微生物生长环境.ppt

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1、Chapter 6微生物的生长与环境条件微生物的生长与环境条件掌握：掌握：1 1、微生物生长的测定方式、微生物生长的测定方式2 2、细菌纯培养生长曲线各个时期的主要特点、细菌纯培养生长曲线各个时期的主要特点3 3、物理、化学手段控制微生物生长的方法及原理、物理、化学手段控制微生物生长的方法及原理重点：重点：细菌纯培养生长曲线细菌纯培养生长曲线难点：难点：利用细菌纯培养生长曲线的对数生长期计算代时利用细菌纯培养生长曲线的对数生长期计算代时第一节第一节 微生物生长的测定微生物生长的测定 第二节第二节 细菌的群体生长繁殖细菌的群体生长繁殖 第五节第五节 微生物生长繁殖的控制微生物生长繁殖的控制 第第

2、三节三节 微生物的培养微生物的培养第四节第四节 真菌的生长真菌的生长二二.细菌群体生长的测定细菌群体生长的测定三三.获得纯培养的方法获得纯培养的方法一一.微生物生长概述微生物生长概述第一节第一节 微生物生长的测定微生物生长的测定一、微生物生长概述一、微生物生长概述微生物生长是群体生长微生物生长是群体生长:表现为细胞数量表现为细胞数量的增加和生物量的增长的增加和生物量的增长!一般情况下，当环境条件适合时，生长与一般情况下，当环境条件适合时，生长与繁殖始终是交替进行的。从生长到繁殖是繁殖始终是交替进行的。从生长到繁殖是一个由量变到质变的过程，这个过程就是一个由量变到质变的过程，这个过程就是发育（发

3、育（development）多细胞微生物（如某些霉菌）细胞数目多细胞微生物（如某些霉菌）细胞数目的增加（菌丝细胞的不断延长或分裂）如不的增加（菌丝细胞的不断延长或分裂）如不伴随着个体数目的增加，只能叫生长。只有伴随着个体数目的增加，只能叫生长。只有通过形成无性孢子或有性孢子使得个体数目通过形成无性孢子或有性孢子使得个体数目增加的过程才叫做繁殖。增加的过程才叫做繁殖。单细胞微生物如细菌，生长往往伴随着单细胞微生物如细菌，生长往往伴随着细胞数目的增加。细胞数目的增加。二、细菌群体生长的测定二、细菌群体生长的测定 细菌的生长和繁殖难以分开，因此，细菌的生长和繁殖难以分开，因此，常以群体生长作为细菌生

4、长的指标常以群体生长作为细菌生长的指标 细菌群体生长测定一般采用细菌群体生长测定一般采用细胞数细胞数量量和和生物量生物量两种方法两种方法（一）细胞数量的测定（一）细胞数量的测定n细胞总数的测定（包括活的和已丧失活细胞总数的测定（包括活的和已丧失活力的细菌，又名直接计数法）力的细菌，又名直接计数法）1 1、显微直接计数法、显微直接计数法 2 2、比浊法、比浊法 3 3、染色涂片计数法、染色涂片计数法 采用细菌计数板或血球计数板，在显采用细菌计数板或血球计数板，在显微镜下对微生物数量进行直接计数微镜下对微生物数量进行直接计数（计算一定容积里样品中微生物的数（计算一定容积里样品中微生物的数量）。量）

5、。1、显微直接计数法、显微直接计数法不能区分死菌与活菌不能区分死菌与活菌不适于对运动细菌的计数不适于对运动细菌的计数需要相对高的细菌浓度需要相对高的细菌浓度个体小的细菌在显微镜下难以观察个体小的细菌在显微镜下难以观察缺点缺点2、比浊法比浊法 比浊法的原理是利用细菌细胞在溶液中数比浊法的原理是利用细菌细胞在溶液中数量越多，浊度越大，在光电比色计中测定时所吸量越多，浊度越大，在光电比色计中测定时所吸收的光线越多收的光线越多3、染色涂片计数法染色涂片计数法 取取0.01ml的的菌菌悬悬液液放放在在1cm2 的的玻玻片片上上，让让其其干干燥燥，然然后后固固定定染染色色，再再置置显显微微镜镜下下计计数数

6、每每一一视视野野中中的的菌菌数数，算算出出视视野野面面积积，按按下下列列公公式式即即可可求求出出每每ml原原菌菌液中的含菌数。液中的含菌数。每每ml原菌液中的含菌数原菌液中的含菌数=视野中的平均菌数视野中的平均菌数1cm2/视野面积视野面积100稀释倍数稀释倍数 n活菌数量的测定（间接计数法）活菌数量的测定（间接计数法）1 1、稀释平板测数法、稀释平板测数法 2 2、最大概率法（、最大概率法（MPNMPN法）法）3 3、薄膜过滤计数法、薄膜过滤计数法1、稀释平板测数法、稀释平板测数法以以以以CFU(colonyCFU(colony forming units)forming units)表示表

