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1、关于微生物的生长繁殖(2)现在学习的是第1页，共72页 生长和繁殖统称为发育，发育是一个复杂的生命活动。当微生生长和繁殖统称为发育，发育是一个复杂的生命活动。当微生物吸收营养物质后，通过合成代谢作用，合成新的细胞成分，使菌物吸收营养物质后，通过合成代谢作用，合成新的细胞成分，使菌体的重量增加体的重量增加(主要是原生质和其他组成成分有规律地增加主要是原生质和其他组成成分有规律地增加)，菌体，菌体体积长大，这种现象称为体积长大，这种现象称为生长生长。细胞的生长是有限度的，当细胞增长。细胞的生长是有限度的，当细胞增长到一定程度时就开始分裂，这种菌体数量增多的现象称为到一定程度时就开始分裂，这种菌体数
2、量增多的现象称为繁殖繁殖。生长是。生长是繁殖的基础，繁殖是生长的结果。生长和繁殖虽有区别，但关系十繁殖的基础，繁殖是生长的结果。生长和繁殖虽有区别，但关系十分密切。微生物群体在生长过程中，个体的细胞体积和重量变化不分密切。微生物群体在生长过程中，个体的细胞体积和重量变化不易被察觉，所以，常以细胞数量的增加或以细胞群体重量的增加作易被察觉，所以，常以细胞数量的增加或以细胞群体重量的增加作为生长繁殖的指标。为生长繁殖的指标。现在学习的是第2页，共72页3生长：生长：生物个体物质有规律地、不可逆增加，导致个体体生物个体物质有规律地、不可逆增加，导致个体体积扩大的生物学过程。积扩大的生物学过程。繁殖：
3、繁殖：生物个体生长到一定阶段，通过特定方式产生新生物个体生长到一定阶段，通过特定方式产生新的生命个体，即引起生命个体数量增加的生物学过程。的生命个体，即引起生命个体数量增加的生物学过程。现在学习的是第3页，共72页4现在学习的是第4页，共72页5 微生物生长：微生物生长：在一定时间和条件下细胞数量的增加（微在一定时间和条件下细胞数量的增加（微生物群体生长），在微生物学中提到的生物群体生长），在微生物学中提到的“生长生长”，一般均，一般均指群体生长，这一点与研究大生物时有所不同。指群体生长，这一点与研究大生物时有所不同。微生物生长：单位时间里微生物数量或生物量的变化。微生物生长：单位时间里微生物
4、数量或生物量的变化。现在学习的是第5页，共72页第一节第一节 微生物纯培养的生长微生物纯培养的生长 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纯培养纯培养纯培养。相对应的称为相对应的称为相对应的称为相对应的称为不纯培养物不纯培养物不纯培养物不纯培养物。纯培养的分离方法纯培养的分离方法纯培养的分离方法纯培养的分离方法稀释倒平皿法稀释倒平皿法稀释倒平皿法稀释倒平皿法
5、 将待分离的材料作一系列稀释将待分离的材料作一系列稀释将待分离的材料作一系列稀释将待分离的材料作一系列稀释(如如如如1:101:10、1:1001:100、1:1 0001:1 000、1:10 000)1:10 000)，取不同稀释液各少，取不同稀释液各少，取不同稀释液各少，取不同稀释液各少许与已熔化并冷却至许与已熔化并冷却至许与已熔化并冷却至许与已熔化并冷却至45 45 的琼脂培养基相混合，倾入灭过菌的培养皿中，待琼脂培养基凝的琼脂培养基相混合，倾入灭过菌的培养皿中，待琼脂培养基凝的琼脂培养基相混合，倾入灭过菌的培养皿中，待琼脂培养基凝的琼脂培养基相混合，倾入灭过菌的培养皿中，待琼脂培养基
6、凝固后，保温培养一定时间，固后，保温培养一定时间，固后，保温培养一定时间，固后，保温培养一定时间，现在学习的是第6页，共72页微生物纯培养的生长微生物纯培养的生长 即有菌落出现。如果稀即有菌落出现。如果稀即有菌落出现。如果稀即有菌落出现。如果稀释得当，平皿中出现分散释得当，平皿中出现分散释得当，平皿中出现分散释得当，平皿中出现分散的单个菌落便可能是由一的单个菌落便可能是由一的单个菌落便可能是由一的单个菌落便可能是由一个细菌繁殖所形成。挑取个细菌繁殖所形成。挑取个细菌繁殖所形成。挑取个细菌繁殖所形成。挑取此单个菌落或再重复以上此单个菌落或再重复以上此单个菌落或再重复以上此单个菌落或再重复以上操作
