第六章生长与繁殖

第六章生长与繁殖第1页，课件共125页，创作于2023年2月内容提要

第一节微生物的个体生长第二节细菌的群体生长繁殖第三节真菌的生长与繁殖第四节环境对生长的影响及生长的测定第五节微生物生长繁殖的控制第2页，课件共125页，创作于2023年2月第3页，课件共125页，创作于2023年2月第4页，课件共125页，创作于2023年2月第二节细菌的群体生长繁殖第5页，课件共125页，创作于2023年2月第6页，课件共125页，创作于2023年2月第7页，课件共125页，创作于2023年2月——生长曲线（growthcurve）第8页，课件共125页，创作于2023年2月第9页，课件共125页，创作于2023年2月第10页，课件共125页，创作于2023年2月第11页，课件共125页，创作于2023年2月第12页，课件共125页，创作于2023年2月第13页，课件共125页，创作于2023年2月对数生长期（logphase）第14页，课件共125页，创作于2023年2月稳定生长期（stationaryphase）第15页，课件共125页，创作于2023年2月第16页，课件共125页，创作于2023年2月衰亡期（deathphase）第17页，课件共125页，创作于2023年2月衰亡期（deathphase）第18页，课件共125页，创作于2023年2月二、细菌生长的数学模型第19页，课件共125页，创作于2023年2月第20页，课件共125页，创作于2023年2月第21页，课件共125页，创作于2023年2月第22页，课件共125页，创作于2023年2月第23页，课件共125页，创作于2023年2月第24页，课件共125页，创作于2023年2月第25页，课件共125页，创作于2023年2月第26页，课件共125页，创作于2023年2月第27页，课件共125页，创作于2023年2月第28页，课件共125页，创作于2023年2月第29页，课件共125页，创作于2023年2月

根据培养器内微生物的生长密度，借助光电控制系统来控制培养液流速，使细菌保持恒定的浑浊度的培养方法。第30页，课件共125页，创作于2023年2月第31页，课件共125页，创作于2023年2月比较对象装置控制对象生长限制因子生长速度产物应用范围恒化培养恒化器培养液流速有低于最高生长速度不同生长速度菌体实验室为主恒浊培养恒浊器菌液密度无最高生长速度大量菌体或与菌体生长平行代谢产物生产为主第32页，课件共125页，创作于2023年2月与分批培养相比连续培养的优缺点

优点

缩短生产周期；提高生产设备的利用效率；降低产品成本；缺点菌种容易退化；培养时间长，容易污染杂菌；营养物的利用率低于分批单批培养。第33页，课件共125页，创作于2023年2月

第一节微生物的个体生长第二节细菌的群体生长繁殖第三节真菌的生长与繁殖第四节环境对生长的影响及测定第五节微生物生长繁殖的控制第六章微生物的生长繁殖及其控制√√第34页，课件共125页，创作于2023年2月细菌的群体生长繁殖分批培养（batchculture）连续培养(continuousculture)第35页，课件共125页，创作于2023年2月第三节真菌的生长与繁殖第36页，课件共125页，创作于2023年2月

菌丝（hypha)真菌营养体的基本单位,由细胞壁包裹的中空管状结构无色透明，直径一般3～10μm有分枝，有的有隔膜或有的无隔膜许多菌丝分枝连接，相互交织在一起所构成的群体。

菌丝体（mycelium)菌丝体一、丝状真菌的生长第37页，课件共125页，创作于2023年2月

无隔菌丝无横隔膜整个菌丝为一无隔的多核细胞生长表现为菌丝的延长、细胞核增多，无细胞数目的增加

有隔菌丝菌丝中有隔膜，被隔开的一段菌丝就是一个细胞每个细胞内有一至多个核隔膜上有单孔或多孔，细胞质和细胞核可自由流通第38页，课件共125页，创作于2023年2月丝状真菌的生长第39页，课件共125页，创作于2023年2月

菌丝的特异化（菌丝变态）

为适应不同的环境条件和更有效地摄取营养满足生长发育的需要，许多霉菌的菌丝可以分化成一些特殊的形态和组织，这种特化的形态称为菌丝变态。

假根附着胞吸器菌核子实体菌网和菌环第40页，课件共125页，创作于2023年2月

根霉属真菌的匍匐枝与营养基质接触处分化出的根状结构，有固着和吸收养料的功能。从假根向上形成孢子囊梗和孢子囊。

假根(rhizoid)

