微生物的生长繁殖
微生物生长繁殖五ppt课件
2、种类及功能：
❖ 生长因子分为
❖ 维生素是作为酶的辅基或辅酶参与新陈代谢；
❖ 氨基酸:有些微生物自身缺乏合成某些氨基酸 的能力，
❖ 嘌呤与嘧啶作用主要是作为酶的辅酶或辅基，
(五)、水
❖ (1) 细胞的组成成分
❖ (2) 细胞生化反应的介质；
❖ (3) 起溶剂与运输介质的作用，营养物质的吸收 与代谢产物的分泌必须以水为介质才能完成；
不是直接表示为细胞数。
4、显微镜直接计数法 1）常规方法：
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；
2）其它方法：
比例计数：
将已知颗粒浓度的样品（例如血液）与待测细胞细胞浓度的样品混匀 后在显微镜下根据二者之间的比例直接推算待测微生物细胞浓度。
生长速率。
二）恒化连续培养
使培养液流速保持不变，并使微生物始终在低于其最高 生长速率下进行生长繁殖。
通过控制流速可以得到生长速率不同但密度基本恒定的培养物 多用于科研 遗传学：突变株分离；
生理学：不同条件下的代谢变化； 生态学：模拟自然营养条件建立实验模型；
第六章微生物的营养和产能代谢 第一节 微生物的营养物质
❖ (4) 维持蛋白质、核酸等生物大分子稳定的天然 构象；
❖ (5) 调节体细胞的温度； ❖ (6) 保持充足的水分是细胞维持自身正常形态的
重要因素，即维持细胞内一定膨压；
第二节 微生物的营养类型
❖ 1、光能无机自养型：也称光能自养型， 能以CO2为唯一碳源或主要碳源并利用 光能进行生长的的微生物，
对外界不良条件反应敏感。
细胞处于活跃生长中，只是分裂迟缓 在此阶段后期，少数细胞开始分裂，曲线略有上升。
微生物生长与繁殖
回本第31章页 目录
4.酸碱度
种类
细菌和放 线菌
最低生长 pH
5.0
最适生长 pH
7.0~8.0
最高生长 pH
10.
酵母菌
2.5
3.8~6.0
8.0
霉菌
微生物生长与繁殖
1.5
3.0~6.0
10.0
回本第32章页 目录
5.氧化还原电势 6.盐、碱和金属离子
对好氧菌影响较 大。
影响渗透压
微量金属离子对 微生物生命活动 有着主要作用。
微生物生长与繁殖
回本第45章页 目录
3.连续培养
连续培养：在一个恒定容积流动系 统中培养微生物，首先以一定速率不停 地加入新培养基，另首先又以相同速率 流出培养物(菌体和代谢产物)，以使培养 系统中细胞数量和营养状态保持稳定。
微生物生长与繁殖
回本第46章页 目录
微生物生长与繁殖
回本第47章页 目录
湿重或干重
（四）比浊法
依据菌体悬浊液透光度间接测量菌体数量。 使用光电比色计或分光光度计。
（五）生理指标法
测定呼吸强度、耗氧量、酶活性及生物热进行换算。
微生物生长与繁殖
回本第13章页 目录
第二节 微生物生长规律
微生物生长与繁殖
回本第14章页 目录
把一定微生物接种到一定液体
培养基中后，在一定条件下培养，
若是一个平衡生长，即各细胞组分是按恰当百 分比增加时，到达一定程度后就会发生繁殖。 从而引发个体数目标增加。伴随群体中各个个 体深入生长，就引发这一群体生长。
微生物生长与繁殖
回本第3页章目录
个体生长 → 个体繁殖 → 群体生长 群体生长 = 个体生长 + 个体繁殖
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。
微生物学生长与繁殖
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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
微生物学生长与繁殖
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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 。
微生物学生长与繁殖
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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。
微生物的生长繁殖和其控制
氯霉素抑制蛋白合成；细菌芽孢发芽；藻类细胞光照黑 暗控制；EDTA或离子载体处理酵母菌；短期热休克(40度)
微生物的生长繁殖和其控制
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A
同 步 培 养 方 法
微生物的生长繁殖和其控制
B
A：膜洗脱法 B：密度梯度离心
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二、单细胞微生物经典生长曲线
▪定量描绘液体培养基中微生物群体生长规律试验曲线。 ▪经典生长曲线
同时生长Synchronous Growth：
经过同时培养使细胞群体处于分裂步调一致状态。 同时生长只能维持2-3个分裂周期(细胞个体差异)。
微生物的生长繁殖和其控制
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取得同时生长方法
▪机械筛选法 ✓利用处于同一生长阶段细胞体积、大小一致性 ✓过滤法 ✓密度梯度离心 ✓膜洗脱法：硝酸纤维薄膜
2.1 专性好氧微生物
•必须在较高分子氧浓度下才能生长，含有完整呼吸链、
以分子氧为最终氢受体，含有SOD和过氧化氢酶活力。
•绝大多数真菌和许多细菌 •试验室经过震荡摇瓶给氧，工厂采取通入无菌空气和
搅拌等供氧
微生物的生长繁殖和其控制
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2.2 兼性厌氧菌
▪Facultative anaerobe
✓合成代谢十分活跃
✓对外界不良条件反应敏感
微生物的生长繁殖和其控制
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影响延滞期长短原因
▪菌种
细菌、酵母菌延滞期较短，霉菌次之， 放线菌最长
▪接种龄 ▪接种量大小 ▪培养基成份
微生物的生长繁殖和其控制
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2、指数期exponential phase
▪特点
✓生长速率常数R最大，代时或倍增时间最短
G=(t2-t1)/n
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。
什么是微生物的繁殖和生长(一)2024
什么是微生物的繁殖和生长（一）引言概述:微生物是一类广泛存在于自然界中的微小生物体，包括细菌、真菌、病毒和原生动物等。