7、数次，可得到纯培养。操作数次，可得到纯培养。操作数次，可得到纯培养。操作数次，可得到纯培养。现在学习的是第7页，共72页微生物纯培养的生长微生物纯培养的生长划线法划线法 将熔化的琼脂培养基倾入无菌培养皿中，冷凝后，用接将熔化的琼脂培养基倾入无菌培养皿中，冷凝后，用接将熔化的琼脂培养基倾入无菌培养皿中，冷凝后，用接将熔化的琼脂培养基倾入无菌培养皿中，冷凝后，用接种环蘸取少许待分离材料，在培养基表面连续划线，如，种环蘸取少许待分离材料，在培养基表面连续划线，如，种环蘸取少许待分离材料，在培养基表面连续划线，如，种环蘸取少许待分离材料，在培养基表面连续划线，如，可作平行划线、扇形划线或其他形式连续划
8、线，随着接种可作平行划线、扇形划线或其他形式连续划线，随着接种可作平行划线、扇形划线或其他形式连续划线，随着接种可作平行划线、扇形划线或其他形式连续划线，随着接种环在培养基上的移动，细菌得以分散，经保温培养即形成环在培养基上的移动，细菌得以分散，经保温培养即形成环在培养基上的移动，细菌得以分散，经保温培养即形成环在培养基上的移动，细菌得以分散，经保温培养即形成菌落。在划线的开始部分，细菌分散度小，形成菌落往往菌落。在划线的开始部分，细菌分散度小，形成菌落往往菌落。在划线的开始部分，细菌分散度小，形成菌落往往菌落。在划线的开始部分，细菌分散度小，形成菌落往往连在一起。但由于连续划线，细菌逐渐减少
9、，划到最后常连在一起。但由于连续划线，细菌逐渐减少，划到最后常连在一起。但由于连续划线，细菌逐渐减少，划到最后常连在一起。但由于连续划线，细菌逐渐减少，划到最后常可形成单独孤立的菌落。可形成单独孤立的菌落。可形成单独孤立的菌落。可形成单独孤立的菌落。现在学习的是第8页，共72页微生物纯培养的生长微生物纯培养的生长 这种单独的菌落可能是由单个细胞形成的，因而获得纯这种单独的菌落可能是由单个细胞形成的，因而获得纯这种单独的菌落可能是由单个细胞形成的，因而获得纯这种单独的菌落可能是由单个细胞形成的，因而获得纯培养。用其他工具如形玻棒代替接种环在琼脂培养基表面涂培养。用其他工具如形玻棒代替接种环在琼脂
10、培养基表面涂培养。用其他工具如形玻棒代替接种环在琼脂培养基表面涂培养。用其他工具如形玻棒代替接种环在琼脂培养基表面涂布，亦可得到同样结果。布，亦可得到同样结果。布，亦可得到同样结果。布，亦可得到同样结果。现在学习的是第9页，共72页微生物纯培养的生长微生物纯培养的生长单细胞挑取法单细胞挑取法 单细胞挑取法是从待分离材料中只挑取一个细胞来培单细胞挑取法是从待分离材料中只挑取一个细胞来培单细胞挑取法是从待分离材料中只挑取一个细胞来培单细胞挑取法是从待分离材料中只挑取一个细胞来培养。可用一台显微挑取器，装置于显微镜上，把一滴细菌养。可用一台显微挑取器，装置于显微镜上，把一滴细菌养。可用一台显微挑取器
11、，装置于显微镜上，把一滴细菌养。可用一台显微挑取器，装置于显微镜上，把一滴细菌悬浮液置于载玻片上，用装于显微挑取器上的极细的毛细悬浮液置于载玻片上，用装于显微挑取器上的极细的毛细悬浮液置于载玻片上，用装于显微挑取器上的极细的毛细悬浮液置于载玻片上，用装于显微挑取器上的极细的毛细吸管，在显微镜下对准一个单独的细菌细胞挑取，再接种吸管，在显微镜下对准一个单独的细菌细胞挑取，再接种吸管，在显微镜下对准一个单独的细菌细胞挑取，再接种吸管，在显微镜下对准一个单独的细菌细胞挑取，再接种于培养基上培养而得纯培养。于培养基上培养而得纯培养。于培养基上培养而得纯培养。于培养基上培养而得纯培养。现在学习的是第10
12、页，共72页微生物纯培养的生长微生物纯培养的生长利用选择培养基分离法利用选择培养基分离法利用选择培养基分离法利用选择培养基分离法 不同的细菌需要不同的营养物。因此，可以把培养基配制成适合于某种细菌生长而限制不同的细菌需要不同的营养物。因此，可以把培养基配制成适合于某种细菌生长而限制不同的细菌需要不同的营养物。因此，可以把培养基配制成适合于某种细菌生长而限制不同的细菌需要不同的营养物。因此，可以把培养基配制成适合于某种细菌生长而限制其他细菌生长的环境。这样的选择培养基可用来分离培养纯种。其他细菌生长的环境。这样的选择培养基可用来分离培养纯种。其他细菌生长的环境。这样的选择培养基可用来分离培养纯种
13、。其他细菌生长的环境。这样的选择培养基可用来分离培养纯种。也可以将待分离的样品先进行适当处理，以排除不需要的微生物。例如，也可以将待分离的样品先进行适当处理，以排除不需要的微生物。例如，也可以将待分离的样品先进行适当处理，以排除不需要的微生物。例如，也可以将待分离的样品先进行适当处理，以排除不需要的微生物。例如，想分离得到芽孢细菌，可在倒平皿前将样品在高温处理一段时间，以破坏所想分离得到芽孢细菌，可在倒平皿前将样品在高温处理一段时间，以破坏所想分离得到芽孢细菌，可在倒平皿前将样品在高温处理一段时间，以破坏所想分离得到芽孢细菌，可在倒平皿前将样品在高温处理一段时间，以破坏所有的或大部分的非芽孢细
