微生物生长与繁殖衡量微生物生长的指标 (1)群体的重量
微生物的生长知识点整理
微生物的生长繁殖及其控制个体生长：微生物细胞个体吸收营养物质，进行新陈代谢，原生质与细胞组分的增加；群体生长——群体中个体数目的增加。
可以用重量、体积、密度或浓度来衡量。
（由于微生物的个体极小，所以常用群体生长来反映个体生长的状况）染色体DNA的复制与分离；细胞壁扩增；细菌分裂与调节1 微生物的生长规律生长曲线：以时间为横坐标，菌数为纵坐标，根据不同培养时间里细菌数量的变化，反映细菌在整个培养期间菌数变化规律的曲线。
可分为：迟缓期、对数生长期、稳定生长期、衰亡期迟缓期现象：活菌数没增加，曲线平行于横轴；产生的原因：是细胞为了适应新环境需要进行调整，缺乏足够的能量或生长因子，或接种时造成损伤等。
有时可见到接种群体大部分死亡；如果接种用的是饥饿的细胞或新培养基营养不丰富，则该时期延长；特点：细菌细胞不立即增殖细胞内代谢旺盛细胞体积增大发酵工业上需设法尽量缩短延迟期，措施有：①接种龄：采用对数生长期的健壮菌种；②增加接种量；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）；③调整培养基的成分，应适当丰富，且发酵培养基成分尽量与种子培养基的成分接近。
认识延迟期的特点及形成原因对实践的指导意义发酵工业上需尽量缩短该期，以降低生产成本；在食品工业上，尽量在此期进行消毒或灭菌；对数生长期现象：细胞数目以几何级数增长的时期，其对数与时间呈直线关系；特点：菌体代谢活跃，消耗营养物质多，生长速率快，菌体数目显著增多。
菌体大小、形态、生理特征等比较一致细胞平衡生长，菌体大小、形态、生理特征等比较一致;处于该期的细胞对理化因素较敏感酶系活跃，代谢最旺盛;稳定生长期特点：细胞生长速率动态平衡细胞分裂速度下降，开始积累代谢产物产生原因：营养物尤其是生长限制因子的耗尽营养物的比例失调，如碳氮比不合适有害代谢废物的积累（酸、醇、毒素等）物化条件（pH、氧化还原势等）不合适衰亡期特点：细胞死亡数增加，死亡数大大超过新增殖的细胞数，群体中的活菌数目急剧下降，出现“负生长”，（R＜0 ）。
第七章 第二节、微生物代谢与生长
反馈抑制
其它实例：谷氨酸棒杆菌的精氨酸合成
2.分支代谢途径中的反馈抑制：
在分支代谢途径中，反馈抑制的情况较为复杂，为了避免在 一个分支上的产物过多时不致同时影响另一分支上产物的供 应，微生物发展出多种调节方式。主要有： 同功酶的调节， 顺序反馈，协同反馈，积累反馈调节等。
五、微生物的代谢调控
• 微生物代谢过程中的自我调节 • 酶活性的调节 • 酶合成的调节
☆微生物自我调节代谢的方式
1.控制营养物质透过细胞膜进入细胞
如：只有当速效碳源或氮源耗尽时，微生物才合 成迟效碳源或氮源的运输系统与分解该物质的酶 系统。
2.通过酶的定位控制酶与底物的接触 3.控制代谢物流向:
1、有氧呼吸
概念:是以分子氧作为最终电子(或氢)受体的氧化 过程；是最普遍、最重要的生物氧化方式。 途径：EMP,TCA循环 特点：必须指出，在有氧呼吸作用中，底物的氧化 作用不与氧的还原作用直接偶联，而是底物在氧化 过程中释放的电子先通过电子传递链（由各种电子 传递体，如NAD,FAD,辅酶Q和各种细胞色素组成） 最后才传递到氧。
在工业发酵和科研中通常采取一定的措施缩短延滞期：
①通过遗传学方法改变种的遗传特性使迟缓期缩短； ②利用对数生长期的细胞作为“种子”；
③尽量使接种前后所使用的培养基组成不要相差太 大；
④适当扩大接种量等方式缩短迟缓期，克服不良的 影响。
2.对数期
特点：细菌数量呈对数增加；生长速度常数R最大；酶系活跃， 细菌代谢旺盛；群体中的细胞化学组成及形态、生理特征一 致，且细菌的形态、大小、染色性均典型，对外界环境因素 的作用比较敏感。
影响指数期微生物增代时间的因素 菌种；营养成分；营养物的浓度 发酵工业上尽量延长该期，以达到较高的菌体密度； 实验室研究细菌生物学性状和做药敏试验选取用对数期细菌 为佳（多数为8~18h培养的培养物）
微生物生长的检测基本方法
微生物生长旳检测措施微生物旳生长繁殖是其在内外多种环境因素互相作用下旳综合反映。
因此生长繁殖状况就可作为研究多种生理生化和遗传等问题旳重要指标,同步,微生物在生产实践上旳多种应用或是对致病,霉腐微生物旳防治都和她们旳生长克制紧密有关。
因此有必要简介一下微生物生长状况旳检测措施。
既然生长意味着原生质含量旳增长,因此测定旳措施也都直接或间接旳以次为根据,而测定繁殖则都要建立在计数这一基本上。
微生物生长旳衡量,可以从其重量,体积,密度,浓度,做指标来进行衡量。
生长量测定法体积测量法(又称测菌丝浓度法)通过测定一定体积培养液中所含菌丝旳量来反映微生物旳生长状况.措施是,取一定量旳待测培养液(如10毫升)放在有刻度旳离心管中,设定一定旳离心时间(如5分钟)和转速(如5000 rpm),离心后,倒出上清夜,测出上清夜体积为v,则菌丝浓度为(10-v)/10。
菌丝浓度测定法是大规模工业发酵生产上微生物生长旳一种重要监测指标.这种措施比较粗放,简便,迅速,但需要设定一致旳解决条件,否则偏差很大,由于离心沉淀物中夹杂有某些固体营养物,成果会有一定偏差。
称干重法可用离心或过滤法测定。
