环境微生物学微生物的生长与代谢学习教案

1、会计学1环境微生物学环境微生物学(wi shn w xu)微生物的微生物的生长与代谢生长与代谢第一页，共69页。第1页/共68页第二页，共69页。(1) 分离 (2) 培养(3) 纯培养的保存(bocn)与复壮第2页/共68页第三页，共69页。一、微生物纯培养(piyng)的概念实验室条件下，由一个微生物细胞(xbo)或一种细胞(xbo)群繁殖得到的后代。第3页/共68页第四页，共69页。二、微生物纯培养(piyng)技术纯培养(piyng)基本步骤： (2) 培养(1) 分离第4页/共68页第五页，共69页。第5页/共68页第六页，共69页。第6页/共68页第七页，共69页。第7页/共68页

2、第八页，共69页。第8页/共68页第九页，共69页。第9页/共68页第十页，共69页。稀释倒平板法涂布平板法平板划线分离法单细胞挑取法纯培养方法第10页/共68页第十一页，共69页。二、微生物纯培养(piyng)技术第11页/共68页第十二页，共69页。二、微生物纯培养(piyng)技术1、稀释(xsh)平板分离法：倾注平板法和涂布平板法。 基本过程：（1）梯度稀释(xsh)过程；（2）分离培养过程涂布倾注(qngzh)梯 度 稀 释 过 程10-110-210-310-410-510-6第12页/共68页第十三页，共69页。4) 操作(cozu)要点： 无菌操作(cozu)稀释平板分离法使用

3、(shyng)过程中的几个问题1) 梯度稀释度的确定： 需分离(fnl)微生物在样品中的数量2) 选择菌落接种的依据： a、菌落特征； b、菌体的特征3) 微生物纯培养的标准： 菌落特征一致性第13页/共68页第十四页，共69页。二、微生物纯培养(piyng)技术第14页/共68页第十五页，共69页。第15页/共68页第十六页，共69页。第16页/共68页第十七页，共69页。可在平板表面得到单菌落。可在平板表面得到单菌落。二、微生物纯培养(piyng)技术第17页/共68页第十八页，共69页。第18页/共68页第十九页，共69页。第19页/共68页第二十页，共69页。第20页/共68页第二十一

4、页，共69页。第21页/共68页第二十二页，共69页。特点：快速、方便。 分区(fn q)划线（适用于浓度较大的样品） 连续划线（适用于浓度较小的样品）第22页/共68页第二十三页，共69页。4、单细胞挑取法： 从待分离(fnl)材料中挑取一个细胞来培养，从而获得纯培养的过程。二、微生物纯培养(piyng)技术第23页/共68页第二十四页，共69页。第24页/共68页第二十五页，共69页。三、目标(mbio)微生物纯培养筛选的基本思路、待分离(fnl)样品的确定、培养基的选择(xunz)、纯化过程环境条件的控制（温度、空气、P、抑制剂）（）第25页/共68页第二十六页，共69页。（一）纯培养的

5、保存试管(shgun)斜面培养基低温、干燥、隔绝空气四、纯培养(piyng)的保存与复壮1、灭菌彻底2、棉塞大小(dxio)要合适3、无菌操作保存过程的注意点：防止杂菌污染。第26页/共68页第二十七页，共69页。第27页/共68页第二十八页，共69页。第28页/共68页第二十九页，共69页。（二）纯培养的衰退(shuitu)与复壮四、纯培养的保存(bocn)与复壮衰退的原因：衰老、变异衰退的表现：生长缓慢优良性状的丧失抗逆性下降衰退的预防：控制继代频率创造良好的培养条件采取有效的保存方式复壮狭义（被动）广义（主动）复壮方法：选优汰劣第29页/共68页第三十页，共69页。微生物生长(shngz

6、hng)的指标(生物量的测定)细胞(xbo)群体数量的增加细胞(xbo)群体总重量增加从群体水平(shupng)上衡量(间接的测定方法)第30页/共68页第三十一页，共69页。n在一定时间和条件下细胞数量在一定时间和条件下细胞数量的增加，这是微生物群体生长的增加，这是微生物群体生长的定义。的定义。第31页/共68页第三十二页，共69页。第32页/共68页第三十三页，共69页。n细菌的群体细菌的群体(qnt)(qnt)生长繁殖生长繁殖第33页/共68页第三十四页，共69页。一、微生物生长量的测定(cdng)微生物生长量的测定(cdng)微生物数量(shling)的测定显微镜直接计数法稀释平板计数

