微生物的生长简课件

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1、微生物的生长繁殖及其控制微生物的生长繁殖及其控制（3学时）学时）通过本章的学习，要求掌握：通过本章的学习，要求掌握：通过本章的学习，要求掌握：通过本章的学习，要求掌握：1 1、微生物生长量的测定方式。、微生物生长量的测定方式。、微生物生长量的测定方式。、微生物生长量的测定方式。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。、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、化学手段用于控制微生物生长的方法及原理。、物理、化学手段用于控制微生物生长的方法及原理。、物理、化学手段用于控制微生物生长的方法及原理。、物理

2、、化学手段用于控制微生物生长的方法及原理。重点：重点：重点：重点：细菌纯培养生长曲线。细菌纯培养生长曲线。细菌纯培养生长曲线。细菌纯培养生长曲线。难点：难点：难点：难点： 如何利用细菌纯培养生长曲线的对数生长期来计算细菌的如何利用细菌纯培养生长曲线的对数生长期来计算细菌的如何利用细菌纯培养生长曲线的对数生长期来计算细菌的如何利用细菌纯培养生长曲线的对数生长期来计算细菌的代时和代数。代时和代数。代时和代数。代时和代数。 微生物的生长简第一节第一节 微微生物生长的测定生物生长的测定 第二节第二节 细菌的群体生长繁殖细菌的群体生长繁殖 第三节第三节 微生物生长繁殖的控制微生物生长繁殖的控制 微生物生

3、长的概念微生物生长的概念（与动植物生长概念的差别）（与动植物生长概念的差别）微生物生长的常规测定方法微生物生长的常规测定方法（原理和操作）（原理和操作） 细菌生长繁殖的规律细菌生长繁殖的规律（标准生长曲线）（标准生长曲线）及控制技术及控制技术（连续培养的概念与方法）（连续培养的概念与方法） 各种物理、化学因素对微生物生长的影响各种物理、化学因素对微生物生长的影响（方法原理）（方法原理） 微生物的生长简二二. 以数量变化对微生物生长情况进行测定以数量变化对微生物生长情况进行测定三三. 以生物量为指标测定微生物的生长以生物量为指标测定微生物的生长一一. 微生物生长概述微生物生长概述要求：掌握微生物

4、生长的概念及常规测定方法要求：掌握微生物生长的概念及常规测定方法 （原理和操作）（原理和操作） 第一节第一节 微生物生长的测定微生物生长的测定微生物的生长简生长生长growthgrowth：有机体的细胞组分与结构在量方面的增加。有机体的细胞组分与结构在量方面的增加。 表现为细胞质的量不断增加，体积加大。表现为细胞质的量不断增加，体积加大。繁殖繁殖reproductionreproduction由于细胞分裂而引起的个体数目的增加由于细胞分裂而引起的个体数目的增加。 单细胞微生物如细菌，生长往往伴随着细胞数目的增加。单细胞微生物如细菌，生长往往伴随着细胞数目的增加。 多细胞微生物（如某些霉菌）细胞

5、数目的增加（菌丝细多细胞微生物（如某些霉菌）细胞数目的增加（菌丝细胞的不断延长或分裂）如不伴随着个体数目的增加，只能叫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。只有通过形成无性孢子或有性孢子使得个体数目增加生长。只有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。的过程才叫做繁殖。一般情况下，当环境条件适合时，生长与繁殖始终是交替进一般情况下，当环境条件适合时，生长与繁殖始终是交替进行的。从生长到繁殖是一个由量变到质变的过程，这个过行的。从生长到繁殖是一个由量变到质变的过程，这个过程就是程就是发育发育developmentdevelopment。一一. . 微生物生

6、长概述微生物生长概述微生物的生长简微生物在自然界总是混杂地生活在一起，要想研究某一种微微生物在自然界总是混杂地生活在一起，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。生物，必须把研究对象从混杂群体中分离出来。获得纯培养的方法获得纯培养的方法稀释倒平板法稀释倒平板法pour plate method涂布平板法涂布平板法spread plate method平板划线分离法平板划线分离法streak plate method利用选择培养基分离利用选择培养基分离单细胞（单孢子）分离法单细胞（单孢子）分离法纯培养技术纯培养技术纯培养纯培养( (pure culture)pure cultu

7、re)微生物学中把从一微生物学中把从一个细胞或一群相同的细胞经过培养繁殖而得到的后个细胞或一群相同的细胞经过培养繁殖而得到的后代代, ,称纯培养称纯培养. .微生物的生长简1 1、稀释倒平板法、稀释倒平板法2 2、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！微生物的生长简3 3、平板划线分离法、平板划线分离法（Streak PlateStreak Plate）特点：快速、方便。特点：快速、方便。 分区划线（适用于浓度较大的样品）分区划线（适用于浓度较大的样品）

8、连续划线（适用于浓度较小的样品）连续划线（适用于浓度较小的样品）微生物的生长简4 4、选择培养分离、选择培养分离抑制大多数其它微生物的生长，使待分抑制大多数其它微生物的生长，使待分离的微生物生长更快离的微生物生长更快, 数量上升数量上升直接挑取待分离的微生物的菌落获得纯培养。直接挑取待分离的微生物的菌落获得纯培养。为了从混杂的微生物群体中分离出某种微生物，可以根据该为了从混杂的微生物群体中分离出某种微生物，可以根据该微生物的特点，包括营养、生理、生长条件等，采用选择培微生物的特点，包括营养、生理、生长条件等，采用选择培养的方法进行分离。养的方法进行分离。利用选择培养基进行直接分离利用选择培养基

9、进行直接分离富集培养富集培养微生物的生长简利用选择培养基分离利用选择培养基分离 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：分离真菌用马丁氏培养基，分离真菌用马丁氏培养基，pHpH偏酸；偏酸； 分离放线菌用高氏分离放线菌用高氏1 1号，号，pHpH中性偏碱。中性偏碱。根据不同菌对化学试剂的敏感性：根据不同菌对化学试剂的敏感性： 分离放线菌，培养基中加分离放线菌，培养基中加10%10%酚，抑制细菌、真菌；酚，抑制细菌、真菌； 从土壤中分离真菌，加链霉素，抑制细菌生长。从土壤中分离真菌，加链霉素，抑制细菌生长。根据分离对象的营养特征：根据分离对象的营养特征： 分离能发酵

10、纤维素的菌株，培养基以分离能发酵纤维素的菌株，培养基以纤维素纤维素为唯一碳源。为唯一碳源。 分离固氮菌，用分离固氮菌，用无氮培养基无氮培养基。微生物的生长简5 5、单细胞（单孢子）分离法、单细胞（单孢子）分离法采用显微分离法采用显微分离法在显微镜下在显微镜下从混杂群体中直接分离单个从混杂群体中直接分离单个细胞或单个个体进行培养以获得纯培养。细胞或单个个体进行培养以获得纯培养。毛细管法：毛细管法：用毛细管提取微生物个体，适于较大微生物用毛细管提取微生物个体，适于较大微生物显微操作仪：显微操作仪：用显微针、钩、环等挑取单个细胞或孢子用显微针、钩、环等挑取单个细胞或孢子小液滴法：小液滴法：将经过适当

11、稀释后的样品制成小液滴，在显将经过适当稀释后的样品制成小液滴，在显微镜下选取只含一个细胞的液滴来进行纯培养物的分离。微镜下选取只含一个细胞的液滴来进行纯培养物的分离。微生物的生长简第一节第一节 微生物生长的测定微生物生长的测定二二. . 以数量变化对微生物生长情况进行测定以数量变化对微生物生长情况进行测定1、培养平板计数法、培养平板计数法2、膜过滤培养法、膜过滤培养法3、显微镜直接计数法、显微镜直接计数法三三. . 以生物量为指标测定微生物的生长以生物量为指标测定微生物的生长1、比浊法、比浊法2、重量法、重量法3、 生理指标法生理指标法在微生物学中提到的在微生物学中提到的“生长生长”，一般均指

12、群体生长。，一般均指群体生长。微生物的生长简1、培养平板计数法、培养平板计数法二二. . 以数量变化对微生物生长情况进行测定以数量变化对微生物生长情况进行测定测测定微生物定微生物的的活菌数活菌数viable count 稀稀释释平板平板测测数法数法dilute plate count以以CFU(colony forming units)表示表示 稀稀释释培养培养测测数法数法（又称最大概率法（又称最大概率法，MPN most probable number）（参见实验教材）微生物的生长简2 2、膜过滤培养法、膜过滤培养法测定含菌较少的空气和水中的微生物数目测定含菌较少的空气和水中的微生物数目水中

