微生物的生长繁殖及其控制Word文档格式.docx
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微生物生长:
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“生长”，一般均指群体生长，这一点与
研究大生物时有所不同。
个体生长→个体繁殖→群体生长
群体生长=个体生长+个体繁殖
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微生物生长：
单位时间里微生物数量或生物量（Biomass）的变化
个体计数
群体重量测定
群体生理指标测定
微生物生长的测定：
评价培养条件、营养物质等对微生物生长的影响；
评价不同的抗菌物质对微生物产生抑制（或杀死）作用的效果；
客观地反映微生物生长的规律；
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二、以数量变化对微生物生长情况进行测定（P151）
1、培养平板计数法
通常用来测定细菌、酵母菌等单细胞微生物的生长情况
或样品中所含微生物个体的数量（细菌、孢子、酵母菌）
2、膜过滤培养法
当样品中菌数很低时，可以将一定体积的湖水、海水或饮用水等样
品通过膜过滤器，然后将将膜转到相应的培养基上进行培养，对形
成的菌落进行统计。
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3、液体稀释法（Themostprobablenumbermethod）
主要适用于只能进行液体培养的微生物，或采用液体鉴别培养基进行直接鉴定并计数的微生物。
对未知样品进行十倍稀释，然后根据估算取三个连续的稀释度
平行接种多支试管，对这些平行试管的微生物生长情况进行统
计，长菌的为阳性，未长菌的为阴性，然后根据数学统计计算
出样品中的微生物数目。
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4、显微镜直接计数法
1）常规方法：
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（计算一定容积里样品中微生物的数量）。
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；
个体小的细菌在显微镜下难以观察；
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显微镜测数法
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2）其它方法：
比例计数：
将已知颗粒浓度的样品（例如血液）与待测细菌细胞浓度的样品混匀
后在显微镜下根据二者之间的比例直接推算待测微生物细胞浓度。
过滤计数：
当样品中菌数很低时，可以将一定体积的湖水、海水或饮用水等样品
通过膜过滤器。
然后将滤膜干燥、染色，并经处理使膜透明，再在显
微镜下计算膜上（或一定面积中）的细菌数；
活菌计数：
采用特定的染色技术也可分别对活菌和死菌进行分别计数
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三、以生物量为指标测定微生物的生长
1、比浊法
在一定波长下，测定菌悬液的光密度，以光密度（opticaldensity,即O.D.）表示菌量。
实验测量时应控制在菌浓度与光密度成正比的线性范围内，否则不准确。
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2、重量法
以干重、湿重直接衡量微生物群体的生物量；
通过样品中蛋白质、核酸含量的测定间接推算
微生物群体的生物量；
测定多细胞及丝状真菌生长情况的有效方法
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3、生理指标法
微生物的生理指标，如呼吸强度，耗氧量、酶活性、
生物热等与其群体的规模成正相关。
样品中微生物数量多或生长旺盛，这些指标愈明显，
因此可以借助特定的仪器如瓦勃氏呼吸仪、微量量
热计等设备来测定相应的指标。
常用于对微生物的快速鉴定与检测
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第二节
细菌的群体生长繁殖
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微生物的特点：
个体微小
肉眼看到或接触到的微生物是成千上万个
单个的微生物组成的群体。
微生物接种是群体接种，接种后的生长是微生物群体繁殖生长。
对细菌群体生长规律的了解是对其进行研究与利用的基础
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一、分批培养
1、分批培养的概念
采用完全封闭的容器，一次接种，静置培养。
（不更换培养基的培养方法）
特点：
固定的营养物质
结果：
细菌在一个容积有限的环境中不可能无限制地高速生长。
分批培养中细菌的生长在短期内表现明显的规律性-------细菌的生长曲线。
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2、分批培养中细菌群体的生长
——生长曲线
在微生物学中提到的“生长”，均指群体生长。
生长曲线（GrowthCurve）：
细菌接种到定量的液体培养基中，定时取样测定细胞数量，以培养时间为横座标，以菌数为纵座标作图，得到的一条反映细菌在整个培养期间菌数变化规律的曲线。
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生长曲线的制作
（P136图6-2）
将少量单细胞的纯培养，接种到一恒定容积的新鲜液体培养基中，在适宜条件下培养，每隔一定时间取样，测菌细胞数目。
以培养时间为横坐标，以细菌增长数目的对数为纵坐标，绘制所得的曲线。
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典型的生长曲线（Growthcurve）
稳定期
衰亡期
对数期
延滞期
时期的划分：
按照生长速率常数（growthraceconstant）不同
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根据细菌生长繁殖速率将生长曲线分四个阶段：
缓慢期 对数期 稳定期 衰亡期
各时期的特点
1.延缓期2.对数期3.稳定期4衰亡期
