营养缺陷型菌株的筛选和鉴定
细菌营养缺陷型菌株的诱变和筛选
微生物学实验报告大肠杆菌营养缺陷型菌株的诱变和筛选山东大学生命科学学院2010.6.10大肠杆菌营养缺陷型菌株的诱变和筛选摘要：营养缺陷型菌株或称异养型（auxotroph）菌株是许多微生物生理生化以及遗传研究的重要菌株材料。
此类菌株不仅在生物研究方面有着很重要的作用，而且在生物工程和生物技术上都有很重要的作用。
营养缺陷型菌株的筛选也成为了微生物科学工作者必备的基本实验技能之一。
本实验以大肠杆菌原养型菌株为材料，实验了营养缺陷型的诱变获得及筛选，从而了解细菌营养缺陷性的获得步骤，掌握氨基酸营养缺陷型的筛选方法和鉴别过程。
关键词：营养缺陷紫外诱变筛选生长谱测定大肠杆菌（E.coli）一、背景与原理营养缺陷型菌株指的是因自发突变或诱变丧失合成某些生活必需物质的能力的菌株。
营养缺陷型菌株不能在基本培养基上生长（增殖），必须补充一种或一种以上的营养物质才能生长。
此类突变体在理论研究和生产实践中都有重要意义，是作为研究代谢途径和遗传规律不可少的标记菌种，亦可直接用于生产氨基酸、核苷酸等代谢产物。
例如，顺反子概念的提出、基因工程转化结果的鉴定等，都是利用了营养缺陷型菌株。
.菌株自发突变为营养缺陷型的概率是很低的。
因此现代微生物遗传学实验中，为了有目的的获得营养缺陷型菌株，实验人员往往以人工诱变的方法来获得营养缺陷型。
实验中，以各种致突变因子（物理、化学等）处理待突变细胞，然后进行筛选和鉴定，获得营养缺陷型菌株。
能够用来进行诱变的物质很多，例如各种射线、紫外线、DNA染色剂、碱基类似物、强氧化剂等，但是一般实验室中最常见也最有效地史紫外线诱变法。
在紫外线照射下，DNA发生不同程度的损伤，而且会形成大量的嘧啶二聚体。
处理完细胞后，在防止光复活的前提下，细胞中DNA的损伤得不到有效修复或者只能得到SOS 修复，会形成大量的基因突变，在细胞总量较大的前提下，就有机会获得一定得目的菌株。
用于诱变处理的微生物一般处于对数生长期，那时的细菌对诱变剂的反应最灵敏。
筛选营养缺陷型菌株的方法
工业微生物菌种的选育——营养缺陷型菌株的筛选来源：青岛海博关于菌株的几个概念：野生型菌株：从自然界分离到的微生物在其发生突变前的原始状态。
营养缺陷型：野生型菌株经过人工诱变或自然突变失去合成某种营养的能力，只有在基本培养基中补充所缺乏的营养因子才能生长。
原养型：营养缺陷型菌株经回复突变或重组后产生的菌株，其营养要求在表型上和野生型相同。
关于培养基：基本培养基（minimal medium，MM）：仅能满足微生物野生型菌株生长需要的培养基，用[－]来表示。
完全培养基（complete medium，CM）：凡可满足一切营养缺陷型菌株营养需要的天然或半组合培养基。
用[＋]来表示。
补充培养基（supplemental medium，SM）：凡只能满足相应的营养缺陷型生长需要的组全培养基，它是在基本培养基中加入该菌株不能合成的营养因子而组成。
（一）、营养缺陷型菌株的分离和筛选一般经诱变后，再经中间培养、淘汰野生型、检出营养缺陷型、确定生长谱等。
1、营养缺陷型的诱发营养缺陷型的诱变方法和诱变因子与普通诱变育种基本相同。
2、淘汰野生型在诱变后的存活菌体中营养缺陷型菌株的数量很少，一般仅占存活菌体的百分之几或千分之几，而野生型细胞却大量存在，因而要采取一些措施，尽量淘汰野生型细胞，使缺陷型菌株得以富集，以利于检出。
淘汰野生型菌株的方法有：抗生素法、菌丝过滤法、差别杀菌法和饥饿法等。
（1）抗生素法：细菌用青霉素法：细菌细胞壁的主要成分为肽聚糖，而青霉素能抑制细胞壁肽聚糖链之间的交链，阻止合成完整的细胞壁。
处在生长繁殖过程的细菌对青霉素十分敏感，因而被抑制或杀死，但不能抑制或杀死处休止状态的细菌。
将诱变处理后的菌悬液分离加有抗生素的基本培养基上，培养后野生型细胞由于正常生长繁殖而被杀死，营养缺陷型细胞因不能生长而被保留下来，达到富集目的。
酵母菌用制霉素法：制霉素作用于真菌细胞膜上的甾醇，引起细胞膜的损伤，杀死生长繁殖过程的真菌，起到富集营养缺陷型的作用。
营养缺陷型菌株的筛选和鉴定
营养缺陷型菌株的挑选和鉴定mutugenesis and isolation of auxotroph细菌革兰氏染色法gram stain酵母菌的形态构造观察yeast morphology培养基的配制和灭菌types of mddia and sterlization菌种保藏preservation of cultures细胞计数法conting of cell凝集反响agglutination reactions相差显微镜phase contrast microscope细胞交融cell fusion质粒DNA的提取isolation of plasmid DNA植物DNA的提取isolation of plant DNA多肽的末端分析analysis of terminal of polypeptidePCR扩增DNAPCR amplify DNA fragmentSDS-聚丙烯凝胶电泳SDS-polyacrylamide gel electrophoresis蛋白质的性质properties of protein植物组织培养plant tissue cultureBL-410生物机能实验系统简介the introduction of BL-410 biofunctional experiment system 青蛙坐骨神经-腓肠肌标本的制备preparation methods for nerve-muscle specimen of frog人ABO血型的鉴定Identification of humankind ABO blood group蟾蜍心室肌的期前收缩与代偿性间歇compensatory pause and ventricular extrasystole of ventricular muscle for toad 果蝇的两对因子的自由组合pair factors for free combination