第六章生長與繁殖-2

1、吉林大學植物科學學院吉林大學植物科學學院第六章第六章微生物的生長繁殖及其控制微生物的生長繁殖及其控制內容提要內容提要 第一節(jié)第一節(jié) 微生物的個體生長微生物的個體生長 第二節(jié)第二節(jié) 細菌的群體生長繁殖細菌的群體生長繁殖 第三節(jié)第三節(jié) 真菌的生長與繁殖真菌的生長與繁殖 第四節(jié)第四節(jié) 環(huán)境對生長的影響及生長的測定環(huán)境對生長的影響及生長的測定 第五節(jié)第五節(jié) 微生物生長繁殖的控制微生物生長繁殖的控制第二節(jié)第二節(jié)細菌的群體生長繁殖細菌的群體生長繁殖生長曲線（生長曲線（growth curve）對數(shù)生長期（對數(shù)生長期（log phase）穩(wěn)定生長期（穩(wěn)定生長期（stationary phase）衰亡期（衰亡

2、期（death phase）衰亡期（衰亡期（death phase）二、細菌生長的數(shù)學模型二、細菌生長的數(shù)學模型 根據(jù)培養(yǎng)器內微生物的根據(jù)培養(yǎng)器內微生物的生長密度，借助光電控制系生長密度，借助光電控制系統(tǒng)來控制培養(yǎng)液流速，使細統(tǒng)來控制培養(yǎng)液流速，使細菌保持恒定的渾濁度的培養(yǎng)菌保持恒定的渾濁度的培養(yǎng)方法。方法。比較比較對象對象裝置裝置控制控制對象對象生長限生長限制因子制因子生長生長速度速度產物產物應用應用范圍范圍恒化恒化培養(yǎng)培養(yǎng)恒化恒化器器培養(yǎng)培養(yǎng)液流速液流速有有低于最高生長低于最高生長速度速度不同生長速不同生長速度菌體度菌體實驗室實驗室為主為主恒濁恒濁培養(yǎng)培養(yǎng)恒濁恒濁器器菌液菌液密度密度無無最

3、高生最高生長速度長速度大量菌體或大量菌體或與菌體生長與菌體生長平行代謝產平行代謝產物物生產生產為主為主與分批培養(yǎng)相比連續(xù)培養(yǎng)的優(yōu)缺點與分批培養(yǎng)相比連續(xù)培養(yǎng)的優(yōu)缺點 優(yōu)優(yōu) 點點q 縮短生產周期；縮短生產周期；q 提高生產設備的利用效率；提高生產設備的利用效率；q 降低產品成本；降低產品成本；缺缺 點點q 菌種容易退化；菌種容易退化；q 培養(yǎng)時間長，容易污染雜菌；培養(yǎng)時間長，容易污染雜菌；q 營養(yǎng)物的利用率低于分批單批培養(yǎng)。營養(yǎng)物的利用率低于分批單批培養(yǎng)。 第一節(jié)第一節(jié) 微生物的個體生長微生物的個體生長 第二節(jié)第二節(jié) 細菌的群體生長繁殖細菌的群體生長繁殖 第三節(jié)第三節(jié) 真菌的生長與繁殖真菌的生長與

4、繁殖 第四節(jié)第四節(jié) 環(huán)境對生長的影響及測定環(huán)境對生長的影響及測定 第五節(jié)第五節(jié) 微生物生長繁殖的控制微生物生長繁殖的控制第六章第六章微生物的生長繁殖及其控制微生物的生長繁殖及其控制細菌的群體生長繁殖分批培養(yǎng)（batch culture）連續(xù)培養(yǎng)(continuous culture)第三節(jié)第三節(jié) 真菌的生長與繁殖真菌的生長與繁殖q 菌絲（菌絲（hypha)hypha)真菌營養(yǎng)體的基本單位真菌營養(yǎng)體的基本單位, , 由細胞壁包裹的中空管狀由細胞壁包裹的中空管狀結構結構無色無色透明，直徑一般透明，直徑一般3 310m10m有有分枝，有的有隔膜或有的無分枝，有的有隔膜或有的無隔膜隔膜許多菌絲分枝連接

5、，相互交織在一許多菌絲分枝連接，相互交織在一起所構成的群體。起所構成的群體。q 菌絲體（菌絲體（mycelium)mycelium)菌絲體菌絲體一、絲狀真菌的生長q 無隔菌絲無隔菌絲 無無橫隔膜橫隔膜 整個整個菌絲為一無隔的多核細胞菌絲為一無隔的多核細胞生長表現(xiàn)為菌絲的延長、細胞核增生長表現(xiàn)為菌絲的延長、細胞核增多，無細胞數(shù)目的增加多，無細胞數(shù)目的增加q 有隔菌絲有隔菌絲 菌絲菌絲中有隔膜，被隔開的中有隔膜，被隔開的一段菌一段菌絲就是一個細胞絲就是一個細胞每個細胞內有一至多個核每個細胞內有一至多個核隔膜上有單孔或多孔，細胞質和細隔膜上有單孔或多孔，細胞質和細胞核可自由流通胞核可自由流通絲狀真菌

