微生物的生長(zhǎng)及其控制(4)(已修改)
2025-01-30 01:31 本頁(yè)面
【正文】 第六章 微生物的生長(zhǎng)及其控制 ?第一節(jié) 測(cè)定微生物生長(zhǎng)繁殖的方法 ?第二節(jié) 微生物的生長(zhǎng)規(guī)律 ?第三節(jié) 影響微生物生長(zhǎng)的主要環(huán)境因素 ?第四節(jié) 微生物培養(yǎng)法概論 ?第五節(jié) 微生物生長(zhǎng)繁殖的控制 單個(gè)微生物細(xì)胞 合適的外界條件，吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，進(jìn)行代謝。 同化作用的速度超過(guò)了異化作用 個(gè)體的生長(zhǎng) 原生質(zhì)的總量（重量、體積、大?。┚筒粩嘣黾? 如果各細(xì)胞組分是按恰當(dāng)?shù)谋壤鲩L(zhǎng)時(shí)，則達(dá)到一定程度后就 會(huì)發(fā)生繁殖，引起個(gè)體數(shù)目的增加。 群體內(nèi)各個(gè)個(gè)體的進(jìn)一步生長(zhǎng) 群體的生長(zhǎng) 第一節(jié) 測(cè)定微生物生長(zhǎng)繁殖的方法 ?微生物生長(zhǎng)的測(cè)定：個(gè)體計(jì)數(shù)、群體重量測(cè)定和群體生理指標(biāo)測(cè)定。 ?目的： ?評(píng)價(jià)培養(yǎng)條件、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)等對(duì)微生物生長(zhǎng)的影響； ?評(píng)價(jià)不同的抗菌物質(zhì)對(duì)微生物產(chǎn)生抑制 (或殺死 )作用的效果； ?客觀地反映微生物生長(zhǎng)的規(guī)律。 一、測(cè)生長(zhǎng)量： 單位時(shí)間里微生物重量上的變化。 （一）直接法（精確的稱(chēng)干重法； 粗放的測(cè)體積法 ） （二）間接法（比濁法，生理指標(biāo)法） （ 一 ） 直接法 ? 將一定量的菌液中的菌體通過(guò)離心或過(guò)濾分離出來(lái) ， 然后烘干 （ 干燥溫度可采用105℃ 、 100℃ 或 80℃ ） 、 稱(chēng)重 。 一般干重為濕重的 10%～ 20%， 而一個(gè)細(xì)菌細(xì)胞一般重約 1012～ 1013g。 ? 該法適合菌液濃度較高的樣品 。 （二）間接法 比濁法： 借助于分光光度計(jì) ， 在一定波長(zhǎng)（ 450~650nm波段 ) 下測(cè)定菌懸液的光密度 ， 就可反應(yīng)出菌液的濃度 。 ?原理：在一定范圍內(nèi) ， 菌懸液中的細(xì)胞濃度與混濁度成正比 ， 即與光密度成正比 ， 菌數(shù)越多 ， 光密度越大 。 ?特點(diǎn)：快速 、 簡(jiǎn)便 。 如何定量二者關(guān)系呢？ 濁度儀 ① 繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線 ② 測(cè)菌液濁度，對(duì)照標(biāo)準(zhǔn)曲線得出細(xì)菌數(shù)量 分光光度法測(cè) 濁度 1 2 3 4其他細(xì)菌計(jì)數(shù)法 細(xì)菌數(shù)量 10 100 1000 10000 個(gè) / mL 細(xì)菌數(shù)量 制標(biāo)準(zhǔn)曲線 菌液濁度生理指標(biāo)法 ?測(cè)含氮量：蛋白質(zhì)是細(xì)胞的主要物質(zhì)，含量穩(wěn)定，而氮是蛋白質(zhì)的主要成分，通過(guò)測(cè)含氮量就可推知微生物的濃度。 ?其他方法：含碳、磷、 DNA、 RNA、 耗氧量、消耗底物量、產(chǎn) CO 產(chǎn)酸、產(chǎn)熱、粘度等，都可用于生長(zhǎng)量的測(cè)定。 二、計(jì)繁殖數(shù) （單細(xì)胞微生物細(xì)胞個(gè)體數(shù)目的檢測(cè)法） （一）直接法：血球計(jì)數(shù)板 （二）間接法：（活菌）平板菌落計(jì)數(shù)法、厭氧菌培養(yǎng) 血球計(jì)數(shù)板法 : （一）直接法 細(xì)胞密度＝（ 4個(gè)大格細(xì)胞總數(shù) /4） 104個(gè) /ml ； （二）間接法（活菌計(jì)數(shù)法） ①平板菌落計(jì)數(shù)法 ② 膜過(guò)濾培養(yǎng)法 微生物生長(zhǎng)測(cè)定方法比較 測(cè)定細(xì)胞數(shù)目 方法 特點(diǎn)與應(yīng)用 血球計(jì)數(shù)板法 較快速簡(jiǎn)便，但較費(fèi)時(shí) 薄膜過(guò)濾染色法 快速簡(jiǎn)便， 適于含菌數(shù)很低的空氣、水等中的總菌計(jì)數(shù) 平皿菌落計(jì)數(shù)法 簡(jiǎn)易價(jià)廉，但花費(fèi)時(shí)間較長(zhǎng)，不能立刻知道結(jié)果 測(cè)定物質(zhì)量 比濁法 快速簡(jiǎn)便，敏感度低，適于不發(fā)酵液或液體中的快速 總細(xì)胞數(shù)估計(jì)，但需事先標(biāo)定 細(xì)胞濕重法 較為簡(jiǎn)便，但含水量不定，準(zhǔn)確度差 細(xì)胞成分含量法 如測(cè)定蛋白質(zhì)、核酸、還原糖的含量等 細(xì)胞干重法 較為費(fèi)時(shí)，易受顆粒雜質(zhì)干擾，敏感度低 第二節(jié) 微生物的生長(zhǎng)規(guī)律 一、獲得微生物純培養(yǎng)的方法 ? 