菌種的制備和保藏詳解演示文稿

菌種的制備和保藏詳解演示文稿1當(dāng)前第1頁\共有42頁\編于星期五\14點優(yōu)選菌種的制備和保藏2當(dāng)前第2頁\共有42頁\編于星期五\14點生長——微生物細胞吸收營養(yǎng)物質(zhì)，進行新陳代謝，當(dāng)同化作用>異化作用時，生命個體的重量和體積不斷增大的過程。繁殖——生命個體生長到一定階段，通過特定方式產(chǎn)生新的生命個體，即引起生命個體數(shù)量增加的生物學(xué)過程。發(fā)育——從生長到繁殖，是生物的構(gòu)造和機能從簡單到復(fù)雜、從量變到質(zhì)變的發(fā)展變化過程，這一過程稱為發(fā)育。個體生長——微生物細胞個體吸收營養(yǎng)物質(zhì)，進行新陳代謝，原生質(zhì)與細胞組分的增加為個體生長。群體生長——群體中個體數(shù)目的增加。可以用重量、體積、密度或濃度來衡量。（由于微生物的個體極小，所以常用群體生長來反映個體生長的狀況）個體生長個體繁殖群體生長群體生長=個體生長+個體繁殖一、生長與繁殖的概念3當(dāng)前第3頁\共有42頁\編于星期五\14點二、細菌的繁殖一般為無性繁殖，二分裂法。同形裂殖：裂殖后形成的子細胞大小相等。異形裂殖：分裂產(chǎn)生兩個大小不等的子細胞。細菌分裂過程：①菌體伸長，核質(zhì)體分裂②形成橫隔壁③子細胞分離無性繁殖有性繁殖☆少數(shù)有菌毛的菌可進行有性繁殖方式4當(dāng)前第4頁\共有42頁\編于星期五\14點三、放線菌的生長繁殖5當(dāng)前第5頁\共有42頁\編于星期五\14點★由分枝狀菌絲組成。菌絲無隔膜，仍屬單細胞。菌絲直徑與桿菌相似（1m左右）；細胞壁含磷壁酸、二氨基庚二酸，不含幾丁質(zhì)、纖維素；革蘭氏陰性。1、放線菌的形態(tài)構(gòu)造★菌絲根據(jù)形態(tài)和功能不同可分為：

基內(nèi)菌絲(Substratemycelium）氣生菌絲(Aerialmycelium)孢子絲(Reproductivemycelium)6當(dāng)前第6頁\共有42頁\編于星期五\14點2、放線菌的繁殖方式7當(dāng)前第7頁\共有42頁\編于星期五\14點四

霉菌的繁殖方式8當(dāng)前第8頁\共有42頁\編于星期五\14點)：1.孢囊孢子（sporangiospore）形成特征：形成于菌絲的特化結(jié)構(gòu)——孢子囊內(nèi)。孢子形態(tài)：近圓形。舉例：根霉、毛霉。9當(dāng)前第9頁\共有42頁\編于星期五\14點2.分生孢子(Canidinm):形成特征：由分生孢子梗頂端細胞特化而成的單個或簇生的孢子。孢子形態(tài)：極多樣。舉例：曲霉、青霉。10當(dāng)前第10頁\共有42頁\編于星期五\14點3.節(jié)孢子(arthrospore，又稱粉孢子)形成特征：由菌絲斷裂而成。孢子形態(tài)：常呈成串短柱狀。舉例：白地霉。11當(dāng)前第11頁\共有42頁\編于星期五\14點厚垣孢子4.厚垣孢子（Chlamydospore)形成特征：部分菌絲細胞質(zhì)濃縮、變圓，周圍生出厚壁而成。孢子形態(tài)：圓形、柱形等。舉例：總狀毛霉。12當(dāng)前第12頁\共有42頁\編于星期五\14點有性結(jié)構(gòu)及其形態(tài)特征：由大小不同的配子囊結(jié)合后發(fā)育而成。小配子囊稱雄器；大配子囊稱藏卵器。所屬分類地位：卵菌綱。1.卵孢子（oospore)13當(dāng)前第13頁\共有42頁\編于星期五\14點2.接合孢子（zygospore):有性結(jié)構(gòu)及其形態(tài)特征：