of Drosophila植物姊妹染色单体及染色体的区分sister chromatid of plant and differentiate of chromosomeβ-半乳糖苷酶基因〔lac-Z〕的定点突变site-directed mutagenesis of β-galactosidase gene〔lac-Z〕β-半乳糖苷酶的固定化及应用application and immobilization of β-galactosidase大肠杆菌感受态细胞的制备及转化the preparation and transformation of competent cells from Escherichia coli质粒DNA的提取及酶切extraction of plasmid DNA and its detection植物基因组DAN的提取extraction of plant genome DNA小鼠巨噬细胞吞噬实验的观察experimental observation of macrophage cell分小鼠腹腔巨噬细胞的吞噬功能phagocytosis of mice peritoneal macrophage cell动物骨髓细胞染色体标本的制备preparation method of chromosomes for animal marrow cells细菌的形态观察bacteria morphology植物叶绿体色素含量的测定determination of chloroplast pigment in plant根的形态构造morphology of root茎的形态构造morphology of stem植物的各种组织tissus of plants氨基酸的别离鉴定-纸层析法the isolation and identification of amino acid- paper chromatography蛋白质的颜色反响coloration reaction of proteins白菜的组织培养tissue culture of cabbageHigh School Biology Experiment IdeasBy Jennifer Eblin, eHow Contributorupdated: April 28, 20211.One idea involves testing the effects of different substances on plants.High school level biology covers all aspects of biology, including animals, plant life and humans. That should mean it's easy to come up with ascience fair project or a classroom research project, but the amount oftopics sometimes makes it even harder. When you first start researching, you'll find thousands of ideas and it's difficult to decide which one is best for your situation. Provided that you know what you want to do and what your teacher or judges are looking for, it's easy to come up with a greatbiology experiment.Effects on Plants2. Test the effects of different substances on plants. Place plants from thesame source in pots of the same size, then use different types of materials.You can test different types of potting soil against regular dirt or use the same type of potting soil and test other substances. Water the plants with different types of bottled water and tap water from your home and other homes or add a small amount of vinegar and other liquids to see how the plants react to those substances. Observe the effects of the differentsubstances on the plants and measure how quickly each plant grows in comparison to the others.Water Bottles3. Test the amount of germs and toxins found when you refill a water bottle.Start by taking a sample swab from the outside lip of the bottle and looking at the water under a microscope for any bacteria or impurities. Then drink from the bottle as you otherwise would and test the bottle each time you refill it with extra