微生物的生长和繁殖
微生物的生长繁殖与生存因子
计算生长量
①测细胞干重； ②测细胞含氮量; ③测DNA; ④生理指示法
第二节 微生物的生存因子
温度
■pH
氧化还原电位 溶解氧 表面张力
太阳辐射 水的活度与渗透压
第三节 其它不利环境因子对微生物的影响
紫外辐射和电离辐射对微生物的影响 超声波对微生物的影响 重金属对微生物的影响 极端温度对微生物的影响 极端pH对微生物的影响 干燥对微生物的影响 若干有机物对微生物的影响
用于微生物培养的摇床
一般摇床都可以控制转速和温度
生长曲线
以细菌个数或细菌数的对数或细菌的干重为纵坐标， 以培养时间为横坐标，连接坐标系上个点成一条曲 线，即细菌的生长曲线。
▲连续培养（Continuous culture)：
当微生物一单批培养方式培养到指数期的 后期时，一方面以一定速度连续流进新 鲜培养基并立即搅拌，另一方面利用溢 流的方式以同样的流速不断流出培养物， 已达到动态平衡。
第五章 微生物的生长繁殖与生存因子
主要内容：
微生物的生长繁殖 细菌的生长曲线 细菌生长曲线在污（废）水微生物处理中的应
用 微生物的生存因子 不利环境因子对微生物的影响 微生物与微生物之间的关系
第一节 微生物的生长繁殖
■微生物生长繁殖的概念
个体生长→个体繁殖→群体生长 群体生长=个体生长+个体繁殖 个体生长：细胞原生质总量的增加； 个体生长:①染色体DNA的复制和分离；
抗生素对微生物的影响
第四节 微生物与微生物之间的关系
竞争关系 原始合作关系 共生关系 偏害关系 捕食关系 寄生关系
第五节 菌种的退化、复壮与保藏
菌种的退化与复壮 菌种的保藏
微生物的生长繁殖
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
微生物的生长繁殖
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。
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
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。
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。
微生物生长的三基点温度
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。
对数生长期在生产中的应用
1、此时期是生产上用于接种的最佳菌龄。
2、发酵工业应尽量延长该期，以达到较高 菌体密度。
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。
衰亡期
菌丝体干重下降，到一定时期不再变化。
大多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。
微生物学生长与繁殖
§特点
§1）代时最短，生长速度最快；
§2）细胞稳定（平衡）生长: 细胞内各种物质按百分 比生长，菌体成份均匀；
§3）酶活性高，代谢稳定，菌体大小基础一致。
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• 处于对数生长久细胞, 因为代谢旺盛, 生长快 速, 代时稳定, 个体形态、化学组成和生理特 征等均较一致, 所以, 在微生物发酵生产中, 常见对数期菌体作种子, 它能够缩短延迟期, 从而缩短发酵周期, 提升劳动生产率与经济效 益。
如在金霉素、四环素等抗生素发
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分批培养与连续培养比较
1） 缩短发酵周期, 提升设备利用率； 2） 便于自动控制； 3） 降低动力消耗及体力劳动强度； 4） 产品质量较稳定；
微生物学生长与繁殖
§恒化连续培养往往控制微 微生物学生长与繁殖
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补料分批培养或半连续培养 不论是基础研究还是在发酵工业
生产实践中, 为了到达某种特殊目 标或提升培养效率, 经常采取两种 方法加以综合培养方式。既不是严 格意义分批培养方式, 也不是严格 意义连续培养方式, 普通称之为补 料分批培养或半连续培养 。
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细菌纯培养生长曲线图
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细菌生长曲线分期
§滞留适应期(延迟期 ) §对数生长久 §稳定时 §衰亡期
