第七章微生物課件(微生物的生長)

第七章

微生物的生長

第七章

微生物的生長※典型細(xì)菌生長曲線的特點(diǎn)和意義※理化因素對微生物生長的影響※控制微生物生長的理化方法教學(xué)重點(diǎn)微生物生長※典型細(xì)菌生長曲線的特點(diǎn)和意義教學(xué)重點(diǎn)微生物生長生長、繁殖的概念個體生長微生物生長

平衡生長

個體繁殖（數(shù)量增加）

群體生長體積數(shù)量大小體積濃度重量

濃度重量生長、繁殖的概念個體生長微生物生長平衡生長個體繁殖（第七章微生物課件(微生物的生長)第七章微生物課件(微生物的生長)第一節(jié)微生物純培養(yǎng)的生長

一、微生物的個體生長

單細(xì)胞微生物個體的生長表現(xiàn)為細(xì)胞物質(zhì)的合成和細(xì)胞體積的增加，生長到一定時(shí)期就分裂為兩個細(xì)胞。多細(xì)胞微生物的個體生長反映在細(xì)胞數(shù)目和細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)含量的增加。微生物生長第一節(jié)微生物純培養(yǎng)的生長一、微生物的個體生長微生復(fù)制基因5’3’細(xì)胞膜間體A5’3’B5’3’CDNA運(yùn)動的方向5’3’5’3’D3’5’5’3’圖6-5滾環(huán)復(fù)制模型(一)細(xì)菌細(xì)胞的生長：

細(xì)胞體積增大、原生質(zhì)量增加、細(xì)胞結(jié)構(gòu)組建。1.細(xì)菌染色體的復(fù)制微生物生長復(fù)制基因5’3’細(xì)胞膜間體A5’3’B5’3’CDNA運(yùn)動5A新合成的細(xì)胞壁B新合成的細(xì)胞壁

細(xì)菌細(xì)胞壁的擴(kuò)增A.革蘭氏陽性細(xì)菌細(xì)胞壁的生長B.革蘭氏陰性細(xì)菌細(xì)胞壁的生長2.細(xì)胞壁和細(xì)胞膜的擴(kuò)增微生物生長A新合成的細(xì)胞壁B新合成的細(xì)胞壁細(xì)菌細(xì)胞壁的擴(kuò)增2.細(xì)胞壁

4.細(xì)胞分裂細(xì)菌細(xì)胞生長到一定程度，細(xì)胞中間部位細(xì)胞膜和壁出現(xiàn)凹陷，橫隔壁向心生長，最終在中心會合，形成兩個子細(xì)胞，完成一次分裂。

3.核糖體的建成

核糖體重建包括rRNA合成、蛋白質(zhì)合成及蛋白質(zhì)在rRNA上的裝配3個過程。目前對大腸桿菌核糖體的建成了解比較清楚。每個大腸桿菌約含10000個核糖體。微生物生長4.細(xì)胞分裂細(xì)菌細(xì)胞生長到一定程0102030405060代時(shí)/min60504030圖6-8大腸桿菌染色體復(fù)制和細(xì)菌分裂之間的關(guān)系

1.短線代表打開伸直的染色體；

2.線上圓圈代表復(fù)制起點(diǎn)；

3.線分叉長短代表復(fù)制過程微生物生長0102030405060代時(shí)/min60504030圖6-芽殖：不等分裂裂殖：均等分裂

（三）絲狀真菌菌絲的生長絲狀真菌營養(yǎng)菌絲的生長主要以極性的頂端生長的方式行。（二）酵母菌細(xì)胞的生長微生物生長芽殖：不等分裂裂殖：均等分裂（三）絲狀真菌菌絲的生長（二二、微生物的同步生長（一）選擇法1.離心分離法2.過濾分離法3.膜洗脫法

同步培養(yǎng)方法A.膜洗脫法；B.離心分離法將不同步的菌液倒入濾器翻轉(zhuǎn)濾膜倒入新鮮培養(yǎng)基新分裂的細(xì)胞被洗脫收集短時(shí)期內(nèi)的洗脫液A10%30%蔗糖梯度不同步菌群體離心后收集各部分B用小細(xì)胞接種到新鮮培養(yǎng)基中小細(xì)胞沉淀慢微生物生長二、微生物的同步生長（一）選擇法1.離心分離法2.過濾分離法1.控制溫度2.控制培養(yǎng)基成分（三）細(xì)菌的同步生長與非同步生長非同步細(xì)胞分裂同步細(xì)胞分裂時(shí)間細(xì)胞數(shù)的對數(shù)

細(xì)菌的同步生長與非同步生長（二）誘導(dǎo)法微生物生長1.控制溫度2.控制培養(yǎng)基成分（三）細(xì)菌的同步生長與非同步生三、微生物的群體生長（一）單細(xì)胞微生物的群體生長1.群體生長的測定方法計(jì)繁殖數(shù)測生長量直接間接直接間接比例計(jì)數(shù)法血球計(jì)數(shù)板法液體稀釋法平板菌落計(jì)數(shù)法測量體積稱干重比濁法生理指標(biāo)法微生物生長三、微生物的群體生長（一）單細(xì)胞微生物的群體生長1.群體生長2.細(xì)菌群體生長曲線