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分析：
造成细胞死亡的原因有哪些？
分批培养有什么缺点？
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迟缓期的特点：
分裂迟缓、代谢活跃
●细胞形态变大或增长，例如巨大芽孢杆菌，在迟缓期末，细胞
●的平均长度比刚接种时长6倍。
一般来说处于迟缓期的细菌细胞
●体积最大
●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的合成加快，易产生诱导酶。
对外界不良条件反应敏感。
细胞处于活跃生长中，只是分裂迟缓
在此阶段后期，少数细胞开始分裂，曲线略有上升。
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延滞期（滞留适应期）
●特点
●生长速率常数R=0
●细胞形态变大或增长
●细胞内RNA尤其是rRNA含量增高，原生质呈碱性。
●合成代谢活跃，易产生诱导酶。
●对外界不良条件反应敏感
思考:
研究滞留适应期长短的意义
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★影响延迟期长短的因素
◆菌种：
繁殖速度较快的菌种的延迟期一般较短；
◆接种物菌龄：
用对数生长期的菌种接种时，其延迟期较短，甚至检查不到延迟期；
◆接种量：
一般来说，接种量增大可缩短甚至消除延迟期（发酵工业上一般采用1/10的接种量）；
◆培养基成分：
◇在营养成分丰富的天然培养基上生长的延滞期比在合成培养基上生长时短；
◇接种后培养基成分有较大变化时，会使延滞期加长，所以发酵工业上尽量使发酵培养基的成分与种子培养基接近。
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调整代谢
迟缓期出现的原因：
微生物接种到一个新的环境，暂时缺乏分解和催化有关底物的酶，或是缺乏充足的中间代谢产物等。
为产生诱导酶或合成中间代谢产物，就需要一段适应期。
迟缓期的长短与菌种的遗传性、菌龄以及移种前后所处的环境条件等因素有关，短的只需要几分钟，长的需数小时。
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认识延迟期的特点及形成原因对实践的指导意义
◆在发酵工业上需设法尽量缩短延迟期
采取的缩短lagphase的措施有：
①增加接种量；
（群体优势----适应性增强）
②采用对数生长期的健壮菌种；
③调整培养基的成分，在种子基中加入发酵培养基的某些成分。
④选用繁殖快的菌种
◆在食品工业上，尽量在此期进行消毒或灭菌
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对数期（指数生长期）（Logphase）：
●R最大，增代时间（代时G）或倍增时间最短。
●细胞进行平衡生长，菌体内各种成分最为均匀。
●酶系活跃，代谢旺盛。
●对数生长期的细菌个体形态、化学组成和生理特性等均较一致，代谢旺盛、生长迅速、代时稳定，是研究微生物基本代谢的良好材料。
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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）营养成分，在营养丰富的培养基中生长代时短
3）营养物浓度，在一定范围内，生长速率与营养物浓度呈正比，
4）温度，在一定范围，生长速率与培养温度呈正相关。
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。
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（P137）
例:
某菌正处于对数期，在60分钟时取样，测菌数为100/ml，在160分钟时取样，测菌数为10000/ml，求它的世代时间。
在细菌个体生长里，每个细菌分裂繁殖一代所需的时间为代时（Generationtime），在群体生长里细菌数量增加一倍所需的时间称为倍增时间（Doublingtime）。
代时通常以G表示。
t1–t0
G=——————
n
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大肠杆菌在37℃的牛奶中每12.5分钟繁殖一代，假设牛奶消毒后，大肠杆菌的含量为1个/100ml，请问按国家标准（30000个／ml），该消毒牛奶在37℃下最多可存放多少时间？
（lg3=0.477,lg2=0.301）
（1）先求出达到30000个/ml的繁殖世代数（n）
lgNt-lgN0
6.477-0
lg（3×
106）-lg1
n=
=
21.25
lg2
0.301
（2）求出时间（t）
t=nG=21.25×
12.5=269分钟=4.48（h）
一块馒头上有一个细菌，细菌的繁殖速度按每30分钟繁殖一代计算，
试计算一下48小时后细菌的数目？
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应用意义
①由于此时期的菌种比较健壮，增殖噬菌体的最适菌龄；
生产上用作接种的最佳菌龄；
②发酵工业上尽量延长该期，以达到较高的菌体密度；
③食品工业上尽量使有害微生物不能进入此期；
④是生理代谢及遗传研究或进行染色、形态观察等的良好材料。
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一些细菌的代时
菌名
培养基
培养温度
代时
E.coli（大肠杆菌）
肉汤
37℃
17min
E.Coli
牛奶
37
12.5
Enterobacteraerogenes（产气肠细菌）
肉汤或牛奶
37
16~18
E.aerogenes
组合
29~44
B.Cereus（蜡状芽孢杆菌）
30
18
B.thermophilus（嗜热芽孢杆菌）
55
18.3
Lactobacillusacidophilus（嗜酸乳杆菌）
66~87
Streptococcuslactis（乳酸链球菌）
26
S.lactis
乳糖肉汤
48
Salmonellatyphi（伤寒沙门氏菌）
23.5
Azotobacterchroococcum（褐球固氮菌）
葡萄糖
25
344~46
Mycobacteriumtuberculosis（结核分枝杆菌）
组合
792~9
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