13、的细菌总数：水中的细菌总数：124个个/100 ml将定量的样品通过滤膜过滤，菌体被阻留在滤膜上，取将定量的样品通过滤膜过滤，菌体被阻留在滤膜上，取下滤膜进行培养，然后计算菌落数，可求出样品中所含下滤膜进行培养，然后计算菌落数，可求出样品中所含菌数。菌数。菌数低的样品（如菌数低的样品（如水水） 膜过滤膜过滤 培养培养 菌落计数菌落计数微生物的生长简（二）以数量变化对微生物生长情况进行测定（二）以数量变化对微生物生长情况进行测定3、显微镜、显微镜直接计数法直接计数法采用细菌计数板或血球计数板，在显微镜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（计算一定下对微生物数量进行直接计

14、数（计算一定容积里样品中微生物的数量）。容积里样品中微生物的数量）。缺点：缺点：n不能区分死菌与活菌；不能区分死菌与活菌；n不适于对运动细菌的计数；不适于对运动细菌的计数；n需要相对高的细菌浓度；需要相对高的细菌浓度；n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。微生物的生长简三三. . 以生物量为指标测定微生物的生长以生物量为指标测定微生物的生长1 1、比浊法、比浊法在一定范围内，菌悬液中的细胞浓度与混浊度成正比，即与光密度成正比，在一定范围内，菌悬液中的细胞浓度与混浊度成正比，即与光密度成正比，菌数越多，光密度越大。因此，在一定波长下测定菌悬液的光密度，就可反菌数越多，

15、光密度越大。因此，在一定波长下测定菌悬液的光密度，就可反映菌液的浓度。映菌液的浓度。2 2、重量法、重量法细胞干重测定：单位体积的培养液中的微生物细胞的干重。细胞干重测定：单位体积的培养液中的微生物细胞的干重。3 3、 生理指标法生理指标法总氮量：用化学分析方法测出微生物细胞中蛋白质或氮元素的含量。总氮量：用化学分析方法测出微生物细胞中蛋白质或氮元素的含量。DNA含量：用荧光法测定微生物细胞中含量：用荧光法测定微生物细胞中DNA含量。含量。 代谢活性：根据微生物生命活动的强度来估算生物量。代谢活性：根据微生物生命活动的强度来估算生物量。 如单位体积培养物在单位时间内的如单位体积培养物在单位时间

16、内的O2消耗、糖消耗或产酸产消耗、糖消耗或产酸产CO2量等。量等。特点：快速、特点：快速、简便；但易受干便；但易受干扰。微生物的生长简细菌生长繁殖的规律细菌生长繁殖的规律（标准生长曲线）（标准生长曲线）及控制技术及控制技术（连续培养的概念与方法）（连续培养的概念与方法） 第二节第二节 细菌的群体生长繁殖细菌的群体生长繁殖微生物的生长简一、生长曲线一、生长曲线一条典型的生长曲线至少可以分为一条典型的生长曲线至少可以分为 迟缓期，对数期，稳定期和衰亡期迟缓期，对数期，稳定期和衰亡期等四个生长时期等四个生长时期微生物的生长简迟缓期迟缓期lag phase （滞留适应期）（滞留适应期）菌菌种种初初接接

17、入入新新鲜鲜培培养养液液内内，微微生生物物细细胞胞需需要要通通过过自自身身生生理理机机能能的的调调节节逐逐步步适适应应新新环环境境。表表现现为为细细胞胞数数量量不不增增加加了了但但细细胞胞个个体体体体积增大，代谢活跃积增大，代谢活跃p菌种菌种 ： 繁殖速度较快的菌种的延迟期一般较短繁殖速度较快的菌种的延迟期一般较短p菌龄菌龄 ： 用对数生长期的菌种接种时，其延迟期较短，甚至检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查不到延迟期p接种量：接种量：一般一般 接种量增大可缩短甚至消除延迟期（接种量增大可缩短甚至消除延迟期（发酵工业发酵工业上一般采用上一般采用1/10的接种量）的接种

18、量）p培养基成分：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；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。工业上尽量使发酵培养基的成分与种子培养基接近。影响延迟期长短的因素：影响延迟期长短的因素：微生物的生长简认识延迟期的特点及原因对实践的指导意义：认识延迟期的特点及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；在发酵工业上需设法尽量缩短延迟期；采取的采取的缩短短lag ph

19、ase lag phase 的的措施有：措施有：增加接种量；增加接种量； （群体优势（群体优势-适应性增强）适应性增强） 采用对数生长期的健壮菌种；采用对数生长期的健壮菌种；调整培养基的成分，在种子基中加入发酵培养基的调整培养基的成分，在种子基中加入发酵培养基的某些成分。某些成分。选用繁殖快的菌种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在食品工业上，尽量在此期进行消毒或灭菌微生物的生长简对数期对数期logarithmic growth phase 细菌生长旺盛，代谢活力强。分裂速度快，菌细菌生长旺盛，代谢活力强。分裂速度快，菌数以指数级数增加，代时稳定。数以指数级数增加，代时稳定

20、。应用意义：应用意义：由于此时期的菌种比较健壮，生产上用作接种的最佳菌龄；由于此时期的菌种比较健壮，生产上用作接种的最佳菌龄；发酵工业上尽量延长该期，以达到较高的菌体密度发酵工业上尽量延长该期，以达到较高的菌体密度食品工业上尽量使有害微生物不能进入此期食品工业上尽量使有害微生物不能进入此期是生理代谢及是生理代谢及遗传研究或进行染色、形态观察等遗传研究或进行染色、形态观察等的良好材料的良好材料。微生物的生长简在对数生长期内，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 这这里里的的指指数数 n 为为细细菌菌分分裂裂的的次

21、次数数或或者者增增殖殖的的代代数数，也也就就是是一个细菌繁殖一个细菌繁殖n代产生代产生2n 个细菌。个细菌。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期后期数期后期t2的菌数的菌数为为 x2，则则代代时时(Generation time，G) （即每增加一代所需要的即每增加一代所需要的时间时间） G=（t2 - t1）/n 先求代数先求代数n 由于由于x2 = x1 2n lgx2 = lgx1 + nlg2 ；n=（lgx2 - lgx1）/lg2 n = 3.3 lg (x2 /x1 ) G =（t2 - t1 ）/3.3 lg

22、 (x2 /x1) 微生物的生长简稳定期稳定期(stationary phase) 又称恒定期或最高生长期。处于稳定期的微生物，新又称恒定期或最高生长期。处于稳定期的微生物，新增殖的细胞数与老细胞的死亡数几乎相等，整个培养物中二增殖的细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，此时生长速度，又逐渐趋向零。者处于动态平衡，此时生长速度，又逐渐趋向零。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无限生长呢?这是由于对数期细菌活跃生长引起周围环境条件条件发生了这是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

23、系列变化，某些营养物质消耗，有害代谢产物的积累，以一系列变化，某些营养物质消耗，有害代谢产物的积累，以及诸如及诸如pH、氧化还原电位、温度等的改变，限制了菌体细氧化还原电位、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。胞继续以高速度进行生长和分裂。微生物的生长简稳定期的细胞内开始积累贮藏物，如肝糖、异染颗粒、脂肪稳定期的细胞内开始积累贮藏物，如肝糖、异染颗粒、脂肪粒等，大多数芽孢细菌也在此阶段形成芽孢。如果为了获得粒等，大多数芽孢细菌也在此阶段形成芽孢。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。大量菌体，就应在此阶段收获，因这时细胞总数量最高。这一时期也是发酵过

24、程积累代谢产物的重要阶段，某些放线这一时期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。菌抗生素的大量形成也在此时期。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，对于发酵生产对于发酵生产来说，一般在稳定期的后期产物积累达到高峰，是最佳的收来说，一般在稳定期的后期产物积累达到高峰，是最佳的收获时期。获时期。应用意义：应用意义：1 1）发酵生产形成的重要时期（抗生素、氨基酸等），生产上应尽）发酵生产形成的重要时期（抗生素、氨基酸等），生产上应尽量延长此期，提高产量，措施如下：量延长此期，提高产量，措施如下： 补充营养物质（补料）补充营

25、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。）稳定期细胞数目及产物积累达到最高。微生物的生长简衰亡期衰亡期(decline phase) 细菌死亡率逐渐增加，群体中活菌数目急剧下降，细菌死亡率逐渐增加，群体中活菌数目急剧下降，出现了出现了“负生长负生长”。其中有一段时间，活菌数呈几何级。其中有一段时间，活菌数呈几何级数下降，故有人称之为数下降，故有人称之为“对数死亡阶段对数死亡阶段”。 这一阶段的细胞，有的开始自溶，产生或释放出一这一阶段的细胞，有的开始自溶，产生或释放出一些产物，如氨基酸、转化酶、外肽酶或抗生素等。菌体些产物，如氨基酸、转化酶、外肽