(1)概念：以細(xì)菌數(shù)量的對數(shù)或生長速率為縱坐標(biāo)，以生長時(shí)間為橫坐標(biāo)，繪制成的曲線稱為細(xì)菌的繁殖曲線。單細(xì)胞的細(xì)菌以菌數(shù)增加作為群體生長指標(biāo)，所以又稱生長曲線。

菌種：純種、單細(xì)胞少量培養(yǎng)基：液體、恒容積其他合適：濃度、溫度等生長曲線縱坐標(biāo)：lg/ml

橫坐標(biāo)：時(shí)間形式：一條曲線條件微生物生長2.細(xì)菌群體生長曲線形式：一條曲線條件微生物生長(2)分期：延遲期、對數(shù)期、穩(wěn)定期、衰亡期

微生物的典型生長曲線Ⅰ.延遲期Ⅱ.對數(shù)期Ⅲ.穩(wěn)定期Ⅳ.衰亡期總菌數(shù)活菌數(shù)ⅡⅢⅣ培養(yǎng)時(shí)間/h1g細(xì)胞數(shù)/個.mL-1(-)0(+)生長速度

Ⅰ微生物生長(2)分期：延遲期、對數(shù)期、穩(wěn)定期、衰亡期

①延遲期特點(diǎn)a.生長速率為0b.細(xì)胞體積增大c.原生質(zhì)嗜堿性提高d.誘導(dǎo)酶活力強(qiáng)e.對不良條件敏感（高溫、藥物等）影響因素菌種差異種齡接種量培養(yǎng)基性質(zhì)來自對數(shù)期來自延遲期微生物生長①延遲期特點(diǎn)a.生長速率為0b.細(xì)胞體積增大c.原生質(zhì)嗜堿性②對數(shù)期:幾何級數(shù)增加

特點(diǎn)a.生長速度最大b.細(xì)胞平衡增長，各成分均勻c.酶系活躍，代謝旺盛三個參數(shù)：x2=x1.2n以對數(shù)表示：lgx2=lgx1+nlg2∴n=lgx2-lgx1lg2=3.322(lgx2-lgx1)(1)繁殖代數(shù)（n）(2)生長速率常數(shù)（R）R=nt2-t1=3.322(lgx2-lgx1)t2-t1(3)代時(shí)（G）G=1R=3.322(lgx2-lgx1)t2-t1t1t2培養(yǎng)時(shí)間/h1g細(xì)胞數(shù)/個.mL-1x2x1微生物生長②對數(shù)期:幾何級數(shù)增加特點(diǎn)a.生長速度最大b.細(xì)胞平衡增影響代時(shí)的因素

1.菌種

2.營養(yǎng)成分

3.營養(yǎng)物濃度：可影響生長速率和生長總量。

4.培養(yǎng)溫度

微生物生長溫度代時(shí)/min

溫度代時(shí)/min108603522151204017.520904520254047.5773029Ecoli

不同溫度下的代時(shí)影響代時(shí)的因素1.菌種微生物生長溫度代時(shí)/min③穩(wěn)定期特點(diǎn)a.生長速率為0b.細(xì)胞產(chǎn)量最高c.貯藏物增高d.芽孢菌開始形成芽孢e.有些菌產(chǎn)生次生代謝產(chǎn)物影響因素a.養(yǎng)料消耗b.要素比例不合適c.產(chǎn)生有害代謝產(chǎn)物d.物化條件不適合微生物生長③穩(wěn)定期特點(diǎn)a.生長速率為0b.細(xì)胞產(chǎn)量最高c.貯藏物增高d④衰亡期特點(diǎn)a.生長速率為負(fù)值b.衰退型細(xì)胞增多c.自溶現(xiàn)象d.產(chǎn)芽孢菌大量形成芽孢，次生代謝產(chǎn)物增多影響因素：外界環(huán)境越來越不利，使細(xì)胞內(nèi)分解代謝大大超過合成代謝。(3)意義微生物生長④衰亡期特點(diǎn)a.生長速率為負(fù)值b.衰退型細(xì)胞增多c.自溶現(xiàn)象(二)絲狀微生物的群體生長（放線菌，真菌）15010050012345678時(shí)間/d

腐皮鐮孢菌通氣液體培養(yǎng)的生長曲線微生物生長(二)絲狀微生物的群體生長（放線菌，真菌）150100500（三）連續(xù)培養(yǎng)（continuouscultivation）概念：在培養(yǎng)容器中不斷補(bǔ)充新鮮營養(yǎng)物質(zhì)，并不斷地以同樣速度排除培養(yǎng)物（菌體及代謝產(chǎn)物），使培養(yǎng)系統(tǒng)中細(xì)胞數(shù)量和營養(yǎng)狀態(tài)保持恒定，這就是連續(xù)培養(yǎng)法。溢流管生長室接種口和出氣口流速控制閥

通入空氣以強(qiáng)制通氣和攪拌無菌培養(yǎng)液貯器

簡單的連續(xù)培養(yǎng)裝置微生物生長（三）連續(xù)培養(yǎng)（continuouscultivation第二節(jié)理化因素對微生物的影響一、物理因素對微生物生長的影響物理因素超聲波溫度輻射紫外線電離輻射氧氣氧化還原電位干燥滲透壓表面活性劑微生物生長第二節(jié)理化因素對微生物的影響一、物理因素對微生物生長的影響1.溫度對微生物生長的影響（一）溫度2.生長溫度三基點(diǎn)最低：最適最高：嗜冷菌：＜20℃（一般為15℃）中溫菌（20~45℃）嗜熱菌：＞45℃（一般為50~60℃

