微生物生长及控制演示文稿

微生物生长及控制演示文稿目前一页\总数二十九页\编于十八点《微生物学》（优选）第五章微生物生长及控制目前二页\总数二十九页\编于十八点《微生物学》微生物的营养物质构成微生物细胞的元素大量元素：

C、H、O、N、P、S、K、Na、Mg、Ca等在细胞中含量大，为大量元素。微量元素：

Fe、Mn、Cu、Co、Zn、Mo等的含量极少，为微量元素，但在微生物生长、代谢中起重要作用，一般参与酶的组成或使酶活化。通常需要量在10-6-10-8mol/L(培养基中含量)。目前三页\总数二十九页\编于十八点《微生物学》微生物的营养物质微生物细胞的化学组成水无机盐及无机离子有机物小分子有机物大分子有机物有机高分子聚合物复合高分子聚合物（和无机离子）目前四页\总数二十九页\编于十八点《微生物学》微生物的营养物质微生物的营养物质-----5大类营养物质碳源：构成细胞内碳素来源的物质，包括有机碳和无机碳；氮源：构成细胞内氮素来源的物质，包括有机氮、无机氮；无机盐：够成细胞内无机离子的盐类。生长因子：细胞不能合成，或合成量不足，但对细胞生长起关键作用的小分子量有机物，常见的三类：氨基酸、嘌呤碱及其衍生物和维生素。除此外，还有其他的一些。水：微生物细胞对水的需求，主要与水的活度有关，不同微生物对水的活度要求不同。目前五页\总数二十九页\编于十八点《微生物学》微生物的营养类型1、光能无机自养型：以光能为能量，以CO2为唯一碳源或主要碳源，以无机物如水、硫化氢、硫代硫酸钠或其他无机化合物为电子供体，使CO2固定成单糖，并释放分子氧、硫的营养类型。如单细胞藻类和蓝细菌；

CO2+H2O[CH2O]n+O2↑（藻类，蓝细菌）CO2+H2S[CH2O]n+S↓（光合细菌）光能叶绿素光能菌绿素目前六页\总数二十九页\编于十八点《微生物学》微生物的营养类型2、光能有机自养型：以光能为能源，以CO2为唯一碳源或主要碳源，以简单有机物为电子供体，使CO2固定成单糖的营养类型。如红螺菌属的一些种类。光能2CH3)2CHOH+CO22CH3C0CH3+[CH20]n+H2O

光合色素

3、化能无机自养型：以环境中不同氧化还原态离子之间发生转换的电位差（电势能）为能源，以以CO2为唯一碳源或主要碳源，以氢气、硫化氢、二价铁离子或亚硝酸盐等为供氢体，使CO2固定成细胞物质。如氢细菌、硝化细菌、铁细菌等。目前七页\总数二十九页\编于十八点《微生物学》微生物的营养类型4、化能有机异养型：以天然有机物为碳源和能源，细胞将天然有机物运输到细胞内在细胞内降解，同时，释放出能量细胞所需。常见大多数微生物都是化能有机异养型的生物，如很多细菌，全部的真菌、原生动物。如果利用的有机物是死亡的有机残体，则是腐生型。如果是从活的细胞或生物体内获得有机物作为营养物，则是寄生型。有的类群是先杀死有机体，再吸取营养；有的类群是只能从活的细胞内吸取营养，为专性寄生。目前八页\总数二十九页\编于十八点《微生物学》微生物细胞代谢微生物细胞代谢：两个方面：物质代谢和能量代谢。物质代谢：营养物质分解（分解代谢）、细胞物质合成（合成代谢）、废物排出；分解代谢有三种情况：第一种情况：需要有最终电子受体，如氧气、处于氧化态的无机离子等，可分三个阶段：首先是细胞外大分子有机物水解成小分子有机物；第二、小分子物质被运输进细胞，进一步降解成更为简单的乙酰辅酶A、丙酮酸以及能进入三羧酸循环的某些中间产物，在这个阶段会产生一些ATP、NADH及FADH2；第三、通过三羧酸循环将第二阶段产物完全降解生成CO2，并产生ATP、NADH及FADH2。

第二和第三阶段产生的ATP、NADH及FADH2通过电子传递链被氧化，可产生大量的ATP。目前九页\总数二十九页\编于十八点《微生物学》第一种请况:有最终电子受体，被运输到细胞内的小分子有机营养物被降解成丙酮酸等小分子中间产物，降解中发生的氧化还原反应产生的电子通过电子传递链传递，释放大量能量，电子最终传递给最终电子受体。

