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1、1,第二节 微生物的生长与繁殖,微生物生长繁殖的条件,不同微生物个体的繁殖方式,群体生长繁殖的规律,生长、繁殖的概念,2,生长&繁殖,生长：指个体的长大，是细菌总重量增长的过程，量变的过程。 繁殖：指微生物个体数目的增加，是一个产生新的生命个体的质变过程。 随着群体中各个个体的进一步生长、繁殖，就引起了这一群体的生长。 生长和繁殖速度快是微生物的特征之一。,3,微生物生长繁殖所需条件,1、充足的营养物质 2、适宜的酸碱度 3、适宜的温度 4、气体 微生物生长所需气体主要是O2和CO2，还有少量N2。,4,充足的营养物质,水 碳源 氮源 无机盐 生长因子,5,适宜的酸碱度（PH）,微生物生长的P
2、H范围 总体来说，微生物生长2PH 9，少数例外，绝大多数在5-9。 每种微生物有适合自己生长的PH三基点值，例如：大肠杆菌：最低PH是3；最适6-8；最高9.5。,6,适宜的酸碱度（PH）,碱性微生物（多数细菌、放线菌。） 喜欢偏酸的环境，细菌：7-7.5.霍乱弧菌8.0-9.2 嗜酸微生物（多数真菌和酵母菌） 适合偏酸环境，霉菌：最适PH4.0-5.8；酵母菌：3.8-6.0. 耐碱微生物 PH9可以生活 脱氮硫杆菌PH11下可以生活。 耐酸微生物 PH4可生活 氧化硫杆菌PH1下可以生活,7,适宜的酸碱度（PH）,PH的作用机理 PH能影响细胞膜的电荷，从而影响营养物质的吸收 PH能影响
3、代谢过程中酶的活性，从而影响微生物的生命活动。 生产中的应用 消毒防腐：如醋酸可杀死沙门氏菌，大肠杆菌等。,8,适宜的温度,微生物生长有一定的温度范围。 微生物生长的最适温度因种类而不同。,9,微生物生长的三基点温度,最低生长温度：微生物能进行生长繁殖的最低温度界限。此范围上能生长但生长很慢，低于此温度则生长受到抑制甚至死亡，一般-10-5，极端-30 。 最高生长温度：微生物能进行生长繁殖的最高温度界限。此范围上能生长但生长很慢，高于此温度则易于衰老和死亡，一般8095，极端105 -150 。 最适生长温度：微生物生长速率最高的温度。 最适生长温度不等于积累代谢产物最高的培养温度。例：乳酸
4、链球菌生长的最适温度为34 ，发酵产酸的最快温度为30.,10,按微生物生长温度范围分类,低温型微生物（嗜冷菌） 最适温度10-20 ，分布于地球两极的水域、土壤，海洋或冷藏的场所中。 嗜温型微生物 （嗜温菌） 最适温度30-37，绝大多数微生物，病原菌。 高温型微生物（嗜热菌） 最适温度50 -60,11,气体（O2、CO2、少量N2）,专性需氧菌 必须有氧才能生存，如：结核杆菌、霍乱弧菌 微需氧菌 在低氧压（5%-6%）生长最好，高于10%抑制生长。如：空肠弯曲菌、幽门螺杆菌 专性厌氧菌 只能在无氧条件下生存，如：破伤风梭菌、脆弱类杆菌。 兼性厌氧菌 有氧无氧均可生存 如：大多数病原菌,1
5、2,气体（O2、CO2、少量N2）,CO2对细菌生长也很重要。大部分细菌在新陈代谢过程中产生的CO2已经可以满足需要。 有些细菌在初分离时需要人工供给5%-10%的CO2才能生长良好。,13,不同微生物生长繁殖的方式,14,群体生长繁殖规律,单细胞微生物的生长曲线 丝状真菌的生长曲线 病毒的复制周期,15,细菌的生长曲线,培养时间为横坐标 活菌数的对数值为纵坐标 反映微生物从生长到死亡的一般生长繁殖规律 迟缓期 对数期 稳定期 衰亡期,16,细菌生长迟缓期,迟缓期是菌种被接种于培养基后适应新环境的最初阶段。 处于该阶段的细菌，代谢活跃，体积增大，胞质内蓄积了足够量的酶、辅酶和中间产物，但不分裂