7、示表示表示 倾注平板法倾注平板法涂布平板法涂布平板法操作较麻烦，对操作较麻烦，对好氧菌、热敏感好氧菌、热敏感菌效果不好！菌效果不好！使用较多的常规使用较多的常规方法，但有时涂方法，但有时涂布不均匀！布不均匀！采用培养平板计数法要求操作熟练采用培养平板计数法要求操作熟练、准确，否则难以得到正确的结果：、准确，否则难以得到正确的结果：样品充分混匀样品充分混匀每支移液管及涂棒只能接触一个稀释度的菌液每支移液管及涂棒只能接触一个稀释度的菌液同一稀释度三个重复同一稀释度三个重复,取平均值取平均值每个平板上的菌落数目合适，便于准确计数每个平板上的菌落数目合适，便于准确计数2、最大概率法、最大概率法方方法法

8、是是：将将待待测测菌菌液液于于液液体体中中作作十十倍倍系系列列稀稀释释，每每稀稀释释度度做做3 35 5个个重重复复，经经培培养养后后，检检查查细细菌菌的的生生长长，以以有有细细菌菌生生长长的的最最后后三三个个稀稀释释度度的的管管数数作作数数量量指指标标，由由数数理理统统计计表表查查出出近近似似值值，再乘以数量指标第一位的稀释倍数，即为原菌液中的菌数。再乘以数量指标第一位的稀释倍数，即为原菌液中的菌数。例如：某细菌在稀释培养法中生长情况如下：例如：某细菌在稀释培养法中生长情况如下：稀释度：稀释度：10103 3，10104 4，10105 5，10106 6，10107 7，10108 8重复

9、数：重复数：5 5 5 5 5 55 5 5 5 5 5有菌生长管数：有菌生长管数：5 5 5 4 1 05 5 5 4 1 0根据上述结果，数量指标为根据上述结果，数量指标为“541541”，查表得近似值为，查表得近似值为1717，乘，乘以第一位数的稀释倍数，得出原始培养物的活菌数以第一位数的稀释倍数，得出原始培养物的活菌数=17=1710105 5个个菌数低样品（如水）菌数低样品（如水）膜过滤膜过滤培养培养菌落计数菌落计数如何对菌数低的样品，如如何对菌数低的样品，如水水，中的细菌数量进行统计？，中的细菌数量进行统计？用于计用于计数空气数空气或水中或水中的含菌的含菌数数3 3、薄膜过滤计数法

10、、薄膜过滤计数法n测定细胞干重法测定细胞干重法 单位体积培养物中细胞物质的干重单位体积培养物中细胞物质的干重 n含氮量测定法含氮量测定法 微生物细胞中蛋白质的含量是比较稳定的，测出微微生物细胞中蛋白质的含量是比较稳定的，测出微生物细胞中的含生物细胞中的含N N量后再换算出蛋白质的含量，可用量后再换算出蛋白质的含量，可用凯氏定凯氏定N N法法 。蛋白质的含量蛋白质的含量=氮量氮量6.256.25n核酸含量的测定核酸含量的测定nATPATP含量的测定含量的测定n代谢活性法代谢活性法(生理指标法生理指标法)（二）细胞生物量的测定（二）细胞生物量的测定三、获得纯培养的方法三、获得纯培养的方法 在自然界

11、微生物总是混杂地生在自然界微生物总是混杂地生活，要想研究某一种微生物，必须活，要想研究某一种微生物，必须把研究对象从混杂群体中分离出来。把研究对象从混杂群体中分离出来。在实验条件下，从一个细胞或一种在实验条件下，从一个细胞或一种细胞群繁殖得到的后代称为细胞群繁殖得到的后代称为纯培养纯培养（pure culturepure culture）n n稀释分离法稀释分离法 1.1.稀释平皿分离法稀释平皿分离法 2.2.平皿划线分离法平皿划线分离法n n单细胞挑取法单细胞挑取法n n纯培养分离中选择性培养基的利用纯培养分离中选择性培养基的利用n n富集培养的利用富集培养的利用获得纯培养的方法获得纯培养的

12、方法1、稀释平皿分离法、稀释平皿分离法由一个或少数几由一个或少数几个细菌在固体培个细菌在固体培养基上形成的肉养基上形成的肉眼可见的集落眼可见的集落菌落菌落涂布平皿法涂布平皿法倾注平皿法倾注平皿法稀稀释释平平皿皿分分离离法法2、平皿划线分离法、平皿划线分离法分区划线法分区划线法连续划线法连续划线法划线分离划线分离n n稀释分离法稀释分离法 1.1.稀释平皿分离法稀释平皿分离法 2.2.平皿划线分离法平皿划线分离法n n单细胞挑取法单细胞挑取法n n纯培养分离中选择性培养基的利用纯培养分离中选择性培养基的利用n n富集培养的利用富集培养的利用获得纯培养的方法获得纯培养的方法t 抑制大多数其它微生物

13、的生长抑制大多数其它微生物的生长t 使待分离的微生物生长更快使待分离的微生物生长更快使待分离的微生物在群落中的数使待分离的微生物在群落中的数量上升，方便用稀释法对其进行量上升，方便用稀释法对其进行纯化。纯化。微生物群落中数量占少数的微生物的分离纯化微生物群落中数量占少数的微生物的分离纯化选择性培养基的利用选择性培养基的利用没有一种培养基或一种培养条件能够满足没有一种培养基或一种培养条件能够满足自然界中一切生物生长的要求，在一定程自然界中一切生物生长的要求，在一定程度上所有的培养基都是选择性的度上所有的培养基都是选择性的直接挑取待分离的微生物直接挑取待分离的微生物的菌落获得纯培养的菌落获得纯培养