呼吸作用：通过呼吸链传递电子的高效产能方式，如果最终电子受体是分子氧，称为有氧呼吸，如绝大多数真菌的呼吸作用；如果最终电子受体是环境中存在的氧化态无机离子，称为无氧呼吸，如化能无机营养型微生物的呼吸作用。第二种情况：不需要最终电子受体，没有呼吸连或呼吸连不起作用，有机物氧化脱下的电子被交给细胞内处于氧化态的小分子有机中间产物，使其被还原，这个过程也有一定能量产生就，这种产能方式叫发酵作用。被还原的产物为各种发酵产物，依据产物种类叫各种发酵，如乳酸发酵，酒精发酵等。目前十页\总数二十九页\编于十八点《微生物学》发酵作用：细胞内氧化还原反应产生的电子不经过呼吸链传递的一种低效率的产能方式。如乳酸菌的产能方式。第三种情况：细胞内同时具有两种产能方式，但只在一种环境下使用一种产能方式，如酵母菌，有氧气，就进行呼吸产能，细胞大量繁殖。没有氧气，就进行发酵产能，细胞极少繁殖，但产生大量酒精。目前十一页\总数二十九页\编于十八点《微生物学》微生物细胞代谢能量的产生、存储和消耗能量的产生：细胞内氧化还原反应，电子传递与否。有电子传递链——呼吸作用（有氧呼吸和无氧呼吸）；没有电子传递链——发酵作用（发酵类型）；

能量的存贮:ATP形成：氧化磷酸化；底物水平磷酸化；光合磷酸化；能量的消耗：热能散失；用于合成代谢；用于细胞内、外物质转运；用于细胞运动。目前十二页\总数二十九页\编于十八点《微生物学》微生物人工培养微生物纯培养：通过一定的技术手段，得到的某种微生物的纯后代。有些可通过人工配制营养物进行纯培养，这是人工直接纯培养。有些专性寄生或绝对共生微生物不能在人工配置的营养物上生长，如菌根真菌，可通过人工种植植物（如三叶草、玉米）来实现纯培养，这是一种间接纯培养方法。所及，纯培养既是过程，也是结果。菌种：人工培养的用于科研和生产的微生物繁殖材料，细菌和酵母菌是细胞，放线菌和霉菌是菌丝及产生的孢子的混合物；大型真菌是菌丝。菌株：理论上是单细胞繁殖起来的纯后代。品种：在食用菌栽培中经过人工筛选和选育的具有生产价值的优良菌株。目前十三页\总数二十九页\编于十八点《微生物学》微生物的人工培养微生物人工直接纯培养包括四步：1）培养基配制；2）培养基灭菌；3)微生物分离纯化；4)转管培养。培养基及培养基制作：培养基定义：人工配置的适合微生物生长繁殖或积累代谢产物的营养基质。培养基的配方。培养基斜面、培养基平板。培养基类型：培养基配制原则和配置过程：配置原则：配置过程：目前十四页\总数二十九页\编于十八点《微生物学》微生物的人工培养消毒和灭菌技术：消毒：医学上是指用物理或化学方法杀灭病原微生物，在微生物学上。消毒是指用物理或化学方法减少环境中的微生物数量。物理方法常用的如巴氏消毒、紫外线消毒（安装紫外灯）或流动性物质如空气过滤、液体过滤。化学方法就是各使用各种消毒剂。灭菌或除菌：采用物理方法杀死或滤除所有的微生物细胞。物理方法如干热灭菌、湿热灭菌(常压蒸汽灭菌、高压蒸汽灭菌、超高温瞬时灭菌）、灼烧灭菌、间歇灭菌、辐射灭菌、流动性物质的过滤除菌等。目前十五页\总数二十九页\编于十八点《微生物学》目前十六页\总数二十九页\编于十八点《微生物学》微生物培养技术纯培养方法稀释平板法（常用）平板划线分离纯化（常用，单细胞或真菌孢子分离）组织分离法（常用，农业上主要用于病原真菌的分离霉菌常用孟加拉红培养基、蘑菇组织分离，常用，马马铃薯培养基等）孢子分离法（较常用，用于产生孢子的腐生或寄生真菌分离，霉菌常用孟加拉红培养基，蘑菇常用马铃薯培养基）微生物的培养：固体平板培养、天然固体基质培养以及液体培养等。目前十七页\总数二十九页\编于十八点《微生物学》微生物的平板培养培养目前十八页\总数二十九页\编于十八点《微生物学》不同微生物的平板培养菌落目前十九页\总数二十九页\编于十八点《微生物学》微生物人工培养微生物菌种保藏技术：目的:微生物菌种是重要的生物资源，菌种保藏的目的是在一定的条件下使菌种不死亡、不污染杂菌、缓变异。菌种保藏技术是重要的微生物学技术。对于基础研究和生产都极其关键。保藏思路：创造一个微生物细胞的不活跃环境。保藏方法：低温保藏：斜面冰箱冷藏（所有的微生物纯培养物）；-20度低温保藏（单细胞微生物）；-70度超低温冰箱保藏（单细胞微生物）；液氮保藏（所有的微生物纯培养物）。干燥保藏：灭菌干燥的沙土管保藏；冷冻真空干燥保藏；这两种保藏方法针对细胞或孢子；自然基质保藏：结合低温条件，采用某种微生物自然生长的基质，灭菌后，将微生物接种，培养好后放低温环境保藏。目前二十页\总数二十九页\编于十八点《微生物学》微生物生长及控制影响微生物生长的因素：营养因素：五大营养物质浓度及比例。环境因素：生物的环境指生物体外的空间。包括生物环境和非生物环境。生物环境指的是生物间相互关系；非生物环境指影响生物生长发育的环境条件，主要包括：光、热（温度）、水(水份含量及湿度）、气（O2/CO2比例或氧分压)、酸碱度、环境化学因子、射线等。目前二十一页\总数二十九页\编于十八点《微生物学》微生物生长及控制影响微生物生长的环境因素：温度：温度对微生物生长对微生物的影响，主要表现在影响细胞及周围营养物的化学特性，如原生质发生变化、酶催化能力发生变化，体外营养物的物理化学性质发生变化等。温度对微生物细胞的影响主要涉及两个方面：温度三基点：能生长的最低温度；生长最适温度；能生长的最高温度。依据不同微生物最适生长温度不同，可将微生物分成5种温度类型：即