6、的生長 菌絲的特異化（菌絲菌絲的特異化（菌絲變態(tài)變態(tài)） 為適應不同的環(huán)境條件和更有效地攝取營養(yǎng)滿足生為適應不同的環(huán)境條件和更有效地攝取營養(yǎng)滿足生長發(fā)育的需要，許多霉菌的菌絲可以分化成一些特殊的長發(fā)育的需要，許多霉菌的菌絲可以分化成一些特殊的形態(tài)和組織，這種特化的形態(tài)稱為菌絲變態(tài)。形態(tài)和組織，這種特化的形態(tài)稱為菌絲變態(tài)。 q 假假 根根q 附著胞附著胞q 吸吸 器器q 菌菌 核核q 子實體子實體q 菌網(wǎng)和菌環(huán)菌網(wǎng)和菌環(huán)q 根霉屬真菌的匍匐枝與營養(yǎng)基質接觸處分化出的根狀結構，有固根霉屬真菌的匍匐枝與營養(yǎng)基質接觸處分化出的根狀結構，有固著和吸收養(yǎng)料的功能。著和吸收養(yǎng)料的功能。q 從假根向上形成孢子囊

7、梗和孢子囊。從假根向上形成孢子囊梗和孢子囊。 假根假根(rhizoid) 許多病原真菌和菌根真菌孢子萌發(fā)形成的牙管或菌絲許多病原真菌和菌根真菌孢子萌發(fā)形成的牙管或菌絲頂端的膨大部分，可以牢固地附著在寄主體表面，其下方頂端的膨大部分，可以牢固地附著在寄主體表面，其下方產生侵入釘，穿透寄主的表層細胞壁進入細胞內吸取營養(yǎng)產生侵入釘，穿透寄主的表層細胞壁進入細胞內吸取營養(yǎng)附著胞附著胞(appressorium)1999年年science報道了報道了Bechingerts將物理和生物學方法相接合，將物理和生物學方法相接合，測定了真菌刺盤孢（測定了真菌刺盤孢（C. graminicola）附著胞的壓力為）

8、附著胞的壓力為5.35 Mpa 某些寄生性真菌從菌絲上分化出來的旁枝某些寄生性真菌從菌絲上分化出來的旁枝, ,侵入寄主的細侵入寄主的細胞內分化成指狀、球狀或絲狀結構，用以吸收寄主細胞胞內分化成指狀、球狀或絲狀結構，用以吸收寄主細胞內的養(yǎng)料。內的養(yǎng)料。吸吸 器器 (haustorium)大量菌絲聚集成的緊密組織，是一種休眠體，可抵抗不大量菌絲聚集成的緊密組織，是一種休眠體，可抵抗不良的環(huán)境條件。其外層組織堅硬，顏色較深；內層疏松，良的環(huán)境條件。其外層組織堅硬，顏色較深；內層疏松，大多呈白色。如藥用的茯苓、麥角都是菌核。大多呈白色。如藥用的茯苓、麥角都是菌核。 麥角菌的菌核 菌菌 核核(scler

9、otium) 菌核在核盤菌整個生長發(fā)育過程中的發(fā)揮重要作用菌核在核盤菌整個生長發(fā)育過程中的發(fā)揮重要作用 通過抑制菌核的形成和萌發(fā)控制菌核病的發(fā)生通過抑制菌核的形成和萌發(fā)控制菌核病的發(fā)生是由真菌的營養(yǎng)菌絲和生殖菌絲纏結而成的具有一定形狀的是由真菌的營養(yǎng)菌絲和生殖菌絲纏結而成的具有一定形狀的產孢結構。產孢結構。子實體子實體（fruiting boby） 菌絲交織成套狀或網(wǎng)狀，用以捕捉線蟲和微小動物，然后進菌絲交織成套狀或網(wǎng)狀，用以捕捉線蟲和微小動物，然后進一步從環(huán)上或網(wǎng)上生出菌絲侵入蟲體吸收養(yǎng)料。一步從環(huán)上或網(wǎng)上生出菌絲侵入蟲體吸收養(yǎng)料。菌環(huán)菌環(huán)(ring)和菌網(wǎng)和菌網(wǎng)(net)：3 3、有性孢子

10、繁殖、有性孢子繁殖卵孢子卵孢子(oospore)(oospore)接合孢子接合孢子(z(zygosporeygospore) )子囊孢子子囊孢子(ascospore)(ascospore)擔孢子擔孢子(basidiospore)(basidiospore)1 1、斷裂增殖、斷裂增殖節(jié)孢子節(jié)孢子游動孢子游動孢子厚垣孢子厚垣孢子孢囊孢子孢囊孢子分生孢子分生孢子2 2、無性孢子繁殖、無性孢子繁殖二、絲狀真菌的繁殖菌絲的碎片或截段可發(fā)育成新的個體；菌絲的碎片或截段可發(fā)育成新的個體；發(fā)酵工業(yè)利用這一特性進行生產。發(fā)酵工業(yè)利用這一特性進行生產。 分裂繁殖分裂繁殖 節(jié)孢子（節(jié)孢子（arthrospore)a