微生物的繁殖和生长是其生命周期中重要的过程，对于了解微生物的生态学与应用具有重要意义。
本文将就微生物的繁殖和生长进行阐述。
正文内容:一、微生物的繁殖方式1. 二分裂：细菌和许多单细胞真菌通过二分裂方式进行繁殖。
a. 准备阶段：细胞增加大小并复制遗传物质。
b. 分裂阶段：细菌或真菌细胞分裂为两个完整的细胞。
2. 管状繁殖：某些真菌通过产生管状结构将营养物质输送到其他细胞。
3. 减数分裂：原生动物等一些微生物通过减数分裂繁殖。
二、微生物的繁殖速率受到的影响因素1. 温度：不同微生物对温度的适应范围不同，影响其繁殖速率。
2. pH值：酸性或碱性环境可能影响微生物的繁殖速率。
3. 营养物质：微生物需要适量的碳源、氮源和微量元素来维持其生长和繁殖。
4. 水分：水分对微生物的繁殖和生长至关重要。
5. 氧气：微生物的需氧性或厌氧性影响其在不同氧气条件下的繁殖速率。
三、微生物的生长曲线1. 潜伏期：微生物适应环境并准备进行繁殖的时间段。
2. 对数增长期：微生物以指数方式增长，此时繁殖速率最快。
3. 平稳期：微生物繁殖速率与死亡速率达到平衡，细菌数量保持相对稳定。
4. 降解期：环境中的营养物质或其他条件不再适宜微生物繁殖，细菌数量逐渐减少。
四、微生物的控制方法1. 无菌技术：通过采取无菌操作和环境控制减少微生物繁殖。
2. 温度控制：适当的温度控制可以抑制微生物繁殖，如制冷或加热。
3. 化学消毒：使用化学物质消除或抑制微生物的生长和繁殖。
4. 高压灭菌：利用高压力来杀灭或抑制微生物的繁殖。
5. 光照控制：某些微生物对光照敏感，适当的光照控制可以减少其繁殖。
五、总结微生物的繁殖和生长是其生命周期中重要的过程，对于了解微生物的生态学与应用具有重要意义。
通过了解微生物的繁殖方式、繁殖速率受到的影响因素、生长曲线以及控制方法，我们可以更有效地控制微生物的生长和繁殖，避免微生物带来的不良影响。
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➢ 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。
• 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。
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。
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
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℃
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。
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。
• 耐碱微生物 PH﹥9可以生活
脱氮硫杆菌PH11下可以生活。
• 耐酸微生物 PH﹤4可生活
氧化硫杆菌PH1下可以生活
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。
第二节 微生物的生长与繁殖
生长、繁殖的概念 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
• 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。
• 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：
乳酸链球菌生长的最适温度为34 ℃，发酵产酸的最快温 度为30℃.
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）
• 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
CO2，还有少量N2。
充足的营养物质
•水 • 碳源 • 氮源 • 无机盐 • 生长因子
适宜的酸碱度（PH）
• 微生物生长的PH范围
➢ 总体来说，微生物生长2﹤PH ﹤9，少数例外， 绝大多数在5-9。
➢ 兼性厌氧菌
有氧无氧均可生存 如：大多数病原菌
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。
不同微生物生长繁殖的方式
种类
繁殖方式
细菌、支原体、 二分裂方式进行繁殖 立克次氏体、 螺旋体、衣原 体的始体
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
• 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80℃—95℃，极端105 ℃ -150 ℃。
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
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，菌数不增加。
➢ 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
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。
活细胞数目稳定，是计数细菌最大生长量的最 佳时期。
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”；
➢ 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。
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.
• 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。
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； Байду номын сангаас 采用营养丰富的天然培养基。
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
酵母菌 丝状真菌 放线菌 病毒
具无性繁殖和有性繁殖，以无性繁殖为主
繁殖主要通过菌丝断裂，形成各种无性孢子 进行无性和有性繁殖，以无性繁殖为主 多以无性的分生孢子进行繁殖，分生孢子主 要通过细菌内横隔分裂的方式形成。 增殖
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