微生物的生长与控制1.pptx
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1、Chap.6 Chap.6 微生物的生长与控制微生物的生长与控制1.1.测定生长繁殖的方法测定生长繁殖的方法2.2.微生物的生长规律微生物的生长规律3.3.影响微生物生长的主要因素影响微生物生长的主要因素4.4.微生物培养法微生物培养法5.5.有害微生物的控制有害微生物的控制生长的定义生长的定义Growth is defined as an increase in cellular constituents and may result in an increase in a microorganisms size,population number,or both.微生物数量和重量的增加。微
2、生物数量和重量的增加。微生物生长特点微生物生长特点-平衡生长平衡生长-生长与繁殖联系生长与繁殖联系-用群体指标反映(研究)生长用群体指标反映(研究)生长一、测定生长繁殖的方法一、测定生长繁殖的方法 (一)测生长量:(一)测生长量:适用一切微生物适用一切微生物1 1测体积测体积2 2称干重称干重3 3间接法:比浊法、间接法:比浊法、生理指标法生理指标法(N,C,P,DNA,ATPN,C,P,DNA,ATP等)等)(二)计繁殖数(二)计繁殖数1 1、直接法:、直接法:血球计数板法血球计数板法(常用)(常用)Petroff-HausserPetroff-Hausser 计数板计数板局限性局限性2 2
3、、间接法:(活菌计数法)、间接法:(活菌计数法)平板计数法:菌落形成单位(平板计数法:菌落形成单位(CFUCFU)最大可能数量法(最大可能数量法(MPNMPN)供测样品通过稀释接种于液体选择培养基中供测样品通过稀释接种于液体选择培养基中,然后根然后根据生长与否据生长与否,通过统计学方法计算出微生物数量的一通过统计学方法计算出微生物数量的一种计数方法。种计数方法。膜过滤培养法膜过滤培养法22、微生物的生长规律、微生物的生长规律一、个体生长与同步生长一、个体生长与同步生长个体水平研究:个体水平研究:-超薄切片超薄切片 -显微摄影技术显微摄影技术-同步生长(培养):同步生长(培养):细胞群体中每个个
4、细胞群体中每个个 体处于同样的细胞生体处于同样的细胞生长、分裂周期状态。长、分裂周期状态。如何研究芽孢的个体发育?如何研究芽孢的个体发育?同步培养方法同步培养方法诱导法:变换温度、光脉冲、营养供应诱导法:变换温度、光脉冲、营养供应机械筛选法机械筛选法(Helmstetter-cummingsHelmstetter-cummings的膜的膜洗脱技术洗脱技术)二、典型生长曲线二、典型生长曲线描述单细胞微生物群体生长规律的曲线。描述单细胞微生物群体生长规律的曲线。绘制曲线条件绘制曲线条件1 1)分批培养)分批培养2 2)细胞数目的对)细胞数目的对数为纵坐标数为纵坐标 根据生长速率常数(根据生长速率常
5、数(R=n/tR=n/t2 2-t-t1 1)划分:)划分:1 1)延滞期:生长速率常数为零,仅个体变化)延滞期:生长速率常数为零,仅个体变化 对策:对策:-采用对数期种子采用对数期种子(种子的活化)种子的活化)-增大接种量增大接种量-采用营养丰富培养基采用营养丰富培养基 2)2)指数期指数期:生长速率最大生长速率最大 个体和群体生长特点:个体和群体生长特点:三个重要参数三个重要参数:n:n、R R、G G影响指数期代时长短的因素影响指数期代时长短的因素1 1)菌种)菌种2 2)营养成分)营养成分3 3)营养物浓度(生长限制因子存在与否)营养物浓度(生长限制因子存在与否)指数期指数期MM的应用
6、的应用作为代谢、生理研究的良好材料作为代谢、生理研究的良好材料(生理特性较一致,细胞(生理特性较一致,细胞 成成 分平衡分平衡发展,生长速率恒定)。发展,生长速率恒定)。增殖噬菌体的最适宿主菌龄。增殖噬菌体的最适宿主菌龄。发酵生产中作为种子的最佳种龄。发酵生产中作为种子的最佳种龄。3 3稳定期(最高生长期)稳定期(最高生长期):R=0:R=01)菌体产量达最高;菌体产量达最高;2 2)次生代谢产物合成)次生代谢产物合成 3)菌体生长产量常数菌体生长产量常数 :消耗单位营养物质:消耗单位营养物质 获得的菌体产量。获得的菌体产量。Y=Y=(x x菌体干重,菌体干重,c c限限 制性营养物浓度)制性
7、营养物浓度)同样可计算产物得率常数(转化率)原因:原因:营养物质耗尽营养物质耗尽 营养物比例失调(营养物比例失调(C/NC/N不合适)不合适)有害代谢物积累有害代谢物积累pHpH氧化还原势等物化条件不适宜。氧化还原势等物化条件不适宜。4 4衰亡期衰亡期:R:R为负值为负值个体死亡速度新生的速度,个体死亡速度新生的速度,群体呈现负生长群体呈现负生长三、微生物的连续培养三、微生物的连续培养连续生长连续生长:在反应器中不断地流加新鲜培养液在反应器中不断地流加新鲜培养液,同同时不断排出发酵液时不断排出发酵液,使培养物达到动态平使培养物达到动态平衡衡,微生物长期保持在指数期的平衡生长微生物长期保持在指数
8、期的平衡生长状态和衡定的生长速率上状态和衡定的生长速率上,该生长方式称该生长方式称之为连续生长。之为连续生长。恒浊器(控制菌体密度)恒浊器(控制菌体密度)菌体浓度菌体浓度,浊度,浊度,控制使流速控制使流速;结果:结果:菌体密度恒定;菌体密度恒定;生长速率恒定生长速率恒定(最快最快)恒化器(控制培养基流速)恒化器(控制培养基流速)限制性营养物浓度恒定,流速恒定;限制性营养物浓度恒定,流速恒定;结果:结果:生长速率恒定;生长速率恒定;工作原理:培养液浊度与菌浓度成正比工作原理:培养液浊度与菌浓度成正比限制性营养物与菌生长速度正比。限制性营养物与菌生长速度正比。控制方法:改变流速,使培养液浊度恒定控
9、制方法:改变流速,使培养液浊度恒定流速恒定流速恒定流入培养基成分:各种营养成分都很充分流入培养基成分:各种营养成分都很充分限制性营养物浓度低,其他成分充分。限制性营养物浓度低,其他成分充分。容器内菌的生长速率:最大生长速率容器内菌的生长速率:最大生长速率低于最大生长速率低于最大生长速率恒浊器恒浊器 恒化器恒化器建议理解图表:建议理解图表:3.3.影响微生物生长的主要因素影响微生物生长的主要因素一、一、温度温度最适生长温度最适生长温度嗜冷菌:嗜冷菌:-10-102020中温菌:中温菌:20204545嗜热菌:嗜热菌:45456565极端嗜热菌:极端嗜热菌:6565超嗜热菌:超嗜热菌:808011
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