water. Student athletes can even use the same plasticwater bottles they carry with them to practice every day. Each time, you'll want to swab the inside lip of the bottle and look at the swab under amicroscope. Identify any bacteria or toxins by looking at the examplesfound in your textbook.Public Germs4. You might be surprised when you check different public areas for germs.Take swabs at public bathrooms, in your classroom, on the door handles at stores and even books at the public library. Look at the swabs under a microscope and see what types of germs you find. Then offer acomparison of the germs and explain your findings. Discuss which germs are harmful and what levels of germs you found.Hair5. Do a biology experiment focusing on how the hair reacts to differenttypes of products. Test shampoos, conditioners, hair gels, hair sprays and other products. Look for residue left behind by the product, but take a few sample hairs before you begin. Check the consistency and health of the sample hairs under a microscope and compare those results against hairs after using the products. Observe any changes you notice in the look or feel of your hair, as well. Then look for signs that the hair has becomemore damaged or healthier since you used the product. You'll need tonarrow it down to just a few products, but if you have more time, use one product for several days before switching to anotherRead more: High School Biology Experiment Ideas | eHow。
第四节营养缺陷型菌株的筛选
（4）将CM和MM在恒温箱中培养。 （5）二平皿相同方位进行比较，即可发现在MM
平皿上长出的菌落少于CM平板上的。MM上未长 而相应于CM上长出的那几个菌落就可能是缺陷 型。
此法要求平皿上菌落不能太多，菌落之间应 有一定间隔。
CM
MM
２、点种法
用接种针或牙签将CM上长出的菌落在MM和 CM两副平板上接种，依次在相应位置点种，然后 一起培养，观察其生长情况。
影响突变率的因素
①诱变前预培养和诱变后培养
②温度、pH、氧气等外界条件
对诱变效应的影响
③平皿密度效应
第三节营养缺陷型菌株的 缺
途很大。
陷 目前生产氨基酸、核苷酸的菌种都是
型 各种类型的缺陷型。
的 用 途
研究代谢途径，育种技术都必须有营 养缺陷型的菌株为材料。
在基本培养基中加入相应的营养成分； [A][B]
二、筛选营养缺陷型的步骤
诱变 淘汰野生型 检出缺陷型 确定生长谱
（一）诱变方法
用于诱发营养缺陷型的诱变剂有： 亚硝基胍 紫外线 亚硝酸
（二）淘汰野生型
1、抗生素法：加青霉素
MM
原理：
CM
CM MM MM CM
一般细菌可以采用青霉素，酵母可采用制霉菌素。
一、基本概念
二、筛选营养缺陷型的步骤
（一）诱变 （二）淘汰野生型 （三）检出缺陷型 （四）确定生长谱
一、基本概念：
1、野生型菌株（wild type strain） 2、营养缺陷型（auxotroph）：
指通过诱变而产生的缺乏合成某些营养物质 如氨基酸、维生素和碱基等的能力，必须在其 基本培养基中加入相应的营养成分才能正常生 长的变异株。 3、原养型（prototroph）：
细菌营养缺陷型菌株的诱变和筛选
细菌营养缺陷型菌株的诱变和筛选摘要[目的]通过诱变处理，获得并筛选细菌营养缺陷型菌株。
[方法]以大肠杆菌E.coli K12SF+为实验菌株，通过紫外线诱发突变，并用青霉素法淘汰野生型菌株，经过缺陷型菌株的检出、划线复证、生长谱鉴定，最终确定得到菌株的营养缺陷型类型。
[结果]经过诱变处理后，检出了营养缺陷型，经过划线复证发现该菌株并非营养缺陷型；用其他组复证后的营养缺陷型菌株进行生长谱法鉴定，显示没有菌落形成，即没有预期的营养缺陷型菌株出现。
关键词诱变；紫外线；营养缺陷型；生长谱法鉴定；筛选前言随着微生物遗传学及其在生产实践中的不断发展，迫切的需要建立更多的新菌种为科学研究和生产所用。
其中获得微生物菌种的突变菌株就是获得新菌种的一种方法。
通过一定措施，诱发菌种发生突变，改变菌种的性能并选育，得到具有新性能的菌种。
在诱变剂选择时，首先应从诱变剂的普遍性出发，然后再考虑由于不同的生物的DNA碱基排列、GC的含量、细胞生理特性等，对诱变剂表现敏感强弱的差别。
