（生物课件）微生物的生长及其控制第二节微生物的生长规律.ppt

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1、第二节 微生物的生长规律,微生物的特点：,个体微小,肉眼看到或接触到的微生物是成千上万个单个的微生物组成的群体。,微生物接种是群体接种，接种后的生长是微生物群体繁殖生长。,对细菌群体生长规律的了解是对其进行研究与利用的基础,一、微生物的个体生长和同步生长 1.微生物个体细胞的生长,（1）细菌的生长,一个新生的细胞长大到最后分裂为两个子细胞的过程称为细胞周期。在细胞周期内主要的细胞学变化是细胞的表面生长即细胞壁的增生、DNA的复制以及细胞分裂成子代细胞。,细菌培养物在培养条件下度过的时间称为细菌的菌龄。,（2）酵母菌的生长,酵母菌主要的繁殖方式是出芽，酵母菌细胞的生长芽细胞的生长。,酵母菌的细胞

2、周期是两次细胞分裂之间的时间，这个周期分为四个时期：间隔期G1、DNA合成期S、第二间隔期G2、有丝分裂期M.,（3）霉菌的生长,丝状真菌的生长时从孢子萌发开始的，以其菌丝顶端延长的方式进行的。当菌丝伸长到一定程度后就会出现分枝。,2.微生物的同步生长,目前使用的方法：,（1）电子显微镜观察细胞的超薄切片,设法使某一群体中的所有个体细胞尽可能都处于同样细胞生长和分裂周期中，通过分析此群体在各阶段的生物化学特性变化，来间接了解单个细胞的相应变化规律。,（2）同步培养（synchronous culture）技术,这种通过同步培养的手段而使细胞群体中各个体处于分裂步调一致的生长状态，称为同步生长（

3、synchronous growth）。,获得微生物同步生长的方法：,（1）环境条件诱导法氯霉素抑制细菌蛋白质合成；细菌芽孢诱导发芽；藻类细胞的光照、黑暗控制；用EDTA或离子载体处理酵母菌；短期热休克（40）法等。,（2）机械筛选法 利用处于同一生长阶段细胞的体积、大小的相同性，用过滤法、区带密度梯度离心法或膜洗脱法收集同步生长的细胞。,有效和常用的方法 Helmstetter-Cummings技术,由于细胞的个体差异，同步生长往往只能维持2-3个世代，随后又逐渐转变为随机生长。,二、单细胞微生物的典型生长曲线,生长曲线（Growth Curve）：,定量描述液体培养基中微生物群体生长规律的

4、实验曲线，称为生长曲线（growth curve）。,在微生物学中提到的“生长”，均指群体生长。,细菌接种到定量的液体培养基中，定时取样测定细胞数量。,以培养时间为横座标,以菌数为纵座标,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！,细菌的生长曲线一般用菌数的对数为纵坐标作图,根据微生物的生长速率常数（growthrateconstant），即每小时的分裂次数（R）的不同，一般可把典型生长曲线粗分为延滞期、指数期、稳定期和衰亡期等4个时期。,延滞期,指数期,稳定期,衰亡期,延滞期,指数期,稳定期,衰亡期,对于丝状生长的真菌和放线菌来说，是一条“非典型”的生长曲线，真菌的生长曲线大

5、致可分3个时期，即生长延滞期、快速生长期、生长衰退期。,又称停滞期、调整期和适应期。指少量单细胞微生物接种到新鲜培养基后，在开始培养的一段时间内细胞数目不立即增加，或增加很少，生长速度接近于零的一段时期代谢系统是正在适应新环境。,（一）延滞期（Lag phase）,延滞期,分裂迟缓、代谢活跃,生长速率常数为零；细胞形态变大或增长，许多杆菌可长成丝状，Eg.巨大芽孢杆菌（Bacillus megaterium）在延滞期末，细胞的平均长度比刚接种时长6倍；一般来说处于迟缓期的细菌细胞体积最大！,1.延滞期的特点,细胞处于活跃生长中，只是分裂迟缓。在此阶段后期，少数细胞开始分裂，曲线略有上升。,细胞

6、内RNA尤其是rRNA含量增高，原生质呈嗜碱性；合成代谢十分活跃，核糖体、酶类和ATP合成加速，易产生各种诱导酶；对外界不良条件如NaCI溶液浓度、温度和抗生素等理化因素反应敏感。,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。,调 整 代 谢,2.迟缓期出现的原因,（1）菌种的遗传性,影响延滞期长短的因素很多,（2）接种龄 指接种物或种子（inoculum，复数inocula）的生长年龄，亦即它处在生长曲线上哪一个阶段时用来作种子的。这里指某一群体的生理年龄。,（3）接种量 接种量的大小明显影响延滞期的长短。,在发酵工业上，为缩短延滞期以缩短生产周期，提高发酵效率，一般采用较大的接种量。,种子：发酵培养基1：10，V/V,（4）培养基成分,发酵生产中,发酵培养基,种子培养基,成分尽量接近,（1）通过遗传学方法改变种的遗传特性使延滞期缩短；,（2）利用对数生长期的细胞作为种子；,（3）尽量使接种前后所使用的培养基组成不要相差太大；,（4）适当扩大接种量；,3.生产实践中缩短延滞期的常用手段,（二