26、酶或抗生素等。菌体细胞也呈现多种形态，有时产生畸形，细胞大小悬殊，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，革兰氏染色反应的阳性菌变成阴性有的细胞内多液泡，革兰氏染色反应的阳性菌变成阴性反应等。反应等。微生物的生长简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，细菌数和培养时间，往往是一条缓慢上升以后又的整个周期，细菌数和培养时间，往往是一条缓慢上升以后又逐渐下降的曲线。逐渐下降的曲线。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：1）计算生长速率和代

27、时；）计算生长速率和代时；2）不同生长期的细胞在结构和生理上可能有很大差别，了解生）不同生长期的细胞在结构和生理上可能有很大差别，了解生长曲线，就能根据需要进取样和收获；长曲线，就能根据需要进取样和收获；3）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）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的新陈代谢。期的细胞较为一致，因此常用于研究细胞的新陈代谢。微生物的生长简三、连续培养三、连续培养（continuous culturecontinuous culture）分批培养分批培养（batch culture） ：将微生物置于一定：将微生物

28、置于一定容积的定量的培养基中培养，培养基一次性加入。容积的定量的培养基中培养，培养基一次性加入。不再补充和更换，最后一次性收获。不再补充和更换，最后一次性收获。连续培养连续培养（continuous culture） ：在微生物培：在微生物培养的过程中，不断供给新鲜的营养液，同时排除养的过程中，不断供给新鲜的营养液，同时排除含菌体及代谢产物的发酵液，让培养的微生物长含菌体及代谢产物的发酵液，让培养的微生物长时间地处于对数生长期。时间地处于对数生长期。连续培养连续培养理论基础理论基础：基于对典型生长曲线中稳定：基于对典型生长曲线中稳定期形成原因的认识，采取相应有效措施推迟其来期形成原因的认识，采

29、取相应有效措施推迟其来临，从而发展出连续培养技术。临，从而发展出连续培养技术。微生物的生长简原理：当微生物在单批培养方式下生长达到对数期后期时，原理：当微生物在单批培养方式下生长达到对数期后期时，一方面以一定的速度流进新鲜培养基并搅拌，另一方面以溢流一方面以一定的速度流进新鲜培养基并搅拌，另一方面以溢流方式流出培养液，使培养物达到动态平衡，其中的微生物就能方式流出培养液，使培养物达到动态平衡，其中的微生物就能长期保持对数期的平衡生长状态和稳定的生长速率。长期保持对数期的平衡生长状态和稳定的生长速率。单批培养单批培养 恒浊法恒浊法恒化法恒化法 单批培养单批培养连续培养连续培养时间时间连续流入连续

30、流入新鲜培养液新鲜培养液lg细胞数（个细胞数（个/ml）连续培养连续培养 连续培养原理连续培养原理微生物的生长简概念：概念：通过调节培养基流速，使培养液浊度保持恒定通过调节培养基流速，使培养液浊度保持恒定的连续培养方法。的连续培养方法。原理原理：调节新鲜培养基流入的速度和培养物流出的速调节新鲜培养基流入的速度和培养物流出的速度来度来维持菌浓度不变维持菌浓度不变, 即浊度不变即浊度不变。采用。采用光电装置光电装置检检测培养容器中的浊度测培养容器中的浊度，当浊度高时，使新鲜培养基的当浊度高时，使新鲜培养基的流速加快，浊度降低，则减慢培养基的流速。流速加快，浊度降低，则减慢培养基的流速。特点：特点：

31、基质过量，微生物始终以最高速率进行生长；基质过量，微生物始终以最高速率进行生长；但工艺复杂，烦琐。但工艺复杂，烦琐。连续培养技术连续培养技术恒浊连续培养恒浊连续培养使用范围：使用范围：用于生产大量菌体、生产与菌体生长相平用于生产大量菌体、生产与菌体生长相平行的某些代谢产物，如乳酸、乙醇等。行的某些代谢产物，如乳酸、乙醇等。微生物的生长简连续培养技术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并保持细菌以恒定流速使营养物质浓度恒定并保持细菌生长速率恒定，生长速率恒定，使微生物始终在低于其最高生长速使微生物始终在低于其最高生长速率下进行生长繁殖率下进行生长繁殖的方法。

32、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、（如碳、氮源、生长因子等）生长因子等） ，使其始终成为生长限制因子，而，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，达到控制培养液流速保持不变，细菌的生长速率将细菌的生长速率将取决于限制性因子的浓度。取决于限制性因子的浓度。特点：特点：维持营养成分的维持营养成分的亚适量亚适量，控制微生物生长速，控制微生物生长速率。率。菌体生长速率恒定，菌体均一、密度稳定，产菌体生长速率恒定，菌体均一、密度稳定，产量低于最高菌体产量。量低于最高菌体产量。应用范围：应用范围：实验室科学研究实验室科学研究微生物的生长简装

33、置装置控制对象控制对象培养基培养基培养基培养基流速流速生长生长速率速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）无限制无限制生长因生长因子子不恒定不恒定最高最高大量菌体或大量菌体或与菌体形成与菌体形成相平行的产相平行的产物物生产为生产为主主恒化器恒化器培养基流速培养基流速（外控制）（外控制）有限制有限制生长因生长因子子恒定恒定低于最高低于最高不同生长速不同生长速率的菌体率的菌体实验室实验室为主为主恒浊器恒化器的比较恒浊器恒化器的比较微生物的生长简连续发酵（连续发酵（continuous fermentation）连续培养在生产上的应用，相对于单批发酵而言。连续培养

34、在生产上的应用，相对于单批发酵而言。优点：优点：缺点：缺点：连续发酵的生产时间受以上因素限制，一般只能维持数月连续发酵的生产时间受以上因素限制，一般只能维持数月 1年。年。 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； 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。p杂菌污染杂菌污染p菌种退化菌种退化p营养物利用率低于单批培养营养物利用率低于单批培养微生物的生长简在分批培养中，各个细胞的生理状态、代谢活动并不在分批培养中，各个细胞的生理状态、代谢活动并不完全一样。为了解决这一问题，就必须设法使群体处完全一

35、样。为了解决这一问题，就必须设法使群体处于同一发育阶段，使群体和个体行为变得一致，因而于同一发育阶段，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。发展了单细胞的同步培养技术。 同步培养法同步培养法synchronous culture ：能使培养的：能使培养的微生物处于比较一致的生长发育阶段上的培养方法微生物处于比较一致的生长发育阶段上的培养方法。同步生长同步生长的概念：一个细胞群体中各个细胞都在同一的概念：一个细胞群体中各个细胞都在同一时间进行分裂的状态，称为同步生长时间进行分裂的状态，称为同步生长（synchronous growth） ，进行同步分裂的细胞称为，进行同步分裂

36、的细胞称为同步细胞。同步细胞。同步细胞群体在任何一时刻都处在细胞周期的同一相，同步细胞群体在任何一时刻都处在细胞周期的同一相，彼此间形态、生化特征都很一致，因而是细胞学、生彼此间形态、生化特征都很一致，因而是细胞学、生理学和生物化学等研究的良好材料。理学和生物化学等研究的良好材料。四、同步培养四、同步培养微生物的生长简获得同步生长的方法：获得同步生长的方法：获得同步生长的方法主要有两类：获得同步生长的方法主要有两类：环境条件诱导法：变换温度、光线、培养基等，造成与正常环境条件诱导法：变换温度、光线、培养基等，造成与正常细胞周期不同的周期变化。细胞周期不同的周期变化。选择法：选择性过滤、梯度离心

37、。物理方法，随机选择，不选择法：选择性过滤、梯度离心。物理方法，随机选择，不影响细胞代谢。影响细胞代谢。微生物的生长简Helmstetter-Cummings 法法原理：原理：一些细菌细胞会紧紧粘附于硝酸纤维微孔滤膜一些细菌细胞会紧紧粘附于硝酸纤维微孔滤膜上。上。步骤：步骤：菌悬液通过微孔滤膜，细胞吸附其上；反置滤菌悬液通过微孔滤膜，细胞吸附其上；反置滤膜，以新鲜培养液通过滤膜，洗掉浮游细胞；除去起膜，以新鲜培养液通过滤膜，洗掉浮游细胞；除去起始洗脱液后就可以得到刚刚分裂下来的新生细胞，即始洗脱液后就可以得到刚刚分裂下来的新生细胞，即为同步培养。为同步培养。微生物的生长简调整生理条件的同步法（