11、rthrospore)節(jié)孢子節(jié)孢子 菌絲生長到一定階段時出現(xiàn)橫隔菌絲生長到一定階段時出現(xiàn)橫隔膜，然后從隔膜處斷裂而形成的細膜，然后從隔膜處斷裂而形成的細胞稱為節(jié)孢子。胞稱為節(jié)孢子。 如白地霉產生的節(jié)孢子。如白地霉產生的節(jié)孢子。無性孢子無性孢子游動孢子游動孢子厚垣孢子厚垣孢子節(jié)孢子節(jié)孢子分生孢子分生孢子孢囊孢子孢囊孢子游動孢子游動孢子(zoosporangiospore)： 由菌絲膨大而形成的游動孢子囊內產生的圓形、梨形或腎形，具由菌絲膨大而形成的游動孢子囊內產生的圓形、梨形或腎形，具有鞭毛，能游動的孢子，見于低等水生真菌有鞭毛，能游動的孢子，見于低等水生真菌鞭毛菌亞門。鞭毛菌亞門。游動孢子囊游

12、動孢子囊橫橫 隔隔無性孢子無性孢子游動孢子游動孢子厚垣孢子厚垣孢子節(jié)孢子節(jié)孢子分生孢子分生孢子孢囊孢子孢囊孢子q 在菌絲中間或頂端的個別細胞膨大，原生質在菌絲中間或頂端的個別細胞膨大，原生質濃縮和細胞壁加厚而形成的休眠孢子，稱為濃縮和細胞壁加厚而形成的休眠孢子，稱為厚垣孢子。厚垣孢子。q 是霉菌度過不良環(huán)境的休眠細胞，環(huán)境好轉是霉菌度過不良環(huán)境的休眠細胞，環(huán)境好轉萌發(fā)為菌絲體。萌發(fā)為菌絲體。厚垣孢子厚垣孢子(chlamydospore)無性孢子無性孢子游動孢子游動孢子厚垣孢子厚垣孢子節(jié)孢子節(jié)孢子分生孢子分生孢子孢囊孢子孢囊孢子孢囊孢子孢囊孢子(sporangiospores)(sporangi

13、ospores)： 在孢子囊內形成的孢子叫孢囊孢子。孢子囊在孢子囊內形成的孢子叫孢囊孢子。孢子囊(sporangium)(sporangium)是由菌絲是由菌絲頂端細胞膨大而成，膨大部分的下方形成隔膜與菌絲隔開，膨大細胞頂端細胞膨大而成，膨大部分的下方形成隔膜與菌絲隔開，膨大細胞的原生質分化成許多小塊，每小塊可發(fā)育成一個孢子的原生質分化成許多小塊，每小塊可發(fā)育成一個孢子。毛霉的孢子囊毛霉的孢子囊孢子囊壁破裂露出包囊孢子孢子囊壁破裂露出包囊孢子囊軸囊軸無性孢子無性孢子游動孢子游動孢子厚垣孢子厚垣孢子節(jié)孢子節(jié)孢子分生孢子分生孢子孢囊孢子孢囊孢子分生孢子分生孢子(conidiospore)(coni

14、diospore) 分生孢子是最常見的一類無性孢子，產生于分生孢子是最常見的一類無性孢子，產生于分生孢子梗上。分生孢子分生孢子梗上。分生孢子梗由菌絲分化形成。分生孢子梗由菌絲分化形成。分生孢子有單生、成鏈或成簇等排列方式。有單生、成鏈或成簇等排列方式。分生孢子分生孢子分生孢子梗分生孢子梗無性孢子無性孢子游動孢子游動孢子厚垣孢子厚垣孢子節(jié)孢子節(jié)孢子分生孢子分生孢子孢囊孢子孢囊孢子有性繁殖有性繁殖q 定義：定義：經過兩性細胞（或菌絲）結合而產生新個體的繁經過兩性細胞（或菌絲）結合而產生新個體的繁殖方式。殖方式。q 多發(fā)生在特定條件下多發(fā)生在特定條件下, 在一般培養(yǎng)基上不常見。在一般培養(yǎng)基上不常見。

15、有性孢子類型：有性孢子類型：q 卵孢子卵孢子q 接合孢子接合孢子q 子囊孢子子囊孢子q 擔孢子擔孢子有性繁殖三個階段有性繁殖三個階段 第一階段第一階段質配質配(plasmogamy)(plasmogamy)：兩個性細胞接觸后進行結合，：兩個性細胞接觸后進行結合，細胞質融合在一起，兩個性細胞的核共存于同一細胞中，細胞質融合在一起，兩個性細胞的核共存于同一細胞中，稱雙核細胞，但這兩個核不結合，每個核的染色體數(shù)目都稱雙核細胞，但這兩個核不結合，每個核的染色體數(shù)目都是單倍的是單倍的( (可用可用n+nn+n表示表示) )； 第二階段第二階段核配核配(karyogamy)(karyogamy)：質配后，