）室溫菌：約25℃體溫菌：約37℃一般為－10~－5℃，極端為－30℃一般為80~95℃，極端為105~150℃微生物生長1.溫度對微生物生長的影響（一）溫度2.生長溫度三基點(diǎn)最低：3.溫度對3類微生物生長速率的影響嗜冷微生物嗜溫微生物嗜熱微生物圖6－16溫度對3類微生物生長速率的影響10203040506070溫度/℃最低最適最高3.01.00.30.1世代/h微生物生長3.溫度對3類微生物生長速率的影響嗜冷微生物嗜溫微生物嗜熱微

（三）氧氣根據(jù)微生物和氧的量可分5類：（二）輻射：通過空間以波動方式傳播的能

源，或是微觀粒子或是電磁波。紅外線紫外線X射線γ射線好氧菌兼性厭氧菌耐氧菌微好氧菌厭氧菌微生物生長（三）氧氣根據(jù)微生物和氧的量可分5類：（二）輻射：通

1.專性好氧微生物缺氧不能生長。很多細(xì)菌、放線菌、真菌都屬于好氧微生物

2.專性厭氧微生物只能在無氧環(huán)境中生長，氧對他會產(chǎn)生毒害作用。例如甲烷桿菌屬。

3.兼性厭氧微生物在有氧、無氧條件下都能生長。例如酵母菌。

4.微需氧微生物在好氧和絕對厭氧條件下均不能生長，只有在氧濃度很低條件下生長。例如霍亂弧菌。

5.耐氧微生物可在有氧條件下進(jìn)行厭氧生活的厭氧微生物。乳酸菌多數(shù)屬耐氧菌。

微生物生長1.專性好氧微生物缺氧不能生長

生物在其長期進(jìn)化過程中，早就發(fā)展出去除超氧陰離子自由基等各種有害的活性氧的機(jī)制。為一切好氧生物都存在SOD就是證明。好氧生物因有SOD,故劇毒的O·2就被歧化成毒性稍低的H2O2，過氧化氫酶的作用下，H2O2

又進(jìn)一步變成無毒的H2O。厭氧菌因不能合成SOD。所以根本無法使O·2歧化成H2O2

因此，在有氧存在時(shí)，細(xì)胞內(nèi)形成的O·2就使自身受到毒害。絕大多數(shù)的耐氧菌都能合成SOD，且有過氧化物酶（peroxidase），因此劇毒的O·2可先歧化成有毒的H2O2，然后還原成無毒的H2O。即：

微生物生長生物在其長期進(jìn)化過程中，早就發(fā)展出去除超氧陰

2O2＋2H+

H2O2＋O2

過氧化氫酶（一切好氧微生物）SOD

好氧微生物及耐氧菌H2O＋－O212

過氧化物酶NADH2NAD

（耐氧菌）2H2O－··微生物生長

有實(shí)驗(yàn)證明，原有兼性厭氧菌的E.coli，如果使他突變成SOD缺陷株，則它也轉(zhuǎn)變成一株短期接觸氧就能被殺成的“嚴(yán)格厭氧菌”了.SOD除可清除超氧陰離子自由基外，還發(fā)現(xiàn)在防治人體衰老、治療自身免疫性疾病、抗癌、防白內(nèi)障、治療放射病和肺氣腫以及解除苯中毒等方面有一系列療效，故在利用微生物等生物進(jìn)行生產(chǎn)以及進(jìn)行化學(xué)修飾等方面正在作進(jìn)一步研究，以期降低其免疫原性和提高在體內(nèi)的半衰期，盡快達(dá)到在醫(yī)療保健中應(yīng)用的目的。微生物生長有實(shí)驗(yàn)證明，原有兼性厭氧菌的E.coli，微生物與氧氣的關(guān)系微生物種類

與氧氣的關(guān)系SOD過氧化氫酶專性好氧菌依賴大氣氧生長

有

有兼性厭氧菌不需氧，但有氧生長更好

有

有微好氧菌需要的氧濃度低，大氣氧對其有害

有有（低水平）耐氧菌不需氧，但有氧能生長

有

無專性厭氧菌不需氧，有氧時(shí)死亡

無

無微生物生長微生物與氧氣的關(guān)系微生物種類與氧氣的關(guān)系SOD過

（四）氧化還原電位好氧微生物的氧化酶系的活動需有較高的氧化還原位，通常要求Eh值在＋0.1V以上，以＋o.3～＋0.4V為宜。厭氧微生物只能＋0.1V以下生長，以－0.1V為宜。兼性厭氧微生物在＋0.1V以上進(jìn)行好氧呼吸，在＋0.1V以下進(jìn)行發(fā)酵或無氧呼吸。

（五）水分微生物可利用的水通常用活水度（Aw）表示。水活度表示在天然環(huán)境中，微生物可實(shí)際利用的自由水（或游離水）的含量。要定量地表示Aw，則含義為：在同溫同壓下，某溶液的蒸汽壓（P）與純水壓（Po）之比。