38、诱导法）调整生理条件的同步法（诱导法）温度调整法温度调整法 将微生物的培养温度控制在亚适温度条件下一将微生物的培养温度控制在亚适温度条件下一段时间，使细胞的生长在分裂前不久的阶段稍微受到抑制，段时间，使细胞的生长在分裂前不久的阶段稍微受到抑制，然后将培养温度提高或降低到最适生长温度，大多数细胞就然后将培养温度提高或降低到最适生长温度，大多数细胞就会进行同步分裂。会进行同步分裂。营养条件调整法营养条件调整法 即控制营养物的浓度或培养基的组成以达即控制营养物的浓度或培养基的组成以达到同步生长。例如限制碳源或其他营养物，使细胞只能一次到同步生长。例如限制碳源或其他营养物，使细胞只能一次分裂而不能继续

39、生长，从而获得了刚分裂的细胞群体，然后分裂而不能继续生长，从而获得了刚分裂的细胞群体，然后再转入适宜的培养基中，它们例进入了同步生长。再转入适宜的培养基中，它们例进入了同步生长。用最高稳定期的培养物接种用最高稳定期的培养物接种抑制抑制DNADNA合成法合成法利用代谢抑制剂阻碍利用代谢抑制剂阻碍DNADNA合成相当一段时间，然后再解除其合成相当一段时间，然后再解除其抑制，也可达到同步化的目的。试验证明：氨甲蝶呤抑制，也可达到同步化的目的。试验证明：氨甲蝶呤、5-5-氟氟脱氧尿苷、羟基尿素、胸腺苷、脱氧腺苷和脱氧鸟苷等，对脱氧尿苷、羟基尿素、胸腺苷、脱氧腺苷和脱氧鸟苷等，对细胞细胞DNADNA合成

40、的同步化均有作用。合成的同步化均有作用。微生物的生长简第三节第三节 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 菌菌丝丝的的生生长长是是顶顶端端生生长长，菌菌丝丝各各个个部部分分都都有有极极性性之之分，即位于前端的为幼龄菌丝，位于后面的为老龄菌丝。分，即位于前端的为幼龄菌丝，位于后面的为老龄菌丝。 菌菌丝丝生生长长与与营营养养有有关关，营营养养丰丰富富则则分分支支点点与与菌菌丝丝生生长长顶顶端端的的距距离离短短，即即分分支支多多而而频频繁繁；营营养养贫贫乏乏分分支支点点同同菌菌丝丝生生长长顶顶端端距距离离长长，即即分分支支少少。菌菌丝丝在在固固体体培培养养基基或或在在液液体体培

41、培养养中中静静止止培培养养时时形形成成菌菌落落，在在液液体体培培养养中中振振荡荡培养时则形成菌丝球。培养时则形成菌丝球。微生物的生长简二、孢子生长二、孢子生长 无性孢子繁殖无性孢子繁殖孢子的生长包括孢子的生长包括:孢子肿胀（外源肿胀，不需营养；内源肿胀，需要营养）孢子肿胀（外源肿胀，不需营养；内源肿胀，需要营养）萌发管形成萌发管形成菌丝生长。菌丝生长。 有性孢子繁殖有性孢子繁殖第一阶段是质配（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） 微生物的生长简丝状微生物的群体生长丝状微生物的群体生

42、长丝状微生物的纯培养采用孢子接种，在液体培养基中震荡丝状微生物的纯培养采用孢子接种，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不形成培养或深层通气加搅拌培养，菌丝体通过断裂繁殖不形成产孢结构。可以用菌丝干重作为衡量生长的指标，即以时产孢结构。可以用菌丝干重作为衡量生长的指标，即以时间为横坐标，以菌丝干重为纵坐标，绘制生长曲线。间为横坐标，以菌丝干重为纵坐标，绘制生长曲线。可分为三个阶段：可分为三个阶段：1、生长停滞期、生长停滞期2、迅速生长期、迅速生长期3、衰退期、衰退期微生物的生长简1、生长停滞期、生长停滞期: 造成生长停滞的原因一是孢子萌发前真正的造成生长停滞的原因一是

43、孢子萌发前真正的停滞状态，另一种是生长已经开始，但还无法测定。停滞状态，另一种是生长已经开始，但还无法测定。2、迅速生长期、迅速生长期:菌丝体干重迅速增加，其立方根与时间呈直菌丝体干重迅速增加，其立方根与时间呈直线关系，菌丝干重不以几何级数增加，没有对数生长期。生线关系，菌丝干重不以几何级数增加，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，此时期长主要表现在菌丝尖端的伸长和出现分支、断裂等，此时期的菌体呼吸强度达到高峰，有的开始积累代谢产物。的菌体呼吸强度达到高峰，有的开始积累代谢产物。3、衰退期、衰退期:菌丝体干重下降，到一定时期不再变化。大多数菌丝体干重下降，到一定时期

44、不再变化。大多数次级代谢产物在此期合成，大多数细胞都出现大的空泡。有次级代谢产物在此期合成，大多数细胞都出现大的空泡。有些菌丝体还会发生自溶菌丝体，这与菌种和培养条件有关。些菌丝体还会发生自溶菌丝体，这与菌种和培养条件有关。丝状微生物的群体生长丝状微生物的群体生长微生物的生长简第四节第四节 微生物生长繁殖的控制微生物生长繁殖的控制控制（有害）微生物的生长速率或消灭不需要的微生物，控制（有害）微生物的生长速率或消灭不需要的微生物，在实际应用中具有重要的意义。在实际应用中具有重要的意义。抑制抑制(Inhibition)：生长停止，但不死亡；生长停止，但不死亡；死亡死亡(Death)：生长能力不可逆

45、丧失；生长能力不可逆丧失；防腐防腐(Antisepsis)：防止或抑制霉腐微生物防止或抑制霉腐微生物在食品等物质上在食品等物质上的生长；的生长；化疗化疗(Chemotherapy)：杀死或抑制宿主体内的病原微生物；杀死或抑制宿主体内的病原微生物；消毒消毒(Disinfection)：杀死或灭活病原微生物（杀死或灭活病原微生物（营养体细胞营养体细胞）；）；灭菌灭菌(Sterilization)：杀死包括芽孢在内的所有微生物；杀死包括芽孢在内的所有微生物；微生物的生长简防腐防腐antisepsis一种抑菌作用，利用某些理化因子，使物体内外的微生物暂时一种抑菌作用，利用某些理化因子，使物体内外的微生

46、物暂时处于不生长繁殖但又未死亡的状态。这是一种防止食品腐败和处于不生长繁殖但又未死亡的状态。这是一种防止食品腐败和其他物质霉变的技术措施。如低温、干燥、盐腌、糖渍等等。其他物质霉变的技术措施。如低温、干燥、盐腌、糖渍等等。消毒消毒disinfection是指杀死或消除所有病原微生物的措施，可达到防止传染病传是指杀死或消除所有病原微生物的措施，可达到防止传染病传播的目的。例如将物体煮沸播的目的。例如将物体煮沸10 min10 min，就可杀死病原菌的营养体，就可杀死病原菌的营养体，但绝非杀死所有的芽孢，常用于牛奶、食品以及某些物体表面但绝非杀死所有的芽孢，常用于牛奶、食品以及某些物体表面的消毒。

47、利用消毒剂的消毒。利用消毒剂（disinfectant），），也可进行皮肤、体也可进行皮肤、体膜或体内的处理。膜或体内的处理。微生物的生长简灭菌灭菌sterilization是指用物理或化学因子，杀灭物体中的所有活微生物，包括是指用物理或化学因子，杀灭物体中的所有活微生物，包括最耐热的细菌芽孢。这是一种彻底的杀菌措施。通过灭菌的最耐热的细菌芽孢。这是一种彻底的杀菌措施。通过灭菌的物品不再存在任何有生命的有机体。物品不再存在任何有生命的有机体。化学治疗化学治疗chemotherapy是指利用某些具有选择毒性的化学药物是指利用某些具有选择毒性的化学药物(如磺胺如磺胺)或抗生素，或抗生素，对生物体的

48、深部感染进行治疗，可以有效地消除宿主体内的对生物体的深部感染进行治疗，可以有效地消除宿主体内的病原体，但对宿主却没有或基本上没有损害。病原体，但对宿主却没有或基本上没有损害。微生物的生长简一、控制微生物的化学物质一、控制微生物的化学物质化学物质的抗微化学物质的抗微生物能力的测定生物能力的测定液体培养法液体培养法最低抑制浓度（最低抑制浓度（minimum inhibitory Concentration （MIC）实验实验平板培养法平板培养法抑菌圈（抑菌圈（zone of inhibition）试验试验微生物的生长简微生物生长繁殖的控制微生物生长繁殖的控制一、控制微生物的化学物质一、控制微生物的