14、!根据所要分离的菌种的特性选用培养基：根据所要分离的菌种的特性选用培养基：分分离离真真菌菌用用马马丁丁培培养养基基，pHpH偏偏酸酸；分分离离放放线线菌用高氏菌用高氏1 1号，号，pHpH中性偏碱。中性偏碱。根根据据不不同同菌菌对对化化学学试试剂剂的的敏敏感感性性：分分离离放放线线菌菌，培培养养基基中中加加10%10%酚酚，抑抑制制细细菌菌、真真菌菌；从从土土壤壤中中分分离离真真菌菌，加加孟孟加加拉拉红红，抑抑制制细细菌菌生生长。长。根根据据分分离离对对象象的的营营养养特特征征：分分离离能能发发酵酵纤纤维维素素的的菌菌株株，培培养养基基以以纤纤维维素素为为唯唯一一碳碳源源。分分离固氮菌，用无氮

15、培养基。离固氮菌，用无氮培养基。将将少量纯培养少量纯培养微生物置于一定容积的培微生物置于一定容积的培养基中，经过培养生长，最后一次收获。养基中，经过培养生长，最后一次收获。分批培养（分批培养（batch culturebatch culture）oror封闭培养（封闭培养（closed cultureclosed culture）生长：生长：迟缓期、对数期、稳定期、衰亡期迟缓期、对数期、稳定期、衰亡期第二节第二节 细菌的群体生长繁殖细菌的群体生长繁殖 批量培养是实验室常采用的方法，即批量培养是实验室常采用的方法，即细菌在一定体积的培养基中生长，经历了细菌在一定体积的培养基中生长，经历了消长的生

16、活周期消长的生活周期 以少量的纯培养细菌接种有限的液体以少量的纯培养细菌接种有限的液体培养基，并在培养过程中定时取样测数，培养基，并在培养过程中定时取样测数，可以发现细菌群体的生长有一定的规律。可以发现细菌群体的生长有一定的规律。若以时间为横坐标，以活菌数的对数为纵若以时间为横坐标，以活菌数的对数为纵坐标，可以绘出一条类似于坐标，可以绘出一条类似于S形的曲线，形的曲线，该曲线称为细菌纯培养的生长曲线该曲线称为细菌纯培养的生长曲线菌数的对数菌数的对数细菌纯培养的生长曲线细菌纯培养的生长曲线延缓期延缓期对数期对数期稳定期稳定期衰亡期衰亡期 一个典型的生长曲线分为延缓期，对一个典型的生长曲线分为延缓

17、期，对数期，稳定期和衰亡期四个时期数期，稳定期和衰亡期四个时期 在在在在这这这这个个个个时时时时期期期期内内内内,菌菌菌菌体体体体体体体体积积积积增增增增长长长长较较较较快快快快,如如如如巨巨巨巨大大大大芽芽芽芽孢孢孢孢杆杆杆杆菌菌菌菌可可可可以以以以从从从从3.4m3.4m3.4m3.4m增增增增长长长长到到到到9.119.8m9.119.8m9.119.8m9.119.8m。细细细细胞胞胞胞内内内内原原原原生生生生质质质质比比比比较较较较均均均均匀匀匀匀一一一一致致致致，贮贮贮贮藏藏藏藏物物物物质质质质消消消消耗耗耗耗，DNADNADNADNA含含含含量量量量提提提提高高高高，产产产产生生

18、生生各各各各种种种种诱诱诱诱导导导导酶酶酶酶，在在在在这这这这个个个个时时时时期期期期的的的的后后后后阶阶阶阶段段段段，菌菌菌菌体体体体细细细细胞胞胞胞逐逐逐逐步步步步进进进进入生理活跃期，少量菌体开始分裂，曲线稍有上升。入生理活跃期，少量菌体开始分裂，曲线稍有上升。入生理活跃期，少量菌体开始分裂，曲线稍有上升。入生理活跃期，少量菌体开始分裂，曲线稍有上升。滞留期的长短，因菌种和培养条件不同而异，几滞留期的长短，因菌种和培养条件不同而异，几滞留期的长短，因菌种和培养条件不同而异，几滞留期的长短，因菌种和培养条件不同而异，几分钟到几小时不等。不同微生物的适应期不同分钟到几小时不等。不同微生物的适

19、应期不同分钟到几小时不等。不同微生物的适应期不同分钟到几小时不等。不同微生物的适应期不同 延缓期延缓期lag phase（滞留适应期）（滞留适应期）对数期对数期logarithmic growth phase 细菌生长旺盛，代谢活力细菌生长旺盛，代谢活力强。分裂速度快，菌数以指数强。分裂速度快，菌数以指数级数增加级数增加生长曲线表现为一条生长曲线表现为一条生长曲线表现为一条生长曲线表现为一条上升的直线上升的直线上升的直线上升的直线，代时稳定。细胞，代时稳定。细胞在形态、生理等方面较为一致，在形态、生理等方面较为一致，是研究微生物生理代谢和遗传是研究微生物生理代谢和遗传变异的好材料。在工业生产中