PPoAw=微生物生長（四）氧化還原電位PPo

結(jié)合水越多，自由水越少，Aw越小，對微生物生長越不利。

控制食品Aw的方法：

1.增加溶質(zhì)量

2.減少溶劑量

3.冷凍微生物生長結(jié)合水越多，自由水越少，Aw越小，對微

1.pH

2.重金屬及其化合物：Hg、Ag、Cu

3.鹵素及其化合物：碘

4.有機(jī)化合物：酚、醇、醛

5.染料：孔雀綠、結(jié)晶紫二、化學(xué)因素對微生物生長的影響微生物生長1.pH二、化學(xué)因素對微生物生長的影響微生物生長

第三節(jié)微生物生長的控制物理方法：加熱、低溫、干燥、輻射過慮化學(xué)方法：消毒劑、防腐劑、化學(xué)治療劑微生物生長第三節(jié)微生物生長的控制物理方法：加熱、低溫、干燥、幾個基本概念：

消毒－－采用溫和的理化因素殺死物體中所有病原菌的措施稱為消毒。

滅菌－－利用強(qiáng)烈的理化因素殺死物體中所有微生物的措施稱為滅菌。

防腐－－利用某種理化因素抑制微生物生長的措施稱為防腐。

化療－－利用具有選擇毒性的化學(xué)物質(zhì)抑制寄主體內(nèi)病原微生物或病變細(xì)胞的治療措施稱為化療。微生物生長幾個基本概念：消毒－－采用溫和的理化因素殺死物體中所有病

（一）高溫滅菌1.原理a、高溫使蛋白質(zhì)和核酸不可逆地變性。

b、破壞了細(xì)胞的其他組成。

c、細(xì)胞膜上類脂質(zhì)成分被熱溶解而形成極小的孔、使細(xì)胞內(nèi)容物泄漏而引起死亡。

一、控制微生物生長的物理方法微生物生長（一）高溫滅菌1.原理a、高溫使蛋白質(zhì)和核酸不可逆地變性。

火焰灼燒法烘箱內(nèi)熱空氣滅菌法干熱滅菌法連續(xù)加壓滅菌法濕熱滅菌（消毒）法常壓下巴氏消毒法LTH法加壓下煮沸消毒法常規(guī)加壓滅菌法HTST法2.方法微生物生長火焰灼燒法烘箱內(nèi)熱空氣滅菌法干熱滅菌法連續(xù)加壓滅菌法濕熱滅微生物生長微生物生長

a、在有水的條件下，菌體蛋白容易凝固。

b、熱蒸氣穿透力大。

c、蒸氣有潛熱，當(dāng)蒸汽在物體表面凝結(jié)為水時(shí)放出大量熱量，可提高滅菌物品的溫度。

在同樣溫度下濕熱滅菌比干熱滅菌效果好的原因有：

加熱方式

溫度（℃）

加熱時(shí)間（h）穿透紗布層數(shù)及其溫度（℃）20層40層100層

干熱溫?zé)?30~1401054386101

72

10172以下

101表6－5熱蒸汽與干熱空氣穿透力的比較3.干熱滅菌與濕熱滅菌比較微生物生長a、在有水的條件下，菌體蛋白容易凝固。b、熱蒸氣穿透（3）光復(fù)活作用（二）低溫抑菌抑菌殺菌（三）輻射

1.紫外輻射（1）應(yīng)用：空氣消毒、器械消毒、變異研究。b.u.v使O2變?yōu)镺3，其不穩(wěn)定，易分解放出氧化能力極強(qiáng)的新生態(tài)氧［O］，具殺菌作用。（2）殺菌原理：a.u.v作用于DNA，使之改變生物學(xué)活性，干擾核酸復(fù)制，導(dǎo)致細(xì)胞死亡或變異。微生物生長（3）光復(fù)活作用（二）低溫抑菌抑菌殺菌（三）輻射1.紫

2.電離輻射（x、r、a、?)

特點(diǎn)：波長短、穿透力強(qiáng)，能量高

殺菌原理：間接通過射線引起環(huán)境中水分子和細(xì)胞中水分子能量后導(dǎo)致電離，產(chǎn)生自由基團(tuán)，其游離基團(tuán)能與細(xì)胞中敏感分子反應(yīng)使之失活，引起微生物死亡。（1）水經(jīng)輻射后形成離子水和自由電子：H2O輻射H2O++e-e-+H2O+H2O-（2）兩種離子水進(jìn)一步反應(yīng)形成離子和自由基：H2O+H++OHH2O-OH-+H微生物生長2.電離輻射（x、r、a、?)特點(diǎn)：波長短、穿透力O2+e-O2-O2+2e-O22-HO2O2-+H+H2O2O22

-+2H+（4）過氧基團(tuán)能使酶蛋白的－SH基氧化；自由基也具氧化作用和分解作用，使細(xì)胞受損。+H2OOHRH+RR-NH+HR+NH2（3）液體內(nèi)溶解氧與離子作用產(chǎn)生一些具有

強(qiáng)氧化性的過氧基團(tuán)：微生物生長O2+e-O2-O2+2e-O22-HO2O2

（四）干燥和滲透壓

1.干燥：主要作用是抑菌，使細(xì)胞失水，代謝停止。

2.滲透壓：微生物在高滲環(huán)境中，水從細(xì)胞中流出，使細(xì)胞脫水。

（五）過濾除菌：通過某種多孔的材料，使微生物與液體分離。

（六）超聲波：通過探頭的高頻振動使細(xì)胞內(nèi)外產(chǎn)生的壓力差，導(dǎo)致細(xì)胞破裂；超聲波振動，機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，使溶液溫度升高，?xì)胞熱變性，抑制或殺死微生物。微生物生長（四）干燥和滲透壓（五）過濾除菌

