微生物学生长与繁殖.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,微生物学生长与繁殖,微生物学生长与繁殖,第1页,第 一 节,微生物,个体与,群体生长和繁殖,Microbial Growth and Reproduction,微生物学生长与繁殖,第2页,微生物生长与繁殖,微生物生长,(Growth),：是指细胞物质有规律地、不可逆增加生物过程。,微生物繁殖,(Reproduction),：是微生物生长到一定阶段因为细胞内各种细胞结构复杂和重建造成产生新生命个体，即引发生命个体数量增加整个生物学过程。,微生物学生长与繁殖,第3页,微生物个体生长和群体生长,个体生长：一个微生物个体应具备生长和繁殖全能性。单细胞微生物如细菌、酵母菌等，一个细胞就是一个个体。单细胞微生物生长即使细胞增大,.,在适宜环境中，一个微生物如大肠杆菌（,E.coli,），从一个个体（细胞）出发，经过生长与繁殖，逐步形成细胞总生物质量,(biomass),与数量对应增加群体，这种现象与过程称为群体生长。群体生长是微生物个体生长与个体繁殖连续交替进行所造成结果。所以，群体生长是以微生物个体生长与繁殖为基础,。,微生物学生长与繁殖,第4页,微生物群体生长规律,对微生物群体生长研究表明，微生物群体生长规律因其种类不一样而异，单细胞微生物与多细胞微生物群体生长表现出不一样生长动力学特征。但就单细胞微生物来说，在特定环境中，不一样种微生物表现出趋势相近生长动力学规律。,微生物学生长与繁殖,第5页,（一）,、,细菌纯培养生长曲线,是将某种单细胞微生物少许接种到恒定容积液体培养基中培养，定时取样分析。以菌数对数为纵坐标，生长时间为横坐标作图,可得到一条定量描述液体培养基中微生物生长规律试验曲线，该曲线则称为生长曲线（,growth curve,),。,生长曲线表现了细菌细胞及其群体在新适宜理化环境中，生长繁殖直至衰老死亡动力学改变过程。生长曲线各个时期特点，反应了所培养细菌细胞与其所处环境间进行物质与能量交流，以及细胞与环境间相互作用与制约动态改变。深入研究各种单细胞微生物生长曲线各个时期特点与内在机制，在微生物学理论与应用实践上都有着十分重大意义。,微生物学生长与繁殖,第6页,细菌纯培养生长曲线图,微生物学生长与繁殖,第7页,细菌生长曲线分期,滞留适应期,(,延迟期,),对数生长久,稳定时,衰亡期,微生物学生长与繁殖,第8页,1.,滞留适应期,（,Lag phase,）,特点：,1,）细胞形态变大或增加，比如巨大芽孢杆菌，在迟缓期末，细胞平均长度比刚接种时长,6,倍。普通来说处于迟缓期细菌细胞体积最大；,2,）细胞内,RNA,，尤其是,rRNA,含量增高，合成代谢活跃，核糖体、酶类和,ATP,合成加紧，易产生诱导酶。,3,）对外界不良条件反应敏感。,这一时期细胞，正处于对新理化环境适应期，正在为下一阶段快速生长与繁殖做生理与物质上准备。在这个时期后阶段，菌体细胞逐步进入生理活跃期，少数菌体开始分裂，曲线出现上升趋势。,微生物学生长与繁殖,第9页,延滞期所维持时间长短，因微生物种或菌株和培养条件不一样而异，实践已知延滞期可从几分钟到几小时、几天，甚至几个月不等；如大肠杆菌延滞期就比分枝杆菌短得多。同一个或菌株，接种用纯培养物所处生长发育时期不一样，延滞期长短也不一样。如接种用菌种都处于生理活跃时期，接种量适当加大，营养和环境条件适宜，延滞期将显著缩短，甚至直接进入对数生长久。,微生物学生长与繁殖,第10页,在微生物发酵工业中，假如有较长延迟期，则会造成发酵设备利用率降低、能水耗增加、产品生产成本上升，最终造成劳动生产力低下与经济效益下降。只有缩短延滞期才有可能缩短发酵周期，提升经济效益。