20、变异的好材料。在工业生产中也用对数期细胞作为扩大培养也用对数期细胞作为扩大培养的种子液的种子液n在对数生长期内，细菌数目的增加是按在对数生长期内，细菌数目的增加是按指数指数级数增加的，即级数增加的，即 20 2 1 22 23 2n n这这里里的的指指数数 n 为为细细菌菌分分裂裂的的次次数数或或者者增增殖殖的的代代数数，也也就就是是一一个个细细菌菌繁繁殖殖n代代产产生生2n 个细菌个细菌n如如果果在在对对数数期期开开始始时时间间 t1的的菌菌数数为为 x1，繁繁殖殖 n 代代后后到到对对数数期期后后期期t2的的菌菌数数为为 x2，则则x2=x1 2n代时代时(Generation time,

21、G)(Generation time,G)（即每增加一即每增加一代所需要的时间）代所需要的时间）:G=（t2-t1）/n x2=x1 2n lgx2=lgx1+nlg2 n=（lgx2-lgx1）/lg2 n=3.3 lg(x2/x1)G=t2-t1 /3.3 lg(x2/x1)稳定生长期稳定生长期特点：特点：又称恒定期或最高生长期。又称恒定期或最高生长期。处于稳定期的微生物，新增殖的细处于稳定期的微生物，新增殖的细胞数与老细胞的死亡数几乎相等，胞数与老细胞的死亡数几乎相等，整个培养物中二者处于动态平衡，整个培养物中二者处于动态平衡，此时生长速度，又逐渐趋向零此时生长速度，又逐渐趋向零(sta

22、tionary phase)(stationary phase)在一定容积的培养基中，细菌为什么不能按在一定容积的培养基中，细菌为什么不能按对数期的高速率无限生长呢对数期的高速率无限生长呢?由于对数期细菌活跃生长引起周围环境条件由于对数期细菌活跃生长引起周围环境条件条件发生了一系列变化，某些营养物质消耗，条件发生了一系列变化，某些营养物质消耗，有害代谢产物的积累，以及诸如有害代谢产物的积累，以及诸如pH、氧化还氧化还原电位、温度等的改变，限制了菌体细胞继原电位、温度等的改变，限制了菌体细胞继续以高速度进行生长和分裂续以高速度进行生长和分裂n稳定期的细胞内开始积累贮藏物，如肝糖、稳定期的细胞内开

23、始积累贮藏物，如肝糖、异染颗粒、脂肪粒等，大多数芽胞细菌也在异染颗粒、脂肪粒等，大多数芽胞细菌也在此阶段形成芽胞。如果为了获得大量菌体，此阶段形成芽胞。如果为了获得大量菌体，就应在此阶段收获，因这时细胞总数量最高就应在此阶段收获，因这时细胞总数量最高n也是发酵过程积累代谢产物的重要阶段，某也是发酵过程积累代谢产物的重要阶段，某些放线菌抗生素的大量形成也在此时期些放线菌抗生素的大量形成也在此时期n稳定期的微生物，在数量上达到了最高水平，稳定期的微生物，在数量上达到了最高水平，产物的积累也达到了高峰，此时，菌体的总产物的积累也达到了高峰，此时，菌体的总产量与所消耗的营养物质之间存在着一定关产量与所

24、消耗的营养物质之间存在着一定关系，这种关系生产上称为系，这种关系生产上称为产量常数产量常数 细菌死亡率逐渐增加，群体中活菌数目细菌死亡率逐渐增加，群体中活菌数目急剧下降，出现了急剧下降，出现了“负生长负生长”。其中有一段。其中有一段时间，活菌数呈几何级数下降，故有人称之时间，活菌数呈几何级数下降，故有人称之为为“对数死亡阶段对数死亡阶段”细胞有的开始自溶，产生或释放出一些细胞有的开始自溶，产生或释放出一些产物，如氨基酸、转化酶、外肽酶或抗生素产物，如氨基酸、转化酶、外肽酶或抗生素等。菌体细胞也呈现多种形态，有时产生畸等。菌体细胞也呈现多种形态，有时产生畸形，细胞大小悬殊，有的细胞内多液泡，革形

25、，细胞大小悬殊，有的细胞内多液泡，革兰氏染色反应的阳性菌变成阴性反应等兰氏染色反应的阳性菌变成阴性反应等衰亡期衰亡期(decline phase)(decline phase)n不是所有细胞均处于完全相同的生理状态，不是所有细胞均处于完全相同的生理状态，因此，在细菌生长的整个周期，细菌数和培因此，在细菌生长的整个周期，细菌数和培养时间，往往是一条缓慢上升以后又逐渐下养时间，往往是一条缓慢上升以后又逐渐下降的曲线降的曲线认识和掌握细菌生长曲线，对发酵生产的指导意义：认识和掌握细菌生长曲线，对发酵生产的指导意义：q计算生长速率和代时计算生长速率和代时q不同生长期的细胞在结构和生理上有很大差别，了不