49、化学物质抗微生物剂抗微生物剂抑菌：抑菌：抑菌剂抑菌剂(Bacteriostatic agent)杀菌杀菌杀菌剂杀菌剂(Bactericide)溶菌剂溶菌剂(Bacteriolysis)待测化学物质待测化学物质 对数生长培养物对数生长培养物定时测定总菌数和活菌数定时测定总菌数和活菌数微生物的生长简 类型 名称及使用方法 作用原理 应用范围 醇类醇类70%75%乙醇乙醇脱水、蛋白质脱水、蛋白质变性变性皮肤、器皿皮肤、器皿 醛类醛类0.5%10%甲醛甲醛2%戊二醛（戊二醛（pH=8）36% 甲醛溶液（甲醛溶液（6 ml/m3）高锰酸钾适量产气熏蒸高锰酸钾适量产气熏蒸 蛋白质变性蛋白质变性房间、物品消

50、毒（不适合房间、物品消毒（不适合食品厂）食品厂） 酚类酚类3%5%石炭酸石炭酸 0.51% 2%来苏儿来苏儿3%5%来苏儿来苏儿破坏细胞膜、破坏细胞膜、蛋白质变性蛋白质变性桌面、地面、器具桌面、地面、器具皮肤消毒皮肤消毒皮肤皮肤地面、器具地面、器具氧化剂氧化剂0.1%高锰酸钾高锰酸钾3%过氧化氢过氧化氢0.2%0.5%过氧乙酸过氧乙酸氧化蛋白质活氧化蛋白质活性基团，酶失性基团，酶失活活皮肤、尿道、水果、蔬菜皮肤、尿道、水果、蔬菜皮肤、物品表面皮肤、物品表面皮肤、塑料、玻璃、人造皮肤、塑料、玻璃、人造纤维、水果、蔬菜等纤维、水果、蔬菜等常用的消毒防腐剂及其应用常用的消毒防腐剂及其应用微生物的生长

51、简常用的消毒防腐剂及其应用常用的消毒防腐剂及其应用类型类型 名称及使用方法名称及使用方法 作用原理作用原理 应用范围应用范围重金重金属盐属盐类类0.05%0.1%升汞升汞2%红汞红汞0.1%1%硝酸银硝酸银0.1%0.5%硫酸铜硫酸铜蛋白质变性、酶失活蛋白质变性、酶失活变性、沉淀蛋白变性、沉淀蛋白蛋白质变性、酶失活蛋白质变性、酶失活非金属器皿非金属器皿皮肤、粘膜、伤口皮肤、粘膜、伤口皮肤、新生儿眼睛皮肤、新生儿眼睛防治植物病害防治植物病害表面表面活性活性剂剂0.05%0.1% 新洁尔灭新洁尔灭0.05%0.1% 杜灭芬杜灭芬蛋白变性、破坏细胞膜蛋白变性、破坏细胞膜皮肤、粘膜、器械皮肤、粘膜、器

52、械皮肤、金属、棉织皮肤、金属、棉织品、塑料品、塑料卤素卤素及其及其化合化合物物0.20.5mg/L氯气氯气10%20%漂白粉漂白粉0.5%1%漂白粉漂白粉2.5%碘酒碘酒破坏细胞膜、蛋白质破坏细胞膜、蛋白质饮水、游泳池水饮水、游泳池水地面地面和厕所消毒和厕所消毒 水、空气及水、空气及饮水消饮水消毒毒皮肤皮肤 染料染料2%4%龙胆紫龙胆紫与蛋白质的羧基结合与蛋白质的羧基结合皮肤、伤口皮肤、伤口 酸类酸类 0.1%苯甲酸苯甲酸 0.1%山梨酸山梨酸食品防腐食品防腐食品防腐食品防腐微生物的生长简（一）抗代谢类药物（生长因子类似物）（一）抗代谢类药物（生长因子类似物）: :概念：概念：有些化合物在结构

53、上与生物体有些化合物在结构上与生物体所必需的代谢物所必需的代谢物很相似，很相似，以致于可以和特定的酶结合，从而阻碍酶的功能，干扰代谢以致于可以和特定的酶结合，从而阻碍酶的功能，干扰代谢的正常进行，这些物质叫的正常进行，这些物质叫抗代谢物抗代谢物，用于疾病治疗，称抗代，用于疾病治疗，称抗代谢类药物，如：磺胺类药物。谢类药物，如：磺胺类药物。机理：机理：作为细菌细胞基本生长因子的竞争性抑制剂作为细菌细胞基本生长因子的竞争性抑制剂（与相应（与相应酶竞争性结合）酶竞争性结合）而阻止微生物对生长因子的利用，因而可以而阻止微生物对生长因子的利用，因而可以抑制微生物的生长。抑制微生物的生长。只有当正常代谢产

54、物的量少或不存在时，只有当正常代谢产物的量少或不存在时，抗代谢物才有用。抗代谢物才有用。 种类种类： 磺胺药磺胺药对氨基本甲酸对氨基本甲酸 ； 6 - 巯基嘌呤巯基嘌呤嘌呤；嘌呤； 5 - 甲基色氨酸甲基色氨酸氨基酸；氨基酸； 异烟肼异烟肼吡哆醇。吡哆醇。 微生物的生长简上次课知识点回顾n1、微生物生长量的测定、微生物生长量的测定n2、细菌纯培养生长曲线、细菌纯培养生长曲线n3、分批培养与连续培养（恒化法与恒浊法）、分批培养与连续培养（恒化法与恒浊法）n4、微生物生长的控制。、微生物生长的控制。微生物的生长简第三节第三节 微生物生长繁殖的控制微生物生长繁殖的控制一、控制微生物的化学物质一、控制

55、微生物的化学物质抗微生物剂抗微生物剂非选择性非选择性（对所有细胞均有毒性）（对所有细胞均有毒性）有选择性有选择性（对病原微生物毒性更强）（对病原微生物毒性更强）消毒剂消毒剂(Disinfectant)防腐剂防腐剂(Antisepsis)抗代谢药物抗代谢药物抗生素抗生素中草药有效成分中草药有效成分（化学治疗剂）（化学治疗剂）微生物的生长简二二. .化学治疗剂对微生物的作用化学治疗剂对微生物的作用 能直接干扰病原微生物的生长繁殖并可用于治疗感染性疾病能直接干扰病原微生物的生长繁殖并可用于治疗感染性疾病的化学药物。的化学药物。它能选择性地作用于病原微生物新陈代谢的某个环节，使其它能选择性地作用于病原

56、微生物新陈代谢的某个环节，使其生长受到抑制或致死。生长受到抑制或致死。抗代谢药物抗代谢药物抗生素抗生素中草药有效成分中草药有效成分化学治疗剂 种类微生物的生长简（一）抗代谢物（一）抗代谢物磺胺药物是最早发现，也是最常见的化学治疗剂，抗菌谱广，磺胺药物是最早发现，也是最常见的化学治疗剂，抗菌谱广，能治疗多种传染性疾病。能治疗多种传染性疾病。大多数革兰氏阳性细菌大多数革兰氏阳性细菌（如肺炎球菌、溶血性链球菌等）（如肺炎球菌、溶血性链球菌等）某些革兰氏阴性细菌某些革兰氏阴性细菌（如痢疾杆菌、脑膜炎球菌、流感杆菌等）（如痢疾杆菌、脑膜炎球菌、流感杆菌等）对对放线菌放线菌也有一定的作用。也有一定的作用。

57、1934年，德国年，德国I. G. Farben染料厂的染料厂的G. Domagkprontosil在体内转化成了具有抑菌作用的磺胺在体内转化成了具有抑菌作用的磺胺G. Domagk因发明第一种治疗微生物疾病的因发明第一种治疗微生物疾病的“神药神药”获得了获得了1939年的诺贝尔生理和医学奖年的诺贝尔生理和医学奖一种红色染料（一种红色染料（prontosil），），白鼠静脉注射可治疗因链球菌引白鼠静脉注射可治疗因链球菌引起的感染，但在体外却无作用。起的感染，但在体外却无作用。1935年，进一步证明年，进一步证明prontosil对人的链球菌病也有效。对人的链球菌病也有效。微生物的生长简 二氢蝶

58、啶二氢蝶啶 + +对氨基苯甲酸对氨基苯甲酸 二氢叶酸二氢叶酸 四氢叶酸四氢叶酸 磺胺药磺胺药 核酸合成核酸合成二氢叶酸合成酶二氢叶酸还原酶磺胺药作用机理：磺胺药作用机理：细菌需要利用对氨基苯甲酸合成生长所需的叶酸：细菌需要利用对氨基苯甲酸合成生长所需的叶酸：磺胺对人体无毒性，因为人缺乏从对氨基苯甲酸合成叶酸的磺胺对人体无毒性，因为人缺乏从对氨基苯甲酸合成叶酸的相关酶相关酶-二氢叶酸合成酶二氢叶酸合成酶，不能用外界提供的对氨基苯甲酸自行，不能用外界提供的对氨基苯甲酸自行合成叶酸，合成叶酸，而必须直接利用叶酸为生长因子进行生长。而必须直接利用叶酸为生长因子进行生长。磺胺是对氨基苯甲酸的结构类似物，

