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1、第一节,纯培养微生物群体的生长,细胞体积增大，逐渐发生量变的过程；,生长,细胞数目增多，并且产生新一代的过程。,繁殖,群体生长 = 个体生长 + 个体繁殖,微生物生长,一、获得纯培养的方法,从一个细胞繁殖得到的后代。,纯培养（pure culture）,细菌：分离得到单个细胞，并形成一个菌落,真菌：获得单个孢子，使之萌发产生菌丝体,1、稀释平皿分离法,（一）稀释分离法,2、平皿划线分离法,3、单细胞挑取法,样品进行充分稀释,直接挑取单孢子（单细胞）,接种于培养基上形成菌落,（二）选择性培养基的利用,加入结晶紫和青霉素分离G-细菌；,加入特定营养物质，选择所需微生物。,加入链霉素分离真菌；,Mi
2、xed culture,Pure culture,分离得到单菌落后要纯化,二、细菌群体生长的测量,细胞数目的增加,细胞物质的增加,群体生长,（一）细胞数量的测定,1、细胞总数的测定（total count）,（1）显微镜直接计数法,缺点：不能区分死菌与活菌 不适于对运动细菌的计数 需要相对高的细菌浓度 个体小的细菌难以观察,（2）比浊法,在一定波长下，测定菌悬液的光密度，以光密度(optical density, 即O.D.)表示菌量。,菌浓度与光密度成正比的线性范围,2、活菌数量的测定 （viable count）,（1）稀释平皿测数法,Viable cell count,1.dilute
3、sample,1 ml,9 ml,10 100 1000 104 105 106 107,cell/ml,2. plate out 0.1 ml,（2）最大概率法,（most probable number,MPN),只能进行液体培养的微生物；,用液体鉴别培养基直接鉴定并计数的微生物。,适用于,稀释度 10-3 10-4 10-5 10-6 10-7 10-8,重复数 5 5 5 5 5 5,出现生长的管数 5 5 5 4 1 0,（3）浓缩法（滤膜法）,适用于菌数很低的样品。,样品通过膜过滤器,将膜转到相应的培养基上,菌落计数,（二）细胞生物量的测定,1、测定细胞干重法,2、DNA含量测定法
4、,3、ATP含量测定法,4、代谢活性法,三、分批培养中细菌群体的生长,在化学成分一定的培养基中进行培养。,细菌的生长曲线,（一）延迟期 (Lag phase),细胞形态变大或增长；,细胞内RNA含量增高，合成代谢活跃；,细胞对外界不良条件反应敏感。,迟缓期出现的原因：,缺乏分解和催化有关底物的酶。,缺乏充足的中间代谢产物；,(1)改变遗传性使迟缓期缩短;,(2)利用对数生长期的细胞作为种子;,(3)接种前后的培养基组成要尽量一致;,(4)适当扩大接种量。,缩短迟缓期的常用手段,（二）对数生长期（Exponential growth phase）,菌体高速生长，细胞数呈几何级数增加；,细胞对理化
5、因素的影响仍很敏感；,菌体大小，形态、生理特征比较一致。,Nt=N02n,细菌在对数期每分裂一次代所需的时间(G),代时(Generation time),1、代时为0.5h的细菌由103个增加到109个需要多长时间?,2、某细菌2h繁殖了5代，该菌的代时是多少?,3、最初为4个细菌，增殖为128个需经过几代?,（三）稳定期（Stationary phase）,菌体数处于动态平衡，菌体产量达到最高；,细胞内开始积累内含物；,细菌开始产芽孢，以适应不利的环境。,（四）衰亡期（Decline phase）,细胞死亡数大于新生数；,细胞出现多形态，芽孢开始释放；,菌体出现自溶。,释放代谢产物;,四、
6、细菌群体生长的连续培养,不断加入培养液，同时移去培养物，使对数期延长的培养方法。,（一）恒浊连续培养,(二）恒化连续培养,环境条件对微生物生长和代谢的影响,第二节,影响微生物生长的因素,物理因素化学因素生物因素：指微生物与微生物及微生物与其它生物之间的相互关系,物理因素,温度水分及其可给性氢离子浓度氧气及氧化还原电位光和辐射化学杀菌剂和抑菌剂,化学因素,影响微生物生长的理化因素,利用环境条件对有害微生物进行控制,防腐：,消毒：,灭菌：,利用物理、化学方法，防止或抑制微生物的生长繁殖的一种措施。,利用某种方法，杀死物体中包括芽孢在内的所有微生物的一种措施。,利用某种方法杀死或消除所有病原微生物的