26、同生长期的细胞在结构和生理上有很大差别，了解生长曲线，就能根据需要进取样和收获解生长曲线，就能根据需要进取样和收获q不同的生长期理化因子对微生物的影响可能不同。不同的生长期理化因子对微生物的影响可能不同。对数生长期的细胞较为一致，因此常用于研究细胞对数生长期的细胞较为一致，因此常用于研究细胞的新陈代谢的新陈代谢第四节第四节 微生物的培养微生物的培养 在分批培养中，各个细胞的生理状态、代谢在分批培养中，各个细胞的生理状态、代谢在分批培养中，各个细胞的生理状态、代谢在分批培养中，各个细胞的生理状态、代谢活动并不完全一样。如果以群体测定结果的平均活动并不完全一样。如果以群体测定结果的平均活动并不完全

27、一样。如果以群体测定结果的平均活动并不完全一样。如果以群体测定结果的平均值来代表单个细胞的生长或生理特性是不符合客值来代表单个细胞的生长或生理特性是不符合客值来代表单个细胞的生长或生理特性是不符合客值来代表单个细胞的生长或生理特性是不符合客观实际的，然而利用单个细胞进行研究又是很困观实际的，然而利用单个细胞进行研究又是很困观实际的，然而利用单个细胞进行研究又是很困观实际的，然而利用单个细胞进行研究又是很困难的。为了解决这一问题，就必须设法使群体处难的。为了解决这一问题，就必须设法使群体处难的。为了解决这一问题，就必须设法使群体处难的。为了解决这一问题，就必须设法使群体处于同一发育阶段，使群体和

28、个体行为变得一致，于同一发育阶段，使群体和个体行为变得一致，于同一发育阶段，使群体和个体行为变得一致，于同一发育阶段，使群体和个体行为变得一致，因而发展了单细胞的同步培养技术因而发展了单细胞的同步培养技术因而发展了单细胞的同步培养技术因而发展了单细胞的同步培养技术 同步培养同步培养 synchronous culture同步培养法同步培养法synchronous culture 能使培养的微生物处于能使培养的微生物处于比较一致的生长发育阶比较一致的生长发育阶段上的培养方法段上的培养方法 机械法同步培养物是在不影响细菌代机械法同步培养物是在不影响细菌代谢的情况下获得的，因而菌体的生命活必谢的情况

29、下获得的，因而菌体的生命活必然较为正常。但此法有其局限性，有些微然较为正常。但此法有其局限性，有些微生物即使在相同的发育阶段，个体大小也生物即使在相同的发育阶段，个体大小也不一致，甚至差别很大，这样的微生物不不一致，甚至差别很大，这样的微生物不宜采用这类方法宜采用这类方法 利用代谢抑制剂阻碍利用代谢抑制剂阻碍DNADNA合成相当合成相当一段时间，然后再解除其抑制，也可达一段时间，然后再解除其抑制，也可达到同步化的目的。到同步化的目的。试验证明：氨甲蝶呤试验证明：氨甲蝶呤、5-5-氟脱氧尿氟脱氧尿苷、羟基尿素、胸腺苷、脱氧腺苷和脱苷、羟基尿素、胸腺苷、脱氧腺苷和脱氧鸟苷等，对细胞氧鸟苷等，对细胞

30、DNADNA合成的同步化均合成的同步化均有作用。有作用。解除抑制法解除抑制法 同步生长的时间，因菌种和同步生长的时间，因菌种和条件而变化，由于同步群体的个条件而变化，由于同步群体的个体差异，同步生长不能无限地维体差异，同步生长不能无限地维持，往往会逐渐破坏，最多能维持，往往会逐渐破坏，最多能维持持 23 个世代，又逐渐转变为随个世代，又逐渐转变为随机生长，即非同步化。机生长，即非同步化。在微生物的整个培养期间，通过一定的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长并能持续生长下去的一种培养方法培养过程中

31、不断的补充营养物质和以同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是实现微生物连续样的速率移出培养物是实现微生物连续培养的培养的(Continuous culture）连续培养连续培养控制控制连续连续培养培养方法方法恒浊连续培养恒浊连续培养不断调节流速而使细菌培养液不断调节流速而使细菌培养液浊度保持恒定浊度保持恒定恒化连续培养恒化连续培养保持恒定的流速以保持恒定生保持恒定的流速以保持恒定生长速度和养料成分长速度和养料成分（一）恒浊连续培养（一）恒浊连续培养用于菌体以及与菌体生长平行的代谢产物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生产的发酵工业连续发酵与单批发酵相比的优点连

32、续发酵与单批发酵相比的优点 缩短发酵周期，提高设备利用率缩短发酵周期，提高设备利用率缩短发酵周期，提高设备利用率缩短发酵周期，提高设备利用率 便于自动控制便于自动控制便于自动控制便于自动控制 降低动力消耗及体力劳动强度降低动力消耗及体力劳动强度降低动力消耗及体力劳动强度降低动力消耗及体力劳动强度 产品质量较稳定产品质量较稳定产品质量较稳定产品质量较稳定缺点：缺点：杂菌污染和菌种退化杂菌污染和菌种退化n n不不断断调调节节流流速速而而使使细细菌菌培培养养物物浊浊度度保保持持恒定的连续培养叫恒浊连续培养恒定的连续培养叫恒浊连续培养n n由由光光电电装装置置检检测测培培养养容容器器中中的的浊浊度度，