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1.滞留适应期（Lag phase）
§特点: §1）细胞形态变大或增加，比如巨大芽孢杆菌，在迟缓
期末，细胞平均长度比刚接种时长6倍。普通来说处于 迟缓期细菌细胞体积最大； 2）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合成加紧，易产生诱导酶。 3） 对外界不良条件反应敏感。
微生物的生长与繁殖
微生物的生长与繁殖微生物是指肉眼无法直接观察到的微小生物体，包括细菌、真菌、病毒等。
微生物的生长与繁殖是一个非常重要的过程，它们对生态系统的平衡、环境保护、医学研究等领域都有着深远的影响。
本文将从微生物的生长环境、影响微生物生长与繁殖的因素以及微生物的繁殖方式等方面进行探讨。
一、微生物的生长环境微生物的生长环境非常广泛，它们可以存在于土壤、水体、空气中，甚至可以在极端环境比如高温、高压、极寒等条件下存活。
微生物最适宜生长的环境被称为生长有限因素（Limiting factors），这包括适宜的温度、pH值、氧气含量、养分可获得性等。
例如，细菌在37摄氏度左右的温度下生长最快，而酵母菌则对酸性环境更为适应。
二、影响微生物生长与繁殖的因素除了生长有限因素外，还有一些其他因素会影响微生物的生长与繁殖。
其中最重要的因素之一是营养物质的可获得性。
微生物需要一定的碳、氮、磷等元素来进行生物合成和能量代谢，当这些养分不足或缺乏时，微生物的生长速率将受到限制。
此外，水分、盐度、压力等也会影响微生物的生长与繁殖。
三、微生物的繁殖方式微生物的繁殖方式可以分为两种：无性繁殖和有性繁殖。
无性繁殖是指微生物通过自我复制来增加数量。
其中最常见的繁殖方式是二分裂（binary fission），即细菌细胞通过不断分裂形成两个相同的细菌细胞。
这个过程通常包括细胞质分裂、DNA复制和细胞分裂三个步骤。
相比之下，真菌则通过产生分生孢子（spores）来进行无性繁殖，病毒则依赖于寄生宿主细胞来进行繁殖。
有性繁殖是指微生物通过与同种或异种微生物的结合来增加遗传变异和多样性。
然而，大部分微生物并不具备有丝分裂（mitosis）等真正的有性繁殖方式。
相反，它们通过水平基因转移（horizontal gene transfer）来产生变异。
这包括共轭（conjugation）、转化（transformation）和转导（transduction）等过程，这些过程允许微生物之间交换遗传物质。
微生物的生长繁殖
第七章 微生物的生长繁殖
生长 繁殖
生物个体由小到大的增长，即表现为细胞组分与结构在量 方面的增加
指生物个体数目的增加
在单细胞微生物中，生长繁殖的速度很快，而且两者始终交替 进行，个体生长与繁殖的界限难以划清，因此实际上常以群体生长作为 衡量微生物生长的指标。
个体生长→个体繁殖→群体生长 群体生长＝个体生长＋个体繁殖 在微生物的研究和应用中，只有群体的生长才有实际意义。 微生物的生长繁殖是其在内外各种环境因素相互作用下的综合反映。
微量量热计
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
以借助瓦勃氏呼吸仪、微量量
热计等设备来测定相应的指标。
一、微生物的纯培养 2.微生物生长繁殖的测定
（二）计繁殖数
即计算微生物的个体数目，只适宜于单细胞状态的微生物或丝状微生物所 产生的孢子。 1.直接法：所得的结果是包括死细胞在内的总菌数 a.涂片染色法
（一）稀释法 ②固体稀释倒平板法 涂布平板法
➢先将已熔化的培养基倒入无菌平皿， 制成无菌平板、冷却凝固 ➢将一定量的微生物悬液滴加在平板 平面 ➢用无菌玻璃涂棒将菌液均匀分散至 整个平板表面，经培养后挑取单个菌 落
一、微生物的纯培养 1.纯培养的分离方法
（二）平板划线分离法
➢用接环以无菌操作沾取少许待分离 的菌液 ➢ 在无菌平板表面进行连续划线，然 后培养 ➢ 划线次数越多，微生物细胞逐步一 一分散，经培养后可在平板表面得到 单一菌落 ➢ 划线方法：斜线法 、曲线法 、方 格法、放射法、四格法
一、微生物的纯培养 1.纯培养的分离方法
微生物纯培养分离方法的比较
微生物生长繁殖
三、生长曲线在污(废)水生物处理中的应用
在污（废）水生物处理设计时，按污水的水质情 况(主要是有机物浓度)，可利用不同生长阶段的微 生物处理污（废）水。
常规活性污泥法：利用生长下降阶段的微生物（包括 减速期、静止期）；
典型生长曲线，只适用于单细胞微生物，如细菌和 酵母菌，对于丝状生长的真菌或放线菌，只能获得 非典型的生长曲线。
1. 停滞期
又称适应期，指少量微生物接种到新培养液中 后，在开始培养的一段时间内细胞数目不增加的 时期。 为什么会出现停滞期呢？
“万事开头难”