14、菌，这样分离得到的菌落将是芽孢形成菌。有的或大部分的非芽孢细菌，这样分离得到的菌落将是芽孢形成菌。有的或大部分的非芽孢细菌，这样分离得到的菌落将是芽孢形成菌。有的或大部分的非芽孢细菌，这样分离得到的菌落将是芽孢形成菌。现在学习的是第11页，共72页微生物纯培养分离方法的比较微生物纯培养分离方法的比较方方方方 法法法法应用范围应用范围应用范围应用范围稀释倒平皿法稀释倒平皿法稀释倒平皿法稀释倒平皿法即可定性，又可定量，用途广泛即可定性，又可定量，用途广泛即可定性，又可定量，用途广泛即可定性，又可定量，用途广泛划线法划线法划线法划线法方法简便，多用于分离细菌方法简便，多用于分离细菌方法简便，多用于分
15、离细菌方法简便，多用于分离细菌单细胞挑取法单细胞挑取法单细胞挑取法单细胞挑取法局限于高度专业化的研究局限于高度专业化的研究局限于高度专业化的研究局限于高度专业化的研究利用选择培养基分利用选择培养基分利用选择培养基分利用选择培养基分离法离法离法离法适用于分离某些生理类型较特殊的适用于分离某些生理类型较特殊的适用于分离某些生理类型较特殊的适用于分离某些生理类型较特殊的微生物微生物微生物微生物现在学习的是第12页，共72页13第二节微生物的生长和测定方法1 1、测生长量：、测生长量：（1 1）直接法：测体积、称干重等方法直接法：测体积、称干重等方法（2 2）间接法：间接法：现在学习的是第13页，共7
16、2页A A测定细胞物质的重量测定细胞物质的重量测定细胞物质的重量测定细胞物质的重量 采用干重法，用离心或过滤的方法将菌体从菌悬液采用干重法，用离心或过滤的方法将菌体从菌悬液采用干重法，用离心或过滤的方法将菌体从菌悬液采用干重法，用离心或过滤的方法将菌体从菌悬液中分离出来，洗净，烘干，称重，求得单位容积菌悬中分离出来，洗净，烘干，称重，求得单位容积菌悬中分离出来，洗净，烘干，称重，求得单位容积菌悬中分离出来，洗净，烘干，称重，求得单位容积菌悬液中细胞的干重。这是测定细胞重量较为直接而可靠液中细胞的干重。这是测定细胞重量较为直接而可靠液中细胞的干重。这是测定细胞重量较为直接而可靠液中细胞的干重。这
17、是测定细胞重量较为直接而可靠的方法，但只适用于菌体浓度较高的样品，而且要求的方法，但只适用于菌体浓度较高的样品，而且要求的方法，但只适用于菌体浓度较高的样品，而且要求的方法，但只适用于菌体浓度较高的样品，而且要求样品中不含菌体以外的其他干物质。样品中不含菌体以外的其他干物质。样品中不含菌体以外的其他干物质。样品中不含菌体以外的其他干物质。在活性污泥法中常采用干重法来测定活性污泥的重量，在活性污泥法中常采用干重法来测定活性污泥的重量，在活性污泥法中常采用干重法来测定活性污泥的重量，在活性污泥法中常采用干重法来测定活性污泥的重量，以近似代表活性污泥中微生物的量，这一指标称为以近似代表活性污泥中微生
18、物的量，这一指标称为以近似代表活性污泥中微生物的量，这一指标称为以近似代表活性污泥中微生物的量，这一指标称为活性活性活性活性污泥浓度污泥浓度污泥浓度污泥浓度(符号为符号为符号为符号为MLSS)MLSS)，它表示每升活性污泥混合液，它表示每升活性污泥混合液，它表示每升活性污泥混合液，它表示每升活性污泥混合液中活性污泥的毫克数。这种测定结果既包括活菌和死菌中活性污泥的毫克数。这种测定结果既包括活菌和死菌中活性污泥的毫克数。这种测定结果既包括活菌和死菌中活性污泥的毫克数。这种测定结果既包括活菌和死菌量，又包括有机颗粒和无机盐类的重量，因而，这一指量，又包括有机颗粒和无机盐类的重量，因而，这一指量，又
19、包括有机颗粒和无机盐类的重量，因而，这一指量，又包括有机颗粒和无机盐类的重量，因而，这一指标随非生物物质含量的增加，可靠性降低。标随非生物物质含量的增加，可靠性降低。标随非生物物质含量的增加，可靠性降低。标随非生物物质含量的增加，可靠性降低。现在学习的是第14页，共72页15B B比浊法：可用分光光度法对无色的微生物悬浮液进行测定或用带有侧臂的比浊法：可用分光光度法对无色的微生物悬浮液进行测定或用带有侧臂的比浊法：可用分光光度法对无色的微生物悬浮液进行测定或用带有侧臂的比浊法：可用分光光度法对无色的微生物悬浮液进行测定或用带有侧臂的三角烧瓶作原位测定。三角烧瓶作原位测定。三角烧瓶作原位测定。三