一定剂量的紫外线照射，可以导致细胞发生突变，而且紫外线的安全性较高，易于操作，方便使用。
本实验采用紫外线诱发突变，紫外诱变机理如下：DNA和RNA的嘌呤和嘧啶吸收紫外光后，DNA分子形成嘧啶二聚体，即两个相邻的嘧啶共价连接，二聚体出现会减弱双键间氢键的作用，并引起双链结构扭曲变形，阻碍碱基间的正常配对，从而有可能引起突变或死亡。
另外二聚体的形成，会妨碍双链的解开，因而影响DNA的复制和转录。
总之紫外辐射可以引起碱基转换、颠换、移码突变或缺失，即是所谓的诱变。
在使用紫外诱变时，应注意防止光复活，紫外线照射结束后，要用黑布包裹暗箱培养。
此外，使用任何诱变剂均需考虑其剂量问题。
在计算某一诱变剂对微生物作用的最适剂量时，必须考虑到一切诱变剂都有杀菌和诱变的双重效应。
当杀菌率不高时，诱变率常随剂量的提高而提高，剂量提高到一定的浓度后，诱变率反而下降了。
如果以产量性状为标准，则诱变率的高低还有两种情况：一是产量提高的诱变率，称为正向突变；一是产量降低的诱变率，称为负向突变。
大肠杆菌营养缺陷型菌株的筛选
大肠杆菌营养缺陷型菌株的筛选一、实验原理在以微生物为材料的遗传学研究中，用某些物理因素或化学因素处理细菌，使基因发生突变，丧失合成某一物质(如氨基酸、维生素、核苷酸等)的能力，因而它们不能在基本培养基上生长，必须补充某些物质才能生长。
这样从野生型经诱变筛选得到的菌株，称为营养缺陷型。
筛选营养缺陷型菌株必须经过以下几个步骤:诱变处理、淘汰野生型、检出缺陷型、鉴定缺陷型。
由于本实验是以大肠杆菌为材料，所以根据细菌的特性分别说明筛选的步骤。
诱变剂的作用主要是提高突变频率，它分为物理和化学的二类。
物理诱变剂常用的有X射线、紫外线、快中子、γ射线等诱变处理首先是选择诱变剂，微生物诱变中最常用的物理诱变剂是紫外线。
诱变剂所处理的微生物，一般要求呈单核的单细胞或单孢子的悬浮液，分布均匀，这样可以避免出现不纯的菌落。
用于诱变处理的微生物一般处于对数生长期，那时的细菌对诱变剂的反应最灵敏。
2诱变处理必须选择合适的剂量，剂量的表示有二种，绝对剂量和相对剂量。
绝对剂量的单位以尔格/cm表示，一般用相对剂量。
相对剂量与三个因素有关，这三个因素是:诱变源和处理微生物的距离，诱变源(紫外灯)的功率，以及处理的时间。
前二个因素是固定的，所以通过处理时间控制诱变剂量。
各种微生物的处理最适剂量是不同的，须经预备实验确定。
经处理以后的细菌，缺陷型还是相当少的，必须设法淘汰野生型细胞，提高营养缺陷型细胞所占比例，以达到浓缩缺陷型的目的。
细菌中常用的浓缩法是青霉素法。
青霉素是杀菌剂，它只杀死生长的细胞，对不生长的细胞没有致死作用。
所以在含有青霉素的基本培养基中野生型能长而被杀死，缺陷型不能长被保存得以浓缩。
检出缺陷型的方法有逐个测定法、夹层培养法、限量补给法、影印培养法。
这里主要以逐个测定法为例进行说明。
把经过浓缩的缺陷型菌液接种在完全培养基上，待长出菌落后将每一菌落分别接种在基本培养基和完全培养基上。
凡是在基本培养基上不能生长而在完全培养基上能长的菌落就是营养缺陷型。
营养缺陷型菌株的筛选步骤和方法
营养缺陷型菌株的筛选步骤和方法
嘿，你知道营养缺陷型菌株是啥不？这玩意儿在科研和生产中可有着大用处呢！那怎么筛选营养缺陷型菌株呢？首先，咱得有个出发菌株，就像要找宝藏得先有个起点一样。
然后通过诱变处理，这就好比给菌株来个大变身，让它可能产生新的特性。
接着进行淘汰野生型，把那些不需要的家伙踢出去。
再进行检出缺陷型，这就像在一堆沙子里找金子，得仔细着呢！注意啊，整个过程中可不能马虎，每一步都得精准操作。
要是弄错了，那可就白忙活啦！
说到安全性，只要操作规范，那基本没啥问题。
稳定性嘛，筛选出来的菌株如果保存得当，那还是挺稳定的。
就像你把宝贝放在一个安全的地方，它就不会轻易丢啦！
那营养缺陷型菌株有啥应用场景呢？在生物制药、食品工业等领域都能大显身手。
它的优势可不少呢！比如可以用来研究代谢途径，就像侦探破案一样，通过它能找到生命的奥秘。
还可以作为遗传标记，帮助我们更好地了解生物的遗传特性。
举个实际案例吧！有个实验室在研究某种抗生素的生产，通过筛选营养缺陷型菌株，大大提高了抗生素的产量。
哇塞，这效果简直太棒了！
所以啊，营养缺陷型菌株的筛选真的很重要。
咱可得好好利用这个强大的工具，为科研和生产做出更大的贡献。
工业微生物菌种的选育——营养缺陷型菌株的筛选
工业微生物菌种的选育——营养缺陷型菌株的筛选工业微生物菌种的选育——营养缺陷型菌株的筛选来源：青岛海博关于菌株的几个概念：野生型菌株：从自然界分离到的微生物在其发生突变前的原始状态。
营养缺陷型：野生型菌株经过人工诱变或自然突变失去合成某种营养的能力，只有在基本培养基中补充所缺乏的营养因子才能生长。
原养型：营养缺陷型菌株经回复突变或重组后产生的菌株，其营养要求在表型上和野生型相同关于培养基：基本培养基（minimal medium，MM）：仅能满足微生物野生型菌株生长需要的培养基，用[－]来表示。
完全培养基（complete medium，CM）：凡可满足一切营养缺陷型菌株营养需要的天然或半组合培养基。
用[＋]来表示。
补充培养基（supplemental medium，SM）：凡只能满足相应的营养缺陷型生长需要的组全培养基，它是在基本培养基中加入该菌株不能合成的营养因子而组成。
（一）、营养缺陷型菌株的分离和筛选一般经诱变后，再经中间培养、淘汰野生型、检出营养缺陷型、确定生长谱等。
1、营养缺陷型的诱发营养缺陷型的诱变方法和诱变因子与普通诱变育种基本相同。
2、淘汰野生型在诱变后的存活菌体中营养缺陷型菌株的数量很少，一般仅占存活菌体的百分之几或千分之几，而野生型细胞却大量存在，因而要采取一些措施，尽量淘汰野生型细胞，使缺陷型菌株得以富集，以利于检出。
淘汰野生型菌株的方法有：抗生素法、菌丝过滤法、差别杀菌法和饥饿法等。
（1）抗生素法：细菌用青霉素法：细菌细胞壁的主要成分为肽聚糖，而青霉素能抑制细胞壁肽聚糖链之间的交链，阻止合成完整的细胞壁。
