大学分子生物学经典课件7、微生物的生长.ppt

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1、第六章微生物的生长生长繁殖的概念：生长：指细胞内所有化学成分（蛋白质、核酸等）有规律地、均衡地、不可逆地增长（增加），体积得以增大即表现为生长（个体生长）。繁殖：使细胞数目增加伴随个体数目增加的生物学过程。生长是一个量变过程，是繁殖的基础；繁殖是一个质变过程，是生长的结果。单细胞生物的生长和繁殖之间的关系极为密切，例如细菌的繁殖从其形态改变来观察，首先其细胞物质增加，然后细胞伸长，同时形成一个横隔，形成两个子细胞，在这个过程中，生长和繁殖是分不开的，我们还不能测定其个体生长而不涉及其繁殖，因此，所谓细胞生长，实际上是以群体细胞数目的增加作标

2、志，即整个物质增加。在多细胞生物中，如果细胞数目的增加不伴随个体数目的增加，只能称生长，包括菌丝的延长等，形成有性、无性孢子的过程称为繁殖。微生物的群体生长：分批培养，研究微生物生长规律的基本方法；连续培养，以恒定的比生长速率，保持在恒定的生长阶段不断地生长。在群体生长过程中的各个阶段生理特性的表现，是一个群体的平均指标，就每个微生物个体而言，是不可能都处于同一生理状态或同一生长阶段的。第一节微生物的个体生长一、细胞结构的复制（合成）（一）染色体复制染色体是DNA的载体，对细菌来说，染色体实际上就是DNA，在生长过程中，DNA通过半保留复制完

3、成。（二）细胞壁的扩增在细胞生长过程中，由于壁的扩增，才使细胞体积得以增大。用荧光免疫技术研究，发现有2种细胞壁的生长类型：（1）杆菌在生长过程中，新合成的肽聚糖不是在一个位点而是在多个位点插入细胞壁，使得新老细胞壁呈间隔分布；（2）球菌新合成的肽聚糖固定在赤道板附近插入，导致新老细胞壁能明显分开，原来的细胞壁被推向两端。（三）核糖体的生物发生核糖体的重建包括rRNA的合成、蛋白质合成以及蛋白质在rRNA上的装配三个过程。例：大肠杆菌核糖体的重建，MasayasuNomwa成功地利用提纯的核糖体rRNA和蛋白质分子重建了大肠杆菌核糖体，其中最

4、重要的发现是30s颗粒的组装，只需要16SrRNA分子和21种S型蛋白质，重建的颗粒具有天然颗粒的所有的生物学功能，50S颗粒与30S颗粒的情况相同，因而核糖体在体内的形成是自我组装的过程。RNA-蛋白质相互作用是一种有高度特异性的作用。该过程在真核细胞中要复杂得多。（四）线粒体的生物发生线粒体的发生是指细胞内线粒体如何生成新的线粒体的，有2种方式，一是由原来存在于细胞内的线粒体生长和分裂产生；二是类似于酵母出芽的分裂方式。（五）细胞膜的扩增研究细胞膜扩增的方法是通过研究原来细胞膜的分布，再确定新扩增的部位。通过利用突变株的培养，确定细胞膜的

5、扩增部位，阴影部分为原来的细胞膜，随着分裂次数的增加，原来的细胞膜在子细胞中的量就越来越少。细胞分裂：各种细胞物质的扩增导致了细菌细胞的分裂，细菌细胞分裂一般在间体位置上，以壁和膜的凹入开始，最后形成2个新的细胞。（六）鞭毛的形成鞭毛亚基在细胞内合成，并贮存在细胞内，然后通过鞭毛中间的通道，逐步输送到鞭毛末端进行装配，使鞭毛延长到正常的长度。可通过同位素标记和抗原抗体反应等试验得到证实。随着长度增加，速度减慢（运送距离）。真核生物的鞭毛亚基是在细胞内合成后，在鞭毛的基部装配延长，直至正常的长度。二、细胞分裂的控制细胞分裂为什么能够开始?一种假

6、设是对数期的细胞，其成分的合成以指数的方式连续进行，造成扩散有了困难，并有利于某些外部反应—如细胞壁的合成，使细胞分裂形成两个新细胞。另外一种细胞分裂发生的原因是与细胞内发生的大分子变化的连续顺序有关。尤其是DNA的合成，因为细胞分裂总是发生在DNA复制完成之后，DNA复制在一定程度上决定了细胞的分裂。第二节微生物的群体生长一、分批培养的概念和特点（一）概念和特点将少量细菌接种到液体培养液中适宜条件下培养，生长繁殖，在生长期不补充加入营养物质和去除代谢产物，处于这种封闭系统中的生长称之为分批培养。特点：微生物所处的环境不断变化，从而使得研究微

7、生物在不同环境中的群体生长规律变得方便、简化。（二）、微生物的生长曲线细菌接种到定量的液体培养基中，定时取样测定细胞数量，以培养时间为横坐标，以菌数为纵坐标作图，得到的一条反映细菌在整个培养期间菌数变化规律的曲线。典型的生长曲线呈S形，反映出微生物从开始生长到衰亡整个动态过程中数目和生理的变化。一条典型的生长曲线至少可以分为迟缓期，对数期，稳定期和衰亡期等四个生长时期1.迟缓期又称停滞期，适应期原因：微生物接种到一个新的环境，暂时缺乏分解和催化有关底物的酶，或是缺乏充足的中间代谢产物等。为产生诱导酶或合成中间代谢产物，就需要一段适应期。2.对

8、数生长期以最大的速率生长和分裂，细菌数量呈对数增加，细菌内各成分按比例有规律地增加，表现为平衡生长。3.稳定期细菌的繁殖数与死亡数基本相等，达到动态平衡。营养物质已