20、角烧瓶作原位测定。现在学习的是第15页，共72页16C生理指标法：如测含氮量：一般细菌的含氮量为其干重的如测含氮量：一般细菌的含氮量为其干重的14%14%，酵母菌为，酵母菌为7.5%7.5%，霉菌为，霉菌为6.5%6.5%，含氮量乘以，含氮量乘以6.256.25即为粗蛋白含量。即为粗蛋白含量。测含碳量以及测磷、测含碳量以及测磷、DNADNA、RNARNA、ATPATP、DAPDAP（二氨基庚（二氨基庚二酸）、几丁质或二酸）、几丁质或N N乙酰胞壁酸等含量的；乙酰胞壁酸等含量的；产酸、产气、耗氧、粘度和产热等指标，有时也应用于生长量的测定。现在学习的是第16页，共72页微生物纯培养的生长微生物纯
21、培养的生长DNADNA含量测定法含量测定法含量测定法含量测定法 由于由于由于由于DNADNA在细胞生长中起重要作用，所以，测定在细胞生长中起重要作用，所以，测定在细胞生长中起重要作用，所以，测定在细胞生长中起重要作用，所以，测定DNADNA的含量也是研的含量也是研的含量也是研的含量也是研究微生物生长的一种重要的化学测定方法。究微生物生长的一种重要的化学测定方法。究微生物生长的一种重要的化学测定方法。究微生物生长的一种重要的化学测定方法。DNADNA的测定不但可以反映细的测定不但可以反映细的测定不但可以反映细的测定不但可以反映细胞物质的重量，并且由于每个细菌细胞中胞物质的重量，并且由于每个细菌细
22、胞中胞物质的重量，并且由于每个细菌细胞中胞物质的重量，并且由于每个细菌细胞中DNADNA含量对于某类群微生物来含量对于某类群微生物来含量对于某类群微生物来含量对于某类群微生物来说较恒定说较恒定说较恒定说较恒定(平均为平均为平均为平均为8.4108.410-5-5)，所以，通过测定细菌的，所以，通过测定细菌的，所以，通过测定细菌的，所以，通过测定细菌的DNADNA还可推算还可推算还可推算还可推算出细菌细胞的数量。出细菌细胞的数量。出细菌细胞的数量。出细菌细胞的数量。此外，还可采用测定此外，还可采用测定此外，还可采用测定此外，还可采用测定ATPATP的方法，但由于细胞内的方法，但由于细胞内的方法，
23、但由于细胞内的方法，但由于细胞内ATPATP含量随发育阶段含量随发育阶段含量随发育阶段含量随发育阶段的不同而变化较大，因而，用于反映微生物量不如的不同而变化较大，因而，用于反映微生物量不如的不同而变化较大，因而，用于反映微生物量不如的不同而变化较大，因而，用于反映微生物量不如DNADNA佳。佳。佳。佳。现在学习的是第17页，共72页182、计繁殖数：细菌细菌酵母菌放线菌和霉菌孢子数（1 1）直接法：指用计数板）直接法：指用计数板（例如血球计数板）在光（例如血球计数板）在光学显微镜下直接观察细胞学显微镜下直接观察细胞并进行计数的方法。并进行计数的方法。现在学习的是第18页，共72页19A 平板菌
24、落计数法：（2）间接法）间接法（菌落计数法）（菌落计数法）：现在学习的是第19页，共72页20采用培养平板计数法要求：每一活微生物单细胞在培养平板上培养后，形成一个单菌落，在科研中一般用菌落形成单位（colony forming units，CFU）来表示，而不是直接表示为细胞数。技术要求高，烦琐。现在学习的是第20页，共72页第二节 微生物纯培养的生长规律 细菌纯培养的生长曲线细菌纯培养的生长曲线细菌纯培养的生长曲线细菌纯培养的生长曲线 研究细菌纯培养的生长曲线是采用分批培养，或称为研究细菌纯培养的生长曲线是采用分批培养，或称为研究细菌纯培养的生长曲线是采用分批培养，或称为研究细菌纯培养的生
25、长曲线是采用分批培养，或称为间间间间歇培养歇培养歇培养歇培养(batch culture)(batch culture)。分批培养分批培养分批培养分批培养就是在一定体积的液体就是在一定体积的液体培养基中接种少量细菌并保持一定的条件培养基中接种少量细菌并保持一定的条件(如温度、如温度、pH、溶解氧等溶解氧等)进行培养，结果出现了细菌数量由少到多，进行培养，结果出现了细菌数量由少到多，并达到高峰，又由多变少的变化规律。测定生长曲线并达到高峰，又由多变少的变化规律。测定生长曲线时，将少量经纯培养的细菌接种到经灭菌的液体培养时，将少量经纯培养的细菌接种到经灭菌的液体培养基中，在适宜条件下培养，定时取样
