微生物生长与生活环境

1、第四章 微生物生长与生活环境第一节第一节 微生物纯培养微生物纯培养第二节第二节 微生物纯培养群体生长规律微生物纯培养群体生长规律第三节第三节 微生物的生活环境微生物的生活环境第一节第一节 微生物纯培养微生物纯培养一、微生物纯培养的概念一、微生物纯培养的概念实验室条件下，由一个微生物细胞或一种细胞群繁殖得实验室条件下，由一个微生物细胞或一种细胞群繁殖得到的后代。到的后代。第一节第一节 微生物纯培养微生物纯培养二、微生物纯培养技术二、微生物纯培养技术纯培养基本步骤：纯培养基本步骤：稀释平皿法稀释平皿法划线法划线法单细胞挑取法单细胞挑取法纯培养方法纯培养方法 (2) 培养培养(1) 分离分离第一节第

2、一节 微生物纯培养微生物纯培养二、微生物纯培养技术二、微生物纯培养技术1、稀释平板分离法、稀释平板分离法：倾注平板法和涂布平板法。：倾注平板法和涂布平板法。 基本过程：（基本过程：（1）梯度稀释过程；（）梯度稀释过程；（2）分离培养过程）分离培养过程涂布涂布倾注倾注梯梯 度度 稀稀 释释 过过 程程10-110-210-310-410-510-6第一节第一节 微生物纯培养微生物纯培养二、微生物纯培养技术二、微生物纯培养技术4) 操作要点：操作要点： 无菌操作无菌操作稀释平板分离法使用过程中的几个问题稀释平板分离法使用过程中的几个问题1) 梯度稀释度的确定：梯度稀释度的确定： 需分离微生物在样品

3、中的数量需分离微生物在样品中的数量2) 选择菌落接种的依据：选择菌落接种的依据： a、菌落特征；、菌落特征； b、菌体的特征、菌体的特征3) 微生物纯培养的标准：微生物纯培养的标准： 菌落特征一致性菌落特征一致性2、单细胞挑取法：、单细胞挑取法： 从待分离材料中挑取从待分离材料中挑取一个细胞来培养，从而获一个细胞来培养，从而获得纯培养的过程。得纯培养的过程。第一节第一节 微生物纯培养微生物纯培养二、微生物纯培养技术二、微生物纯培养技术3、平皿划线法、平皿划线法 用接种环沾少许待分离的材料，在培养基表面进行多次平行划线，使微用接种环沾少许待分离的材料，在培养基表面进行多次平行划线，使微生物细胞分

4、开生长以获得微生物纯培养的过程。生物细胞分开生长以获得微生物纯培养的过程。第一节第一节 微生物纯培养微生物纯培养二、微生物纯培养技术二、微生物纯培养技术第一节第一节 微生物纯培养微生物纯培养三、目标微生物纯培养筛选的基本思路三、目标微生物纯培养筛选的基本思路、待分离样品的确定、待分离样品的确定、培养基的选择、培养基的选择、纯化过程环境条件的控制、纯化过程环境条件的控制（温度、空气、（温度、空气、P、抑制剂）、抑制剂）（一）纯培养的保存（一）纯培养的保存试管斜面培养基低温、干燥、隔绝空气试管斜面培养基低温、干燥、隔绝空气第一节第一节 微生物纯培养微生物纯培养四、纯培养的保存与复壮四、纯培养的保存

5、与复壮1、灭菌彻底、灭菌彻底2、棉塞大小要合适、棉塞大小要合适 3、无菌操作、无菌操作保存过程的注意点保存过程的注意点：防止杂菌污染。：防止杂菌污染。（二）纯培养的衰退与复壮（二）纯培养的衰退与复壮第一节第一节 微生物纯培养微生物纯培养四、纯培养的保存与复壮四、纯培养的保存与复壮衰退的原因：衰退的原因：衰老、变异衰老、变异衰退的表现：衰退的表现：生长缓慢生长缓慢优良性状的丧失优良性状的丧失抗逆性下降抗逆性下降衰退的预防：衰退的预防：控制继代频率控制继代频率创造良好的培养条件创造良好的培养条件采取有效的保存方式采取有效的保存方式复壮复壮狭义（被动）狭义（被动）广义（主动）广义（主动）复壮方法：复