二、控制微生物生長的化學(xué)方法

（一）消毒劑和防腐劑醇類、醛類、酚類、表面活性劑、染料、氧化劑、重金屬、酸堿類

（二）抗代謝物概念：有些化合物結(jié)構(gòu)與生物的代謝物很相似，競爭特定的酶，阻礙酶的功能，干擾正常代謝，這些物質(zhì)稱為抗代謝物。微生物生長二、控制微生物生長的化學(xué)方法（一）消毒劑和防

磺胺作用機(jī)理NH2SO2-NHR磺胺NH2COOHPABA二氫蝶啶

二氫蝶酸合成酶磺胺PABA二氫蝶酸二氫葉酸合成酶二氫葉酸谷氨酸二氫葉酸還原酶2[H]TMP四氫葉酸前體嘌呤、嘧啶、核苷酸、絲氨酸、甲硫氨酸等碳基轉(zhuǎn)移微生物生長磺胺作用機(jī)理NH2SO2-NHR磺胺NH2COOHP（三）抗生素

概念：抗生素是生物在新陳代謝中產(chǎn)生的或人工衍生的，很低的濃度就能抑制他種生物的生命活動，甚至殺死他種生物的化學(xué)物質(zhì)。

1.抑制細(xì)胞壁的形成：青霉素

2.影響細(xì)胞膜的功能：多粘菌素作用機(jī)理

3.干擾蛋白質(zhì)的合成：四環(huán)素

4.阻礙核酸的復(fù)制：放線菌素D5.影響能量的利用：抗霉素微生物生長（三）抗生素概念：抗生素是生物在新陳代謝（四）微生物的抗藥性

1.細(xì)菌產(chǎn)生鈍化或分解藥物的酶

2.改變細(xì)胞膜的透性

3.改變對藥物敏感的位點(diǎn)

4.菌株發(fā)生變異微生物生長（四）微生物的抗藥性1.細(xì)菌產(chǎn)生鈍化或分解藥物的酶微第七章

微生物的生長

第七章

微生物的生長※典型細(xì)菌生長曲線的特點(diǎn)和意義※理化因素對微生物生長的影響※控制微生物生長的理化方法教學(xué)重點(diǎn)微生物生長※典型細(xì)菌生長曲線的特點(diǎn)和意義教學(xué)重點(diǎn)微生物生長生長、繁殖的概念個體生長微生物生長

平衡生長

個體繁殖（數(shù)量增加）

群體生長體積數(shù)量大小體積濃度重量

濃度重量生長、繁殖的概念個體生長微生物生長平衡生長個體繁殖（第七章微生物課件(微生物的生長)第七章微生物課件(微生物的生長)第一節(jié)微生物純培養(yǎng)的生長

一、微生物的個體生長

單細(xì)胞微生物個體的生長表現(xiàn)為細(xì)胞物質(zhì)的合成和細(xì)胞體積的增加，生長到一定時(shí)期就分裂為兩個細(xì)胞。多細(xì)胞微生物的個體生長反映在細(xì)胞數(shù)目和細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)含量的增加。微生物生長第一節(jié)微生物純培養(yǎng)的生長一、微生物的個體生長微生復(fù)制基因5’3’細(xì)胞膜間體A5’3’B5’3’CDNA運(yùn)動的方向5’3’5’3’D3’5’5’3’圖6-5滾環(huán)復(fù)制模型(一)細(xì)菌細(xì)胞的生長：

細(xì)胞體積增大、原生質(zhì)量增加、細(xì)胞結(jié)構(gòu)組建。1.細(xì)菌染色體的復(fù)制微生物生長復(fù)制基因5’3’細(xì)胞膜間體A5’3’B5’3’CDNA運(yùn)動5A新合成的細(xì)胞壁B新合成的細(xì)胞壁

細(xì)菌細(xì)胞壁的擴(kuò)增A.革蘭氏陽性細(xì)菌細(xì)胞壁的生長B.革蘭氏陰性細(xì)菌細(xì)胞壁的生長2.細(xì)胞壁和細(xì)胞膜的擴(kuò)增微生物生長A新合成的細(xì)胞壁B新合成的細(xì)胞壁細(xì)菌細(xì)胞壁的擴(kuò)增2.細(xì)胞壁

4.細(xì)胞分裂細(xì)菌細(xì)胞生長到一定程度，細(xì)胞中間部位細(xì)胞膜和壁出現(xiàn)凹陷，橫隔壁向心生長，最終在中心會合，形成兩個子細(xì)胞，完成一次分裂。

3.核糖體的建成

核糖體重建包括rRNA合成、蛋白質(zhì)合成及蛋白質(zhì)在rRNA上的裝配3個過程。目前對大腸桿菌核糖體的建成了解比較清楚。每個大腸桿菌約含10000個核糖體。微生物生長4.細(xì)胞分裂細(xì)菌細(xì)胞生長到一定程0102030405060代時(shí)/min60504030圖6-8大腸桿菌染色體復(fù)制和細(xì)菌分裂之間的關(guān)系