所以深入了解延滞期形成机制，可为缩短或延长延滞期提供指导实践理论基础，这对于工业、农业、医学、环境微生物学及其应用等都有极为主要意义。,微生物学生长与繁殖,第11页,所以，在微生物应用实践中，通常可采取用处于快速生长繁殖中健壮菌种细胞接种、适当增加接种量、采取营养丰富培养基、培养种子与下一步培养用两种培养基营养养成份以及培养其它理化条件尽可能保持一致等办法，能够有效地缩短延滞期。,微生物学生长与繁殖,第12页,2.,对数期,（,Log phase,）,单细胞微生物纯培养物在被接种到新鲜培养基后，经过一段时间适应，即进入生长速度相对恒定快速生长与繁殖期，处于这一时期单细胞微生物，其细胞呈几何级数增加，,2,n,；这里指数,“,n,”,则为细胞分裂次数或增殖代数。这一细胞增加以指数式进行快速生长繁殖期称为指数期，也称对数期（,logarithmic phase,）,特点,1,）代时最短，生长速度最快；,2,）细胞稳定（平衡）生长：细胞内各种物质按百分比生长，菌体成份均匀；,3,）酶活性高，代谢稳定，菌体大小基础一致。,微生物学生长与繁殖,第13页,处于对数生长久细胞，因为代谢旺盛，生长快速，代时稳定，个体形态、化学组成和生理特征等均较一致，所以，在微生物发酵生产中，常见对数期菌体作种子，它能够缩短延迟期，从而缩短发酵周期，提升劳动生产率与经济效益。,对数生长久细胞也是研究微生物生长代谢与遗传调控等生物学基础特征极好材料。,微生物学生长与繁殖,第14页,3.,稳定时,（,Stationary phase,）,制约对数生长主要原因有：,培养基中必要营养成份耗尽或其浓度不能满足维持指数生长需要而成为生长限制因子（,growth-limited factor,细胞排出物在培养基中大量积累，以致抑制菌体生长,由上述两方面主要原因所造成细胞内外理化环境改变，如营养物百分比失调、,pH,、氧化还原电位改变等。,即使这些原因不一定同时出现，但只要其中一个原因存在，细胞生长速率就会降低，这些影响生长因子综合作用，致使群体生长逐步进入新增细胞与逐步衰老死亡细胞在数量上趋于相对平衡状态，这就是群体生长稳定时,.,微生物学生长与繁殖,第15页,特点：,1,）生长速度为零，新生,=,死亡，到达动态平衡；,2,）活菌数总量到达最大值；,3,）胞内储备物开始形成（如肝糖粒、脂肪粒等）；,4,）一些芽孢菌芽孢开始形成；,5,）一些细菌过量积累次级代谢产物，如抗生素、维生素等。,稳定生长久时活菌数到达最高水平，假如为了取得大量活菌体，就应在此阶段收获。在稳定时，代谢产物积累开始增多，逐步趋向高峰。一些产抗生素微生物，在稳定时后期时大量形成抗生素。,稳定时长短与菌种和外界环境条件相关。生产上经常经过补料，调整,pH,，调整温度等办法来延长稳定生长久，以积累更多代谢产物。,微生物学生长与繁殖,第16页,一个到达稳定生长久微生物群体，因为生长环境继续恶化和营养物质短缺，群体中细胞死亡率逐步上升，以致死亡菌数逐步超出新生菌数，群体中活菌数下降，曲线下滑。,衰亡期特点：,1,）细菌代谢活性降低；,2,）细菌衰老并出现自溶；,3,）,许多胞内代谢产物和胞内酶向外释放等,如氨基酸、转化酶、外肽酶或抗生素等。,4,）菌体细胞展现各种形态，有时产生畸形，细胞大小悬殊；有些革兰氏染色反应阳性菌此时会变成阴性反应,.,4.,衰亡期,（,Death phase,）,微生物学生长与繁殖,第17页,微生物生长曲线，反应一个微生物在一定生活环境中,(,如试管、摇瓶、发酵罐,),生长繁殖和死亡规律。它既可作为营养物和环境原因对生长繁殖影响理论研究指标，也可用为调控微生物生长代谢依据，以指导微生物生产实践。,依据发酵目标不一样，确定在微生物发酵不一样时期进行收获。微生物生长曲线能够用于指导微生物发酵工程中工艺条件优化以取得最大经济效益。