微生物的生长及其控制

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1、怀宁中学生物竞赛辅导教程高中生物竞赛辅导讲义第七章微生物的生长及其控制　　微生物不论其在自然条件下还是在人工条件下发挥作用，都是“以数取胜”或是“以量取胜”的。生长、繁殖就是保证微生物获得巨大数量的必要前提。可以说，没有一定的数量就等于没有微生物的存在。　　一个微生物细胞在合适的外界环境条件下，不断地吸收营养物质，并按其自身的代谢方式进行新陈代谢。如果同化作用的速度超过了异化作用，则其原生质的总量（重量、体积、大小）就不断增加，于是出现了个体的生长现象。如果这是一种平衡生长，即各细胞组分是按恰当的比例增长时，则达到一定程度后就会发

2、生繁殖，从而引起个体数目的增加，这时，原有的个体已经发展成一个群体。随着群体中各个个体的进一步生长，就引起了这一群体的生长，这可从其重量、体积、密度或浓度作指标来衡量。所以：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实际意义，因此，在微生物学中提到的“生长”，均指群体生长。这一点与研究大生物时有所不同。　　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，因此，生长繁殖情况就可作为研究各种生理、生化和遗传等问题的重要指标；同时，微生物在生产实

3、践上的各种应用或是对致病、霉腐微生物的防治，也都与它们的生长繁殖和抑制紧密相关。所以有必要对微生物的生长繁殖及其控制的规律作较详细的介绍。第一节测定生长繁殖的方法　　既然生长意味着原生质含量的增加，所以测定生长的方法也都直接或间接地以此为根据，而测定繁殖则都要建立在计数这一基础上。一、测生长量　　测定生长量的方法很多，适用于一切微生物。　　（一）直接法　　1．测体积这是一种很粗放的方法，用于初步比较用。例如把待测培养液放在刻度离心管中作自然沉降或进行一定时间的离心，然后观察其体积等。　　2．称干重可用离心法或过滤法测定，一般干重为

4、湿重的10～20％。在离心法中，将待测培养液放入离心管中，用清水离心洗涤1～5次后，进行干燥。干燥温度可采用105℃、100℃或红外线烘干，也可在较低的温度（80℃或40℃）下进行真空干燥，然后称干重。以细菌为例，一个细胞一般重约10-12～10-13g。　　另一种方法为过滤法。丝状真菌可用滤纸过滤，而细菌则可用醋酸纤维膜等滤膜进行过滤。过滤后，细胞可用少量水洗涤，然后在40℃下真空干燥，称干重。以大肠杆菌为例，在液体培养物中，细胞的浓度可达2×109个／ml。100ml培养物可得10～90mg干重的细胞。　　（二）间接法　　1．

5、比浊法细菌培养物在其生长过程中，由于原生质含量的增加，会引起培养物混浊度的增高。最古老的比浊法是采用McFarland比浊管。这是用不同浓度的BaCl2与稀H2SO4配制成的10支试管，其中形成的BaSO4有10个梯度，分别代表10个相对的细菌浓度（预先用相应的细菌测定）。某一未知浓度的菌液只要在透射光下用肉眼与某一比浊管进行比较，如果两者透光度相当，即可目测出该菌液的大致浓度。40杨孝亮工作室——http://mjs.aqjy.org:8081/ss-xs/index.php/uid-24怀宁中学生物竞赛辅导教程　　如果要作精确

6、测定，则可用分光光度计进行。在可见光的450～650um波段内均可测定。为了对某一培养物内的菌体生长作定时跟踪，可采用不必取样的侧臂三角烧瓶来进行。测定时，只要把瓶内的培养液倒入侧臂管中，然后将此管插入特制的光电比色计比色座孔中，即可随时测出生长情况，而不必取用菌液（图7-1）。　　图7-1测定生长用的侧臂三角瓶（左）和比色管架（右，自制，适用于“721”型分光光度计）1．侧臂试管三角烧瓶；2．侧臂试管；3．侧臂试管插座；4．比色架面板；5．连接螺丝；6．比浊测定透光窗；7．光路开关孔；8．比色架底板　　2．生理指标法与生长量相平

7、行的生理指标很多，它们都可用作生长测定中的相对值。　　（1）测含氮量大多数细菌的含氮量为其干重的12.5％，酵母菌为7.5％，霉菌为6.0％。根据其含氮量再乘以6.25，即可测得其粗蛋白的含量（因内中包括了杂环氮和氧化型氮）。测定含氮量的方法很多，如用硫酸、过氯酸、碘酸或磷酸等消化法和Dumas测氮气法。后一方法是：将样品与氧化铜混合，在CO2气流中加热后产生氮气，收集在呼吸计中，用KOH吸去CO2后即可测出氮气量。　　（2）测含碳量将少量（干重为0.2～2.0mg）生物材料混入1ml水或无机缓冲液中，用2ml2％重铬酸钾溶液在1

8、00℃下加热30分钟，冷却后，加水稀释至5ml，然后在580nm波长下读取光密度值（用试剂作空白对照，并用标准样品作标准曲线），即可推算出生长量。　　（3）其他磷、DNA、RNA、ATP、DAP（二氨基庚二酸）和N-乙酰胞壁酸等的含量，以及产酸、产