是由菌絲生出的結(jié)構(gòu)大小相似、形態(tài)相同或略有不同兩個配子囊接合后發(fā)育而成。所屬分類地位：接合菌綱接合孢子形成過程:14當(dāng)前第14頁\共有42頁\編于星期五\14點3.子囊孢子（ascospore):有性結(jié)構(gòu)及其形態(tài)特征：在子囊中形成。子囊：兩性細胞接觸以后形成的囊狀結(jié)構(gòu)。子囊的形成有兩種方式：①兩個營養(yǎng)細胞直接交配而成，其外面無菌絲包裹；②從一個特殊的、來自產(chǎn)囊體菌絲（稱為產(chǎn)囊絲）的結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生子囊，多個子囊外面被菌絲包圍形成子實體，稱為子囊果。所屬分類地位：子囊菌綱15當(dāng)前第15頁\共有42頁\編于星期五\14點4.擔(dān)孢子(basidiospore)有性結(jié)構(gòu)及其形態(tài)特征：擔(dān)子菌所特有，經(jīng)兩性細胞核配合后產(chǎn)生的外生孢子。因著生在擔(dān)子上而得名。所屬分類地位：擔(dān)子菌綱16當(dāng)前第16頁\共有42頁\編于星期五\14點五、微生物生長的測定方法描述不同種類、不同生長狀態(tài)的微生物生長情況，需選用不同的測定指標(biāo)。（一）微生物細胞數(shù)目的檢測法直接法（血球計數(shù)板、比例計數(shù)法）間接法（活菌計數(shù)法、液體稀釋法、膜過濾法）（二）微生物生長量和生理指標(biāo)測定法直接法(干重法，堆體積法)間接法（比濁法，碳、氮含量法，其它生理指標(biāo)）17當(dāng)前第17頁\共有42頁\編于星期五\14點1.涂片染色法應(yīng)用：可同時計數(shù)不同微生物的菌數(shù)，適