7、法最大概率法比浊法称重法含N量测定法DNA含量测定法ATP含量测定法代谢活性法微生物重量的测定第34页/共68页第三十五页，共69页。(一) 微生物数量的测定 1、显微镜直接计数法 使用细菌计数板或血球(xuqi)计数板在显微镜下直接计数。 优点：操作简便，计数直观。一、微生物生长量的测定(cdng)第35页/共68页第三十六页，共69页。第36页/共68页第三十七页，共69页。第37页/共68页第三十八页，共69页。第38页/共68页第三十九页，共69页。(一) 微生物数量的测定 2、稀释平板计数(j sh)法 对样品稀释培养，据形成的菌落数计数(j sh)。 优点：传统计数(j sh)方法

8、。对设备要求不高。一、微生物生长量的测定(cdng)10-310-510-410-6第39页/共68页第四十页，共69页。第40页/共68页第四十一页，共69页。第41页/共68页第四十二页，共69页。平平板板菌菌落落计计数数法法最常用的活菌计数法。将适当稀释的菌液倾注平板或涂布在平板表面，经保温培养后，以平板上出现的菌落数乘以稀释度就可以计算出原菌液的含菌量。直径9cm的培养皿平板上出现菌落数一般以50500为宜。按照国家标准规定的样品菌落总数测定的计数原则，以平板菌落数在30300之间为报告依据。9ml 9ml9ml9ml1ml1ml1ml1ml1ml1ml1ml222第42页/共68页第

9、四十三页，共69页。第43页/共68页第四十四页，共69页。(一) 微生物数量的测定 、比浊计数法根据细菌悬浮液的吸光度测定其数量。 优点(yudin)：简便，直接。一、微生物生长量的测定(cdng)第44页/共68页第四十五页，共69页。(二) 微生物重量的测定 1、称重法 用离心或过滤的方法将菌体从培养基中分离(fnl)、冼净，称湿重或干重。 优 点：简单可靠。 一、微生物生长量的测定(cdng)在活性污泥法中采用的指标：（1）混合液悬浮固体(MLSS)（粗放测定） 污泥干燥-称重(W1)（2）挥发性悬浮固体(MLVSS)（相对准确） 上述已称重污泥-马福炉(500度2小时(xiosh)-

10、冷却-称重(W2)第45页/共68页第四十六页，共69页。(二) 微生物重量的测定 2、含氮量测定法 根据(gnj)样品中菌体蛋白质含量计算微生物重量的方法。 一、微生物生长量的测定(cdng)原理(yunl)：（1）微生物蛋白质含量稳定 （2）氮是蛋白质的稳定成分 (蛋白质量=6.25总含N量)优点：测定准确。第46页/共68页第四十七页，共69页。二、细菌(xjn)分批培养群体生长规律分批培养：将少量的细菌接种到一定体积的液体培养基中，在适宜的条件(tiojin)下培养，最后一次性收获的过程。生长曲线：细菌(xjn)在新的适宜的环境中生长、繁殖、衰老、死亡的动态变化。第47页/共68页第四

11、十八页，共69页。期稳定期衰亡期n单细胞微生物的典型生长曲线二、细菌分批培养群体生长(shngzhng)规律 根据细菌(xjn)生长繁殖速率将生长曲线分四个阶段：第48页/共68页第四十九页，共69页。滞留(zhli)适应期二、细菌分批培养群体生长(shngzhng)规律特 点：分裂迟缓(chhun)、代谢活跃。产生原因：（2） 细胞分裂必需因子的缺乏（1）接种时的机械损伤引延迟期（滞留适应期）第49页/共68页第五十页，共69页。延迟(ynch)期（滞留适应期）4、菌株的遗传性滞留(zhli)适应期二、细菌(xjn)分批培养群体生长规律研究滞留适期长短的意义？影响延迟期长短的因素：1、培养基