6、壮方法：选优选优汰劣汰劣第二节第二节 微生物纯培养群体生长规律微生物纯培养群体生长规律微生物生长的指标微生物生长的指标(生物量生物量的测定的测定)细胞群体数量的增加细胞群体数量的增加细胞群体总重量增加细胞群体总重量增加从从群体水平群体水平上衡量上衡量(间接的测定方法间接的测定方法)一、微生物生长量的测定一、微生物生长量的测定第二节第二节 微生物纯培养群体生长规律微生物纯培养群体生长规律微生物生长量的测定微生物生长量的测定微生物数量的测定微生物数量的测定显微镜直接计数法显微镜直接计数法稀释平板计数法稀释平板计数法最大概率法最大概率法比浊法比浊法称重法称重法含含N量测定法量测定法DNA含量测定法含

7、量测定法ATP含量测定法含量测定法代谢活性法代谢活性法微生物重量的测定微生物重量的测定(一一) 微生物数量的测定微生物数量的测定 1、显微镜直接计数法、显微镜直接计数法 使用细菌计数板或血球计数板在显微镜下直接计数。使用细菌计数板或血球计数板在显微镜下直接计数。 优点优点：操作简便，计数直观。：操作简便，计数直观。一、微生物生长量的测定一、微生物生长量的测定第二节第二节 微生物纯培养群体生长规律微生物纯培养群体生长规律(一一) 微生物数量的测定微生物数量的测定 2、稀释平板计数法、稀释平板计数法 对样品稀释培养，据形成的菌落数计数。对样品稀释培养，据形成的菌落数计数。 优点优点：传统计数方法。

8、对设备要求不高。：传统计数方法。对设备要求不高。一、微生物生长量的测定一、微生物生长量的测定第二节第二节 微生物纯培养群体生长规律微生物纯培养群体生长规律10-310-510-410-6(一一) 微生物数量的测定微生物数量的测定 、比浊计数法、比浊计数法根据细菌悬浮液的吸光度测定其数量。根据细菌悬浮液的吸光度测定其数量。 优点优点：简便，直接。：简便，直接。一、微生物生长量的测定一、微生物生长量的测定第二节第二节 微生物纯培养群体生长规律微生物纯培养群体生长规律(二二) 微生物重量的测定微生物重量的测定 1、称重法、称重法 用离心或过滤的方法将菌体从培养基中分离、冼净，称湿重或干重。用离心或过

9、滤的方法将菌体从培养基中分离、冼净，称湿重或干重。 优优 点：点：简单可靠。简单可靠。 一、微生物生长量的测定一、微生物生长量的测定第二节第二节 微生物纯培养群体生长规律微生物纯培养群体生长规律在活性污泥法中采用的指标：在活性污泥法中采用的指标：（1）混合液悬浮固体）混合液悬浮固体(MLSS)（粗放测定）（粗放测定）（2）挥发性悬浮固体）挥发性悬浮固体(MLVSS)（相对准确）（相对准确）(二二) 微生物重量的测定微生物重量的测定 2、含氮量测定法、含氮量测定法 根据样品中菌体蛋白质含量计算微生物重量的方法。根据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一、微生物生长量