处在生长繁殖过程的细菌对青霉素十分敏感，因而被抑制或杀死，但不能抑制或杀死处休止状态的细菌。
将诱变处理后的菌悬液分离加有抗生素的基本培养基上，培养后野生型细胞由于正常生长繁殖而被杀死，营养缺陷型细胞因不能生长而被保留下来，达到富集目的。
酵母菌用制霉素法：制霉素作用于真菌细胞膜上的甾醇，引起细胞膜的损伤，杀死生长繁殖过程的真菌，起到富集营养缺陷型的作用。
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营养缺陷型菌株的筛选和鉴定 mutugenesis and isolation of auxotroph 细菌革兰氏染色法 gram stain 酵母菌的形态结构观察 yeast morphology 培养基的配制和灭菌 types of mddia and sterlization 菌种保藏 preservation of cultures 细胞计数法 conting of cell 凝集反应 agglutination reactions 相差显微镜 phase contrast microscope 细胞融合 cell fusion 质粒DNA的提取 isolation of plasmid DNA 植物DNA的提取 isolation of plant DNA 多肽的末端分析 analysis of terminal of polypeptide PCR扩增DNA PCR amplify DNA fragment SDS-聚丙烯凝胶电泳 SDS-polyacrylamide gel electrophoresis 蛋白质的性质 properties of protein 植物组织培养 plant tissue culture BL-410生物机能实验系统简介 the introduction of BL-410 biofunctional experiment system 青蛙坐骨神经-腓肠肌标本的制备 preparation methods for nerve-muscle specimen of frog 人ABO血型的鉴定 Identification of humankind ABO blood group 蟾蜍心室肌的期前收缩与代偿性间歇 compensatory pause and ventricular extrasystole of ventricular muscle for toad 果蝇的两对因子的自由组合 pair factors for free combination of Drosophila 植物姊妹染色单体及染色体的区分 sister chromatid of plant and differentiate of chromosome β-半乳糖苷酶基因（lac-Z）的定点突变 site-directed mutagenesis of β-galactosidase gene（lac-Z） β-半乳糖苷酶的固定化及应用 application and immobilization of β-galactosidase 大肠杆菌感受态细胞的制备及转化 the preparation and transformation of competent cells from Escherichia coli 质粒DNA的提取及酶切 extraction of plasmid DNA and its detection 植物基因组DAN的提取 extraction of plant genome DNA 小鼠巨噬细胞吞噬实验的观察 experimental observation of macrophage cell 分小鼠腹腔巨噬细胞的吞噬功能 phagocytosis of mice peritoneal macrophage cell 动物骨髓细胞染色体标本的制备 preparation method of chromosomes for animal marrow cells 细菌的形态观察 bacteria morphology 植物叶绿体色素含量的测定 determination of chloroplast pigment in plant 根的形态结构 morphology of root 茎的形态结构 morphology of stem 植物的各种组织 tissus of plants 氨基酸的分离鉴定-纸层析法 the isolation and identification of amino acid- paper chromatography 蛋白质的颜色反应 coloration reaction of proteins 白菜的组织培养 tissue culture of cabbage High School Biology Experiment Ideas By Jennifer Eblin, eHow Contributor updated: April 28, 2010
1. One idea involves testing the effects of different substances on plants. High school level biology covers all aspects of biology, including animals, plant life and humans. That should mean it's easy to come up with a science fair project or a classroom research project, but the amount of topics sometimes makes it even harder. When you first start researching, you'll find thousands of ideas and it's difficult to decide which one is best for your situation. Provided that you know what you want to do and what your teacher or judges are looking for, it's easy to come up with a great biology experiment.