16、雙核細胞中的兩個：質配后，雙核細胞中的兩個核融合，產生出二倍體接合子核，核的染色體數(shù)是雙倍的核融合，產生出二倍體接合子核，核的染色體數(shù)是雙倍的( (用用2n2n表示表示) )。 第三段第三段減數(shù)分裂減數(shù)分裂(meiosis)(meiosis)：核配后經一定發(fā)展階段，具：核配后經一定發(fā)展階段，具有雙倍體的細胞核，通過減數(shù)分裂，核中的染色體數(shù)上目有雙倍體的細胞核，通過減數(shù)分裂，核中的染色體數(shù)上目又恢復到單倍體狀態(tài)。又恢復到單倍體狀態(tài)。 q 定義：定義：菌絲分化成形狀不同的雄器和藏卵器，雄器與菌絲分化成形狀不同的雄器和藏卵器，雄器與藏卵器結合后所形成的有性孢子叫卵孢子。藏卵器結合后所形成的有性孢子叫

17、卵孢子。q 形成形成：當雄器與藏卵器配合時，雄器中的原生質與細：當雄器與藏卵器配合時，雄器中的原生質與細胞核通過受精管進入藏卵器與卵球配合，卵球生出外壁形胞核通過受精管進入藏卵器與卵球配合，卵球生出外壁形成卵孢子。成卵孢子。藏卵器藏卵器雄器雄器卵孢子卵孢子卵孢子卵孢子(oospore)(oospore) 由菌絲分化成兩個形狀相同或由菌絲分化成兩個形狀相同或相似的兩個配子囊結合而形成相似的兩個配子囊結合而形成的有性孢子稱為接合孢子。的有性孢子稱為接合孢子。接合孢子接合孢子 (zygospore)形成過程：形成過程：a.a.菌絲菌絲原配子囊原配子囊b.b.原配子囊原配子囊配子囊配子囊c.c.配子囊

18、結合形成接配子囊結合形成接合孢子合孢子根霉的接合孢子根霉的接合孢子同宗配合同宗配合(Hemothallism)(Hemothallism)：單一的孢子囊孢子萌發(fā)后：單一的孢子囊孢子萌發(fā)后形成的菌絲，甚至同一菌絲的分枝相互接觸，而形成形成的菌絲，甚至同一菌絲的分枝相互接觸，而形成接合孢子的過程。接合孢子的過程。異宗配合異宗配合(Heterothallism)(Heterothallism)：是不同菌系的菌絲相遇：是不同菌系的菌絲相遇后，才能形成接合孢子，這兩種有親和力的菌系在形后，才能形成接合孢子，這兩種有親和力的菌系在形態(tài)上并無區(qū)別。態(tài)上并無區(qū)別。同宗配合與異宗配合同宗配合與異宗配合根據(jù)產生接

19、合孢子的菌絲來源或親和力不同根據(jù)產生接合孢子的菌絲來源或親和力不同, ,可將接合分為兩種情況：可將接合分為兩種情況：q 在子囊中形成的有性孢子稱為子囊孢子。在子囊中形成的有性孢子稱為子囊孢子。q 多個子囊外面被菌絲包圍形成子實體稱為多個子囊外面被菌絲包圍形成子實體稱為子囊果子囊果。q 子囊果主要有三種類型子囊果主要有三種類型: :閉囊殼閉囊殼：子囊產生于完全封閉的子囊果內。：子囊產生于完全封閉的子囊果內。子囊殼子囊殼：子囊果成熟時出現(xiàn)一個小孔，通過孔口放出子囊孢子。：子囊果成熟時出現(xiàn)一個小孔，通過孔口放出子囊孢子。子囊盤子囊盤：子囊基部有多層菌絲組成盤狀：子囊基部有多層菌絲組成盤狀, ,子囊平

20、行排列其上。子囊平行排列其上。子囊孢子子囊孢子(ascospore)閉囊殼閉囊殼子囊殼子囊殼子囊盤子囊盤子囊孢子的形成和形狀子囊孢子的形成和形狀 菌絲經過特殊的分化和有性結合形成擔子，在擔子上形成的菌絲經過特殊的分化和有性結合形成擔子，在擔子上形成的有性孢子即為擔孢子。擔孢子是擔子菌的有性孢子有性孢子即為擔孢子。擔孢子是擔子菌的有性孢子。擔孢子擔孢子(basidiospore)第三節(jié)第三節(jié) 真菌的生長與繁殖真菌的生長與繁殖3 3、有性孢子繁殖、有性孢子繁殖卵孢子卵孢子(oospore)(oospore)接合孢子接合孢子(z(zygosporeygospore) )子囊孢子子囊孢子(ascosp

21、ore)(ascospore)擔孢子擔孢子(basidiospore)(basidiospore)1 1、斷裂增殖、斷裂增殖節(jié)孢子節(jié)孢子游動孢子游動孢子厚垣孢子厚垣孢子孢囊孢子孢囊孢子分生孢子分生孢子2 2、無性孢子繁殖、無性孢子繁殖一、絲狀真菌的生長繁殖一、絲狀真菌的生長繁殖根霉的生活史孢囊孢子孢囊孢子接合孢子接合孢子From Jeffrey A.Rollins of UF 核盤菌生活史核盤菌生活史IIIq 酵母菌（酵母菌（yeastyeast） 是一群單細胞的真核微生物是一群單細胞的真核微生物 酵母菌是無分類學意義的普通名稱酵母菌是無分類學意義的普通名稱 單細胞呈圓形、卵圓形單細胞呈圓形、