26、测定细菌数量。基中，在适宜条件下培养，定时取样测定细菌数量。以细菌数的对数为纵坐标，生长时间为横坐标，可得以细菌数的对数为纵坐标，生长时间为横坐标，可得图所示的曲线。图所示的曲线。现在学习的是第21页，共72页22一、单细胞微生物的典型生长曲线纯种单细胞微生物接种到恒容积的液体培养基中，定时测定菌纯种单细胞微生物接种到恒容积的液体培养基中，定时测定菌体数量，以活菌数对数为纵坐标，以时间为横坐标绘图所得到体数量，以活菌数对数为纵坐标，以时间为横坐标绘图所得到的曲线，称为的曲线，称为生长曲线。生长曲线。整个典型生长曲线可分为四个时期：延缓期、对数期、稳定期和衰亡整个典型生长曲线可分为四个时期：延缓
27、期、对数期、稳定期和衰亡期。期。现在学习的是第22页，共72页现在学习的是第23页，共72页241、迟缓期表现：不立即繁殖，菌数几乎不变，细胞形态变大。特点：生长速率常数为0，分裂迟缓，合成代谢活跃，体积增长快，细胞内RNA含量增高，对外界不良环境敏感，合成各种新的酶系和中间代谢产物。影响延滞期长短的因素：菌种接种龄接种量培养基成分现在学习的是第24页，共72页25(1)(1)通过遗传学方法改变种的遗传特性使迟缓期缩短；通过遗传学方法改变种的遗传特性使迟缓期缩短；(2)(2)利用对数生长期的细胞作为种子；利用对数生长期的细胞作为种子；(3)(3)尽量使接种前后所使用的培养基组成不要相差太大；尽
28、量使接种前后所使用的培养基组成不要相差太大；(4)(4)适当扩大接种量适当扩大接种量在生产实践中缩短迟缓期的常用手段：在生产实践中缩短迟缓期的常用手段：现在学习的是第25页，共72页微生物的生长曲线微生物的生长曲线对数期对数期对数期对数期(log phase)(log phase)迟缓期末，细胞开始出现分裂，培养液中的菌数增加，迟缓期末，细胞开始出现分裂，培养液中的菌数增加，迟缓期末，细胞开始出现分裂，培养液中的菌数增加，迟缓期末，细胞开始出现分裂，培养液中的菌数增加，进入对数期。在此时期，以细菌数的对数与培养时间做图进入对数期。在此时期，以细菌数的对数与培养时间做图进入对数期。在此时期，以细
29、菌数的对数与培养时间做图进入对数期。在此时期，以细菌数的对数与培养时间做图则成一直线。则成一直线。则成一直线。则成一直线。对数期细菌按几何级数增加，对数期细菌按几何级数增加，对数期细菌按几何级数增加，对数期细菌按几何级数增加，12481248，即，即，即，即2 20221 1222 22322n n。每分裂一次为一个世代，每经过。每分裂一次为一个世代，每经过。每分裂一次为一个世代，每经过。每分裂一次为一个世代，每经过一个世代，群体数目增加一倍。可见，细菌的群体生长一个世代，群体数目增加一倍。可见，细菌的群体生长一个世代，群体数目增加一倍。可见，细菌的群体生长一个世代，群体数目增加一倍。可见，细
30、菌的群体生长是按指数速率进行的，因而亦称做指数增长。细菌群体是按指数速率进行的，因而亦称做指数增长。细菌群体是按指数速率进行的，因而亦称做指数增长。细菌群体是按指数速率进行的，因而亦称做指数增长。细菌群体的这种指数增长可用以下方程式表示的这种指数增长可用以下方程式表示的这种指数增长可用以下方程式表示的这种指数增长可用以下方程式表示现在学习的是第26页，共72页微生物的生长曲线微生物的生长曲线 细菌群体的这种指数增长可用以下方程式表示：细菌群体的这种指数增长可用以下方程式表示：2 2=1 2 2式中：式中：式中：式中：1 1、2分别为时间分别为时间1 1和和和和2 2时刻的细胞数；时刻的细胞数；
31、时刻的细胞数；时刻的细胞数；世代数。世代数。世代数。世代数。世代时间是由遗传性决定的，不同菌种对数期的世世代时间是由遗传性决定的，不同菌种对数期的世代时间不同，同一菌种的世代时间受培养基组成及物理代时间不同，同一菌种的世代时间受培养基组成及物理环境的影响也不同。环境的影响也不同。对数期细菌的生长速度达到高潮，世代时间最短，细胞对数期细菌的生长速度达到高潮，世代时间最短，细胞对数期细菌的生长速度达到高潮，世代时间最短，细胞对数期细菌的生长速度达到高潮，世代时间最短，细胞的代谢活性比较稳定，酶的活力也高。这个时期的细胞是作的代谢活性比较稳定，酶的活力也高。这个时期的细胞是作的代谢活性比较稳定，酶的