于土壤、牛奶中細菌計數(shù)。方法：用鏡臺測微尺計算出視野面積；取

0.01ml菌液涂于1cm2面積上，計數(shù)后代

入公式：

每ml原菌液含菌數(shù)=視野中平均菌數(shù)×涂布面積/視野面積×100×稀釋倍數(shù)18當(dāng)前第18頁\共有42頁\編于星期五\14點原理：將1cm2×0.1mm的薄層空間劃分為400小格，從中均勻分布地選取80或100小格，計數(shù)其中的細胞數(shù)目，換算成單位體積中的細胞數(shù)。適用范圍：個體較大細胞或顆粒，如血球、酵母菌等。不適用于細菌等個體較小的細胞，因為（1）細菌細胞太小，不易沉降；（2）在油鏡下看不清網(wǎng)格線，超出油鏡工作距離。特點：快速，準(zhǔn)確，對酵母菌可同時測定出芽率，或在菌懸液中加入少量美藍可以區(qū)分死活細胞。2.血球計數(shù)板法19當(dāng)前第19頁\共有42頁\編于星期五\14點2.血球計數(shù)板法20當(dāng)前第20頁\共有42頁\編于星期五\14點3.比濁法原理是在一定范圍內(nèi)，菌懸液中的細胞濃度與混濁度成正比，即與光密度成正比，菌數(shù)越多，光密度越大。因此，借助于分光光度計，在一定波長下測定菌懸液的光密度，就可反應(yīng)出菌液的濃度。特點：快速、簡便；但易受干擾。21當(dāng)前第21頁\共有42頁\編于星期五\14點4.平板菌落計數(shù)法★技術(shù)要求：樣品充分混勻，操作熟練快速（15~20min完成操作），嚴(yán)格無菌操作；★注意事項：每一支吸管只能用于一個稀釋度，樣品混勻處理，傾注平板時的培養(yǎng)基溫度；★適用范圍：中溫、好氧和兼性厭氧、能在營養(yǎng)瓊脂上生長的微生物，★誤差：多次稀釋造成的誤差是主要來源，其次還有由于樣品內(nèi)菌體分布不均勻、以及不當(dāng)操作★Astandardplatecount(viablecount)reflectsthenumberofviablemicrobesandassumesthateachbacteriumgrowsintoasinglecolony;platecountsarereportedasnumberofcolony-formingunits(CFU)perml(CFU/ml)orperg(CFU/g)ofsample.22當(dāng)前第22頁\共有42頁\編于星期五\14點4.平板菌落計數(shù)法23當(dāng)前第23頁\共有42頁\編于星期五\14點六、微生物的群體生長☆無分支單細胞微生物主要包括細菌和酵母菌，其群體生長是以群體中細胞數(shù)量的增加來表示的，☆由一個細胞分裂成為兩個細胞的時間間隔稱為世代，一個世代所需的時間就是代時（Ｇenerationtime,G），代時也就是群體細胞數(shù)目擴大一倍所需時間，有時也稱為倍增時間。☆右圖表示的是一個細胞經(jīng)過若干代分裂后的情況。右圖可見，每經(jīng)過一個代時，細胞數(shù)目就增加一倍，呈指數(shù)增加，因而被稱為指數(shù)生長，這就是單細胞群體生長的特征。1.無分支單細胞微生物的群體生長特征24當(dāng)前第24頁\共有42頁\編于星期五\14點將少量單細胞的純培養(yǎng)，接種到一恒定容積的新鮮液體培養(yǎng)基中，在適宜條件下培養(yǎng)，每隔一定時間取樣，測菌細胞數(shù)目。以培養(yǎng)時間為橫坐標(biāo)，以細菌增長數(shù)目的對數(shù)為縱坐標(biāo)，繪制所得的曲線。生長曲線的制作25當(dāng)前第25頁\共有42頁\編于星期五\14點典型的生長曲線

（Growthcurve）延滯期對數(shù)期穩(wěn)定期衰亡期時期的劃分：按照生長速率常數(shù)（growthraceconstant）不同26當(dāng)前第26頁\共有42頁\編于星期五\14點其它名稱：停滯期、調(diào)整期、適應(yīng)期1.現(xiàn)象：活菌數(shù)沒增加，曲線平行于橫軸。2.特點：生長速率常數(shù)=0細胞形態(tài)變大或增長細胞內(nèi)RNA特別是rRNA含量增高，原生質(zhì)嗜堿性增強合成代謝活躍（核糖體、酶類、ATP合成加快），易產(chǎn)生誘導(dǎo)酶對外界不良條件敏感，（如氯化鈉濃度、溫度、抗生素等化學(xué)藥物）3.原因：適應(yīng)新的環(huán)境條件，合成新的酶，積累必要的中間產(chǎn)物①.延滯期（lagphase）27當(dāng)前第27頁\共有42頁\編于星期五\14點◆菌種：繁殖速度較快的菌種的延遲期一般較短；◆接種物菌齡：用對數(shù)生長期的菌種接種時，其延遲期較短，甚至檢查不到延遲期；◆接種量：一般來說，接種量增大可縮短甚至消除延遲期（發(fā)酵工業(yè)上一般采用1/10的接種量）；◆培養(yǎng)基成分：