22、卵圓形 直徑一般比細菌大直徑一般比細菌大1010倍左右倍左右三、酵母菌的生長繁殖無性繁殖：無性繁殖：芽殖、裂殖、無性孢子芽殖、裂殖、無性孢子有性繁殖：有性繁殖：子囊孢子子囊孢子繁殖方式繁殖方式三、酵母菌的生長繁殖q 酵母進行無性繁殖的主要方式。酵母進行無性繁殖的主要方式。q 成熟的酵母細胞生長出一個小芽，芽細胞成熟的酵母細胞生長出一個小芽，芽細胞長到一定程度后從細胞上脫落下來，即為新個長到一定程度后從細胞上脫落下來，即為新個體。體。出芽方式：出芽方式：q 多邊出芽、兩端出芽、三邊出芽、單邊出芽。多邊出芽、兩端出芽、三邊出芽、單邊出芽。q幾次出芽不脫落，子代細胞連在一起成為鏈幾次出芽不脫落，子代

23、細胞連在一起成為鏈狀狀, ,稱為稱為假菌絲假菌絲。1、出芽繁殖、出芽繁殖 第一節(jié)第一節(jié) 微生物的個體生長微生物的個體生長 第二節(jié)第二節(jié) 細菌的群體生長繁殖細菌的群體生長繁殖 第三節(jié)第三節(jié) 真菌的生長與繁殖真菌的生長與繁殖 第四節(jié)第四節(jié) 環(huán)境對生長的影響及測定環(huán)境對生長的影響及測定 第五節(jié)第五節(jié) 微生物生長繁殖的控制微生物生長繁殖的控制第六章第六章微生物的生長繁殖及其控制微生物的生長繁殖及其控制 第四節(jié)第四節(jié) 微生物生長的測定微生物生長的測定 課本，課本，p151p151 第四節(jié)第四節(jié) 微生物生長的測定微生物生長的測定q 對樣品稀釋培養(yǎng)，據(jù)形成的菌落數(shù)計數(shù)。對樣品稀釋培養(yǎng)，據(jù)形成的菌落數(shù)計數(shù)。q

24、 傳統(tǒng)計數(shù)方法。對設備要求不高。傳統(tǒng)計數(shù)方法。對設備要求不高。q 缺點：不能培養(yǎng)出所用細菌。缺點：不能培養(yǎng)出所用細菌。q 計數(shù)最佳范圍：計數(shù)最佳范圍：3030300.300.直接計數(shù)法和間接計數(shù)法的具體方法及優(yōu)缺點：直接計數(shù)法和間接計數(shù)法的具體方法及優(yōu)缺點： 直接計數(shù)法直接計數(shù)法：通常是利用細菌計數(shù)板或血球計數(shù)板，在顯微：通常是利用細菌計數(shù)板或血球計數(shù)板，在顯微鏡下直接技術一定容積里樣品中的微生物的數(shù)量。鏡下直接技術一定容積里樣品中的微生物的數(shù)量。 優(yōu)點優(yōu)點：簡便、易行，成本低，且能觀察細胞大小及形態(tài)特征。：簡便、易行，成本低，且能觀察細胞大小及形態(tài)特征。 缺點缺點：樣品中細胞數(shù)量不能太少，否

25、則影響計數(shù)的準確性，：樣品中細胞數(shù)量不能太少，否則影響計數(shù)的準確性，且該方法不能區(qū)分活細胞和死細胞。且該方法不能區(qū)分活細胞和死細胞。 間接計數(shù)法又稱活菌計數(shù)法間接計數(shù)法又稱活菌計數(shù)法，一般是將適當稀釋的樣品涂布，一般是將適當稀釋的樣品涂布在瓊脂培養(yǎng)基表面，培養(yǎng)后活細胞能形成清晰的在瓊脂培養(yǎng)基表面，培養(yǎng)后活細胞能形成清晰的 菌落，通過技菌落，通過技術就可知道樣品中的活菌數(shù)。平板涂布和傾斜平板均可用于活術就可知道樣品中的活菌數(shù)。平板涂布和傾斜平板均可用于活菌計數(shù)。菌計數(shù)。 優(yōu)點優(yōu)點：簡單靈敏，廣泛用于食品、水體及土壤樣品中活菌的：簡單靈敏，廣泛用于食品、水體及土壤樣品中活菌的計數(shù)。計數(shù)。 缺點缺點

26、：可能因操作不熟練使得細胞未均勻分散或由于培養(yǎng)基：可能因操作不熟練使得細胞未均勻分散或由于培養(yǎng)基不合適不能滿足所有微生物的需求而導致結果偏低，或使用傾不合適不能滿足所有微生物的需求而導致結果偏低，或使用傾倒平板技術時因培養(yǎng)基溫度過高損傷細胞等原因造成結果不穩(wěn)倒平板技術時因培養(yǎng)基溫度過高損傷細胞等原因造成結果不穩(wěn)定等。定等。最低生長溫度最低生長溫度最高生長溫度最高生長溫度最適生長溫度最適生長溫度微生物生長的溫度類型微生物生長的溫度類型微生物類型微生物類型生長溫度范圍（生長溫度范圍（）分布區(qū)域分布區(qū)域最低最低最適最適最高最高嗜嗜 冷冷微生物微生物專性嗜冷專性嗜冷型型12125 5151515152

