南开大学微生物-第六章_生长及其控制
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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。
第六章微生物的生长及其控制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。
如果同化(合成)作用的速度超过了异化(分解)作用,则其原生质的总量(重量、体积、大小)就不断增加,于是出现了个体细胞的生长;如果这是一种平衡生长,即各种细胞组分是按恰当比例增长时,则达到一定程度后就会引起个体数目的增加,对单细胞的微生物来说,这就是繁殖,不久,原有的个体就发展成为一个群体。
随着群体中各个个体的进一步生长、繁殖,就引起了这一群体的生长。
群体的生长可用其重量、体积、个体浓度或密度等作指标来测定。
所以个体和群体间有以下关系:个体生长→个体繁殖→群体生长群体生长=个体生长+个体繁殖除了特定的目的以外,在微生物的研究和应用中,只有群体的生长才有意义,因此,在微生物学中,凡提到“生长”时,一般均指群体生长,这一点与研究大型生物时有所不同。
第一节微生物生长的测定测定不同种类、不同生长状态微生物的生长情况,需要选用不同的指标。
通常对单细胞微生物来说,既可测定细胞数目,又可测定生长量;而对多细胞(尤其是丝状真菌),则常以菌丝生长的长度等作为生长指标。
测定微生物生长的方法多种多样,在实际工作中,可根据研究对象或要解决的问题加以选择。
一、微生物细胞数目的测定测定微生物细胞数目的方法很多,但它们都只适用于测定处于单细胞状态的细菌和酵母菌,而对于放线菌和霉菌等丝状生长的微生物而言,则只能测定其孢子数。
(一)直接计数法指用计数板(如血球计数板、细菌计数板)在光学显微镜下观察细胞并进行计数的方法。
此法十分常用,但所得的数目是包括死细胞在内的总菌数。
为解决这一矛盾,已有用特殊染料作活菌染色后再用光学显微镜计数的方法,例如用美蓝液对酵母菌染色后,其活细胞为无色,而死细胞则为蓝色,故可作分别计数;又如,细菌经吖啶橙染色后,在紫外光显微镜下可观察到活细胞发出橙色荧光,而死细胞则发出绿色荧光,因而也可作活菌和总菌计数。
(二)间接计数法是一种活菌计数法,主要依据活菌在液体培养基中会使其变混或在固体培养基上(内)形成菌落的原理而设计的。