1.短線代表打開伸直的染色體；

2.線上圓圈代表復(fù)制起點(diǎn)；

3.線分叉長短代表復(fù)制過程微生物生長0102030405060代時(shí)/min60504030圖6-芽殖：不等分裂裂殖：均等分裂

（三）絲狀真菌菌絲的生長絲狀真菌營養(yǎng)菌絲的生長主要以極性的頂端生長的方式行。（二）酵母菌細(xì)胞的生長微生物生長芽殖：不等分裂裂殖：均等分裂（三）絲狀真菌菌絲的生長（二二、微生物的同步生長（一）選擇法1.離心分離法2.過濾分離法3.膜洗脫法

同步培養(yǎng)方法A.膜洗脫法；B.離心分離法將不同步的菌液倒入濾器翻轉(zhuǎn)濾膜倒入新鮮培養(yǎng)基新分裂的細(xì)胞被洗脫收集短時(shí)期內(nèi)的洗脫液A10%30%蔗糖梯度不同步菌群體離心后收集各部分B用小細(xì)胞接種到新鮮培養(yǎng)基中小細(xì)胞沉淀慢微生物生長二、微生物的同步生長（一）選擇法1.離心分離法2.過濾分離法1.控制溫度2.控制培養(yǎng)基成分（三）細(xì)菌的同步生長與非同步生長非同步細(xì)胞分裂同步細(xì)胞分裂時(shí)間細(xì)胞數(shù)的對數(shù)

細(xì)菌的同步生長與非同步生長（二）誘導(dǎo)法微生物生長1.控制溫度2.控制培養(yǎng)基成分（三）細(xì)菌的同步生長與非同步生三、微生物的群體生長（一）單細(xì)胞微生物的群體生長1.群體生長的測定方法計(jì)繁殖數(shù)測生長量直接間接直接間接比例計(jì)數(shù)法血球計(jì)數(shù)板法液體稀釋法平板菌落計(jì)數(shù)法測量體積稱干重比濁法生理指標(biāo)法微生物生長三、微生物的群體生長（一）單細(xì)胞微生物的群體生長1.群體生長2.細(xì)菌群體生長曲線

(1)概念：以細(xì)菌數(shù)量的對數(shù)或生長速率為縱坐標(biāo)，以生長時(shí)間為橫坐標(biāo)，繪制成的曲線稱為細(xì)菌的繁殖曲線。單細(xì)胞的細(xì)菌以菌數(shù)增加作為群體生長指標(biāo)，所以又稱生長曲線。

菌種：純種、單細(xì)胞少量培養(yǎng)基：液體、恒容積其他合適：濃度、溫度等生長曲線縱坐標(biāo)：lg/ml

橫坐標(biāo)：時(shí)間形式：一條曲線條件微生物生長2.細(xì)菌群體生長曲線形式：一條曲線條件微生物生長(2)分期：延遲期、對數(shù)期、穩(wěn)定期、衰亡期

微生物的典型生長曲線Ⅰ.延遲期Ⅱ.對數(shù)期Ⅲ.穩(wěn)定期Ⅳ.衰亡期總菌數(shù)活菌數(shù)ⅡⅢⅣ培養(yǎng)時(shí)間/h1g細(xì)胞數(shù)/個.mL-1(-)0(+)生長速度

Ⅰ微生物生長(2)分期：延遲期、對數(shù)期、穩(wěn)定期、衰亡期

①延遲期特點(diǎn)a.生長速率為0b.細(xì)胞體積增大c.原生質(zhì)嗜堿性提高d.誘導(dǎo)酶活力強(qiáng)e.對不良條件敏感（高溫、藥物等）影響因素菌種差異種齡接種量培養(yǎng)基性質(zhì)來自對數(shù)期來自延遲期微生物生長①延遲期特點(diǎn)a.生長速率為0b.細(xì)胞體積增大c.原生質(zhì)嗜堿性②對數(shù)期:幾何級數(shù)增加

特點(diǎn)a.生長速度最大b.細(xì)胞平衡增長，各成分均勻c.酶系活躍，代謝旺盛三個參數(shù)：x2=x1.2n以對數(shù)表示：lgx2=lgx1+nlg2∴n=lgx2-lgx1lg2=3.322(lgx2-lgx1)(1)繁殖代數(shù)（n）(2)生長速率常數(shù)（R）R=nt2-t1=3.322(lgx2-lgx1)t2-t1(3)代時(shí)（G）G=1R=3.322(lgx2-lgx1)t2-t1t1t2培養(yǎng)時(shí)間/h1g細(xì)胞數(shù)/個.mL-1x2x1微生物生長②對數(shù)期:幾何級數(shù)增加特點(diǎn)a.生長速度最大b.細(xì)胞平衡增影響代時(shí)的因素

