第十六单元——第六章微生物生长与控制(一).pptVIP

两种连续培养系统的比较 连续培养应用于生产就称为连续发酵。 连续发酵的优点： 高效：简化操作单元，缩短生产周期，提高设备利用率； 便于自动控制； 降低动力消耗及体力劳动强度； 产品质量较稳定。 杂菌污染机会增多； 易菌种退化； 营养物利用率低。 连续发酵的缺点： 2. 连续培养的应用 * * 第六章 微生物的生长及其控制 （1） 微生物通过新陈代谢把营养物质转变成细胞物质，增加个体重量的过程。 生长： 个体生长到一定程度进行分裂，产生同亲代相似的子代个体的过程。 繁殖： 生长是一个逐步发生的量变过程; 繁殖是一个产生新的生命个体的质变过程。 在高等生物里这两个过程可以明显分开，但在低等特别是在单细胞的生物里，由于细胞小，这两个过程是紧密联系又很难划分的过程。 单细胞微生物，生长导致细胞数量增加（细胞个体增长到一定程度就分裂成两个大小基本相等的子代细胞）。 多细胞微生物（某些霉菌），生长意味着细胞数目增加而个体数目不变，只能叫生长，而不能叫繁殖（只有通过形成无性或有性孢子使得个体数目增加的过程才叫繁殖）。 第一节 个体细胞生长概述 一、细菌细胞的生长 1. 染色体DNA的复制和分离 细胞伸长和DNA复制 DNA分配和隔膜开始形成 杆菌在生长过程中，新合成的肽聚糖是在多个位点插入到老细胞壁中，新老细胞壁呈间隔分布。 球菌在生长过程中，新合成的肽聚糖是在赤道板附近插入，导致新老细胞壁明显分开，原来的老细胞壁推向细胞两端。 2、细胞壁的扩增 荧光抗体技术 3、细菌的分裂 隔膜完全形成 子细胞分离 DNA分配和隔膜开始形成 当细菌的各种细胞结构复制完成之后就进入分裂时期，此时在细菌长轴的中间位置，通过细胞质膜内陷并伴随新合成的肽聚糖插入，导致横隔壁向心生长，最后在中心汇合，完成一次分裂，通常情况下，将一个细胞分裂成两个大小相等的子细胞。 二、酵母细胞的生长繁殖 细胞分裂期M 间隔期G1 DNA合成期S 第二间隔期G2 核膜上的纺锤体斑通过复制由一个变为两个，DNA开始复制，芽体出现。 纺锤体斑产生约15根微管，其中一个纺锤体斑沿核膜移动180度，从而使两个纺锤体斑通过直线形的微管连在一起。 芽体增大，细胞核移到母细胞与芽体交界处，微管延长。 细胞核有丝分裂，其中一个核进入芽体，芽体子细胞与母细胞之间的壁开始合成，随后子细胞与母细胞分离，或暂时不分离（如假丝酵母属）继续出芽。 三、霉菌菌丝的延伸过程 顶端生长需要高尔基体、内质网等细胞器参与。在菌丝的亚顶端区富含内质网和核糖体等细胞器。 细胞膜脂肪和蛋白质在亚顶端区的内质网中合成后，通过小泡囊转移到高尔基体的近侧潴泡中，由高尔基体转向远侧时，成熟而分泌泡囊。 分泌的泡囊从亚顶端区移向顶端，泡囊与细胞膜融合形成细胞膜。同时释放出细胞壁分解酶与合成酶，分解酶使壁组份间的键断裂，合成酶催化合成新壁成分，并将其转移到壁区形成新壁。 “菌丝尖端生长的泡囊假设” 第二节 微生物的群体生长 一、单细胞微生物的典型生长曲线 将少量纯种非丝状单细胞微生物接种到恒容积的新鲜液体培养基中，在适宜的温度、通气等条件下培养，定时取样测定单位体积里的细胞数，以单位体积里细胞数的对数作纵坐标，以培养时间为横坐标，画出的曲线，就是非丝状的单细胞微生物的典型生长曲线。 典型生长曲线根据微生物的生长速率常数R（即每小时的分裂次数）的不同，一般可分为迟缓期（延滞期）、指数期、稳定期和衰亡期等四个时期。 1. 延滞期（Lag phase），也称迟缓期、延迟期、适应期。 将少量菌种接入新鲜培养基后,在开始一段时间内菌数不立即增加或增加很少，生长速度接近于零。此时细胞特点可概括为：分裂迟缓、代谢活跃。 该期的具体特点为： ①生长速率常数为零； ②细胞形态变大或增长，尤其是长轴最为明显，许多杆菌可长成丝状； ③细胞内的RNA尤其是rRNA含量增高，原生质呈嗜碱性； ④合成代谢十分活跃，核糖体、酶类和ATP的合成加速，容易产生各种诱导酶； ⑤对外界条件如NaCl 溶液浓度、温度和抗生素等理化因素反应敏感。 迟滞期出现的原因： 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。 调整代谢 迟滞期的长短与菌种的遗传性、菌龄以及移种前后所处的环境条件等因素有关，短的只需要几分钟，长的需数小时。 缩短迟滞期的常用手段： (1)通过遗传学方法改变菌种的遗传特性使迟缓期缩短； (2)利用对数期的细胞作为