33、根根据据浊浊度度变变化化控控制制新新鲜鲜培培养养液液流流入入和和旧旧培培养物流出速度，使容器内菌液浓度恒定养物流出速度，使容器内菌液浓度恒定n n工工业业发发酵酵中中用用此此法法可可获获得得大大量量菌菌体体及及代代谢产物谢产物恒浊连续培养恒浊连续培养（二）恒化连续培养（二）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长速率下进行生长繁殖。n恒化培养恒化培养n n控制恒定流速，使由于细菌生长而耗去控制恒定流速，使由于细菌生长而耗去的营养物及时得到补充，又叫恒组成连的营养物及时得到补充，又叫恒组成连续培养。这样，细菌的生长速率将取决续培养。这样，细菌的生长速率将取决于于限制性因子

34、限制性因子的浓度。的浓度。多用于科研多用于科研遗传学：突变株分离遗传学：突变株分离生理学：不同条件下的代谢变化生理学：不同条件下的代谢变化生态学：模拟自然营养条件建立实验模型生态学：模拟自然营养条件建立实验模型第四节第四节 真菌的生长真菌的生长 一、菌丝的生长繁殖一、菌丝的生长繁殖 菌菌菌菌丝丝丝丝的的的的生生生生长长长长是是是是顶顶顶顶端端端端生生生生长长长长，菌菌菌菌丝丝丝丝各各各各个个个个部部部部分分分分都都都都有有有有极极极极性性性性之之之之分分分分，即即即即位位位位于于于于前前前前端端端端的的的的为为为为幼幼幼幼龄龄龄龄菌菌菌菌丝丝丝丝，位位位位于于于于后后后后面面面面的的的的为为为

35、为老龄菌丝。老龄菌丝。老龄菌丝。老龄菌丝。菌菌菌菌丝丝丝丝生生生生长长长长与与与与营营营营养养养养有有有有关关关关，营营营营养养养养丰丰丰丰富富富富则则则则分分分分支支支支点点点点与与与与菌菌菌菌丝丝丝丝生生生生长长长长顶顶顶顶端端端端的的的的距距距距离离离离短短短短，即即即即分分分分支支支支多多多多而而而而频频频频繁繁繁繁；营营营营养养养养贫贫贫贫乏乏乏乏分分分分支支支支点点点点同同同同菌菌菌菌丝丝丝丝生生生生长长长长顶顶顶顶端端端端距距距距离离离离长长长长，即即即即分分分分支支支支少少少少。菌菌菌菌丝丝丝丝在在在在固固固固体体体体培培培培养养养养基基基基或或或或在在在在液液液液体体体体培培

36、培培养养养养中中中中静静静静止止止止培培培培养养养养时时时时形形形形成成成成菌菌菌菌落落落落，在液体培养中振荡培养时则形成菌丝球。在液体培养中振荡培养时则形成菌丝球。在液体培养中振荡培养时则形成菌丝球。在液体培养中振荡培养时则形成菌丝球。二、孢子生长繁殖二、孢子生长繁殖 无性孢子繁殖无性孢子繁殖无性孢子繁殖无性孢子繁殖孢孢孢孢子子子子肿肿肿肿胀胀胀胀（外外外外源源源源肿肿肿肿胀胀胀胀，不不不不需需需需营营营营养养养养；内内内内源源源源肿肿肿肿胀胀胀胀，需需需需要要要要营养）营养）营养）营养）萌发管形成萌发管形成萌发管形成萌发管形成菌丝生长菌丝生长菌丝生长菌丝生长 有性孢子繁殖有性孢子繁殖第一阶

37、段是质配（第一阶段是质配（plasmogamy）第二阶段为核配（第二阶段为核配（karyogamy）第三阶段是减数分裂（第三阶段是减数分裂（meiosis）三、真菌在培养基中的生长三、真菌在培养基中的生长q以以以以菌丝重量为考察指标菌丝重量为考察指标菌丝重量为考察指标菌丝重量为考察指标q具有与细菌相似的生长曲线，可划分为具有与细菌相似的生长曲线，可划分为具有与细菌相似的生长曲线，可划分为具有与细菌相似的生长曲线，可划分为延延滞期、迅速生长期和衰退期滞期、迅速生长期和衰退期三个时期三个时期三个时期三个时期n丝状真菌在固体培养基上的生长丝状真菌在固体培养基上的生长 常以菌丝长度、菌落直径或面积来表

38、示常以菌丝长度、菌落直径或面积来表示n真菌在液体培养基中的生长真菌在液体培养基中的生长 第五节第五节环境对微生物生长的影响环境对微生物生长的影响 微生物的生活条件是环境因素的综合，只微生物的生活条件是环境因素的综合，只有各种因素配合适当时，微生物才能旺盛的生有各种因素配合适当时，微生物才能旺盛的生长发育，影响微生物生长的因子除了必备的营长发育，影响微生物生长的因子除了必备的营养条件外还有：养条件外还有：n n温度温度n n水分和渗透压水分和渗透压n n pH值值 n n氧气和氧气和Eh值值 n n光线、射线、超声波光线、射线、超声波 n n化学药剂化学药剂一、一、温度对微生物生长的影响温度对微