1.菌種

2.營養(yǎng)成分

3.營養(yǎng)物濃度：可影響生長速率和生長總量。

4.培養(yǎng)溫度

微生物生長溫度代時(shí)/min

溫度代時(shí)/min108603522151204017.520904520254047.5773029Ecoli

不同溫度下的代時(shí)影響代時(shí)的因素1.菌種微生物生長溫度代時(shí)/min③穩(wěn)定期特點(diǎn)a.生長速率為0b.細(xì)胞產(chǎn)量最高c.貯藏物增高d.芽孢菌開始形成芽孢e.有些菌產(chǎn)生次生代謝產(chǎn)物影響因素a.養(yǎng)料消耗b.要素比例不合適c.產(chǎn)生有害代謝產(chǎn)物d.物化條件不適合微生物生長③穩(wěn)定期特點(diǎn)a.生長速率為0b.細(xì)胞產(chǎn)量最高c.貯藏物增高d④衰亡期特點(diǎn)a.生長速率為負(fù)值b.衰退型細(xì)胞增多c.自溶現(xiàn)象d.產(chǎn)芽孢菌大量形成芽孢，次生代謝產(chǎn)物增多影響因素：外界環(huán)境越來越不利，使細(xì)胞內(nèi)分解代謝大大超過合成代謝。(3)意義微生物生長④衰亡期特點(diǎn)a.生長速率為負(fù)值b.衰退型細(xì)胞增多c.自溶現(xiàn)象(二)絲狀微生物的群體生長（放線菌，真菌）15010050012345678時(shí)間/d

腐皮鐮孢菌通氣液體培養(yǎng)的生長曲線微生物生長(二)絲狀微生物的群體生長（放線菌，真菌）150100500（三）連續(xù)培養(yǎng)（continuouscultivation）概念：在培養(yǎng)容器中不斷補(bǔ)充新鮮營養(yǎng)物質(zhì)，并不斷地以同樣速度排除培養(yǎng)物（菌體及代謝產(chǎn)物），使培養(yǎng)系統(tǒng)中細(xì)胞數(shù)量和營養(yǎng)狀態(tài)保持恒定，這就是連續(xù)培養(yǎng)法。溢流管生長室接種口和出氣口流速控制閥

通入空氣以強(qiáng)制通氣和攪拌無菌培養(yǎng)液貯器

簡單的連續(xù)培養(yǎng)裝置微生物生長（三）連續(xù)培養(yǎng)（continuouscultivation第二節(jié)理化因素對微生物的影響一、物理因素對微生物生長的影響物理因素超聲波溫度輻射紫外線電離輻射氧氣氧化還原電位干燥滲透壓表面活性劑微生物生長第二節(jié)理化因素對微生物的影響一、物理因素對微生物生長的影響1.溫度對微生物生長的影響（一）溫度2.生長溫度三基點(diǎn)最低：最適最高：嗜冷菌：＜20℃（一般為15℃）中溫菌（20~45℃）嗜熱菌：＞45℃（一般為50~60℃

）室溫菌：約25℃體溫菌：約37℃一般為－10~－5℃，極端為－30℃一般為80~95℃，極端為105~150℃微生物生長1.溫度對微生物生長的影響（一）溫度2.生長溫度三基點(diǎn)最低：3.溫度對3類微生物生長速率的影響嗜冷微生物嗜溫微生物嗜熱微生物圖6－16溫度對3類微生物生長速率的影響10203040506070溫度/℃最低最適最高3.01.00.30.1世代/h微生物生長3.溫度對3類微生物生長速率的影響嗜冷微生物嗜溫微生物嗜熱微

（三）氧氣根據(jù)微生物和氧的量可分5類：（二）輻射：通過空間以波動方式傳播的能

源，或是微觀粒子或是電磁波。紅外線紫外線X射線γ射線好氧菌兼性厭氧菌耐氧菌微好氧菌厭氧菌微生物生長（三）氧氣根據(jù)微生物和氧的量可分5類：（二）輻射：通

1.專性好氧微生物缺氧不能生長。很多細(xì)菌、放線菌、真菌都屬于好氧微生物

2.專性厭氧微生物只能在無氧環(huán)境中生長，氧對他會產(chǎn)生毒害作用。例如甲烷桿菌屬。

3.兼性厭氧微生物在有氧、無氧條件下都能生長。例如酵母菌。

4.微需氧微生物在好氧和絕對厭氧條件下均不能生長，只有在氧濃度很低條件下生長。例如霍亂弧菌。

5.耐氧微生物可在有氧條件下進(jìn)行厭氧生活的厭氧微生物。乳酸菌多數(shù)屬耐氧菌。

微生物生長1.專性好氧微生物缺氧不能生長

生物在其長期進(jìn)化過程中，早就發(fā)展出去除超氧陰離子自由基等各種有害的活性氧的機(jī)制。為一切好氧生物都存在SOD就是證明。好氧生物因有SOD,故劇毒的O·2就被歧化成毒性稍低的H2O2，過氧化氫酶的作用下，H2O2

又進(jìn)一步變成無毒的H2O。厭氧菌因不能合成SOD。所以根本無法使O·2歧化成H2O2

因此，在有氧存在時(shí)，細(xì)胞內(nèi)形成的O·2就使自身受到毒害。絕大多數(shù)的耐氧菌都能合成SOD，且有過氧化物酶（peroxidase），因此劇毒的O·2可先歧化成有毒的H2O2，然后還原成無毒的H2O。即：

