沈萍微生物学第六章课件.ppt

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1、第六章微生物的生长繁殖与控制本节重点1、细菌的生长曲线的概念，几个时期，各期特点，生产上如何应用。2、几个概念：生长，同步培养，连续培养3、微生物测定的方法序：微生物的生长表现在微生物的个体生长与群体生长两个水平上。微生物个体生长表现为个体质量和体积的增加。微生物群体生长是以微生物细胞的数量或微生物群体细胞物质量的增加作为生长的指标。因而要了解微生物的生长规律，就要了解微生物的个体生长和群体生长两个方面。单细胞微生物个体生长表现为细胞体积的增加和细胞内物质含量的增加两个方面,当细胞生长到一定时期，就分裂成为两个子细胞。多细胞微生物个体生长则反映在构成个体的细胞数目增加和每个细胞个体生长两个

2、方面。第一节细菌的个体生长（一）染色体DNA的复制和分离细菌细胞生长的两种类型：根据细胞是否在分裂发生之前就启动新一轮DNA复制而将细菌细胞生长分为快速生长和慢速生长两种类型。复制区二、细胞壁扩增“背靠背合成”方式：如链球菌和某些G+球菌“分散合成”方式：大肠杆菌等G-杆菌横隔形成区分裂蛋白和横隔前体成分横隔形成细胞分裂间隙期G染色体复制期C分裂期D三、细菌的分裂与调节细胞周期各期启动机制（以大肠杆菌为例）：DNA复制启动：细胞必须达到某一阈值体积或起始物质量。细胞分裂期D启动：只有当细胞达到某一阈值长度后才能进行染色体分离，分裂成为两个细胞。DNA复制启动达到生物量阈值DNA复制与分离达到

3、长度阈值分开的DNA拷贝细胞分裂过程启动时间（min）一、生长的规律（一）、生长曲线－－细菌接种到均匀的液体培养基后，在不补充营养物质或移去培养物时，以时间为横座标，以菌数为纵座标，作出一条反映细菌在整个培养期间菌数变化规律的曲线，这种曲线称为生长曲线(GrowthCurve)。（二）、分期－－迟缓期；对数生长期，稳定生长期，衰亡期第二节细菌的群体生长繁殖1、微生物生长曲线1）迟缓期迟缓期特点•生长速率等于零细胞合成新的成分–补充消耗的材料–适应新的培养基或别的培养条件•细胞形态变大或变长对外界不良环境敏感影响迟缓期长短的因素与实践意义接种龄:对数期“种子”，迟缓期较短；迟缓期或衰亡期“种子

4、”,迟缓期较长；接种量：接种量大，迟缓期较短；接种量小，迟缓期较长；培养基成分:培养基成分丰富的，迟缓期较短；培养基成分与种子培养基一致,迟缓期较短；2）对数生长期特点•生长速率最快，细胞呈指数增长生长速率恒定，代时最短代谢旺盛，细胞成分平衡发展,•群体的生理特性较一致生长的数学模型Nt=N0×2nlgNt=lgN0+nlg2n=lgNt-lgN0=lgNt-lgN0lg20.301n=3.322(lgNt－lgN0)t－t0G=－－－－－－－－－-3.322（lgNt－lgN0)世代：由1个细胞分裂成为2个细胞的间隔被称为世代。代时：就是一个世代所需的时间，因而也就是群体细胞数目扩大1倍所

5、需的时间，有时也被称为倍增时间。影响对数期的因素菌种：不同菌种的代时差异极大营养成分：营养越丰富，代时越短营养物浓度：影响微生物的生长速率和总生长量培养温度：影响微生物的生长速率对数期的实践意义是代谢、生理研究的良好材料是增殖噬菌体的最适宿主菌龄是发酵生产中用作“种子”的最佳种龄G+染色鉴定时采用此期微生物3）稳定生长期特点：活细胞总数维持不变，即新繁殖的细胞数与衰亡的细胞数相等，菌体总数达到最高点。细胞生长速率为零细胞生理上处于衰老，代谢活力钝化，细胞成分合成缓慢，G+染色发生变化。为什么细胞总数不再增加？稳定生长期的实践意义是发酵生产中以菌体为终产品的最佳收获期；某些代谢产物特别是次生代

6、谢产物发生在此阶段，某些细菌的芽孢也发生在此阶段，故又称作代谢产物合成期；导致了连续培养原理的提出和工艺技术的改进。4）衰亡期特点：•细胞以指数速率死亡，有时细胞死亡速率降低是由于抗性细胞的积累；细胞变形退化，有的发生自溶，G+染色发生变化。影响衰亡期的因素及实践意义与菌种的遗传特性有关:有些细菌的培养经历所有的各个生长时期，几天以后死亡,有些细菌培养几个月乃至几年以后仍然有一些活的细胞；与是否产芽孢有关：产芽孢的细菌更易于幸存下来；与营养物质和有毒物质有关：补充营养和能源，以及中和环境毒性，可以减缓死亡期细胞的死亡速率，延长细菌培养物的存活时间。（三）丝状微生物的群体生长丝状微生物包括具分

7、支的原核生物放线菌和真核生物丝状真菌。1.丝状微生物群体生长的特征这类微生物在液体培养基中虽然也可以几乎均匀分布的菌丝悬浮液的方式生长（丝状生长）。但大多数情况下是以分散的沉淀物方式在发酵液中出现（沉淀生长），沉淀物形态从松散的絮状沉淀到堆集紧密的菌丝球不等。起始培养时菌丝体培养18小时后的菌丝体图示　丝状真菌的沉淀生长影响因素：接种体积的大小、接种物是否凝集、以及菌丝体是否易于断裂等因素的综合作用决定着丝状