在營養(yǎng)成分豐富的天然培養(yǎng)基上生長的延滯期比在合成培養(yǎng)基上生長時短；

接種后培養(yǎng)基成分有較大變化時，會使延滯期加長，所以發(fā)酵工業(yè)上盡量使發(fā)酵培養(yǎng)基的成分與種子培養(yǎng)基接近。★影響延遲期長短的因素：28當(dāng)前第28頁\共有42頁\編于星期五\14點認(rèn)識延遲期的特點及形成原因?qū)嵺`的指導(dǎo)意義：◆在發(fā)酵工業(yè)上需設(shè)法盡量縮短延遲期；采取的縮短lagphase的措施有：①增加接種量；（群體優(yōu)勢----適應(yīng)性增強）②采用對數(shù)生長期的健壯菌種；③調(diào)整培養(yǎng)基的成分，在種子基中加入發(fā)酵培養(yǎng)基的某些成分。④選用繁殖快的菌種◆在食品工業(yè)上，盡量在此期進行消毒或滅菌29當(dāng)前第29頁\共有42頁\編于星期五\14點②.對數(shù)期（logarithmicphase）其他名稱：指數(shù)期現(xiàn)象：細胞數(shù)目以幾何級數(shù)增加，其對數(shù)與時間呈直線關(guān)系。

特點：生長速率常數(shù)最大，即代時最短細胞進行平衡生長，菌體大小、形態(tài)、生理特征等比較一致代謝最旺盛細胞對理化因素較敏感影響因素：菌種營養(yǎng)成分營養(yǎng)物濃度﹡培養(yǎng)溫度30當(dāng)前第30頁\共有42頁\編于星期五\14點應(yīng)用意義：①由于此時期的菌種比較健壯，增殖噬菌體的最適菌齡；生產(chǎn)上用作接種的最佳菌齡；②發(fā)酵工業(yè)上盡量延長該期，以達到較高的菌體密度③食品工業(yè)上盡量使有害微生物不能進入此期④是生理代謝及遺傳研究或進行染色、形態(tài)觀察等的良好材料。31當(dāng)前第31頁\共有42頁\編于星期五\14點營養(yǎng)物濃度與對數(shù)期生長速率和產(chǎn)量作用方式：影響微生物的生長速率和總生長量生長限制因子：凡是處于較低濃度范圍內(nèi)，可影響生長速率和菌體產(chǎn)量的營養(yǎng)物就稱生長限制因子8.0mg/ml6.0mg/ml4.0mg/ml2.0mg/ml1.0mg/ml0.5mg/ml0.2mg/ml0.1mg/ml只最大收獲量受影響生長速度和最大收獲量受影響時間細胞數(shù)或菌體量32當(dāng)前第32頁\共有42頁\編于星期五\14點③.穩(wěn)定期（stationaryphase）又稱：恒定期或最高生長期特點：①新增殖的細胞數(shù)與老細胞的死亡數(shù)幾乎相等，微生物的生長速率處于動態(tài)平衡，培養(yǎng)物中的細胞數(shù)目達到最高值。②細胞分裂速度下降，開始積累內(nèi)含物，產(chǎn)芽孢的細菌開始產(chǎn)芽孢。③此時期的微生物開始合成次生代謝產(chǎn)物，對于發(fā)酵生產(chǎn)來說，一般在穩(wěn)定期的后期產(chǎn)物積累達到高峰，是最佳的收獲時期。產(chǎn)生原因：

營養(yǎng)物尤其是生長限制因子的耗盡營養(yǎng)物的比例失調(diào)，如碳氮比不合適;有害代謝廢物的積累（酸、醇、毒素等）物化條件（pH、氧化還原勢等）不合適;33當(dāng)前第33頁\共有42頁\編于星期五\14點應(yīng)用意義：1）發(fā)酵生產(chǎn)形成的重要時期（抗生素、氨基酸等），生產(chǎn)上應(yīng)盡量延長此期，提高產(chǎn)量，措施如下：補充營養(yǎng)物質(zhì)（補料）調(diào)pH