,微生物学生长与繁殖,第18页,第二节微生物培养与生长量测定,微生物学生长与繁殖,第19页,一、微生物纯培养技术,纯培养,(Pure culture),：微生物学中将在试验室条件下从一个细胞或一个细胞群繁殖得到后代称为纯培养。,纯培养技术包含两个基础步骤：,从自然环境中分离培养对象。,在以培养对象为唯一生物种类隔离环境中培养、增殖，取得这一生物种类细胞群体。,针对不一样微生物特点，有许多分离方法。应用最广是平板法分离纯培养。,微生物学生长与繁殖,第20页,取得纯培养技术,稀释平板分离法,平皿划线分离法,单细胞挑取法,利用选择性培养基分离法,富集培养,二元培养：是纯培养一个特殊形式，主要用于分离寄生微生物方法。,微生物学生长与繁殖,第21页,微生物学生长与繁殖,第22页,富集培养,有些微生物在自然界中生存着，但分离和取得纯培养却十分困难，有些甚至至今没有成功过。对于这些微生物采取富集培养方法，作为纯培养前处理，或者直接以富集培养物为研究材料。,富集培养用作为取得纯培养前处理，使特定微生物种类在数量上占绝对优势，然后稀释培养在适宜平板培养基上，长出单菌落多数是预期要分离特定种类。,微生物学生长与繁殖,第23页,二元培养,二元培养是纯培养一个特殊形式。有些寄生微生物只能在寄主微生物体内寄生，必需将寄生微生物和寄主微生物培养在,起，同时排除其它杂菌。比如噬菌体只能在特定寄主微生物体内繁殖。首先在平板培养基中繁殖寄主微生物纯培养,(,称为细菌坪,),，再将含噬菌体稀释液接种在细菌坪上，经过培养，在细菌坪上出现许多独立噬菌斑，重复纯化，得到纯二元培养体即只有一个寄主细菌和一个噬菌体,“,纯培养,”,。,微生物学生长与繁殖,第24页,二、分批培养与连续培养,（一）分批培养,在一个相对独立密闭系统中，一次性投入培养基对微生物进行接种培养方式普通称为,分批培养,(batch culture),。,如在微生物研究中用烧瓶作为培养容器进行微生物培养普通是分批培养。采取分批培养方式时，伴随培养时间延长，因为系统相对密闭性，被微生物消耗营养物得不到及时地补充，代谢产物未能及时排出培养系统，其它对微生物生长有抑制作用环境条件得不到及时改进，使微生物细胞生长繁殖所需营养条件与外部环境逐步恶化，从而使微生物群体生长表现出从细胞对新环境适应到逐步进入快速生长，而后较快转入稳定时，最终走向衰亡阶段分明群体生长过程。,分批培养因为它相对简单与操作方便，在微生物学研究与发酵工业生产实践中仍被较为广泛采取。,微生物学生长与繁殖,第25页,（二）、连续培养,连续培养（,continuous culture,）是相对于分批培养而言。,连续培养是指在深入研究分批培养中生长曲线形成内在机制基础上，开放培养系统，不停补充营养液、解除抑制因子、优化生长代谢环境培养方式。,连续培养显著特点与优势是，它能够依据研究者目标，在一定程度上，人为控制经典生长曲线中某个时期，使之缩短或延长时间，使某个时期细胞加速或降低代谢速率，从而大大提升培养过程人为可控性和效率。,微生物学生长与繁殖,第26页,连续培养方式,恒浊器法,(Turbidostat),：,恒浊法是以培养器中微生物细胞密度为监控对象，用光电控制系统来控制流入培养器新鲜培养液流速，同时使培养器中含有细胞与代谢产物培养液也以基础恒定流速流出，从而使培养器中微生物在保持细胞密度基础恒定条件下进行培养一个连续培养方式。,用恒浊法连续培养微生物，可控制微生物在最高生长速率与最高细胞密度水平上生长繁殖，到达高效率培养目标。当前在发酵工业上有各种微生物菌体生产就是依据这一原理,微生物学生长与繁殖,第27页,恒化器法,(Chemostat),：,指控制恒定流速，使因为细菌生长而耗去营养物质及时得到补充，培养基中营养物浓度基础恒定，从而保持细菌恒定生长速率。,恒化连续培养往往控制微生物在低于最高生长速率条件下生长繁殖。