27、020地球兩極地區(qū)地球兩極地區(qū)兼性嗜冷兼性嗜冷型型5 50 01515202025253030海洋、冷泉、冷藏食品海洋、冷泉、冷藏食品嗜嗜 溫溫微生物微生物室溫型室溫型101020202020353540404545腐生環(huán)境腐生環(huán)境體溫型體溫型101020203535404040404545寄生環(huán)境寄生環(huán)境嗜熱微生物嗜熱微生物252545455050606070709595溫泉、堆肥、土壤溫泉、堆肥、土壤例如：例如：釀酒酵母釀酒酵母 pH=4.0-5.0 pH=4.0-5.0 酒精發(fā)酵；酒精發(fā)酵； pH7.6 pH7.6 發(fā)酵產物含有酒精、甘油、乙酸發(fā)酵產物含有酒精、甘油、乙酸。例如：黑曲霉例

28、如：黑曲霉pHpH值值=2=2-3-3，產物以檸檬酸為主，只產少量草酸。，產物以檸檬酸為主，只產少量草酸。pHpH值值=7=7左右，產物以草酸為主，只產少量檸檬酸。左右，產物以草酸為主，只產少量檸檬酸。q 同一微生物環(huán)境同一微生物環(huán)境pHpH值不同，可能積累不同的代謝產物。值不同，可能積累不同的代謝產物。氫離子濃度對微生物的作用機制：氫離子濃度對微生物的作用機制： 影響細胞質膜電荷和養(yǎng)料吸收；影響細胞質膜電荷和養(yǎng)料吸收； 影響酶的活性；影響酶的活性； 改變環(huán)境養(yǎng)料的可給性和有害物質的毒性。改變環(huán)境養(yǎng)料的可給性和有害物質的毒性。微生物對氧的需要和耐受力在不同的類群變化很大，微生物對氧的需要和耐受

29、力在不同的類群變化很大，根據(jù)微生物與氧的關系根據(jù)微生物與氧的關系, ,將微生物分為幾種類群將微生物分為幾種類群: :q 需氧性（好氣性）微生物需氧性（好氣性）微生物q 厭氧性（厭氣性）微生物厭氧性（厭氣性）微生物 專性需氧：必須有專性需氧：必須有O2O2才能生活；才能生活； 兼性需氧：有兼性需氧：有O2O2時生長更好；時生長更好； 微需氧性：僅需低于大氣中微需氧性：僅需低于大氣中O2 O2 。 微耐氧性：不需微耐氧性：不需O O2 2，有，有O O2 2可以生活；可以生活； 兼性厭氧：有兼性厭氧：有O O2 2無無O O2 2均能生活；均能生活； 專性厭氧：專性厭氧： O O2 2有毒害或致死

30、作用。有毒害或致死作用。3 3、氧、氧厭氧菌的氧毒害機制厭氧菌的氧毒害機制 SOD SOD學說學說q 氧使生物產出對其有毒害的代謝產物，如氧使生物產出對其有毒害的代謝產物，如H H2 2O O2 2、超氧陰離子等。超氧、超氧陰離子等。超氧陰離子反應力極強，可破壞膜和重要生物大分子，對微生物造成毒害陰離子反應力極強，可破壞膜和重要生物大分子，對微生物造成毒害或致死。或致死。q 好氧微生物具有降解這些產物的酶，如過氧化氫酶、過氧化物酶、好氧微生物具有降解這些產物的酶，如過氧化氫酶、過氧化物酶、超超氧化物歧化酶氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)(superoxide

31、dismutase, SOD)等等. .q 嚴格厭氧菌并不是被氣態(tài)的氧所殺死，而是由于缺乏嚴格厭氧菌并不是被氣態(tài)的氧所殺死，而是由于缺乏SODSOD，不能解除，不能解除某些氧代謝產物的毒性，被生物體內產生的超氧陰離子毒害致死。某些氧代謝產物的毒性，被生物體內產生的超氧陰離子毒害致死。H2O + O22 O2 + 2H+O2 + H2O22H2OSOD好氧生物好氧生物和耐氧細菌和耐氧細菌過氧化氫酶過氧化氫酶 好氧生物好氧生物過氧化物酶過氧化物酶 NADH2NAD耐氧菌耐氧菌 （見（見P154P154） P155有機化合物有機化合物酚、醇、醛、酸、表面活性劑酚、醇、醛、酸、表面活性劑酚酚 類：類：

32、q 3 35 5的石碳酸（苯酚）溶液幾分鐘即可致死細菌，的石碳酸（苯酚）溶液幾分鐘即可致死細菌，q 甲酚殺菌力最強，甲酚殺菌力最強，q 甲酚皂液（來蘇爾）為甲酚和肥皂的混合液甲酚皂液（來蘇爾）為甲酚和肥皂的混合液 。醇醇 類：類：q 破壞細胞膜結構，蛋白質變性劑；破壞細胞膜結構，蛋白質變性劑；q 對芽孢和無包膜的病毒殺滅效果較差；對芽孢和無包膜的病毒殺滅效果較差；q 7070乙醇殺菌效果最好。乙醇殺菌效果最好。 醛醛 類：類：q 與蛋白質中的氨基酸基團共價結合，使蛋白質變性與蛋白質中的氨基酸基團共價結合，使蛋白質變性q 純甲醛為氣體，純甲醛為氣體，37374040水液為福爾馬林。水液為福爾馬林