32、活力也高。这个时期的细胞是作的代谢活性比较稳定，酶的活力也高。这个时期的细胞是作为研究工作的理想材料。为研究工作的理想材料。为研究工作的理想材料。为研究工作的理想材料。现在学习的是第27页，共72页282、指数期：在生长曲线中，细胞数以几何级数增长的时期。表现：代谢活性最强，几何级数增加，代时最短，生表现：代谢活性最强，几何级数增加，代时最短，生长速率最大。长速率最大。特点：细菌数目增加与原生质总量增加，与菌液浊度特点：细菌数目增加与原生质总量增加，与菌液浊度增加呈正相关性。增加呈正相关性。代时：单个细胞完成一次分裂所需时间，亦即增加一代时：单个细胞完成一次分裂所需时间，亦即增加一代所需时间。
33、代所需时间。倍增时间：原生质增加一倍所需的时间现在学习的是第28页，共72页29影响微生物增代时间（代时）的因素：影响微生物增代时间（代时）的因素：1）菌种，不同的微生物及微生物的不同菌株代时不同；2 2）营养成分，在营养丰富的培养基中生长代时短；）营养成分，在营养丰富的培养基中生长代时短；3 3）营养物浓度，在一定范围内，生长速率与营养物浓度呈）营养物浓度，在一定范围内，生长速率与营养物浓度呈正比；凡是处于较低浓度范围内，可影响生长速率的营养正比；凡是处于较低浓度范围内，可影响生长速率的营养物成分，就称为生长限制因子。物成分，就称为生长限制因子。4 4）温度，在一定范围，生长速率与培养温度呈
34、正相关。）温度，在一定范围，生长速率与培养温度呈正相关。现在学习的是第29页，共72页30大肠杆菌在不同温度下的代时大肠杆菌在不同温度下的代时温度（温度（温度（温度（）代时代时代时代时（minmin）温度（温度（温度（温度（）代时代时代时代时（minmin）1010151520202525303086086012012090904040292935354040454547.547.5222217.517.520207777现在学习的是第30页，共72页313、稳定期表现：新增殖细胞数与老细胞的死亡数几乎相等，活菌数动态表现：新增殖细胞数与老细胞的死亡数几乎相等，活菌数动态平衡。平衡。特点：生长
35、速率又趋于0，细胞总数最高。合成各类次生代谢物。原因：养分减少；营养物比例失调，有毒代谢物产生，培养环原因：养分减少；营养物比例失调，有毒代谢物产生，培养环境条件中境条件中pHpH和氧化还原电位等对细菌生长不利。和氧化还原电位等对细菌生长不利。现在学习的是第31页，共72页32应用意义：应用意义：1 1）发酵生产形成的重要时期（维生素、氨基酸等），生产上应尽量延长此）发酵生产形成的重要时期（维生素、氨基酸等），生产上应尽量延长此期，提高产量，措施如下：期，提高产量，措施如下：补充营养物质（补料）补充营养物质（补料）调调pH pH 调整温度调整温度 2）稳定期细胞数目及产物积累达到最高。）稳定期
36、细胞数目及产物积累达到最高。现在学习的是第32页，共72页334、衰亡期表现：出现表现：出现“负生长负生长”，有些细胞开始自溶。，有些细胞开始自溶。衰亡期特点：细菌代谢活性降低，细菌衰老并出现自溶，产生或释放衰亡期特点：细菌代谢活性降低，细菌衰老并出现自溶，产生或释放出一些产物，如氨基酸、转化酶、外肽酶或抗生素等。出一些产物，如氨基酸、转化酶、外肽酶或抗生素等。细胞呈现多种形态，有时产生畸形，细胞大小悬殊，有些革兰氏染色细胞呈现多种形态，有时产生畸形，细胞大小悬殊，有些革兰氏染色反应阳性菌变成阴性反应等。反应阳性菌变成阴性反应等。现在学习的是第33页，共72页34二、微生物的连续培养 连续培养
37、（连续培养（continuous culturecontinuous culture）：）：指在微生物的整个培养指在微生物的整个培养期间，通过一定的方式使微生物能以恒定的比生长速率生长期间，通过一定的方式使微生物能以恒定的比生长速率生长并能持续生长下去的一种培养方法。并能持续生长下去的一种培养方法。又称开放培养，是相对单批培养、封闭培养而言的。又称开放培养，是相对单批培养、封闭培养而言的。单批培养（单批培养（batch culturebatch culture）或）或 封闭培养（封闭培养（closed closed cultureculture）：）：指将微生物置于一定容积的培养基中，经过培养
38、生长，最后一次收获。典型生长曲线。现在学习的是第34页，共72页35 单批培养（封闭培养）单批培养（封闭培养）：培养基一次加入，不予补充，不：培养基一次加入，不予补充，不再更换。再更换。连续培养：在培养过程中不断的补充营养物质和以同样在培养过程中不断的补充营养物质和以同样的速率移出培养物才能实现微生物连续培养。的速率移出培养物才能实现微生物连续培养。现在学习的是第35页，共72页36连续连续培养器培养器按控制方式分按控制方式分按培养器的级数分按培养器的级数分按细胞状态分按细胞状态分按用途分按用途分内控制（控制菌体密度）：恒浊器内控制（控制菌体密度）：恒浊器外控制（控制培养液流速、以控制生长速外