恒化连续培养在研究微生物利用某种底物进行代谢规律方面被广泛采取。所以，它是微生物营养、生长、繁殖、代谢和基因表示与调控等基础与应用基础研究主要技术伎俩。,微生物学生长与繁殖,第28页,补料分批培养或半连续培养,不论是基础研究还是在发酵工业生产实践中，为了到达某种特殊目标或提升培养效率，经常采取两种方法加以综合培养方式。既不是严格意义分批培养方式，也不是严格意义连续培养方式，普通称之为补料分批培养或半连续培养。,如在金霉素、四环素等抗生素发酵生产中，在细胞群体生长进入稳定时，抗生素开始大量合成时进行补料，适当增加发酵液中合成四环类抗生素底物量和维持细胞生存所需要低微浓度营养物，使细胞在非生长繁殖状态下合成抗生素连续时间延长，从而到达提升单位发酵液中抗生素总量（效价）之目标。,半连续发酵方式在当代发酵工业上应用最为广泛。,微生物学生长与繁殖,第29页,分批培养与连续培养比较,1,）缩短发酵周期，提升设备利用率；,2,）便于自动控制；,3,）降低动力消耗及体力劳动强度；,4,）产品质量较稳定；,微生物学生长与繁殖,第30页,三、同时培养,经过机械方法和调控培养条件使某一群体中全部微生物个体细胞尽可能处于同一生长和分裂周期中，从而使细胞群体中各个体处于分裂步调一致生长状态，这种生长状态称为同时生长,(synchronous growth),。,微生物学生长与繁殖,第31页,取得微生物同时生长方法,主要有以下两类：,机械筛选法。这一方法是利用处于同一生长阶段细胞体积与大小同一性，用过滤、密度梯度离心或膜洗脱等方法搜集同时生长细胞。,诱导法。这一方法是用理化条件（药品、营养物、温度、光照等）人为诱导控制微生物细胞群体处于某同一生长发育阶段，以取得同时生长细胞。,微生物学生长与繁殖,第32页,四、微生物生长量测定,1.,直接计数法（全数法）：,2.,间接计数法（活菌计数法）,3.,测定细胞物质量,微生物学生长与繁殖,第33页,1.,直接计数法（全数法）,计数器计数法：,血球计数板,细菌计数板,涂片染色计数法,比浊法：,这是测定菌悬液中细胞数量快速方法。其原理是菌悬液中单细胞微生物，其细胞浓度与混浊度成正比，与透光度成反比。细胞越多，浊度越大，透光量越少。所以，测定菌悬液光密度,(,或透光度,),或浊度能够反应细胞浓度。,此法比较简便，但使用有不足。菌悬液颜色不宜太深，不能混杂其它物质，不然不能取得正确结果。普通在用此法测定细胞浓度时，应先用计数法作对应计数，取得经验数据，并制作菌数对,OD,值标准曲线方便查获菌数值。,微生物学生长与繁殖,第34页,2,.,间接计数法（活菌计数法,）,平板菌落计数法：,液体稀释培养测数（,Most Probable Number method,MPN,法）：,取定量（,1mL,）单细胞微生物悬液，用培养液作定量,10,倍系列稀释，重复,35,次，将不一样稀释度系列稀释管置适宜温度下培养。在稀释度适当前提下，在菌浓度相对较高稀释管内均出现菌生长，而自某个稀释度较高稀释管开始至稀释度更高稀释管中均不出现菌生长，按稀释度自低到高次序，把最终三个稀释度相对较高、出现菌生长稀释管之稀释度称为临界级数。由,3,至,5,次重复连续三级临界级数取得指数，查对应重复最大或然数,(,即,most probable number,，,MPN),表求得最大可能数，再乘以出现生长临界级数最低稀释度，即可测得比较可靠样品活菌浓度。