适应环境（合成相应的酶） 营养储备（用于复制和合成）
❖ 每个方格网共分为九个大方格， 中间的大方格即为计数室。
❖ 计数室的刻度一般有两种规格： 一种是一个大方格分成25个中方 格，而每个中方格又分成16个小 方格；另一种是一个大方格分成 16个中方格，而每个中方格又分 成25个小方格。
❖无论是哪一种规格的计数板，每一个大方格中的小方格都是 400个。每一个大方格边长为lmm，则每一个大方格的面积为 lmm2，盖上盖玻片后，盖玻片与载玻片之间的高度为0.lmm， 所以计数室的容积为0.lmm3(万分之一毫升)。
二、微生物生长的研究方法
(一)分批培养
分批培养是将一定量的微生物接种在一个 封闭的、盛有一定体积液体培养基的容器内， 保持一定的温度、pH和溶解氧量，微生物在其 中生长繁殖，结果出现微生物的数量由少变多， 达到高峰后又由多变少，甚至死亡的变化规律。
典型生长曲线
细分：停滞期(适应期)、加 速期、对数期、减速期、静 止期、衰亡期 粗分：停滞期(适应期)、对 数期、静止期、衰亡期。
什么是微生物的繁殖和生长(二)
什么是微生物的繁殖和生长（二）引言概述：微生物的繁殖和生长是微生物学中的重要概念。
在微生物学中，繁殖指的是微生物个体数目的增加，而生长则是指微生物个体的大小、重量以及活动能力的增加。
本文将以引言、正文和总结的方式，阐述微生物的繁殖和生长的相关知识。
正文：1. 繁殖方式：- 二分裂：微生物通过二分裂的方式进行繁殖，其中一个微生物个体分裂为两个完全相同的个体。
- 胞内增殖：一些微生物可以在一个宿主细胞内进行增殖，形成内共生现象。
- 配子生殖：某些微生物可以通过配子结合的方式进行繁殖。
2. 繁殖速率：- 繁殖速率受到环境因素、营养、温度和氧气等条件的影响。
- 快速繁殖的微生物通常具有较高的代谢活性和繁殖速率，而慢生长微生物则相对较低。
3. 影响繁殖的因素：- 营养：微生物繁殖需要合适的营养物质，包括碳源、氮源和微量元素等。
- 温度：不同的微生物有不同的最适生长温度，并在该温度下繁殖最为迅速。
- pH 值：微生物对 pH 值的适应能力各不相同，适宜的 pH值有利于微生物的繁殖。
4. 生长曲线：- 存活期：微生物在营养环境中进入存活期，在此期间微生物个体数目保持相对稳定。
- 密度依赖：当微生物个体数目达到一定阈值后，资源的限制将导致生长速率下降。
- 死亡期：当资源严重不足时，微生物个体数目将开始减少，进入死亡期。
5. 控制繁殖和生长的方法：- 抗生素：抗生素是一种常用的抑制微生物繁殖和生长的方法。
- 温度控制：通过控制温度可以有效控制微生物的繁殖和生长。
- 无菌操作：无菌操作可防止微生物的传播和繁殖。
总结：微生物的繁殖和生长是微生物学中重要的概念。
不同的微生物根据其特有的繁殖方式和生长条件，在不同的营养环境中会表现出不同的生长行为。
了解微生物的繁殖和生长机制对于控制微生物的增殖以及预防微生物相关疾病等方面具有重要意义。
第七章 微生物的生长繁殖
平板划线分离法
稀释倒平板法
单孢子或单细胞分离法
利用选择性培养基分离法
（一）平板划线分离法
用接种环以无菌操作沾取少许待分离的材料，
在无菌平板表面进行平行划线、扇形划线或其
他形式的连续划线，微生物细胞数量将随着划
线次数的增加而减少，并逐步分散开来，如果
划线适宜的话，微生物能一一分散，经培养后，
① 生长速率常数等于零 ② 细胞形态变大或增长 ③ 细胞内RNA尤其是rRNA含量增高， 原生质呈嗜碱性
④ 合成代谢活跃
⑤ 对外界不良条件反应敏感
影响停滞期长短的因素
接种菌龄：接种龄即“种子” 的群体生长年龄，亦即它处在生长曲 线上的哪一个阶段。实验证明，如果以对数期接种龄的“种子”接种， 则子代培养物的停滞期就短。 接种量：接种量的大小明显影响停滞期的长短。（基数大）
待测菌液与等体积血液混匀涂片； 血液中红细胞数已知； 显微镜下观察菌液细胞与红细胞的比例； 计算：
每毫升菌液的含菌数可通过已知红细胞浓度和菌液细胞与红
细胞的比例计算得知。
细胞的自动计数
电子计数器的工作原理是测定小孔中液体的电阻变化，小孔 仅能通过一个细胞，当一个细胞通过这个小孔时，电阻明显 增加，形成一个脉冲，自动记录在电子记录装置上。 该法测定结果较准确，但它只识别颗粒大小，而不能区分是 否为细菌。因此，要求菌悬液中不含任何碎片。
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
以借助特定的仪器设备来测定相应的指标。
第二节 微生物的生长曲线
一、细菌的生长曲线
将少量菌种接种在适当的液 体培养基中培养，隔一定时 间取样，计算菌数，以菌数 的对数为纵坐标，生长时间 为横坐标作图，所得的曲线 即为细菌的生长曲线。 典型生长曲线 延滞期(适应期)、对数期、稳定期、衰亡期。