄 • 接种量 • 培养基成分
发酵工业上需尽量缩短该期，以降低生 产成本 在食品工业上，尽量在此期进行消毒或 灭菌
指数期的特点
• 生长速度常数R最大 • 细胞进行平衡生长 • 酶系活跃，代谢旺盛
影响指数期微生物增代时间的因素
二、 微生物的同步生长
• 同步生长的概念：采用一定的方法使细胞群体处于分 裂步调一致的状态，称为同步生长
通过环境条件诱导同步生长群体
• 获得同步生长的方法 （温度、培养基成分等）
通过物理方法选择同步生长群体
（离心方法、过滤分离、硝酸纤维素滤膜）
三、测定生长繁殖的方法
测生长量
测体积 直接法
称干重
间接法
干热灭菌法 火焰灭菌法
高温灭菌
湿热灭菌法
干燥加热空气灭菌法 巴氏消毒法(2)
常压下 煮沸消毒法 间歇灭菌法 常规加压灭菌法
加压下 (高压蒸汽灭菌法) 连续加压灭菌法
影响加压蒸汽灭菌效果的因素
• 灭菌物体的含菌量 • 灭菌锅内空气的排除程度 • 灭菌物体的pH值 • 灭菌对象的体积 • 加热与散热的速度
• 影响微生物对热抵抗力的因素： 菌种的遗传特性 菌龄 微生物的数量 基质的特性（组成、浓度、理化条件） 加热的时间与温度
• 灭菌与消毒的概念：
灭菌是指采用强烈的理化因素使任何物体内外部的一 切微生物永远丧失其生长繁殖能力的措施；消毒是一 种采用较温和的理化因素，仅杀死物体中病原微生物 的措施
• 加热灭菌和加热消毒的方法：
胞内酶耐低温；细胞膜中不饱和脂肪酸的含量高。
• 低于冰点的温度对微生物的影响：
的微生物量之差值。
• 产量常数：总生长量与消耗基质总量之比。
第三节 影响微生物生长的主要因素
物理因素 化学因素
温度
氧气 辐射 干燥 渗透压 超声波与微波
酸、碱与pH
表面消毒剂 化学治疗剂
重金属及其化合物
有机化合物（酚类、醇类、醛类） 卤族元素及其化合物 表面活性剂（新洁尔灭、杜灭芬） 染料 抗代谢药物：磺胺类等 抗生素 中草药有效成分
温度
不同的微生物生长的温度范围不同，根据生长与温度的
关系，微生物的生长有三个温度基点，即最适、 最高、最低生长温度，根据微生物的最适生长温 度的不同，可将微生物分为：低温微生物、中 温微生物和高温微生物，它们的生长温度如
下表
最适生长温度 最低生长温度 最高生长温度
低温菌 10-20 -10-5 25-30
中温菌 25-30，37-40 10-20，10-20
40-45
高温菌 50-55 25-45 70-80
高温对微生物生长的影响
• 嗜热微生物的生长特性
高温菌在高温下生长的原因：
抗热的酶，膜中的高饱和脂肪酸
高温菌的生长特性：
生长曲线的各个时期均短暂，因此常会在腐败食品中 检测不到，这在食品检验中要特别注意
• 微生物耐热性大小的几种表示方法：
热力致死时间：在特定的温度及其它条件下， 杀死一定数量的微生物所需要的时间
F值：在一定的基质中，温度为121.1℃，加热 杀死一定数量微生物所需的时间
D 值：利用一定温度进行加热，活菌数减少一 个对数周期（即90%活菌被杀死）所需的时间
Z值：在加热致死曲线中，时间降低一个对数 周期（即缩短90%的加热时间）所需要升高的 温度
高温对培养基的影响及其防止措施
• 高温对培养基的不利影响： 形成沉淀物（有机沉淀物如多肽类，无机沉淀物如磷 酸盐）；破坏营养；提高色泽（褐变如产生氨基糖 等）；改变培养基的pH值；降低培养基的浓度
• 消除有害影响的措施 采用特殊的加热灭菌法 过滤除菌法 加入螯合剂
低温对微生物生长的影响
• 低温微生物耐低温的原因：
➢ 菌种 ➢ 营养成分 ➢ 营养物的浓度
发酵工业上尽量延长该期，以达到较高的菌体密度 食品工业上尽量使有害微生物不能进入此期
细菌研究中常用的三个参数
• 繁殖代数（n） 指数生长方式： 1 2 4 8… …2n
设接种时细胞数为x1, 时间为t1, 到时间t2后，繁殖n代， 细胞数为x2，它们之间的相互关系为：
x2 = x1*2nFra bibliotek以对数表示：㏒ x2 = ㏒ x1 + n㏒2
㏒ x2 - ㏒ x1
∴n=
= 3.322(㏒ x2 - ㏒ x1 )
㏒2
n
R=
=
t2 – t1
㏒ x2 - ㏒ x1 t2 – t1
• 代时(G) 1
G= = R
t2 – t1 3.322(㏒ x2 - ㏒ x1)
• 特点：
1 生长速率常数R等于0 2 菌体产量达到了最高值 3 合成次生代谢产物 4 细胞内出现储藏物质，芽孢菌内开始 产生芽孢
• 产生原因：
营养物尤其是生长限制因子的耗尽 营养物的比例失调，如碳氮比不合适 有害代谢废物的积累（酸、醇、毒素等） 物化条件（pH、氧化还原势等）不合适
衰亡期
• 特点：
1 R为负值 2 细胞的形态发生变化，出现不规则的衰退形 3 释放次生代谢产物，芽孢等 4 菌体开始自溶
• 产生原因：
生长条件的进一步恶化，使细胞内的分解代谢大大超 过合成代谢，继而导致菌体的死亡