,薄膜过滤计数法：,微生物学生长与繁殖,第35页,3.,测定细胞物质量,干重法,含氮量测定法,DNA,测定法,其它生理指标测定法：,物质消耗,产生量,对氧吸收,发酵糖产酸量,二氧化碳释放量等,微生物学生长与繁殖,第36页,第 三 节,微生物生长与环境,Microbial growth and Environment,微生物学生长与繁殖,第37页,一 些 基 本 术 语,化疗,(Chemotherapy),灭菌,(Sterilization),抑制,(Inhibition),死亡,(Death),防腐,(Antisepsis),消毒,(Dis-infection),微生物学生长与繁殖,第38页,化疗,(chemotherapy),是指利用含有选择性化学物质如磺胺、抗生素等对生物体内部被微生物感染组织或病变细胞进行治疗，以杀死组织内病原微生物或病变细胞，但对机体本身无毒害作用治疗办法,。,微生物学生长与繁殖,第39页,灭菌,（,sterilization),是指利用某种杀死物体中包含芽孢在内全部微生物一个办法,.,微生物学生长与繁殖,第40页,抑制,(inhibition),是在亚致死剂量因子作用下造成微生物生长停顿，但在移去这种因子后生长仍能够恢复生物学现象。,微生物学生长与繁殖,第41页,死亡,(death),是在致死剂量因子或亚致死剂量因子长时间作用下，造成微生物生长能力不可逆丧失，即使这种因子移去后生长仍不能恢复生物学现象。,微生物学生长与繁殖,第42页,防腐,（,antisepsis),是在一些化学物质或物理因子作用下，能预防或抑制微生物生长一个办法，它能预防食品腐败或预防其它物质霉变。,微生物学生长与繁殖,第43页,消毒,（,disinfection),是利用某种方法杀死或灭活物质或物质中全部病原微生物一个办法,它能够起到预防感染或传输作用,.,微生物学生长与繁殖,第44页,一、温度,最低生长温度,:,指微生物能进行繁殖最低温度界限。,最适生长温度：,指使微生物到达最大生长速度温度。,最高生长温度：,指微生物能生长繁殖最高温度界限。,致死温度：,是指能使 微生物死亡最低温度界限。,致死时间：,在一定温度下杀死微生物所需要最短时间。,微生物学生长与繁殖,第45页,各类微生物生长温度范围,微生物,类型,最低温度,o,C,最适温度,o,C,最高温度,o,C,高温型,30,4555,6075,中温型,5,2537,4550,低温型,0,1015,2030,微生物学生长与繁殖,第46页,温度对微生物生长速率影响规律,微生物学生长与繁殖,第47页,利用高温灭菌方法,干热灭菌,湿热灭菌,巴斯德灭菌,微生物学生长与繁殖,第48页,干热灭菌,干热灭菌法,：,160,处理,12h,。适合用于玻璃器皿、金属用具等耐热物品灭菌。优点：可保持物品干燥,。,灼热灭菌法,：常见于金属性接种工具、污染物品及试验材料等废弃物处理。,微生物学生长与繁殖,第49页,煮沸消毒法：,100,，,15min,以上。,间隙灭菌法：用流通蒸汽重复屡次处理灭菌法。,巴斯德消毒法：用较低温度（如,6263,，,30min,）处理牛奶、酒类等饮料，以杀死其中病原菌如结核杆菌、伤寒杆菌等，同时又不损害营养与风味方法,。,高压蒸汽灭菌法：,1.05kg/cm,2,（,15b/in,）蒸汽压，,121,处理,1530min,。,湿 热 灭 菌,微生物学生长与繁殖,第50页,巴斯德灭菌,即用较低温度,(,如用,62,63,，处理,30min,、若以,71,则处理,15min),处理牛奶、酒类等饮料，以杀死其中病原菌如结核杆菌、伤寒杆菌等，但又不损害营养与风味。处理后物品应快速冷却至,10,左右即可饮用。这种方法只能杀死大多数腐生菌营养体而对芽孢无损害。此法是基于结核杆菌致死温度为,62,15min,而要求。这种消毒法系巴斯德创造，故称巴斯德消毒法。,现不停提升灭菌温度缩短灭菌时间，以提升生产效率。,100,多几秒钟。,微生物学生长与繁殖,第51页,湿热比干热灭菌更加好：,1,）更易于传递热量；,2,）更易破坏保持蛋白质稳定性氢键等结构；,湿热对普通营养体和孢子杀灭条件：,1,）多数细菌和真菌营养细胞：在,60,左右处理,5-10,分钟；,2,）酵母菌和真菌孢子：用,80,以上温度处理；,3,）细菌芽孢：,121,处理,15,分钟以上；,微生物学生长与繁殖,第52页,三、,pH,对微生物生长影响,微生物生命活动受环境酸碱度影响较大。