6、，菌数不增加。 迟缓期长短因细菌种类、菌龄和接种前后培养基成分的差异等因素有关，一般1-4小时。,17,迟缓期在生产中的应用,为提高生产效率，发酵工业常采用缩短迟缓期的方法： 以对数期的菌体作种子菌； 适当增大接种量； 采用营养丰富的天然培养基。,18,细菌的对数生长期,指在培养后8-18小时阶段。 该阶段细菌生长迅速，细胞每分裂一次的代时短，进行平衡生长，菌体内酶系活跃，代谢旺盛，呈几何级数增加，在生长曲线图上活菌数量呈直线上升，达到顶峰。 该期细菌的形态、染色性、生理活动较典型，群体的形态与生理特征最一致，对外界因素作用比较敏感。,19,对数生长期在生产中的应用,1、此时期是生产上用于接种
7、的最佳菌龄。 2、发酵工业应尽量延长该期，以达到较高菌体密度。 3、生理代谢及遗传研究的最佳时期。 4、观察研究细菌的性状均应选用该期细菌，可获得准确结果。,20,细菌的稳定期,由于对数期细菌大量增殖，使营养物质消耗，酸、醇、毒素或过氧化氢等有害代谢产物累积，PH、氧化还原电势等环境条件改变，细菌繁殖速度下降。 此期细菌的繁殖数与死亡数大致平衡。 细菌形态和生理性状常有改变 格兰阳性菌染色性变成阴性 细菌芽孢形成 合成较多代谢产物,21,稳定期在生产中的应用,发酵生产产物形成的重要时期（抗生素、氨基酸等）。产物达到最高，生产上应尽量通过补充营养物质、调节温度和PH等措施来延长此期，提高产量。
8、活细胞数目稳定，是计数细菌最大生长量的最佳时期。,22,衰亡期,生长环境不利于微生物生长，细胞分解代谢大于合成代谢，导致菌体死亡，出现“负增长”； 细胞形态显著改变，产生膨大、不规则的多样性退化形态。 有的细胞内多液泡； 有的微生物因蛋白水解酶活力增强而自溶； 有的产生抗生素等次级代谢产物； 有的产生芽孢释放。,23,细菌生长曲线只有在体外人工培养的条件下才能观察的到。 反应细菌在液体培养基中的动态变化，也受培养基成分、PH、培养温度、菌种菌龄及菌量等因素影响。 自然条件下受多种环境因素和机体免疫因素影响和制约，情况复杂，不可能存在上述典型的生长曲线。,24,丝状真菌的生长曲线,丝状真菌的纯培
9、养采用孢子接种 在液体培养基中震荡培养或深层通气加搅拌培养 菌丝体通过断裂繁殖,25,丝状真菌的生长曲线,时间为横坐标，菌丝干重为纵坐标 停滞期 迅速生长期 衰亡期,26,丝状真菌的停滞期,造成生长停滞的原因： 一是孢子萌发前真正的停滞状态， 一是生长已经开始但还无法测定。,27,迅速生长期,迅速生长期 菌丝体干重迅速增加，其干重的立方根与时间呈直线关系。 与单细胞微生物不同，菌丝不以几何级数增加，故没有对数生长期。 生长主要表现在菌丝尖端的伸长和出现分支、断裂等，此时期菌体迅速利用碳、氮、磷等，呼吸强度达到高峰，有些代谢产物开始积累。,28,衰亡期,菌丝体干重下降，到一定时期不再变化。 大多
10、数次级代谢产物在此期合成，多数细胞出现大的空泡。 有些菌丝体会发生自溶。,29,病毒的复制周期,病毒以自我复制方式进行繁殖。 自我复制:病毒以基因组为模板，在DNA聚合酶或RNA聚合酶以及其他必要因素作用下，经过复杂的生化合成过程，复制出子代病毒的基因组，病毒的基因组则以转录、翻译过程，合成大量的病毒结构蛋白质并装配成完整的病毒颗粒，以出芽或细胞裂解方式释放到细胞外，在感染其他细胞。这种增殖方式即为自我复制。 病毒在易感细胞中的复制步骤包括：吸附、穿入、脱壳、生物合成、组装、成熟和释放等。 病毒完成一个复制周期约10小时。,30,小结,微生物生长繁殖的条件 个体生长繁殖的特点 群体生长繁殖规律 单细胞微生物的生长曲线 丝状真菌的生长曲线 病毒的复制周期,