12、成分2、接种物菌龄3、接种量第50页/共68页第五十一页，共69页。对数(du sh)期（指数生长期）特点： （1）代谢(dixi)活性强 （2）世代时短而稳定对数(du sh)生长期二、细菌分批培养群体生长规律第51页/共68页第五十二页，共69页。对数(du sh)期（指数生长期）对数(du sh)生长期二、细菌分批培养群体生长(shngzhng)规律见教材P93Nt=2n N0n=3.33(lgNt-lgN0) G=t/n=0.301t/(lgNt-lgN0) n繁殖代数 G世代时(每繁殖一代所需的时间) N0对数生长期开始微生物数量 Nt对数生长期经过时间t后微生物数量第52页/共68

13、页第五十三页，共69页。稳定期（最高生长量期）最高生长量期特 点：1、细菌数量增加率为0。2、部分细菌大量积累(jli)代谢产物。细菌(xjn)数量增加率为0的原因?二、细菌分批培养群体(qnt)生长规律第53页/共68页第五十四页，共69页。衰亡(shuiwng)期特 点：菌体活性降低、大量死亡(swng)； 细胞畸变、自溶 革兰氏染色不稳定衰亡(shuiwng)期二、细菌分批培养群体生长规律第54页/共68页第五十五页，共69页。什么(shn me)时期菌体代谢产物最多什么时期细菌细胞(xbo)代谢活性最强什么(shn me)时候细菌细胞总数最多什么时期细菌细胞生长速度最快什么时期世代时间

14、短而稳定对数生长期最高生长量最高生长量对数生长期对数生长期小 结二、细菌分批培养群体生长规律第55页/共68页第五十六页，共69页。第56页/共68页第五十七页，共69页。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，另一方面以溢流方式流出培养液，使培养物达到动态平衡(pnghng)，其中的微生物就能长期保持对数期的平衡(pnghng)生长状态和稳定的生长速率。单批培养 恒浊法恒化法 单批培养连续培养时间连续流入新鲜培养液lg细胞数（个/ml）连续培养 第57页/共68页第五十八页，共69页。二、连续培养 以一定流速输入新鲜(xn xin)培养液并

15、流出培养物，确保流出的老菌数等于新增殖数，使培养保持对数生长的过程。 优 点：一定生理状态实验材料(cilio) 提高工业生产效益第58页/共68页第五十九页，共69页。保持细菌(xjn)培养液浊度恒浊培养(piyng)二、连续培养保持(boch)细菌培养液营养物质浓度恒化培养第59页/共68页第六十页，共69页。概念：以恒定流速使营养物质浓度恒定而保持细菌生长速率恒定的方法。 原理：通过控制某一种营养物浓度（如碳、氮源、生长因子等） ，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，并使微生物始终在低于其最高生长速率条件下进行生长繁殖。特点：维持(wich)营养成分的亚适量，控制微生

16、物生长速率。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。应用范围：实验室科学研究第60页/共68页第六十一页，共69页。第61页/共68页第六十二页，共69页。概念：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。原理：通过调节新鲜培养基流入的速度和培养物流出的速度来维持菌浓度不变,即浊度不变。主要采用恒浊器，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。特点：基质过量，微生物始终以最高速率进行生长，并可在允许范围内控制不同的菌体密度；但工艺复杂(fz)，烦琐。使用范围：用于生产大量(dling)菌体、生产与菌体生长相平行的某些代谢产物，如乳酸、乙醇

17、等。第62页/共68页第六十三页，共69页。装置装置控制对象控制对象培养基培养基培养基流速培养基流速生长速率生长速率产物产物应用范围应用范围恒浊器菌体密度（内控制）无限制生长因子不恒定最高大量菌体或与菌体形成相平行的产物生产为主恒化器培养基流速（外控制）有限制生长因子恒定低于最高不同生长速率的菌体实验室为主第63页/共68页第六十四页，共69页。分批培养与连续培养特征(tzhng)的比较相同点：群体(qnt)培养特征不同点：分批培养：经历四个时期 连续培养：理论(lln)上,对数生长期第64页/共68页第六十五页，共69页。三、同步(tngb)培养通过诱导或选择，使所有细胞处于(chy)同一生长阶段。低于适温度 适温培养 2、选择(xunz)法：滤膜过滤1、诱导法：控制温度、培养基成分等获得同步培养的方法硝酸纤维薄膜法第65页/共68页第六十六页，共69页。同步培养(piyng)生长曲线特点三、同步(tngb)培养群体(qnt)生长是一次性跳跃