每种微生物都有最适宜,pH,值和一定,pH,适应范围。,大多数细菌、藻类和原生动物最适宜,pH,为,6.5,7.5,，在,pH4.0,10.0,之间也能生长。,放线菌普通在微碱性，,pH7.5,8.0,最适宜。,酵母菌和霉菌在,pH5,6,酸性环境中较适宜，但可生长范围在,pHl.5,10.0,之间。,有些细菌可在很强酸性或碱性环境中生活，比如有些硝化细菌则能在,pH11.0,环境中生活，氧化硫硫杆菌能在,pHl.0,2.0,环境中生活。,微生物学生长与繁殖,第53页,pH,值影响微生物生长机制主要有以下几点：,因为氢离子与细胞膜上酶相互作用,氢离子也影响细胞壁中酶活性,;,pH,值影响培养基中有机化合物离子化,从而间接影响微生物,;,pH,值影响营养物质溶解度,;,pH,影响代谢产物积累,;,可利用微生物对,pH,要求不一样，促进有益微生物生长或控制杂菌污染。,微生物学生长与繁殖,第54页,湿度普通是指环境空气中含水量多少，有时也泛指物质中所含水份量。,普通生物细胞含水量在,70,90%,。湿润物体表面易长微生物，这是因为湿润物体表面常有一层薄薄水膜，微生物细胞实际上就生长在这一水膜中。,放线菌和霉菌基内菌丝生长在水溶液或含水量较高固体基质中，气生菌丝则曝露于空气中，所以，空气湿度对放线菌和霉菌等微生物代谢活动有显著影响。,三、湿度、渗透压和水活度,微生物学生长与繁殖,第55页,如基质含水量不高、空气干燥，胞壁较薄气生菌丝易失水萎蔫，不利于甚至可终止代谢活动，空气湿度较大则有利于生长。,细菌在空气中生存和传输也以湿度较大为适当。所以，环境干燥，可使细胞失水而造成代谢停顿乃至死亡。,大家广泛应用干燥方法保留谷物、纺织品与食品等，其实质就是夺细胞之水，从而预防微生物生长引发霉腐。,微生物学生长与繁殖,第56页,氧,依据氧与微生物生长关系可将微生物分为：,好氧性微生物,微好氧性微生物,氧忍耐型微生物,兼性厌氧性微生物,专性厌氧性微生物,四、氧和氧化还原电位,微生物学生长与繁殖,第57页,专性好氧菌,（,obligate or strict aerobes,）这类微生物含有完整呼吸链，以分子氧作为最终电子受体，只能在较高浓度分子氧（一,0.2Pa,）条件下才能生长，大多数细菌、放线菌和真菌是专性好氧菌。,兼性厌氧菌,(facultative anaerobes,）,兼性厌氧菌也称兼性好氧菌（,facultative aerobes,）。这类,微生物适应范围广，在有氧或无氧环境中均能生长。,普通以有氧生长为主，有氧时靠呼吸产能；兼具厌氧生长能力，无氧时经过发酵或无氧呼吸产能。如大肠杆菌（,E.coli,）、产气肠杆菌（,Enterobacter aerogenes,）等肠杆菌科,(Enterobacteriaceae,）组员，地衣芽孢杆菌（,Bacillus lichenifornus,）、酿酒酵母（,Saccharomyces cerevisiae,）等,微生物学生长与繁殖,第58页,微好氧菌,（,microserophilic bacteria,）,这类微生物只在非常低氧分压，即,0.010.03 Pa,下才能生长（正常大气氧分压为,0.2Pa,）。它们经过呼吸链，以氧为最终电子受体产能。如发酵单胞菌属（,Zymontonas,）、弯曲菌属（,Gampylobacter,）、氢单胞菌属（,Hy drogenomonas,）、霍乱弧菌（,Vibrio cholerae,）等属种组员。,耐氧菌,（,aerotolerant anaerobes,）,它们生长不需要氧，但可在分子氧存在条件下行发酵性厌氧生活，分子氧对它们无用，但也无害，故可称为耐氧性厌氧菌。