概念：從一個(gè)細(xì)胞得到的后代稱(chēng)為純培養(yǎng)。 ? 方法：稀釋倒平板法；劃線法。 二、微生物的個(gè)體生長(zhǎng)和群體的同步生長(zhǎng) ? 使用同步培養(yǎng)技術(shù)，即設(shè)法使群體中的所有細(xì)胞盡可能都處于同樣細(xì)胞生長(zhǎng)和分裂周期中，然后分析此群體的各種生物化學(xué)特征，從而了解單個(gè)細(xì)胞所發(fā)生的變化。 ? 通過(guò)同步培養(yǎng)而使細(xì)胞群體處于分裂步調(diào)一致的狀態(tài)即 同步生長(zhǎng) 。 進(jìn)行同步分裂的細(xì)胞稱(chēng)為同步細(xì)胞 。 化學(xué)誘導(dǎo)物理誘導(dǎo)誘導(dǎo)法過(guò)濾法區(qū)帶密度梯度離心法膜洗脫法篩選法同步培養(yǎng)法獲得同步生長(zhǎng)的方法 ? 獲得同步生長(zhǎng)的方法主要有兩類(lèi)： （ 1）環(huán)境條件誘導(dǎo)法：抗生素、變換溫度、光線、培養(yǎng)基等，造成與正常細(xì)胞周期不同的周期變化。 （ 2）機(jī)械篩選法：選擇性過(guò)濾、梯度離心或膜洗脫法。 ? 物理方法，隨機(jī)選擇，不影響細(xì)胞代謝。 硝酸纖維素膜法 細(xì)菌細(xì)胞會(huì)粘附于具有相反電荷的硝酸纖維微孔濾膜上。 生長(zhǎng)曲線的制作 ：接種 適溫培養(yǎng) 定時(shí)取樣測(cè)定生長(zhǎng)量三、單細(xì)胞微生物的典型生長(zhǎng)曲線 ? 將少量純種單細(xì)胞微生物接種到恒容積的液體培養(yǎng)基中后 ，在適宜的溫度 、 通氣 （ 厭氧菌除外 ） 等條件下 ， 它們的群體會(huì)有規(guī)律地生長(zhǎng)起來(lái) 。 每隔一定時(shí)間取樣 ， 測(cè)菌細(xì)胞數(shù)目 。 以細(xì)胞數(shù)目的對(duì)數(shù)值作縱坐標(biāo) ， 以培養(yǎng)時(shí)間作橫坐標(biāo) ，可以畫(huà)出一條有規(guī)律的曲線即 單細(xì)胞微生物的典型生長(zhǎng)曲線 。 ? 生長(zhǎng)曲線代表了單細(xì)胞微生物在新的環(huán)境中從開(kāi)始 生長(zhǎng) 、分裂 直至 死亡 的整個(gè)動(dòng)態(tài)變化過(guò)程 。 單細(xì)胞微生物的典型生長(zhǎng)曲線 延滯期 指數(shù)期 穩(wěn)定期 衰亡期 又稱(chēng)：停滯期、調(diào)整期、適應(yīng)期 －“ 萬(wàn)事開(kāi)頭難 ” 特點(diǎn)： ?生長(zhǎng)速率常數(shù) R= 0。 ?細(xì)胞形態(tài)變大或增長(zhǎng) 。 ?細(xì)胞內(nèi) RNA特別是 rRNA含量增高，原生質(zhì)嗜堿性增強(qiáng) 。 ?合成代謝活躍（核糖體、酶類(lèi)、 ATP合成加快），易產(chǎn)生誘導(dǎo)酶 。 ?對(duì)外界不良條件反應(yīng)敏感（如氯化鈉濃度、溫度、抗生素等理、化學(xué)藥物）。 （一） 延滯期 在發(fā)酵工業(yè)上需設(shè)法盡量縮短延遲期，措施有 ： ①接種齡： 對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的菌種接種 ,子代停滯期短；穩(wěn)定期的菌種接種，子代停滯期居中；停滯期或衰亡期菌種接種，子代停滯期長(zhǎng)。 ②增加接種量；一般來(lái)說(shuō)， 接種量增大可縮短甚至消除延遲期（發(fā)酵工業(yè)上一般采用 1/10的接種量）。 ③調(diào)整培養(yǎng)基的成分，應(yīng)適當(dāng)豐富，且發(fā)酵培養(yǎng)基成分盡量與種子培養(yǎng)基的成分接近。 （二）指數(shù)期 特點(diǎn)： ? 生長(zhǎng)速率常數(shù) R最大，即代時(shí)最短 。 ?細(xì)胞進(jìn)行平衡生長(zhǎng)， 菌體大小、形態(tài)、生理特征等比較一致 。 ?酶系活躍，代謝最旺盛。 x2 x1 t2 t1 t2 t1 (lgx2lgx1) ?生長(zhǎng)速率常數(shù) R= t2 t1 (lgx2lgx1) ?代時(shí) G= ?繁殖代數(shù) n=(lgx2lgx1) 指數(shù)期中的的 三個(gè)重要參數(shù) 一 些 細(xì) 菌 的 代 時(shí) 菌名 培養(yǎng)基 培養(yǎng)溫度 代時(shí) E. coli（大腸桿菌） 肉湯 37℃ 17min E. coli 牛奶 37 Enterobacter aer
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