調(diào)整溫度2）穩(wěn)定期細胞數(shù)目及產(chǎn)物積累達到最高。生長產(chǎn)量常數(shù)（Y，或生長得率，growthyield）：概念：表示微生物對基質(zhì)利用效率的高低

Y=菌體干重/消耗營養(yǎng)物質(zhì)的濃度

根據(jù)產(chǎn)量常數(shù)可確定微生物對營養(yǎng)物質(zhì)的需要量如：Y=0.5，表示要得到5g菌體，需某營養(yǎng)物（葡萄糖）10g。Y=x–x0C0

–C=x–x0C034當(dāng)前第34頁\共有42頁\編于星期五\14點④.衰亡期（declinephase）特點：①細胞死亡數(shù)增加，死亡數(shù)大大超過新增殖的細胞數(shù)，群體中的活菌數(shù)目急劇下降，出現(xiàn)“負(fù)生長”。②細胞內(nèi)顆粒更明顯，細胞出現(xiàn)多形態(tài)、畸形或衰退形，芽孢開始釋放。③因菌體本身產(chǎn)生的酶及代謝產(chǎn)物的作用，使菌體死亡、自溶等，發(fā)生自溶的菌生長曲線表現(xiàn)為向下跌落的趨勢。衰亡期比其他各時期時間長，它的長短也與菌種和環(huán)境條件有關(guān)。產(chǎn)生原因：生長條件的進一步惡化，使細胞內(nèi)的分解代謝大大超過合成代謝，繼而導(dǎo)致菌體的死亡35當(dāng)前第35頁\共有42頁\編于星期五\14點lg細胞數(shù)或產(chǎn)物濃度時間細胞產(chǎn)物I型 II型3.微生物生長與代謝產(chǎn)物形成的關(guān)系微生物發(fā)酵形成產(chǎn)物的過程與微生物細胞生長的過程并不總是一致的。一般認(rèn)為：初級代謝是給予生物能量和生成中間產(chǎn)物的過程，初級代謝產(chǎn)物的形成往往與微生物細胞的形成過程同步，微生物生長的穩(wěn)定期是這些產(chǎn)物的最佳收獲時機；次級代謝產(chǎn)物與微生物的生存、生長和繁殖無關(guān)。次級代謝產(chǎn)物的形成往往與微生物細胞的形成過程不同步。在分批培養(yǎng)中，它們的形成高峰往往在微生物生長穩(wěn)定期的后期或衰亡期。36當(dāng)前第36頁\共有42頁\編于星期五\14點第二節(jié)固體孢子制備

固體孢子是生產(chǎn)種子的一種形式?？股厣a(chǎn)中選用哪一種種子形式進罐完全取決于菌種的遺傳特性。一般繁殖能力強，孢子數(shù)量多的菌種可用固體孢子進罐。固體孢子進罐優(yōu)于菌絲進罐。因為分生孢子處于半休眠狀態(tài)，細胞內(nèi)的代謝活動降到最低點。進種子罐后，每個個體都從同一水平起步生長繁殖。因此可以取得同步生長或接近同步生長。后代菌絲繁殖也比較一致。進罐前的固體孢子如能在水中浸泡數(shù)小時，使進罐后有利于孢子發(fā)芽，更能取得同步生長的效果。37當(dāng)前第37頁\共有42頁\編于星期五\14點孢子的擴大繁殖可經(jīng)過斜面培養(yǎng)基生長或谷物固體培養(yǎng)基生長，需視菌種特性和生產(chǎn)工藝的需要而定。種子采用固體孢子直接進種子罐的抗生素品種有青霉素、土霉素、四環(huán)素、麥迪霉素等。38當(dāng)前第38頁\共有42頁\編于星期五\14點一、不同菌種的固體孢子制備工藝

以四環(huán)素生產(chǎn)菌種的斜面孢子制備為例。四環(huán)類抗生素產(chǎn)生菌的分生孢子繁殖迅速，孢子數(shù)量多。每支茄子瓶斜面的生長周期