10、的测定第二节第二节 微生物纯培养群体生长规律微生物纯培养群体生长规律原理原理：（：（1）微生物蛋白质含量稳定）微生物蛋白质含量稳定 （2）氮是蛋白质的稳定成分）氮是蛋白质的稳定成分 (蛋白质量蛋白质量=6.25总含总含N量量)优点优点：测定准确。：测定准确。二、细菌分批培养群体生长规律二、细菌分批培养群体生长规律第二节第二节 微生物纯培养群体生长规律微生物纯培养群体生长规律分批培养分批培养：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：将少量的细菌接种到一定体积的液体培养基中，在适宜的条件下培养，最后一次性收获的过程。下培养，最后一次性收获的过程。生长曲线生长曲线：细菌在新的适宜的环

11、境中生长、：细菌在新的适宜的环境中生长、繁殖、衰老、死亡的动态变化。繁殖、衰老、死亡的动态变化。 根据细菌生长繁殖速率将生长曲线分四个阶段：根据细菌生长繁殖速率将生长曲线分四个阶段：第二节第二节 微生物纯培养群体生长规律微生物纯培养群体生长规律缓慢期缓慢期 对数期对数期 稳定期稳定期 衰亡期衰亡期二、细菌分批培养群体生长规律二、细菌分批培养群体生长规律第二节第二节 微生物纯培养群体生长规律微生物纯培养群体生长规律缓慢期（缓慢期（延迟期、滞留适应期）滞留适应期滞留适应期二、细菌分批培养群体生长规律二、细菌分批培养群体生长规律特特 点：点：分裂迟缓、代谢活跃。分裂迟缓、代谢活跃。产生原因：产生原因

12、：（2） 细胞分裂必需因子的缺乏细胞分裂必需因子的缺乏（1）接种时的机械损伤引）接种时的机械损伤引第二节第二节 微生物纯培养群体生长规律微生物纯培养群体生长规律缓慢期（缓慢期（延迟期、滞留适应期）4、菌株的遗传性、菌株的遗传性滞留适应期滞留适应期二、细菌分批培养群体生长规律二、细菌分批培养群体生长规律研究滞留适期长短的意义？研究滞留适期长短的意义？影响滞留适应期长短的因素影响滞留适应期长短的因素1、培养基成分、培养基成分2、接种物菌龄、接种物菌龄3、接种量、接种量第二节第二节 微生物纯培养群体生长规律微生物纯培养群体生长规律对数期对数期（指数生长期）指数生长期）特点：特点： （1）代谢活性）代

13、谢活性 （2）世代时）世代时对数生长期对数生长期二、细菌分批培养群体生长规律二、细菌分批培养群体生长规律第二节第二节 微生物纯培养群体生长规律微生物纯培养群体生长规律对数期对数期（指数生长期）指数生长期）对数生长期对数生长期二、细菌分批培养群体生长规律二、细菌分批培养群体生长规律Nt=2n N0n=3.33(lgNt-lgN0) G=t/n=0.301t/(lgNt-lgN0) n繁殖代数繁殖代数 G世代时世代时(每繁殖一代所需的时间每繁殖一代所需的时间) N0对数生长期开始微生物数量对数生长期开始微生物数量 Nt对数生长期经过时间对数生长期经过时间t后微生物数量后微生物数量第二节第二节 微生

14、物纯培养群体生长规律微生物纯培养群体生长规律稳定期稳定期（最高生长量期）（最高生长量期）最高生长量期最高生长量期特特 点：点：1、细菌数量增加率为、细菌数量增加率为0。2、部分细菌大量积累代谢产物。、部分细菌大量积累代谢产物。细菌数量增加率为细菌数量增加率为0的原因的原因?二、细菌分批培养群体生长规律二、细菌分批培养群体生长规律第二节第二节 微生物纯培养群体生长规律微生物纯培养群体生长规律衰亡期衰亡期特特 点：菌体活性降低、大量死亡；点：菌体活性降低、大量死亡； 细胞畸变、自溶细胞畸变、自溶 革兰氏染色不稳定革兰氏染色不稳定衰亡期衰亡期二、细菌分批培养群体生长规律二、细菌分批培养群体生长规律什