Effects on Plants 2. Test the effects of different substances on plants. Place plants from the same source in pots of the same size, then use different types of materials. You can test different types of potting soil against regular dirt or use the same type of potting soil and test other substances. Water the plants with different types of bottled water and tap water from your home and other homes or add a small amount of vinegar and other liquids to see how the plants react to those substances. Observe the effects of the different substances on the plants and measure how quickly each plant grows in comparison to the others.
Water Bottles 3. Test the amount of germs and toxins found when you refill a water bottle. Start by taking a sample swab from the outside lip of the bottle and looking at the water under a microscope for any bacteria or impurities. Then drink from the bottle as you otherwise would and test the bottle each time you refill it with extra water. Student athletes can even use the same plastic water bottles they carry with them to practice every day. Each time, you'll want to swab the inside lip of the bottle and look at the swab under a microscope. Identify any bacteria or toxins by looking at the examples found in your textbook.
Public Germs 4. You might be surprised when you check different public areas for germs. Take swabs at public bathrooms, in your classroom, on the door handles at stores and even books at the public library. Look at the swabs under a microscope and see what types of germs you find. Then offer a comparison of the germs and explain your findings. Discuss which germs are harmful and what levels of germs you found.
Hair 5. Do a biology experiment focusing on how the hair reacts to different types of products. Test shampoos, conditioners, hair gels, hair sprays and other products. Look for residue left behind by the product, but take a few sample hairs before you begin. Check the consistency and health of the sample hairs under a microscope and compare those results against hairs after using the products. Observe any changes you notice in the look or feel of your hair, as well. Then look for signs that the hair has become more damaged or healthier since you used the product. You'll need to narrow it down to just a few products, but if you have more time, use one product for several days before switching to another