39、控制（控制培养液流速、以控制生长速率）：恒化器率）：恒化器单级连续培养器单级连续培养器多级连续培养器多级连续培养器一般连续培养器一般连续培养器固定化细胞连续培养器固定化细胞连续培养器实验室科研用：连续培养器实验室科研用：连续培养器发酵生产用：连续发酵罐发酵生产用：连续发酵罐连续培养器的类型连续培养器的类型现在学习的是第36页，共72页37概念：概念：是一种根据培养器内微生物的是一种根据培养器内微生物的生长密度，并借光电控制系统来控制培生长密度，并借光电控制系统来控制培养液流速，以取得菌体密度高、生长速养液流速，以取得菌体密度高、生长速度恒定的微生物细胞的连续培养器。度恒定的微生物细胞的连续培养
40、器。原理原理：通过调节新鲜培养基流入的：通过调节新鲜培养基流入的速度和培养物流出的速度来维持菌速度和培养物流出的速度来维持菌浓度不变浓度不变,即浊度不变。主要采用恒即浊度不变。主要采用恒浊器，当浊度高时，使新鲜培养基浊器，当浊度高时，使新鲜培养基的流速加快，浊度降低，则减慢培的流速加快，浊度降低，则减慢培养基的流速。养基的流速。特点：特点：基质过量，微生物始终以最高基质过量，微生物始终以最高速率进行生长，速率进行生长，并可在允许范围内并可在允许范围内控制不同的菌体密度控制不同的菌体密度；但工艺复杂，；但工艺复杂，烦琐。烦琐。1、连续培养技术、连续培养技术恒浊培养恒浊培养使用范围：使用范围：用于
41、生产大量菌体、用于生产大量菌体、生产与菌体生长相平行的某些生产与菌体生长相平行的某些代谢产物，如乳酸、乙醇等。代谢产物，如乳酸、乙醇等。现在学习的是第37页，共72页38恒浊连续培养恒浊连续培养测定所培养微生物的光密度值测定所培养微生物的光密度值自动调节新鲜培养基流入和培养物流出培养室的流速自动调节新鲜培养基流入和培养物流出培养室的流速使培养物维持在某一恒定浊度使培养物维持在某一恒定浊度当培养室中的浊度超过预期数值时，流速加快，使浊度降低；当培养室中的浊度超过预期数值时，流速加快，使浊度降低；当培养室中的浊度低于预期数值时，流速减慢，使浊度升高；当培养室中的浊度低于预期数值时，流速减慢，使浊度
42、升高；恒浊培养器的工作精度是由恒浊培养器的工作精度是由光电控制系统光电控制系统的灵敏度来决定的的灵敏度来决定的如果所用培养基中有过量的必需营养物，就可以使菌体维持最高的如果所用培养基中有过量的必需营养物，就可以使菌体维持最高的生长速率。生长速率。现在学习的是第38页，共72页39一般用于菌体以及与菌体生长平行的代谢产物生产的发酵工业一般用于菌体以及与菌体生长平行的代谢产物生产的发酵工业使用范围：用于生产大量菌体、使用范围：用于生产大量菌体、生产与菌体生长相平行的某些代生产与菌体生长相平行的某些代谢产物，如乳酸、乙醇等。谢产物，如乳酸、乙醇等。现在学习的是第39页，共72页402、连续培养技术、
43、连续培养技术恒化连续培养恒化连续培养概念概念：以恒定流速使营养物质浓度恒定而保持细菌生长速：以恒定流速使营养物质浓度恒定而保持细菌生长速率恒定的方法。率恒定的方法。原理：原理：通过控制某一种营养物浓度通过控制某一种营养物浓度（如碳、氮源、生长因（如碳、氮源、生长因子等）子等），使其始终成为生长限制因子，而达到控制培养，使其始终成为生长限制因子，而达到控制培养液流速保持不变，并使微生物始终在低于其最高生长速液流速保持不变，并使微生物始终在低于其最高生长速率条件下进行生长繁殖。率条件下进行生长繁殖。特点：特点：维持营养成分的亚适量，控制微生物生长速率。维持营养成分的亚适量，控制微生物生长速率。菌体
44、生长速率恒定，菌体均一、密度稳定，产量低于最高菌体生长速率恒定，菌体均一、密度稳定，产量低于最高菌体产量。菌体产量。应用范围：应用范围：实验室科学研究实验室科学研究现在学习的是第40页，共72页41恒化连续培养：使培养液流速保持不变，并使微生物始终在低于其最高生使培养液流速保持不变，并使微生物始终在低于其最高生长速率下进行生长繁殖。长速率下进行生长繁殖。现在学习的是第41页，共72页42装置装置控制对象控制对象培养培养基基培养基培养基流速流速生长速生长速率率产物产物应用应用范围范围恒浊器恒浊器 菌体密度菌体密度（内控制）（内控制）无限无限制生制生长因长因子子不恒定不恒定最高最高大量菌体大量菌体
