第七章微生物生长与环境条件.pptVIP

第七章 微生物的生长与环境条件 通过本章的学习，要求掌握： 1、微生物生长量的测定方式。 2、细菌纯培养生长曲线各个时期的主要特点。 3、物理因子，化学药物对微生物生长的影响。 重点： 细菌纯培养生长曲线。 难点： 如何利用细菌纯培养生长曲线的对数生长期来计算细菌的代时和代数。 微生物在适宜的环境条件下，不断地吸收营养物质，并按照自己的代谢方式进行代谢活动，如果同化作用大于异化作用，则细胞质的量不断增加，体积得以加大，于是表现为生长。简单地说，生长growth就是有机体的细胞组分与结构在量方面的增加。 单细胞微生物如细菌，生长往往伴随着细胞数目的增加。当细胞增长到一定程度时，就以二分裂方式，形式两个基本相的子细胞。这种由于细胞分裂而引起的个体数目的增加，称为繁殖reproduction。 在多细胞微生物中，如某些霉菌，细胞数目的增加（菌丝细胞的不断延长或分裂）如不伴随着个体数目的增加，只能叫生长。只有通过形成无性孢子或有性孢子使得个体数目增加的过程才叫做繁殖。 在一般情况下，当环境条件适合，生长与繁殖始终是交替进行的。从生长到繁殖是一个由量变到质变的过程，这个过程就是发育development。 如果某一或某些环境条件发生改变，并超出了生物可以适应的范围时，就会对机体产生抑制乃至杀灭作用。 第一节 纯培养微生物群体的生长 微生物在自然界总是混杂地生活在一起，要想研究某一种微生物，必须把研究对象从混杂群体中分离出来。 微生物学中将在实验室条件下从一个细胞或一种细胞群繁殖得到的后代称为纯培养pure culture。 一、纯培养技术 获得纯培养的方法 稀释倒平板法 pour plate method 涂布平板法 spread plate method 平板划线分离法 streak plate method 平行划线 扇形划线 其他形式的连续划线 稀释摇管法 dilution shake culture method 利用选择培养基分离法 根据所要分离的菌种的特性选用培养基，如： ①分离真菌用马丁氏培养基，pH偏酸；分离放线菌用高氏1号，pH中性偏碱。 ②不同菌对化学试剂的敏感性：分离放线菌，培养基中加10%酚，抑制细菌、真菌；从土壤中分离真菌，加孟加拉红，抑制细菌生长。 ③根据分离对象的营养特征：分离能发酵纤维素的菌株，培养基以纤维素为唯一碳源。分离固氮菌，用无氮培养基。 二、微生物生长量的测定 测定单细胞微生物的数量 测定总菌数total count 计数板直接测数 比浊法 细胞生物量测定 ①细胞干重测定：单位体积的培养液中的微生物细胞的干重。 ②总氮量测定法：用化学分析方法测出微生物细胞中蛋白质或氮元素的含量。 ③DNA含量测定法：用荧光法测定微生物细胞中DNA含量。 ④代谢活性法：根据微生物生命活动的强度来估算生物量。如单位体积培养物在单位时间内的O2消耗、糖消耗或产酸产CO2量等，它们在一定程度上间接地反映细胞生物量。 三、细菌纯培养的生长 以少量纯培养细菌接种一定容积的培养基中经过培养生长，最后一次收获，此称分批培养(batch culture)。 ①延滞期lag phase （滞留适应期） 菌种初接入新鲜培养液内，微生物细胞需要通过自身生理机能的调节逐步适应新环境。表现为细胞数量不增加了但细胞个体体积增大，代谢活跃。 ②对数期logarithmic growth phase 细菌在这个时期生长旺盛，代谢活力强。分裂速度快，菌数以指数级数增加，代时稳定。细胞在形态、生理等方面较为一致，是研究微生物生理代谢和遗传变异的好材料。在工业生产中，也用对数期细胞作为扩大培养的种子液。 在对数生长期内，细菌数目的增加是按指数级数增加的，即 20 →2 1 →22 →23 ……2n 这里的指数 n 为细菌分裂的次数或者增殖的代数，也就是一个细菌繁殖n代产生2n 个细菌。 如果在对数期开始时间 t1的菌数为 x1 ，繁殖 n 代后到对数期后期t2的菌数为 x2，则代时（Generation time，G）（即每增加一代所需要的时间）应为： G=（t2 - t1）/n 先求代数n 由于x2 = x1· 2n lgx2 = lgx1 + nlg2 ； n=（lgx2 - lgx1）/lg2 n = 3.3 · lg (x2 /x1 ) 即G =（t2 - t1 ）/3.3 · lg (x2 /x1) 例如：在一细菌培养液中第一次测得的细菌数为 104 /ml，经过培养 4 h后，又测得菌液中的细菌数为 108 /ml，求此菌的世代时间和在此时间内繁殖的代数。 根据公式：G = （t2 - t1 ）/3.3 · lg (x2 /x1)