15、么时期菌体代谢产物最多什么时期菌体代谢产物最多什么时期细菌细胞代谢活性最强什么时期细菌细胞代谢活性最强什么时候细菌细胞总数最多什么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细菌细胞生长速度最快什么时期世代时间短而稳定什么时期世代时间短而稳定对数生长期对数生长期最高生长量最高生长量最高生长量最高生长量对数生长期对数生长期对数生长期对数生长期第二节第二节 微生物纯培养群体生长规律微生物纯培养群体生长规律小小 结结二、细菌分批培养群体生长规律二、细菌分批培养群体生长规律第二节第二节 微生物纯培养群体生长规律微生物纯培养群体生长规律三、连续培养三、连续培养 以一定流速输入新鲜培养液并流出

16、培养物，确保流出的老菌数等于新以一定流速输入新鲜培养液并流出培养物，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。增殖数，使培养保持对数生长的过程。 优优 点：点：一定生理状态实验材料一定生理状态实验材料 提高工业生产效益提高工业生产效益保持细菌培养液浊度保持细菌培养液浊度恒浊培养恒浊培养第二节第二节 微生物纯培养群体生长规律微生物纯培养群体生长规律三、连续培养三、连续培养保持细菌培养液营养物质浓度保持细菌培养液营养物质浓度恒化培养恒化培养分批培养与连续培养特征的比较分批培养与连续培养特征的比较第二节第二节 微生物纯培养群体生长规律微生物纯培养群体生长规律相同点：相同点：群体培养特征

17、不能反映各个体的生长状况群体培养特征不能反映各个体的生长状况不同点：不同点：分批培养：经历四个时期分批培养：经历四个时期 连续培养：理论上连续培养：理论上,对数生长期对数生长期第二节第二节 微生物纯培养群体生长规律微生物纯培养群体生长规律三、同步培养三、同步培养通过诱导或选择，使所有细胞处于同一生长阶段。通过诱导或选择，使所有细胞处于同一生长阶段。低于适温度低于适温度 适温培养适温培养 2、选择法：、选择法：滤膜过滤滤膜过滤1、诱导法：、诱导法：控制温度、培养基成分等控制温度、培养基成分等获得同步培养的方法获得同步培养的方法硝酸纤维薄膜法硝酸纤维薄膜法同步培养生长曲线特点同步培养生长曲线特点第

18、二节第二节 微生物纯培养群体生长规律微生物纯培养群体生长规律三、同步培养三、同步培养群体生长是一次性跳跃过程群体生长是一次性跳跃过程维持的代数维持的代数1-2代代（？）（？）第三节第三节 微生物的生活环境微生物的生活环境极端环境条件对微生物的影响极端环境条件对微生物的影响 死死 亡亡环境条件一定范围的变化，影响环境条件一定范围的变化，影响形态形态生理生理生长生长繁殖繁殖温度温度O2氧化还原电位氧化还原电位水分水分辐射辐射化学药物化学药物pH影响微生物生长的主要环境因子影响微生物生长的主要环境因子第三节第三节 微生物的生活环境微生物的生活环境一、温度一、温度1、温度对微生物生长的影响、温度对微生

19、物生长的影响微生物的生长温度类型微生物的生长温度类型低低 温温 型型中中 温温 型型高高 温温 型型温度对微生物生长的影响温度对微生物生长的影响高温：蛋白质变性高温：蛋白质变性 酶失活酶失活 核糖体解体核糖体解体 致死时间、致死温度致死时间、致死温度低温：酶活性下降、新陈代谢缓慢低温：酶活性下降、新陈代谢缓慢微生物的三种基本温度微生物的三种基本温度最低生长温度最低生长温度最高生长温度最高生长温度最适生长温度最适生长温度第二节第二节 微生物的生活环境微生物的生活环境2、高温灭菌、高温灭菌一、温度一、温度高温灭菌高温灭菌湿热灭菌湿热灭菌干热灭菌：干燥条件，干热灭菌：干燥条件，160维持维持1-2h