59、在一定条件下它磺胺是对氨基苯甲酸的结构类似物，在一定条件下它们竟争性地与二氢叶酸合成酶结合，阻止或取代了们竟争性地与二氢叶酸合成酶结合，阻止或取代了 PABA进入叶酸分子中，从而阻止了叶酸的合成。进入叶酸分子中，从而阻止了叶酸的合成。（PABA）微生物的生长简抗代谢物与抗代谢类药物抗代谢物与抗代谢类药物有些化合物在结构上与生物体有些化合物在结构上与生物体所必需的代谢物所必需的代谢物很很相似，以致可以和特定的酶结合，从而阻碍酶的相似，以致可以和特定的酶结合，从而阻碍酶的功能，干扰代谢的正常进行，这些物质叫功能，干扰代谢的正常进行，这些物质叫抗代谢抗代谢物物，用于疾病治疗，称，用于疾病治疗，称抗代

60、谢类药物抗代谢类药物。机理：机理：作为细菌细胞基本生长因子的竞争性抑制作为细菌细胞基本生长因子的竞争性抑制剂剂（与相应酶竞争性结合）（与相应酶竞争性结合）而阻止微生物对生长而阻止微生物对生长因子的利用，因而可以抑制微生物的生长。因子的利用，因而可以抑制微生物的生长。微生物的生长简（二）抗生素（二）抗生素概念：概念：微生物在其生命过程中产生的一类微生物在其生命过程中产生的一类低分子量低分子量代谢产物，代谢产物，在在很低浓度下很低浓度下就能抑制或杀死其它微生物的生长。就能抑制或杀死其它微生物的生长。最小抑制浓度最小抑制浓度（Minimal Inhibitory Concentration, MIC

61、）表示表示抗生素的抗菌活性，单位是抗生素的抗菌活性，单位是 g/ml. g/ml. 抗菌谱：抗菌谱：抗生素的作用范围。抗生素的作用范围。广谱广谱抗生素抗生素：对多种微生物有作用（如土霉素、四环素）：对多种微生物有作用（如土霉素、四环素）窄谱窄谱抗生素抗生素：仅对某一类微生物有作用（如多粘菌素）：仅对某一类微生物有作用（如多粘菌素）微生物的生长简抗生素的作用机理抗生素的作用机理1 1）作用于细胞壁）作用于细胞壁青青霉霉素素类类、头头孢孢菌菌素素类类、杆杆菌菌肽肽、环环丝丝氨氨酸酸、万万古古霉霉素素；多多氧霉素氧霉素2 2）干扰细胞膜功能）干扰细胞膜功能多多粘粘菌菌素素、短短杆杆菌菌素素；制制霉霉

62、菌菌素素、两两性性霉霉素素；缬缬氨氨霉霉素素、莫莫能菌素；杀螨素。能菌素；杀螨素。3 3）作用于蛋白质合成）作用于蛋白质合成卡那霉素、链霉素、四环素等主要作用于卡那霉素、链霉素、四环素等主要作用于3030S S亚基；亚基；氯霉素、林可霉素、红霉素等则作用于氯霉素、林可霉素、红霉素等则作用于5050S S亚基。亚基。4 4）抑制核酸复制与转录）抑制核酸复制与转录丝裂霉素丝裂霉素C(C(自力霉素自力霉素) )、博莱霉素、博莱霉素( (争光霉素争光霉素) )、放线菌素、放线菌素D(D(更更生霉素生霉素) )、蒽环类；、蒽环类；新生霉素新生霉素、香豆霉素；喹诺酮类；利福霉素香豆霉素；喹诺酮类；利福霉素

63、5 5）作用于能量代谢系统）作用于能量代谢系统抗霉素、寡霉素抗霉素、寡霉素微生物的生长简微生物的抗药性：微生物的抗药性：使抗生素向无活性的形式转化；使抗生素向无活性的形式转化；抗生素作用靶位的修饰；抗生素作用靶位的修饰；微生物对抗生素通透性的改变；微生物对抗生素通透性的改变；主动外排系统的产生。主动外排系统的产生。微生物的生长简二、控制微生物的物理因素二、控制微生物的物理因素杀灭或抑制微生物的物理因素杀灭或抑制微生物的物理因素温度温度辐射辐射过滤过滤渗透压渗透压干燥干燥超声波超声波微生物的生长简一、温度对微生物生长的影响一、温度对微生物生长的影响一、温度对微生物生长的影响一、温度对微生物生长的

64、影响（一）微生物生长的温度类型（一）微生物生长的温度类型微生物的生长简低温型微生物低温型微生物psychrophiles可分为专性嗜冷和兼性嗜冷两种。冷藏食物的腐败往往由这类可分为专性嗜冷和兼性嗜冷两种。冷藏食物的腐败往往由这类微生物引起。微生物引起。分布：分布：l地球两极地球两极l5左右的海洋中左右的海洋中l12的海洋深处的海洋深处l冷泉冷泉机理：机理：p 细胞内的酶在低温下仍能有效地发挥作用；细胞内的酶在低温下仍能有效地发挥作用；p 细胞膜中细胞膜中不饱和脂肪酸不饱和脂肪酸含量较高，细胞膜在低温下仍保持半含量较高，细胞膜在低温下仍保持半流动状态，从而能进行流动状态，从而能进行活跃的物质代谢

65、。活跃的物质代谢。微生物的生长简中温型微生物中温型微生物mesophiles又可分为室温性微生物和体温性微生物。又可分为室温性微生物和体温性微生物。室温性微生物室温性微生物 适于适于2030生长，如土壤微生物、植物病原生长，如土壤微生物、植物病原微生物。微生物。主要为腐生或植物寄生，存在植物或土壤主要为腐生或植物寄生，存在植物或土壤中。中。体温性微生物体温性微生物 多为人及温血动物的病原菌，最适生长温度与多为人及温血动物的病原菌，最适生长温度与其宿主体温相近，在其宿主体温相近，在2540之间，人体寄生菌之间，人体寄生菌为为37左右。左右。微生物的生长简高温型微生物高温型微生物themophil

66、es适于在适于在4550以上的温度中生长，常见类群有以上的温度中生长，常见类群有Bacillus、Methanobacterium等，常给罐头等，常给罐头工业、发酵工业带来麻烦。工业、发酵工业带来麻烦。分布：局限于堆肥、温泉、火山等。分布：局限于堆肥、温泉、火山等。耐高温的原因：耐高温的原因：菌体内的酶和蛋白质对热更稳定；菌体内的酶和蛋白质对热更稳定；核糖体和其他成分对高温也具较大的抗性；核糖体和其他成分对高温也具较大的抗性；细胞膜中细胞膜中饱和脂肪酸饱和脂肪酸含量高，使膜在高温下能保持含量高，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。微生物的生长简不同微生物的致死温度

67、不同，同一菌种不同菌株或不同微生物的致死温度不同，同一菌种不同菌株或不同菌龄，其抗热性也可能不同：不同菌龄，其抗热性也可能不同：一般幼龄的比老龄的对热敏感。一般幼龄的比老龄的对热敏感。一般原核生物能在比真核生物更耐高温；一般原核生物能在比真核生物更耐高温；非光合微生物能在比光合微生物耐温；非光合微生物能在比光合微生物耐温；噬菌体较其宿主细胞抗热；噬菌体较其宿主细胞抗热；放线菌和霉菌孢子比营养细胞的抗热性强；放线菌和霉菌孢子比营养细胞的抗热性强；细菌芽孢抗热性最强。细菌芽孢抗热性最强。微生物的生长简 高温杀菌高温杀菌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

68、用于接种工此法灭菌彻底，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物的处理。具、污染物品以及实验动物尸体等废弃物的处理。干热灭菌法干热灭菌法160170处理处理2 h 主要在干燥箱中利用热空气进行灭菌主要在干燥箱中利用热空气进行灭菌, 只适用于玻璃器皿、只适用于玻璃器皿、金属用具等耐热物品的灭菌。其优点是可保持物品干燥金属用具等耐热物品的灭菌。其优点是可保持物品干燥。微生物的生长简湿热灭菌湿热灭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，可杀死细菌的所有营养以上，可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、解剖用细胞和部分芽孢。这种方