嗜热微生物、高温型微生物、中温型微生物、低温型微生物、嗜冷微生物。目前二十二页\总数二十九页\编于十八点《微生物学》微生物生长及控制不同生理阶段对温度要求不同：某些微生物，在不同的生理时期对温度的要求也可能是不同的，如真菌，菌丝生长的最适温度不同，孢子萌发的最适温度不同，产生子实体的最适温度不同等。温度应用：适温培养；低温保藏菌种；高温杀（灭）菌。水分：水含量（水活度）；空气湿度（针对菇类栽培）。应用：适宜水含量用于培养；高糖、高盐环境用于保藏食品；干燥环境用于保藏菌种；适宜空气湿度用于菇类栽培。氧及氧分压：不同微生物生长对氧及氧分压的要求不同，依据这个不同可把微生物分为好养性微生物、兼性好氧型微生物、耐氧性微生物和厌氧性微生物。目前二十三页\总数二十九页\编于十八点《微生物学》微生物生长及控制氢离子浓度（pH）：不同微生物的生长pH范围；微生物培养过程中pH调节措施。辐射；利用紫外线或射线的强电离或强氧化作用，使染色体结构发生改变，导致细胞死亡或变异。常用紫外线消毒或诱变育种；放射性同位素诱变育种或辐射灭菌。化学药物：用于消毒或杀菌、抑菌、诱变育种。目前二十四页\总数二十九页\编于十八点《微生物学》微生物生长及控制微生物生长测定：微生物由于个体微小，所以不以微生物个体变化来表示其生长，只能以群体变化来反应某种微生物的生长特点及影响其生长的因素。微生物生长测定指标：生物量变化：单细胞微生物细胞数量变化；（细胞数量或液体培养的光密度值（分光光度计的OD值）微生物重量（干重、湿重）变化。蛋白质总量变化；DNA总量变化；目前二十五页\总数二十九页\编于十八点《微生物学》微生物生长及控制生理指标变化：呼吸热CO2产生速度；某个主要营养物如糖的消耗速度酸碱度变化某个主要产物的生成速度目前二十六页\总数二十九页\编于十八点《微生物学》微生物生长及控制微生物生长规律：某种微生物在特定条件下，表现出特定的生长特点，不同微生物的生长特点不同，当环境条件发生变化的时候，将会发生变化。生长曲线：如果以时间为横坐标，以生物量或生理指标为纵坐标，将多个时间点的对应生物量或指标连成线，就得到一条生长曲线。不同微生物在纯培养条件下的生长曲线不相同，当微生物生长环境条件发生变化时，生长曲线也会发生变化。生物量测定：细胞数量测定：显微镜直接测定；稀释平板菌落计数；目前二