一般干重为湿重旳10-20%。
在离心法中,将一定体积待测培养液倒入离心管中,设定一定旳离心时间和转速,进行离心,并用清水离心洗涤1-5次,进行干燥。
干燥可用烘箱在105℃或100℃下烘干,或采用红外线烘干,也可在80℃或40℃下真空干燥,干燥后称重.如用过滤法,丝状真菌可用滤纸过滤,细菌可用醋酸纤维膜等滤膜过滤,过滤后用少量水洗涤,在40℃下进行真空干燥。
称干重发法较为啰嗦,一般获取旳微生物产品为菌体时,常采用这种措施,如活性干酵母，某些以微生物菌体为活性物质旳饲料和肥料。
比浊法微生物旳生长引起培养物混浊度旳增高。
通过紫外分光光度计测定一定波长下旳吸光值,判断微生物旳生长状况。
对某一培养物内旳菌体生长作定期跟踪时,可采用一种特制旳有侧臂旳三角烧瓶。
微生物生长
微 生
个体计数法
物
生
重量法
长
测
量
方
生理指标法
法
第6页/共72页
一、测微生 物总数 1、计数器直 接计数
利用血球计 数板，在显 微镜下计算 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；
第7页/共72页
2、电子计数器计数（略） 3、染色涂片计数
第18页/共72页
稀释液体计数法
特点：液体培养、统计学查表计数 又称MPN法 （或最可能数法） Most Probable Number 例如测定SRB（硫酸盐还原菌，厌氧）的数量 提问：能用稀释平板法计数吗？为什么？ 一般不能，厌氧菌暴露在空气中不能生长（除非厌氧培
养箱） 对这类菌可以利用它们生长时产生的硫化亚铁黑色特征进 行深层隔氧液体培养，按MPN法进行计数。
以生物量为指标测定微生物的生长
比浊法
在一定波长下，测定菌悬液的光密 度，以光密度(optical density, 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。
第13页/共72页
5.比浊法
第14页/共72页
（二） 测定活菌数
1、液体稀释培养基计数： 将待测样品作连续10倍稀释，一直稀释到稀释液的少量接种到
第19页/共72页
10-2
1ml
+
9ml
10-3
3
提问：为什么有些试 管变（黑1有）些稀没释有？
面积 1cm2
目镜中的视野
每个视野的面积 由目测微尺的单 元格量出，视野 中菌液的体积按 比例折算
微生物的生长和其控制
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
血球计数板的结构
一块特殊的载玻片，中间两个平台上各刻有一个大方格网。
方格网的结构
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
方格网由九个大方格组成，中 间的大方格为计数室。
计数室： 边长1mm、 高0.1mm， 体积0.1mm3 等于10-4 ml
计数室
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
快速、简便；但易受干扰。
生理指标法：
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
测含氮量 蛋白质是细胞的主要物质，含量稳定，而氮是蛋白质的主要成分， 通过测含氮量就可推知微生物的浓度。 一般细菌含氮量为干重的12.5%，酵母菌为7.5%，霉菌为6.0%， 根据一定体积培养液中的含氮量再乘以6.25，就可测得粗蛋白的 含量。 其他方法 含碳、磷、DNA、RNA、耗氧量、消耗底物量、产二氧化碳、 产酸、产热、粘度等，都可用于生长量的测定。
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、生理学和 生物化学等研究的良好材料。
获得同步生长的方法： 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
同 步培养法
诱 导法
筛 选法
化学诱导
过滤法
物理诱导
区带密度梯度离心法
获得同步生长的方法主要有两类：
膜洗脱法
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。
个体生长——微生物细胞个体吸收营养物质，进行新陈代谢， 原生质与细胞组分的增加为个体生长。
群体生长——群体中个体数目的增加。可以用重量、体积、 密度或浓度来衡量。（由于微生物的个体极小，所以常用群体生长 来反映个体生长的状况）个体生长个体繁殖 群体生长
07+第六章+微生物生长及其控制
生长速率常数 (growth rate constant)
（R: 每小时分裂次数）
延滞期 对数生长期 稳定生长期 衰亡期
Lag phase Exponential phase Stationary phase Death phase
1、延滞（迟缓）期
特点：生长速率接近零 细胞形态变大或增大 rRNA含量增高 合成代谢十分活跃 对环境比较敏感
159 * 5 * 103
Procedure for viable counting using serial dilutions of the sample and the pour plate method.