33、。酒精濃度越高殺菌酒精濃度越高殺菌效果越好嗎？效果越好嗎？無機化合物無機化合物鹵化物、重金屬、氧化劑、無機酸、堿鹵化物、重金屬、氧化劑、無機酸、堿重金屬及其化合物重金屬及其化合物q 作用最強的是作用最強的是Hg,Ag,Cu,q 作用機理：使蛋白質變性，使酶失活。作用機理：使蛋白質變性，使酶失活。q 0.2HgCl2（升汞）溶液是實驗室常用的表面殺菌劑；（升汞）溶液是實驗室常用的表面殺菌劑；q CuSO4對真菌、藻類有強殺傷力，波爾多（對真菌、藻類有強殺傷力，波爾多（CuSO4CaO） 防治植物真菌病害。防治植物真菌病害。鹵化物鹵化物q 常用氯，碘常用氯，碘q 碘殺菌力強，碘殺菌力強，22.5碘

34、溶于碘溶于75乙醇形成碘酒，用于皮膚消毒。乙醇形成碘酒，用于皮膚消毒。q 氯氣及氯化物常用于水及食品消毒，氯氣與水結合放出原子氧（氯氣及氯化物常用于水及食品消毒，氯氣與水結合放出原子氧（O）是）是強氧化劑殺死微生物。強氧化劑殺死微生物。 參見參見P157P157 十倍減少時間：十倍減少時間：在一定溫度下殺死樣品中在一定溫度下殺死樣品中90%90%微生物或孢子所需要的時間。微生物或孢子所需要的時間。高溫對微生物的影響高溫對微生物的影響q 細胞死亡的原因細胞死亡的原因： 高溫引起蛋白質凝固，酶高溫引起蛋白質凝固，酶變性失活，代謝停止死亡。變性失活，代謝停止死亡。q 利用高溫滅菌利用高溫滅菌 （st

35、erilization)高溫滅菌法高溫滅菌法干熱滅菌法干熱滅菌法火焰灼燒法火焰灼燒法烘箱熱空烘箱熱空氣滅菌法氣滅菌法濕熱滅菌法濕熱滅菌法巴氏消毒法巴氏消毒法煮沸消毒法煮沸消毒法間歇滅菌法間歇滅菌法高壓蒸汽滅菌法高壓蒸汽滅菌法超高溫滅菌超高溫滅菌 P159q 熱蒸汽比熱空氣穿透力更強；熱蒸汽比熱空氣穿透力更強；q 蛋白質含水量越高，蛋白越容易變性凝固；蛋白質含水量越高，蛋白越容易變性凝固；q 蒸汽存在潛熱，當氣體轉變成液體時可放出大量熱量。蒸汽存在潛熱，當氣體轉變成液體時可放出大量熱量。q 濕熱易破壞細胞內蛋白質的穩(wěn)定性，主要破壞氫鍵結構。濕熱易破壞細胞內蛋白質的穩(wěn)定性，主要破壞氫鍵結構。相同溫

36、度下，濕熱滅菌比干熱滅菌效果好相同溫度下，濕熱滅菌比干熱滅菌效果好比較項目比較項目干熱干熱90 90 90 90 相對濕度相對濕度20%20%80%80%白喉棒桿菌白喉棒桿菌24 24 h h2 2 h h2 2 minmin痢疾桿菌痢疾桿菌3 3 h h2 2 h h2 2 minmin傷寒桿菌傷寒桿菌3 3 h h2 2 h h2 2 minmin葡萄球菌葡萄球菌8 8 h h3 3 h h2 2 minmin干熱與濕熱空氣對不同細胞的致死時間干熱與濕熱空氣對不同細胞的致死時間 不能去除不能去除: 病毒、病毒、 支原體支原體 型細菌型細菌 第一節(jié)第一節(jié) 微生物的個體生長微生物的個體生長第二

37、節(jié)第二節(jié) 細菌的群體生長繁殖細菌的群體生長繁殖第三節(jié)第三節(jié) 真菌的生長與繁殖真菌的生長與繁殖第四節(jié)第四節(jié) 環(huán)境對生長的影響及生長的測定環(huán)境對生長的影響及生長的測定第五節(jié)第五節(jié) 微生物生長繁殖的控制微生物生長繁殖的控制微生物的生長繁殖及其控制微生物的生長繁殖及其控制本章要求本章要求 掌握掌握分批培養(yǎng)微生物的群體生長經歷那幾個時期，各時期特分批培養(yǎng)微生物的群體生長經歷那幾個時期，各時期特點及點及如何利用微生物的生長規(guī)律來指導生產如何利用微生物的生長規(guī)律來指導生產； 理解理解獲得細菌同步生長的方法；獲得細菌同步生長的方法； 掌握掌握霉菌菌絲的特化形式及其定義；霉菌菌絲的特化形式及其定義； 掌握掌握酵