20、。高压蒸汽灭菌法：密闭条件下，水加热蒸发形成高压高压蒸汽灭菌法：密闭条件下，水加热蒸发形成高压 的同时产生高温。利用高温杀死菌。的同时产生高温。利用高温杀死菌。巴斯德消毒法：采用巴斯德消毒法：采用60-70的温度处理的温度处理15-30min 的消毒方法。的消毒方法。间歇灭菌法：间歇灭菌法：100，30-60min 冷却，冷却，37培养培养1d反复三次反复三次第二节第二节 微生物的生活环境微生物的生活环境3、低温保藏、低温保藏一、温度一、温度菌种保存（试管斜面或孢子砂土管）菌种保存（试管斜面或孢子砂土管）食品保藏食品保藏特例：流感杆菌、脑膜炎球菌特例：流感杆菌、脑膜炎球菌第二节第二节 微生物的

21、生活环境微生物的生活环境二、氧化还原电位二、氧化还原电位Eh好气性微生物好气性微生物 Eh0.1V，而以，而以0.3-0.4v为宜为宜兼性厌气微生物兼性厌气微生物Eh0.1v行好气呼吸行好气呼吸厌气性微生物厌气性微生物Eh值值0.1V以下以下 第二节第二节 微生物的生活环境微生物的生活环境二、水分二、水分1、水分对微生物生长的影响：、水分对微生物生长的影响： 细菌最适水的活度值：细菌最适水的活度值：0.93-0.99 酵母菌最适水的活度值：酵母菌最适水的活度值：0.88-0.91 霉菌最适水的活度值：霉菌最适水的活度值： 0.802、应用：、应用：干燥法保存物品干燥法保存物品 食品的冷冻干燥食

22、品的冷冻干燥水的活度小于水的活度小于0.60-0.70时时 多数微生物：休眠、部分出现细胞脱水、蛋白质变性多数微生物：休眠、部分出现细胞脱水、蛋白质变性第二节第二节 微生物的生活环境微生物的生活环境三、辐三、辐 射射 辐射：能量通过空间传递的一种物理现象。辐射：能量通过空间传递的一种物理现象。 1、可见光：（、可见光：（400nm800nm） 对微生物的作用：对微生物的作用：光氧化作用：光氧化作用：有氧条件下，光线被细胞有氧条件下，光线被细胞内色素吸收，使酶或其它敏感成分失活内色素吸收，使酶或其它敏感成分失活引起的微生物死亡。引起的微生物死亡。（3）光氧化作用。）光氧化作用。（1）能源）能源（

23、2）刺激担子菌子实体形成）刺激担子菌子实体形成2、紫外线：、紫外线：杀菌波长范围：杀菌波长范围：240300nm 杀菌力最强范围：杀菌力最强范围： 255265nm 第二节第二节 微生物的生活环境微生物的生活环境三、辐三、辐 射射紫外线杀菌特点：紫外线杀菌特点： 穿透力弱，用作穿透力弱，用作表面消毒表面消毒或或空气灭菌空气灭菌 3、电离辐射、电离辐射第二节第二节 微生物的生活环境微生物的生活环境三、辐三、辐 射射高能电磁波照射后发生的电离作用。高能电磁波照射后发生的电离作用。电离辐射对微生物的作用：电离辐射对微生物的作用： 粮食、果蔬、畜禽产品、饮料以及卫生材料杀菌处理粮食、果蔬、畜禽产品、饮料以及卫生材料杀菌处理低剂量低剂量(500伦琴伦琴)：促进生长、诱发变异：促进生长、诱发变异高剂量（高剂量（10万伦琴）：杀菌作用万伦琴）：杀菌作用实际应用：实际应用：（X射线、射线、射线等）射线等）第二节第二节 微生物的生活环境微生物的生活环境四、化