涂布平板
浇注平板
Two methods of performing a viable count (plate count). In either case the sample must usually be diluted before plating.
第六章 微生物的生长及其控制
• 微生物生长繁殖的定义
微生物生长是细胞物质有规律的、不可逆的增加，导致细胞体积扩大的生物学
过程。 繁殖是微生物生长到一定阶段，由于细胞结构的复制与重建并通过特定方式产
生新的生命个体，引起生命个体数量增加的生物学过程。
群体生长=个体生长+个体繁殖 在微生物学里, 生长定义为群体生长，注重于个体数量的增加。
MPN方法：最大或然数（most probable number)计数法，又称 稀释液体培养计数。
适用于测定在一个混杂的微生物群落中虽不占优势，但却具有特殊生理 功能的类群。
膜过滤法：主要用于液体样品中菌数很低时
• 哪些方法在厌氧菌的测定中可以使用？
微生物的生长繁殖
嗜中温菌
嗜热菌 嗜超热菌
废水中的细菌一般都是嗜中温菌，最适温度 多在30℃左右，嗜冷菌和嗜热菌占少数。
嗜热菌
最适50-60℃,在堆肥、温泉中存在。
•美国报道：在地中海发现一属嗜超热菌，叫 火球菌属，最适生长温度高达105℃。
• 嗜中温微生物
• 自然界中绝大多数是如此。
嗜冷菌
最适生长温度5-10℃，如荧光极毛杆菌可在-4℃生长.
新鲜培养基 流速控制阀 新鲜培养基 流速控制阀
流出物 光源 光电池
恒化培养器
恒浊培养器
（1）恒浊连续培养
一种使培养液中细菌的浓度恒定，以浊度为控 制指标的培养方式。培养基提供足够量的营养 元素，细菌保持最大速率生长。通过控制进料 流速使装置内细菌浊度保持一定，保持理论上 的对数生长期，可获得大量菌体或与菌体代谢 相平衡的代谢产物。这种方式往往用于细菌的 生理生化研究。
不同微生物的对pH忍受能力有很大差异
有些专性嗜酸微生物能在pH1~5环境中 生长，在中性环境下，其细胞膜会分解而 死亡，此类菌叫专性嗜酸菌；
三、氧化还原电位（ORP)
提问：什么是氧化还原电位？ ——某物质与氢电极构成原电池时的电压高低 ——是物质氧化性强弱的标志。
电压表 V H2
提问：pH7.0, 30℃条件下 饱和Fe3+溶液中测得的电压 值为＋0.771,该值代表
0 最低温度 最适温度
温度℃ 最高温度
嗜冷菌、嗜中温菌、嗜热菌及嗜超热菌。
不同细菌的生长适宜温度
低温、中温和高温细菌的生长温度范围 细菌 嗜冷菌 最低温度℃ -5 ～ 0 5～ 10 30 55 以 上 最适温度℃ 5～ 10 25～ 40 50～ 60 70～ 105 最高温度℃ 20～ 30 45～ 50 70～ 80 11 0 ～ 11 3
微生物的生长量的测定方法
Table 2. Some Methods used to measure bacterial growth
Method
Direct microscopic count
Viable cell count (colony counts)
Application
Enumeration of bacteria in milk or cellular vaccines
2. 间接计数法
➢比浊法
在科研及生产中，及时了解微生物的生长情况，测定培养 物中微生物的数量，便于适时控制培养条件，获得最佳培 养物，比浊法是最常用的测定方法。
是在浊度计或比色计上进行测定培养液中微生物的数量。 某一波长的光线，通过浑浊的液体后，其光强度将被减弱。 入射光一定范围内，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，借助 于分光光度计，在一定波长下测定菌悬液的光密度，就可 反应出菌液的浓度。
特点：快速、简便；但易受干扰。
Log
It Io
= — Kcd
透光度
It：透过光的强度；
Io：入射光的强度；
K：吸光系数； c：样品液的浊度； d：液层厚度；
Io
Log
It
称消光系数，简称OD
当样品液厚度一定，则OD值与样品的浊度C有 关，通过测定样品的OD值来代表培养液中的浊 度即微生物量。
➢比浊法
归纳了微生物生长量的各种测定方法及原理
主讲：李少凤
一个微生物细胞 合适的外界条件，吸收营养物质，进行代谢。
如果同化作用的速度超过了异化作用
个体的生长 原生质的总量（重量、体积、大小）就不断增加
如果各细胞组分是按恰当的比例增长时，则达到一定程度后就 会发生繁殖，引起个体数目的增加。