微生物生長生物在其長期進(jìn)化過程中，早就發(fā)展出去除超氧陰

2O2＋2H+

H2O2＋O2

過氧化氫酶（一切好氧微生物）SOD

好氧微生物及耐氧菌H2O＋－O212

過氧化物酶NADH2NAD

（耐氧菌）2H2O－··微生物生長

有實(shí)驗(yàn)證明，原有兼性厭氧菌的E.coli，如果使他突變成SOD缺陷株，則它也轉(zhuǎn)變成一株短期接觸氧就能被殺成的“嚴(yán)格厭氧菌”了.SOD除可清除超氧陰離子自由基外，還發(fā)現(xiàn)在防治人體衰老、治療自身免疫性疾病、抗癌、防白內(nèi)障、治療放射病和肺氣腫以及解除苯中毒等方面有一系列療效，故在利用微生物等生物進(jìn)行生產(chǎn)以及進(jìn)行化學(xué)修飾等方面正在作進(jìn)一步研究，以期降低其免疫原性和提高在體內(nèi)的半衰期，盡快達(dá)到在醫(yī)療保健中應(yīng)用的目的。微生物生長有實(shí)驗(yàn)證明，原有兼性厭氧菌的E.coli，微生物與氧氣的關(guān)系微生物種類

與氧氣的關(guān)系SOD過氧化氫酶專性好氧菌依賴大氣氧生長

有

有兼性厭氧菌不需氧，但有氧生長更好

有

有微好氧菌需要的氧濃度低，大氣氧對其有害

有有（低水平）耐氧菌不需氧，但有氧能生長

有

無專性厭氧菌不需氧，有氧時(shí)死亡

無

無微生物生長微生物與氧氣的關(guān)系微生物種類與氧氣的關(guān)系SOD過

（四）氧化還原電位好氧微生物的氧化酶系的活動需有較高的氧化還原位，通常要求Eh值在＋0.1V以上，以＋o.3～＋0.4V為宜。厭氧微生物只能＋0.1V以下生長，以－0.1V為宜。兼性厭氧微生物在＋0.1V以上進(jìn)行好氧呼吸，在＋0.1V以下進(jìn)行發(fā)酵或無氧呼吸。

（五）水分微生物可利用的水通常用活水度（Aw）表示。水活度表示在天然環(huán)境中，微生物可實(shí)際利用的自由水（或游離水）的含量。要定量地表示Aw，則含義為：在同溫同壓下，某溶液的蒸汽壓（P）與純水壓（Po）之比。

PPoAw=微生物生長（四）氧化還原電位PPo

結(jié)合水越多，自由水越少，Aw越小，對微生物生長越不利。

控制食品Aw的方法：

1.增加溶質(zhì)量

2.減少溶劑量

3.冷凍微生物生長結(jié)合水越多，自由水越少，Aw越小，對微

1.pH

2.重金屬及其化合物：Hg、Ag、Cu

3.鹵素及其化合物：碘

4.有機(jī)化合物：酚、醇、醛

5.染料：孔雀綠、結(jié)晶紫二、化學(xué)因素對微生物生長的影響微生物生長1.pH二、化學(xué)因素對微生物生長的影響微生物生長

第三節(jié)微生物生長的控制物理方法：加熱、低溫、干燥、輻射過慮化學(xué)方法：消毒劑、防腐劑、化學(xué)治療劑微生物生長第三節(jié)微生物生長的控制物理方法：加熱、低溫、干燥、幾個基本概念：

消毒－－采用溫和的理化因素殺死物體中所有病原菌的措施稱為消毒。

滅菌－－利用強(qiáng)烈的理化因素殺死物體中所有微生物的措施稱為滅菌。

防腐－－利用某種理化因素抑制微生物生長的措施稱為防腐。

化療－－利用具有選擇毒性的化學(xué)物質(zhì)抑制寄主體內(nèi)病原微生物或病變細(xì)胞的治療措施稱為化療。微生物生長幾個基本概念：消毒－－采用溫和的理化因素殺死物體中所有病

（一）高溫滅菌1.原理a、高溫使蛋白質(zhì)和核酸不可逆地變性。

b、破壞了細(xì)胞的其他組成。

c、細(xì)胞膜上類脂質(zhì)成分被熱溶解而形成極小的孔、使細(xì)胞內(nèi)容物泄漏而引起死亡。

一、控制微生物生長的物理方法微生物生長（一）高溫滅菌1.原理a、高溫使蛋白質(zhì)和核酸不可逆地變性。

火焰灼燒法烘箱內(nèi)熱空氣滅菌法干熱滅菌法連續(xù)加壓滅菌法濕熱滅菌（消毒）法常壓下巴氏消毒法LTH法加壓下煮沸消毒法常規(guī)加壓滅菌法HTST法2.方法微生物生長火焰灼燒法烘箱內(nèi)熱空氣滅菌法干熱滅菌法連續(xù)加壓滅菌法濕熱滅微生物生長微生物生長

a、在有水的條件下，菌體蛋白容易凝固。

b、熱蒸氣穿透力大。

c、蒸氣有潛熱，當(dāng)蒸汽在物體表面凝結(jié)為水時(shí)放出大量熱量，可提高滅菌物品的溫度。

在同樣溫度下濕熱滅菌比干熱滅菌效果好的原因有：

加熱方式

溫度（℃）

加熱時(shí)間（h）穿透紗布層數(shù)及其溫度（℃）20層40層100層

干熱溫?zé)?30~1401054386101

72

10172以下

101表6－5熱蒸汽與干熱空氣穿透力的比較3.干熱滅菌與濕熱滅菌比較微生物生長a、在有水的條件下，菌體蛋