39、生物生长的影响 不同的微生物以及同一种微生物在生长不同的微生物以及同一种微生物在生长发育的不同阶段，对温度的要求不一样。发育的不同阶段，对温度的要求不一样。根据微生物所适应的最适生长温度通根据微生物所适应的最适生长温度通常把微生物分为高温型、中温型和低温型常把微生物分为高温型、中温型和低温型n n又称嗜冷微生物，可分为专性嗜冷和兼性嗜冷又称嗜冷微生物，可分为专性嗜冷和兼性嗜冷n n分布：冰冻的水域和土壤中分布：冰冻的水域和土壤中,5左右的海洋左右的海洋,或分布在只有或分布在只有12的海洋深处的海洋深处,冷泉。冷藏冷泉。冷藏食物的腐败往往由这类微生物引起食物的腐败往往由这类微生物引起n n机理：

40、细胞内的酶在低温下仍能有效地发挥作机理：细胞内的酶在低温下仍能有效地发挥作用；细胞膜中不饱和脂肪酸含量较高，细胞膜用；细胞膜中不饱和脂肪酸含量较高，细胞膜在低温下仍保持半流动状态，从而能进行在低温下仍保持半流动状态，从而能进行活跃活跃的物质代谢的物质代谢低温型微生物低温型微生物 psychrophilesn n室温性微生物和体温性微生物室温性微生物和体温性微生物n n室温性微生物适于室温性微生物适于2030生长生长,体温性微生体温性微生物多为人及温血动物的病原菌，它们生长的极物多为人及温血动物的病原菌，它们生长的极限范围在限范围在1045n n中温型微生物不能在低于中温型微生物不能在低于10的

41、条件下生长：的条件下生长：与蛋白质的合成和反馈抑制有关。低于与蛋白质的合成和反馈抑制有关。低于10时时蛋白质的合成过程不能启动；蛋白质的合成过程不能启动；10以下的低温，以下的低温，使很多酶对反馈抑制变得异常敏感。使很多酶对反馈抑制变得异常敏感。中温型微生物中温型微生物 mesophilesn n它们适于在它们适于在4550以上的温度中以上的温度中生长生长,分布于温泉中的细菌，有的分布于温泉中的细菌，有的可在近于可在近于100的高温中生长的高温中生长n n这些耐高温的微生物，经常给罐头这些耐高温的微生物，经常给罐头工业、发酵工业带来麻烦工业、发酵工业带来麻烦高温型微生物高温型微生物 themo

42、philesn高温型微生物能在高温下生存和生长，高温型微生物能在高温下生存和生长，是由于菌体内的酶和蛋白质比起中温型是由于菌体内的酶和蛋白质比起中温型微生物蛋白质对热更稳定；同时核糖体微生物蛋白质对热更稳定；同时核糖体和其他成分对高温也具较大的抗性；细和其他成分对高温也具较大的抗性；细胞膜中饱和脂肪酸含量高，可以形成更胞膜中饱和脂肪酸含量高，可以形成更强的疏水键，从而使膜在高温下能保持强的疏水键，从而使膜在高温下能保持其稳定性并具正常的功能。其稳定性并具正常的功能。同一种微生物在生长发育的不同阶同一种微生物在生长发育的不同阶段，对温度的要求不一样。如：段，对温度的要求不一样。如：n n青霉素产

43、生菌菌体的最适生长温度为青霉素产生菌菌体的最适生长温度为青霉素产生菌菌体的最适生长温度为青霉素产生菌菌体的最适生长温度为3030度，而度，而度，而度，而产生青霉素的最适温度为产生青霉素的最适温度为产生青霉素的最适温度为产生青霉素的最适温度为2323度度度度n n黑曲霉菌体的最适生长温度为黑曲霉菌体的最适生长温度为黑曲霉菌体的最适生长温度为黑曲霉菌体的最适生长温度为3737度，而产酶的度，而产酶的度，而产酶的度，而产酶的最适温度为最适温度为最适温度为最适温度为2828度度度度n n食用菌菌丝的生长温度为食用菌菌丝的生长温度为食用菌菌丝的生长温度为食用菌菌丝的生长温度为2525度，子实体分化温度，

44、子实体分化温度，子实体分化温度，子实体分化温度则多在度则多在度则多在度则多在1818度左右度左右度左右度左右n n灰色链霉菌的菌体最适生长温度为灰色链霉菌的菌体最适生长温度为灰色链霉菌的菌体最适生长温度为灰色链霉菌的菌体最适生长温度为3737度，而产度，而产度，而产度，而产生链霉素的最适生长温度为生链霉素的最适生长温度为生链霉素的最适生长温度为生链霉素的最适生长温度为2828度度度度不同的微生物对高温的敏感性不同：不同的微生物对高温的敏感性不同：不同的微生物对高温的敏感性不同：不同的微生物对高温的敏感性不同：多数细菌，酵母，霉菌的营养细胞和病毒：多数细菌，酵母，霉菌的营养细胞和病毒：多数细菌，