69、法适用于注射器、解剖用具等的消毒。具等的消毒。高压蒸汽灭菌法高压蒸汽灭菌法 是实验室及生产中常用的灭菌方法。加压则可提供高于是实验室及生产中常用的灭菌方法。加压则可提供高于100的蒸汽，热穿透力强，可迅速引起蛋白质凝固变性。的蒸汽，热穿透力强，可迅速引起蛋白质凝固变性。所以高压蒸汽灭菌在湿热灭菌法中效果最佳、应用较广。所以高压蒸汽灭菌在湿热灭菌法中效果最佳、应用较广。一般培养基、各种缓冲溶液、玻璃器皿等，常采用一般培养基、各种缓冲溶液、玻璃器皿等，常采用1 kg/cm2 (121) 处理处理1530 min即可达到灭菌的目即可达到灭菌的目的。的。微生物的生长简间歇灭菌法间歇灭菌法常压下常压下1

70、00处理处理1530 min，以杀死其中的营养细胞。冷，以杀死其中的营养细胞。冷却后，置于一定温度却后，置于一定温度(2837)保温过夜，使其中可能残存的芽保温过夜，使其中可能残存的芽孢萌发营养细胞，再以同样方法加热处理。如此反复三次，可孢萌发营养细胞，再以同样方法加热处理。如此反复三次，可杀灭所有芽孢和营养细胞，以达到灭菌的目的。杀灭所有芽孢和营养细胞，以达到灭菌的目的。此法的缺点是灭菌比较费时，一般只用于不耐热的药品、营养此法的缺点是灭菌比较费时，一般只用于不耐热的药品、营养物、特殊培养基等的灭菌。在缺乏高压蒸汽灭菌设备时亦可用物、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

71、品的灭菌。于一般物品的灭菌。巴斯德消毒法巴斯德消毒法即用较低的温度处理牛奶、酒类等饮料，以杀死其中的病原菌即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，但又不损害营养与风味。如结核杆菌、伤寒杆菌等，但又不损害营养与风味。如用如用6263则处理则处理30 min，若以若以71，只需，只需15 min。处理后的物品应迅速冷却至处理后的物品应迅速冷却至10左右即可饮用。这种方法只能左右即可饮用。这种方法只能杀死大多数腐生菌的营养体而对芽孢无损害。此法是基于结核杀死大多数腐生菌的营养体而对芽孢无损害。此法是基于结核杆菌的致死温度杆菌的致死温度6215 min而规定的。而

72、规定的。微生物的生长简微生物的致死温度微生物的致死温度在一定时间内（如在一定时间内（如 10 min）杀死微生物所需要的最杀死微生物所需要的最低温度称为微生物的致死温度。低温度称为微生物的致死温度。 生物的致死时间生物的致死时间在在一一定定温温度度下下杀杀死死微微生生物物所所需需要要的的最最短短时时间间称称为为微微生生物的致死时间。温度愈高，致死时间愈短。物的致死时间。温度愈高，致死时间愈短。 D 值值 decimus value在特定温度下使微生物菌数减少在特定温度下使微生物菌数减少 10 倍所需的时间。倍所需的时间。 微生物的生长简影响膜表面电荷的性质及膜的通透性，进而影影响膜表面电荷的性

73、质及膜的通透性，进而影响对物质的吸收能力。响对物质的吸收能力。改变酶活、酶促反应的速率及代谢途径改变酶活、酶促反应的速率及代谢途径影响培养基中营养物质的影响培养基中营养物质的吸收吸收或或有有毒物质的毒毒物质的毒性。性。二、二、pHpH值与值与微生物生长的相互影响微生物生长的相互影响（一）环境（一）环境pHpH值值对微生物生长的影响对微生物生长的影响微生物的生长简微生物的生长微生物的生长pH值范围极广，但是绝大多数种类都生活在值范围极广，但是绝大多数种类都生活在pH5.09.0之间。之间。细菌、藻类、原生动物细菌、藻类、原生动物最适最适 pH 为为6.57.5放线菌放线菌最适最适 pH 7.58

74、.0 霉菌、酵母霉菌、酵母最适最适 pH 56（二（二) ) 不同微生物对不同微生物对pHpH要求不同要求不同微生物的生长简同一种微生物在其不同的生长阶段和不同的生理生同一种微生物在其不同的生长阶段和不同的生理生化过程中，对化过程中，对pH值的要求也不同。值的要求也不同。在发酵工业中，在发酵工业中，控制控制pH值尤其重要。值尤其重要。 微生物微生物 生长最适生长最适pH 合成抗生素最适合成抗生素最适pH灰色链霉菌灰色链霉菌6.36.96.77.3红霉素链霉菌红霉素链霉菌6.67.06.87.3产黄青霉产黄青霉6.57.26.26.8金霉素链霉菌金霉素链霉菌6.16.65.96.3龟裂链霉菌龟裂

75、链霉菌6.06.65.86.1灰黄青霉灰黄青霉6.47.06.26.5（三）生长的最适（三）生长的最适pHpH值与发酵的最适值与发酵的最适pHpH值值微生物的生长简同一种微生物在不同的生长阶段和不同生理生化过程同一种微生物在不同的生长阶段和不同生理生化过程中，对环境中，对环境pHpH值要求不同。值要求不同。例如：丙酮丁醇梭菌例如：丙酮丁醇梭菌 在在pH值值=5.57.0时，以菌体生长为主时，以菌体生长为主 在在pH值值=4.35.3时，进行丙酮丁醇发酵时，进行丙酮丁醇发酵同一种微生物由于环境同一种微生物由于环境pHpH值不同，可能积累不同的代值不同，可能积累不同的代谢产物。谢产物。例如：黑曲霉

76、例如：黑曲霉pH值值=2-2.5时，时，有利于合成柠檬酸有利于合成柠檬酸，只产少量草酸，只产少量草酸pH2.5-6.5时，以菌体生长为主时，以菌体生长为主pH值在值在7左右时，左右时，合成草酸为主，合成草酸为主，只产少量柠檬酸只产少量柠檬酸微生物的生长简可利用微生物对可利用微生物对pH要求的不同，控制杂菌的污要求的不同，控制杂菌的污染。染。无机酸如硫酸、盐酸等杀菌力虽强，但腐蚀性大；无机酸如硫酸、盐酸等杀菌力虽强，但腐蚀性大；某些有机酸如苯甲酸可用作防腐剂；酸菜、饲料某些有机酸如苯甲酸可用作防腐剂；酸菜、饲料青贮则是利用乳酸菌发酵产生的乳酸抑制腐败性青贮则是利用乳酸菌发酵产生的乳酸抑制腐败性微

77、生物的生长。微生物的生长。强碱可用作杀菌剂，但由于其毒性大，用途局限强碱可用作杀菌剂，但由于其毒性大，用途局限于对排泄物及仓库、棚舍等环境的消毒。强碱对于对排泄物及仓库、棚舍等环境的消毒。强碱对G+与病毒比对与病毒比对G-作用强。结核分枝杆菌抗碱力作用强。结核分枝杆菌抗碱力特强。特强。微生物的生长简根据微生物与氧的关系根据微生物与氧的关系, ,可把它们分为几可把它们分为几种类群种类群: : 专性好氧菌专性好氧菌 好氧菌好氧菌 微好氧菌微好氧菌 兼性厌氧菌兼性厌氧菌 耐氧厌氧菌耐氧厌氧菌 厌氧菌厌氧菌 专性厌氧菌专性厌氧菌三、氧气对微生物生长的影响三、氧气对微生物生长的影响微生物的生长简专性好氧

78、菌（专性好氧菌（strict aerobe）必须在有分子氧的条件下才能生长必须在有分子氧的条件下才能生长。在有氧或无氧条件下均能生长，但有氧情况下生长得更好，在有氧或无氧条件下均能生长，但有氧情况下生长得更好，在有氧时靠呼吸产能，无氧时经发酵或无氧呼吸产能在有氧时靠呼吸产能，无氧时经发酵或无氧呼吸产能。微好氧菌（微好氧菌（microaerophilic bacteria）只能较低的氧分压下才能正常生长，通过呼吸链并以氧只能较低的氧分压下才能正常生长，通过呼吸链并以氧为最终氢受体而产能。为最终氢受体而产能。兼性好氧菌（兼性好氧菌（facultative aerobe）耐氧菌（耐氧菌（aeroto

79、lerant anaerobe）可在分子氧存在下进行厌氧生活的厌氧菌。生活不需可在分子氧存在下进行厌氧生活的厌氧菌。生活不需要氧，分子氧也对它无毒害。要氧，分子氧也对它无毒害。厌氧菌（厌氧菌（anaerobe）分子氧对它有毒害，短期接触空气，也会抑制其生长甚分子氧对它有毒害，短期接触空气，也会抑制其生长甚至致死。至致死。微生物的生长简在培养不同类型的微生物时，要采用相应的措施保在培养不同类型的微生物时，要采用相应的措施保证不同微生物的生长。证不同微生物的生长。培养好氧微生物：培养好氧微生物：需振荡或通气，保证充足的氧气需振荡或通气，保证充足的氧气或加入氧化剂提高基质中的或加入氧化剂提高基质中的