7、一种措施。,一、温度,最低生长温度,最适生长温度,最高生长温度,总体来看微生物生长温度：10100,每种微生物的温度范围：,（一）微生物生长的温度类型,表示微生物的生长速度与生长温度的关系。,Q10,=,在（t+10)时的生长速度,在（t)时的生长速度,即温度每升高10时，微生物的生长速度与其在升温之前的生长速度之比。,温度系数（Q10）,（二）温度对微生物的影响,1、高温对微生物的影响,致死温度：,高温使大分子物质变性，使微生物死亡。,在10min内杀死某种微生物的温度界限。,致死时间：,在某一温度下杀死细胞所需的最短时间。,烘箱内热空气灭菌（160170，12h）火焰灼烧,干热灭菌,湿热灭
8、菌,巴氏消毒,72，15s,6366，30min,煮沸消毒,间歇灭菌,常规高压灭菌,121，15min；115，30min；,常用的灭菌方法,2、低温对微生物的影响,冰箱,细胞内酶的活性降低，新陈代谢缓慢，呈休眠状态。,常采用冷藏法保存菌种,液氮罐,快速冷冻,在细胞悬液中加入甘油,防止死亡,二、水分及其可给性,（一）水的活度（water activity）,在一定温度和压力下，溶液中的蒸汽压（P）与纯水蒸汽压（P0）之比。,（二）渗透压,水可以由溶质浓度低的一边流向高的一边。,低渗溶液：渗透压低于细胞渗透压的溶液,等渗溶液：渗透压等于细胞渗透压的溶液,高渗溶液：渗透压高于细胞渗透压的溶液,高渗
9、环境会使细胞脱水，引起质壁分离。,这种调节细胞内水分状况的溶质称为协调溶质（compatible solutes）。,1015% 食盐,5070% 糖,防止食品腐败,极端嗜盐菌能在1530%盐浓度下生活。,从外界泵入离子,在胞内合成某些溶质,机理,（三）氢离子浓度（pH）,细菌、藻类和原生动物：6.57.5,放线菌：7.08.0,真菌：5.06.0,影响细胞质膜电荷和养料吸收；影响酶的活性；改变环境中养料的供给或有害物质的毒性。,氢离子影响机制,类 群 氧气（O2）的影响需氧性微生物： 专性需氧性 必须有O2才能生活 兼性需氧性 有O2时生长更好 微需氧性 仅需低于大气中含O2量的条件厌氧性微
10、生物： 微耐氧性 不需O2，有O2时可以生活 兼性厌氧性 有O2或无O2均能生活专性（严格）厌氧性 O2有毒害，或有致死作用,（四）氧气和氧化还原电位（Eh）,1、氧气与微生物的关系,接触酶（catalase）,过氧化物酶（peroxidase）,超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）,1）需氧性微生物有如下酶类：,过氧化氢（H2O2）,超氧化物（O2-）,有害代谢产物,氧气影响微生物生长的机制,超氧化物歧化酶,总反应式,3）兼性需氧微生物有两套酶系统,好氧呼吸酶系,发酵作用的酶系,2）厌氧性微生物无以上酶类,2、环境Eh值与微生物的生长,好氧微生物,厌氧微生物,E
11、h为0.3V以上,兼性厌氧微生物,在0.1V以上时进行好氧呼吸,在0.1V以下时进行发酵作用,Eh为0.1V以下,反之则使Eh值下降,加入氧化性物质,改变培养环境的Eh值的方法,改善通气条件,降低培养基pH,使Eh值上升,（五）光和辐射,利用电磁辐射产生的电磁波杀死微生物。,紫外线(UV),X-射线,-射线,-射线,1、紫外线(240300nm),作用机制：核酸最在大吸收波长在265266nm之间紫外线照射能使核酸分子中形成T=T,2、电离辐射(、X ),作用机制：使细胞中大分子物质直接电离而引起微生物的死亡。,二、化学因素,生物合成的天然产物,人工合成的化合物,能够杀死微生物或抑制微生物的化学物质。,抑菌：,抑菌剂(Bacteriostatic agent),杀菌,杀菌剂(Bactericide),溶菌剂(Bacteriolysis),（一）防腐剂和消毒剂,对一切活细胞都有毒性，不能用于人或动物体内的化学治疗。,防腐剂,杀死微生物或抑制其生长,作为外用抗微生物药物,消毒剂,可杀死微生物,用于非生物材料的灭菌或消毒,（二）抗代谢物,在结构上与生物必需的代谢物相似，干扰了代谢的正常进行的一类物质。,叶酸对抗物（磺胺）,磺胺的抑菌作用机理,磺胺是氨基苯甲酸类似物，干扰叶酸的合成。,