45、酵母，霉菌的营养细胞和病毒：多数细菌，酵母，霉菌的营养细胞和病毒：5065 105065 10分分分分钟可致死钟可致死钟可致死钟可致死放线菌，霉菌的孢子比较耐热放线菌，霉菌的孢子比较耐热放线菌，霉菌的孢子比较耐热放线菌，霉菌的孢子比较耐热 7680 107680 10分钟致死分钟致死分钟致死分钟致死细菌的芽孢有抗热性，致死温度和时间视菌而定：细菌的芽孢有抗热性，致死温度和时间视菌而定：细菌的芽孢有抗热性，致死温度和时间视菌而定：细菌的芽孢有抗热性，致死温度和时间视菌而定：炭疽芽孢杆菌炭疽芽孢杆菌炭疽芽孢杆菌炭疽芽孢杆菌 105 510105 510分钟致死分钟致死分钟致死分钟致死枯草芽孢杆菌枯

46、草芽孢杆菌枯草芽孢杆菌枯草芽孢杆菌 100 617100 617分钟致死分钟致死分钟致死分钟致死肉毒梭菌肉毒梭菌肉毒梭菌肉毒梭菌 120121 10120121 10分钟致死分钟致死分钟致死分钟致死高温对微生物生长的影响高温对微生物生长的影响同一个菌的不同菌龄其抗热性也不相同，一般幼龄菌比老龄菌对温度敏感同一个菌的不同菌龄其抗热性也不相同，一般幼龄菌比老龄菌对温度敏感 n微生物的微生物的致死温度致死温度：在一定时间内（如：在一定时间内（如10分钟）分钟）杀死微生物所需要的最低温度称为微生物的致杀死微生物所需要的最低温度称为微生物的致死温度死温度n微生物的微生物的致死时间致死时间：在一定温度下，

47、杀死微生：在一定温度下，杀死微生物所需要的时间；温度越高，致死时间越短物所需要的时间；温度越高，致死时间越短 高温能杀死微生物，因此在微生物方法中高温能杀死微生物，因此在微生物方法中常采用加热培养器皿和培养基方法杀菌常采用加热培养器皿和培养基方法杀菌 n干热灭菌干热灭菌焚烧灭菌法焚烧灭菌法 此法灭菌彻底，迅速简便，但使用范围有限。常此法灭菌彻底，迅速简便，但使用范围有限。常用于接种工具、污染物品以及实验动物尸体等废弃用于接种工具、污染物品以及实验动物尸体等废弃物的处理物的处理干热灭菌法干热灭菌法 主要在干燥箱中利用热空气进行灭菌。通常主要在干燥箱中利用热空气进行灭菌。通常160170 1601

48、70 处理处理 2 h 2 h 便可达到灭菌的目的。只适用便可达到灭菌的目的。只适用于玻璃器皿、金属用具等耐热物品的灭菌。优点是于玻璃器皿、金属用具等耐热物品的灭菌。优点是可保持物品干燥可保持物品干燥高温杀菌高温杀菌煮沸消毒法煮沸消毒法 在水中煮沸在水中煮沸15 min以上，可以上，可杀死细菌的所有营养细胞和部分杀死细菌的所有营养细胞和部分芽孢。这种方法适用于注射器、芽孢。这种方法适用于注射器、解剖用具等的消毒解剖用具等的消毒湿热灭菌湿热灭菌 实验室及生产中常用的灭菌方法。加压实验室及生产中常用的灭菌方法。加压则可提供高于则可提供高于100100的蒸汽。加之蒸汽热穿透的蒸汽。加之蒸汽热穿透力强

49、，可迅速引起蛋白质凝固变性。在湿热力强，可迅速引起蛋白质凝固变性。在湿热灭菌法中效果最佳、应用较广。一般培养基、灭菌法中效果最佳、应用较广。一般培养基、各种缓冲溶液、玻璃器皿等，常采用各种缓冲溶液、玻璃器皿等，常采用121121处处理理1530 min1530 min即可达到灭菌的目的即可达到灭菌的目的高压蒸汽灭菌法高压蒸汽灭菌法 n常压下常压下100100处理处理15-30 min15-30 min，以杀死其中的营，以杀死其中的营养细胞。冷却后，置于一定温度养细胞。冷却后，置于一定温度(28-37)(28-37)保保温过夜，使其中可能残存的芽孢萌发营养细胞，温过夜，使其中可能残存的芽孢萌发营

50、养细胞，再以同样方法加热处理。反复三次，可杀灭所再以同样方法加热处理。反复三次，可杀灭所有芽孢和营养细胞，以达到灭菌的目的有芽孢和营养细胞，以达到灭菌的目的n缺点是比较费时，一般只用于不耐热的药品、缺点是比较费时，一般只用于不耐热的药品、营养物、特殊培养基等的灭菌。在缺乏高压蒸营养物、特殊培养基等的灭菌。在缺乏高压蒸汽灭菌设备时亦可用于一般物品灭菌汽灭菌设备时亦可用于一般物品灭菌间歇灭菌法间歇灭菌法 用较低的温度处理牛奶、酒类等饮料，以杀用较低的温度处理牛奶、酒类等饮料，以杀死其中的病原菌如结核杆菌、伤寒杆菌等，但又死其中的病原菌如结核杆菌、伤寒杆菌等，但又不损害营养与风味。不损害营养与风味。