45、或与菌体或与菌体形成相平形成相平行的产物行的产物生产生产为主为主恒化器恒化器 培养基流培养基流速（外控速（外控制）制）有限有限制生制生长因长因子子恒定恒定低于最低于最高高不同生长不同生长速率的菌速率的菌体体实验实验室为室为主主恒浊器与恒化器的比较恒浊器与恒化器的比较现在学习的是第42页，共72页43连续发酵与单批发酵相比的优点：连续发酵与单批发酵相比的优点：可人为控制微生物的生长速率；可人为控制微生物的生长速率；生长参数看进行外部测定，易于实现生产流程的自动生长参数看进行外部测定，易于实现生产流程的自动化；化；缩短培养时间现在学习的是第43页，共72页44三、微生物的同步生长 细菌的同步生长同
46、步培养：使群体中的细胞处于比较一致的，生长发育均处于同一阶段上，即大多数细胞能同时进行生长或分裂的培养方法。同步生长：以同步培养方法使细胞群体中各个体处于分裂步调一致的生长状态。现在学习的是第44页，共72页45通过同步培养方法获得的细胞被称为同步细胞或同步培养物。由于细胞的个体差异，同步生长往往只能维持2-3个世代，随后又逐渐转变为随机生长。现在学习的是第45页，共72页（一）筛选法1.过滤法2.区带密度梯度离心法3.膜洗脱法现在学习的是第46页，共72页（二）诱导法1.温度调整法2.营养条件调整法3.用稳定期的培养物接种法现在学习的是第47页，共72页活性污泥增长曲线活性污泥增长曲线活性污
47、泥增长曲线活性污泥增长曲线 在废水生物处理中，为了描述活性污泥中微生物的生在废水生物处理中，为了描述活性污泥中微生物的生在废水生物处理中，为了描述活性污泥中微生物的生在废水生物处理中，为了描述活性污泥中微生物的生长，常采用间歇培养法获得图所示的曲线。活性污泥中长，常采用间歇培养法获得图所示的曲线。活性污泥中长，常采用间歇培养法获得图所示的曲线。活性污泥中长，常采用间歇培养法获得图所示的曲线。活性污泥中的微生物种类繁多，不仅包括细菌，而且还含有原生动的微生物种类繁多，不仅包括细菌，而且还含有原生动的微生物种类繁多，不仅包括细菌，而且还含有原生动的微生物种类繁多，不仅包括细菌，而且还含有原生动物和
48、后生动物等微生物，因此，不是纯培养的生长曲线，物和后生动物等微生物，因此，不是纯培养的生长曲线，物和后生动物等微生物，因此，不是纯培养的生长曲线，物和后生动物等微生物，因此，不是纯培养的生长曲线，但曲线形式与纯培养的类似。活性污泥增长曲线可以分但曲线形式与纯培养的类似。活性污泥增长曲线可以分但曲线形式与纯培养的类似。活性污泥增长曲线可以分但曲线形式与纯培养的类似。活性污泥增长曲线可以分为三个时期：为三个时期：为三个时期：为三个时期：对数生长期对数生长期、减速生长期和内源呼吸期减速生长期和内源呼吸期减速生长期和内源呼吸期减速生长期和内源呼吸期。四、四、微生物的生长曲线微生物的生长曲线现在学习的是
49、第48页，共72页v对数生长期对数生长期 此期，微生物处在营养物质过剩的环境中，微生物此期，微生物处在营养物质过剩的环境中，微生物此期，微生物处在营养物质过剩的环境中，微生物此期，微生物处在营养物质过剩的环境中，微生物以最大的速率氧化分解废水中的有机物，并合成新的细以最大的速率氧化分解废水中的有机物，并合成新的细以最大的速率氧化分解废水中的有机物，并合成新的细以最大的速率氧化分解废水中的有机物，并合成新的细胞物质，因此，微生物迅速增长。这一时期相当于纯培胞物质，因此，微生物迅速增长。这一时期相当于纯培胞物质，因此，微生物迅速增长。这一时期相当于纯培胞物质，因此，微生物迅速增长。这一时期相当于纯
50、培养生长曲线中的对数期。在此期间，活性污泥微生物具养生长曲线中的对数期。在此期间，活性污泥微生物具养生长曲线中的对数期。在此期间，活性污泥微生物具养生长曲线中的对数期。在此期间，活性污泥微生物具有很高的能量水平，因而不能形成良好的活性污泥絮凝有很高的能量水平，因而不能形成良好的活性污泥絮凝有很高的能量水平，因而不能形成良好的活性污泥絮凝有很高的能量水平，因而不能形成良好的活性污泥絮凝体。体。体。体。微生物的生长曲线微生物的生长曲线现在学习的是第49页，共72页 在对数生长期，活性污泥微生物的增长速率一般可在对数生长期，活性污泥微生物的增长速率一般可在对数生长期，活性污泥微生物的增长速率一般可在