氧对其无用原因是它们不含有呼吸链，只经过发酵经底物水平磷酸化取得能量。普通乳酸菌大多是耐氧菌,.,厌氧菌,（,anaerobes,）,分子氧对这类微生物有毒，氧可抑制生长（普通厌氧菌）甚至造成死亡（严格厌氧菌）。所以，它们只能在无氧或氧化还原电位很低环境种生长。常见厌氧菌有梭菌属（,Clostridium,）组员,.,微生物学生长与繁殖,第59页,微生物学生长与繁殖,第60页,氧对厌氧微生物产生毒害作用机理,氧气对厌氧性微生物产生毒害作用机理主要是厌氧微生物在有氧条件下生长时，会产生有害超氧基化合物和过氧化氢等代谢产物，这些有毒代谢产物在胞内积累而造成机体死亡。,好氧微生物与兼性厌氧细菌细胞内普遍存在着超氧化物歧化酶和过氧化氢酶。,而严格厌氧细菌不具备这两种酶。,耐氧性微生物只含有超氧化物歧化酶，而不含有过氧化氢酶，所以在生长过程中产生超氧基化合物被分解去毒，过氧化氢则经过细胞内一些代谢产物深入氧化而解毒，这是决定耐氧性微生物在有氧条件下仍可生存内在机制。,微生物学生长与繁殖,第61页,氧化还原电位势,(Eh),好氧微生物：,+0.1 V,；最适,+0.3+0.4V,；,厌氧微生物：,75,嗜亚高温菌,(,中度好热菌,):5575,微生物学生长与繁殖,第77页,高温菌耐高温机理,酶对热稳定,核酸,G+Cmol%,较高,Tm,值较大,细胞膜长链脂肪酸含量高,主要是一些分支长链饱和脂肪酸,(17,18,和,19,碳原子,),保护因子,如金属离子,(Mg,2+,Ca,2+,等,),和一些低分子物质如多胺等,微生物学生长与繁殖,第78页,（三）、微生物对极端,pH,抗性,极端,pH,条件,:pH9.0,机理,:,还不完全了解。普通认为是因为细胞膜对氢离子不透性所引发。而对于嗜碱菌则认为是经过主动分泌,OH,-,离子方式保持细胞内,pH,在中性范围。,不论是嗜酸细菌还是嗜碱细菌，细胞壁与细胞膜在维持胞内,pH,稳定上都起着主要作用。,微生物学生长与繁殖,第79页,（四）、微生物对重金属离子毒害抗性,微生物普通对重金属需要量极为微量，在,0.1mg/L,或更少即可满足，并有一定刺激生长作用。过量产生毒害。但也有一些微生物可生长在浓度已大大超出对生物产生毒性高含量重金属环境中。在高浓度环境中藻类、真菌、原生动物、和细菌都有抗高浓度重金属种类。,微生物学生长与繁殖,第80页,微生物对重金属离子毒害抗性机理,改变细胞膜透性，阻止金属离子进入细胞,产生某种螯合剂如胞外多糖，抵抗金属离子毒害,经过酶促反应，使有毒物质转变成无毒化合物,微生物学生长与繁殖,第81页,第五节 微生物菌种保藏,一、微生物菌种保藏要求,微生物菌种保藏要求：,是广泛搜集各种研究、教学和生产性菌种，,满足各方面需求；,高质量保藏，即要求保藏菌种不死亡、,活性不衰老、特征不变异、分类不紊乱；,随时可提供保持有原始特征菌种用于,交换和使用。,微生物学生长与繁殖,第82页,菌种保藏原理,菌种保藏基础原理是将微生物菌种保留在不利于微生物活跃生长和代谢不良环境中，如干燥、低温、缺氧、黑暗、营养饥饿等等，使微生物代谢速率极为迟缓或处于休眠状态。而一旦恢复所保留菌种生长正常环境和营养条件，即可取得含有高生理活性和保持原种优良性状菌种培养物。,微生物学生长与繁殖,第83页,二、微生物菌种保藏常见方法,菌种保藏方法有各种多样，常见菌种保藏方法比较以下,:,微生物学生长与繁殖,第84页,常见菌种保藏方法比较,方法,原理,适宜菌种,保藏时间,特点,冰箱低温（,4,）,低温,各大类微生物,36,个月,简便,石蜡油封藏,低温、缺氧,各大类微生物,12,年,简便,砂土保藏,干燥、无营养,产芽孢细菌、产孢子放线菌、霉菌,1,简便有效,冷冻干燥保藏,干燥、低温、无氧,各大类微生物,5以上,繁而高效,微生物学生长与繁殖,第85页,