38、母菌、霉菌的繁殖方式酵母菌、霉菌的繁殖方式 掌握掌握真菌無性孢子、有性孢子類型；真菌無性孢子、有性孢子類型； 掌握掌握直接計數(shù)和間接計數(shù)的具體方法及優(yōu)缺點；直接計數(shù)和間接計數(shù)的具體方法及優(yōu)缺點； 理解理解影響微生物生長的主要因素；影響微生物生長的主要因素； 理解理解細菌耐藥機制；細菌耐藥機制； 理解理解控制微生物的物理因素有哪些？控制微生物的物理因素有哪些？ 掌握掌握常用的高溫滅菌方法有哪些？常用的高溫滅菌方法有哪些？ 掌握概念：分批培養(yǎng)、同步培養(yǎng)、連續(xù)培養(yǎng)、滅菌、消毒、掌握概念：分批培養(yǎng)、同步培養(yǎng)、連續(xù)培養(yǎng)、滅菌、消毒、1 1試述單個細菌細胞的生長與細菌群體生長的區(qū)別試述單個細菌細胞的生長與

39、細菌群體生長的區(qū)別 單個細菌細胞的生長，是細胞物質按比例不可逆地單個細菌細胞的生長，是細胞物質按比例不可逆地增加使細胞體積增大的過程；細菌群體生長，是細胞數(shù)量增加使細胞體積增大的過程；細菌群體生長，是細胞數(shù)量或細胞物質量的增加。細菌的生長與繁殖兩個過程很難絕或細胞物質量的增加。細菌的生長與繁殖兩個過程很難絕對分開，接種時往往是接種成千上萬的群體數(shù)量，因此，對分開，接種時往往是接種成千上萬的群體數(shù)量，因此，微生物的生長一般是指群體生長。微生物的生長一般是指群體生長。 2 2用來測定細菌生長量的直接計數(shù)法和間接計數(shù)法一般采用什用來測定細菌生長量的直接計數(shù)法和間接計數(shù)法一般采用什么具體的方法么具體的

40、方法? ?并從實際應用、優(yōu)點、使用的局限性并從實際應用、優(yōu)點、使用的局限性3 3個方面加個方面加以具體分析。以具體分析。 直接計數(shù)法通常是利用細菌計數(shù)板或血細胞計數(shù)板，在顯微鏡直接計數(shù)法通常是利用細菌計數(shù)板或血細胞計數(shù)板，在顯微鏡下直接計算一定容積里樣品中的微生物的數(shù)量。該方法簡便、下直接計算一定容積里樣品中的微生物的數(shù)量。該方法簡便、易行，成本低，且能觀察細胞大小及形態(tài)特征。該法的缺點是：易行，成本低，且能觀察細胞大小及形態(tài)特征。該法的缺點是：樣品中的細胞數(shù)不能太少，否則會影響計數(shù)的準確性，而且該樣品中的細胞數(shù)不能太少，否則會影響計數(shù)的準確性，而且該法不能區(qū)別活細胞和死細胞。法不能區(qū)別活細胞

41、和死細胞。 間接計數(shù)法又稱活菌計數(shù)法，一般是將適當稀釋的樣品涂布在間接計數(shù)法又稱活菌計數(shù)法，一般是將適當稀釋的樣品涂布在瓊脂培養(yǎng)基表面，培養(yǎng)后活細胞能形成清晰的菌落，通過計算瓊脂培養(yǎng)基表面，培養(yǎng)后活細胞能形成清晰的菌落，通過計算菌落數(shù)就可以知道樣品中的活菌數(shù)。平板涂布和傾倒平板均可菌落數(shù)就可以知道樣品中的活菌數(shù)。平板涂布和傾倒平板均可用于活菌計數(shù)。平板計數(shù)簡單靈敏，廣泛應用于食品、水體及用于活菌計數(shù)。平板計數(shù)簡單靈敏，廣泛應用于食品、水體及土壤樣品中活菌的計數(shù)。該法的缺點有：可能因為操作不熟練土壤樣品中活菌的計數(shù)。該法的缺點有：可能因為操作不熟練使得細胞未均勻分散或者由于培養(yǎng)基不合適不能滿足所

42、有微生使得細胞未均勻分散或者由于培養(yǎng)基不合適不能滿足所有微生物的需要而導致結果偏低，或使用傾倒平板技術時因培養(yǎng)基溫物的需要而導致結果偏低，或使用傾倒平板技術時因培養(yǎng)基溫度過高損傷細胞等原因造成結果不穩(wěn)定等。度過高損傷細胞等原因造成結果不穩(wěn)定等。 3 3封閉系統(tǒng)中微生物的生長經歷哪幾個生長期封閉系統(tǒng)中微生物的生長經歷哪幾個生長期? ?各期的特點？各期的特點？如何利用微生物的生長規(guī)律來指導生產？如何利用微生物的生長規(guī)律來指導生產？ 封閉系統(tǒng)中微生物的生長經歷遲緩期、對數(shù)期、穩(wěn)定期和衰亡期等封閉系統(tǒng)中微生物的生長經歷遲緩期、對數(shù)期、穩(wěn)定期和衰亡期等4 4個生長時期。在遲緩個生長時期。在遲緩期中細胞體積增大，細胞內期中細胞體積增大，細胞內RNARNA、蛋白質含量增高，合成代謝活躍，細菌對外界不良條件、蛋白質含量增高，合成代謝活躍，細菌對外界不良條件反應敏感。反應敏感。