80、 Eh 值。值。培养专性厌氧微生物：培养专性厌氧微生物：需排除环境中的氧气，同时需排除环境中的氧气，同时在培养基中添加还原剂在培养基中添加还原剂如半胱氨酸如半胱氨酸、亚硫酸钠、亚硫酸钠、Na2S 等等。培养兼性厌氧或耐氧微生物：培养兼性厌氧或耐氧微生物：可深层静止培养。可深层静止培养。微生物的生长简四、辐射四、辐射辐射：辐射：辐射是指通过空气或外层空间以波动辐射是指通过空气或外层空间以波动方式从一个地方传播或传递到另一地方的能方式从一个地方传播或传递到另一地方的能源。它们或是离子或是电磁波。源。它们或是离子或是电磁波。是能量通过是能量通过空间传递的一种物理现象。空间传递的一种物理现象。与微生物

81、有关的辐射：与微生物有关的辐射：电磁辐射：电磁辐射：可见光、紫外光可见光、紫外光电离辐射：电离辐射：、射线射线 微生物的生长简（一）电磁辐射：（一）电磁辐射：1 1、可见光：、可见光：波长在波长在400800nm的电磁辐射。的电磁辐射。大部分微生物不需要光，大部分微生物不需要光，只有只有光能营养型光能营养型的微生物的微生物才需要才需要光作为能源。光作为能源。一般可见光对大多数化能微生物没有影响，但是，一般可见光对大多数化能微生物没有影响，但是，太强或连续长时间照射也会导致微生物死亡。因太强或连续长时间照射也会导致微生物死亡。因微生微生物细胞经照射后，在有氧情况下，产生物细胞经照射后，在有氧情况

82、下，产生光化学氧化反光化学氧化反应应，生成，生成H2O2，能发生强烈氧化作用，引起细胞死能发生强烈氧化作用，引起细胞死亡。亡。微生物的生长简2 2、紫外线（）紫外线（）波长在波长在100 400nm的电磁辐射。的电磁辐射。紫外线杀菌或诱变原理：紫外线杀菌或诱变原理：紫外线紫外线作用于作用于DNA ，使，使其产生胸腺嘧啶二聚体，引起其产生胸腺嘧啶二聚体，引起DNA结构变形，阻碍正常的碱基配对，从而造成结构变形，阻碍正常的碱基配对，从而造成微生物微生物变异或死亡。变异或死亡。紫外线会使空气中的分子氧变成臭氧，臭氧释放的原紫外线会使空气中的分子氧变成臭氧，臭氧释放的原子氧有杀菌作用。子氧有杀菌作用。

83、波长在波长在260 280nm处的紫外线处的紫外线杀菌力最强，杀菌力最强，因为核酸因为核酸（DNA、RNA）的吸收峰为的吸收峰为260nm，蛋白质的吸收峰为蛋白质的吸收峰为280nm。在医疗卫生和无菌操作中广泛应用。在医疗卫生和无菌操作中广泛应用。微生物的生长简光复活现象：光复活现象：经紫外线照射的微生物，在可见光下，光可经紫外线照射的微生物，在可见光下，光可以激活以激活DNA修复酶，该酶能修复修复酶，该酶能修复DNA上的损伤，使微生上的损伤，使微生物的突变率或死亡率下降。物的突变率或死亡率下降。所以在诱变育种中微生物经所以在诱变育种中微生物经 UV 照射后应放在照射后应放在黑暗处黑暗处。 应

84、用：应用：由于穿透力差，只适用于物体表面以及空气、水的由于穿透力差，只适用于物体表面以及空气、水的消毒杀菌，也用于诱变育种。消毒杀菌，也用于诱变育种。 微生物的生长简 （二）电离辐射：（二）电离辐射：、射线射线 ，波长短，能量高，有较强的杀伤，波长短，能量高，有较强的杀伤力。力。作用原理作用原理 ：可引起水和其他物质可引起水和其他物质在吸收能量后在吸收能量后的电离，的电离，产生游离基，使核酸、蛋白质或酶发生变化，造成细胞产生游离基，使核酸、蛋白质或酶发生变化，造成细胞损伤或死亡。损伤或死亡。 特点：特点：穿透力强，非专一性，作用于一切穿透力强，非专一性，作用于一切细胞细胞成分，对成分，对所有生

85、物均有杀伤作用。所有生物均有杀伤作用。应用：用于杀菌或菌种诱变。应用：用于杀菌或菌种诱变。射线是由某些放射性同位素如射线是由某些放射性同位素如60Co发射出的高能辐射，发射出的高能辐射，具较强的穿透力，能致死所有的生物。现已制出了用于具较强的穿透力，能致死所有的生物。现已制出了用于不耐热的大体积物品消毒的不耐热的大体积物品消毒的射线装置。射线装置。微生物的生长简v生产或科研中常用真空干燥法来保藏细菌、病毒及立克次氏体生产或科研中常用真空干燥法来保藏细菌、病毒及立克次氏体达数年之久。达数年之久。v干菌苗、干疫苗的制造效果也颇有价值。干菌苗、干疫苗的制造效果也颇有价值。v在日常生活中常用烘干、晒干

86、和熏干等方法来保存食物。在日常生活中常用烘干、晒干和熏干等方法来保存食物。干燥干燥会导致细胞失水而造成代谢停止以至死亡，还能会导致细胞失水而造成代谢停止以至死亡，还能引起微生物细胞内蛋白质的变性和盐类等物质浓度提引起微生物细胞内蛋白质的变性和盐类等物质浓度提高，从而抑制生长或造成微生物死亡高，从而抑制生长或造成微生物死亡五、五、五、五、 干燥干燥干燥干燥微生物的生长简六、渗透压六、渗透压六、渗透压六、渗透压由于一般微生物不能耐受高渗透压，所以日常生活中常用高由于一般微生物不能耐受高渗透压，所以日常生活中常用高浓度的盐或糖保存食物，如腌渍蔬菜、肉类及蜜饯等。糖的浓度的盐或糖保存食物，如腌渍蔬菜、

87、肉类及蜜饯等。糖的浓度通常为浓度通常为5050-70%-70%，盐的浓度为，盐的浓度为1010-15%-15%。渗透压对微生物的影响渗透压对微生物的影响在等渗溶液中在等渗溶液中, 微生物的活动保持正常微生物的活动保持正常,细胞外形不变细胞外形不变在高渗溶液中在高渗溶液中, 细胞易失水细胞易失水, 发生质壁分离发生质壁分离,生长受抑制或死亡生长受抑制或死亡在低渗溶液中在低渗溶液中,细胞吸水膨胀细胞吸水膨胀, 甚至导致细胞破裂死亡甚至导致细胞破裂死亡.微生物的生长简微波：微波：微波的范围在微波的范围在91524509152450MHz/sMHz/s之间之间。机理：机理：微波产生热效应，使蛋白质、酶

88、等物质变性，微波产生热效应，使蛋白质、酶等物质变性，导致微生物死亡。导致微生物死亡。 特点：特点：加热均匀，热能利用率高、加热时间短。加热均匀，热能利用率高、加热时间短。应用：应用：食品消毒、灭菌。食品消毒、灭菌。七、微波与超声波七、微波与超声波微生物的生长简超声波超声波超声波：超声波：每秒钟振动在每秒钟振动在1600以上的声波。以上的声波。机理：机理：引起膜破坏，细胞破裂，内涵物逸出。引起膜破坏，细胞破裂，内涵物逸出。应用：应用：破碎细胞，提取胞内物质（代谢产物、酶等）破碎细胞，提取胞内物质（代谢产物、酶等）杀菌杀菌, 杀菌效力与频率、强度、处理时间、杀菌效力与频率、强度、处理时间、微生物种微生物种类、细胞大小、形状及数量等相关。类、细胞大小、形状及数量等相关。微生物的生长简微生物的生长简 第七章思考题第七章思考题：1、细菌的生长繁殖与高等动植物的有哪些异同？、细菌的生长繁殖与高等动植物的有哪些异同？2、其典型生长曲线可分几期，其划分依据是什么？、其典型生长曲线可分几期，其划分依据是什么？3、结合本章的知识，总结在日常生活中有哪些措施、结合本章的知识，总结在日常生活中有哪些措施 是被用来抑制或杀灭微生物的。是被用来抑制或杀灭微生物的。微生物的生长简