第41页，课件共125页，创作于2023年2月

许多病原真菌和菌根真菌孢子萌发形成的牙管或菌丝顶端的膨大部分，可以牢固地附着在寄主体表面，其下方产生侵入钉，穿透寄主的表层细胞壁进入细胞内吸取营养附着胞(appressorium)第42页，课件共125页，创作于2023年2月第43页，课件共125页，创作于2023年2月1999年science报道了Bechingerts将物理和生物学方法相接合，测定了真菌刺盘孢（C.graminicola）附着胞的压力为5.35Mpa第44页，课件共125页，创作于2023年2月

某些寄生性真菌从菌丝上分化出来的旁枝,侵入寄主的细胞内分化成指状、球状或丝状结构，用以吸收寄主细胞内的养料。吸器(haustorium)第45页，课件共125页，创作于2023年2月大量菌丝聚集成的紧密组织，是一种休眠体，可抵抗不良的环境条件。其外层组织坚硬，颜色较深；内层疏松，大多呈白色。如药用的茯苓、麦角都是菌核。

麦角菌的菌核

菌核(sclerotium)第46页，课件共125页，创作于2023年2月菌核在核盘菌整个生长发育过程中的发挥重要作用通过抑制菌核的形成和萌发控制菌核病的发生第47页，课件共125页，创作于2023年2月是由真菌的营养菌丝和生殖菌丝缠结而成的具有一定形状的产孢结构。子实体（fruitingboby）第48页，课件共125页，创作于2023年2月

菌丝交织成套状或网状，用以捕捉线虫和微小动物，然后进一步从环上或网上生出菌丝侵入虫体吸收养料。菌环(ring)和菌网(net)：第49页，课件共125页，创作于2023年2月3、有性孢子繁殖卵孢子(oospore)接合孢子(zygospore)子囊孢子(ascospore)担孢子(basidiospore)1、断裂增殖节孢子游动孢子厚垣孢子孢囊孢子分生孢子2、无性孢子繁殖二、丝状真菌的繁殖第50页，课件共125页，创作于2023年2月菌丝的碎片或截段可发育成新的个体；发酵工业利用这一特性进行生产。

分裂繁殖第51页，课件共125页，创作于2023年2月节孢子（arthrospore)节孢子菌丝生长到一定阶段时出现横隔膜，然后从隔膜处断裂而形成的细胞称为节孢子。如白地霉产生的节孢子。无性孢子游动孢子厚垣孢子节孢子分生孢子孢囊孢子第52页，课件共125页，创作于2023年2月游动孢子(zoosporangiospore)：由菌丝膨大而形成的游动孢子囊内产生的圆形、梨形或肾形，具有鞭毛，能游动的孢子，见于低等水生真菌——鞭毛菌亚门。游动孢子囊横隔无性孢子游动孢子厚垣孢子节孢子分生孢子孢囊孢子第53页，课件共125页，创作于2023年2月在菌丝中间或顶端的个别细胞膨大，原生质浓缩和细胞壁加厚而形成的休眠孢子，称为厚垣孢子。是霉菌度过不良环境的休眠细胞，环境好转萌发为菌丝体。厚垣孢子(chlamydospore)无性孢子游动孢子厚垣孢子节孢子分生孢子孢囊孢子第54页，课件共125页，创作于2023年2月孢囊孢子(sporangiospores)：在孢子囊内形成的孢子叫孢囊孢子。孢子囊(sporangium)是由菌丝顶端细胞膨大而成，膨大部分的下方形成隔膜与菌丝隔开，膨大细胞的原生质分化成许多小块，每小块可发育成一个孢子。毛霉的孢子囊孢子囊壁破裂露出包囊孢子囊轴无性孢子游动孢子厚垣孢子节孢子分生孢子孢囊孢子第55页，课件共125页，创作于2023年2月分生孢子(conidiospore)

分生孢子是最常见的一类无性孢子，产生于分生孢子梗上。分生孢子梗由菌丝分化形成。分生孢子有单生、成链或成簇等排列方式。分生孢子分生孢子梗无性孢子游动孢子厚垣孢子节孢子分生孢子孢囊孢子第56页，课件共125页，创作于2023年2月有性繁殖

定义：经过两性细胞（或菌丝）结合而产生新个体的繁殖方式。多发生在特定条件下,在一般培养基上不常见。有性孢子类型：

卵孢子接合孢子子囊孢子担孢子第57页，课件共125页，创作于2023年2月有性繁殖三个阶段第一阶段质配(plasmogamy)：两个性细胞接触后进行结合，细胞质融合在一起，两个性细胞的核共存于同一细胞中，称双核细胞，但这两个核不结合，每个核的染色体数目都是单倍的(可用n+n表示)；第二阶段核配(karyogamy)：质配后，双核细胞中的两个核融合，产生出二倍体接合子核，核的染色体数是双倍的(用2n表示)。第三段减数分裂(meiosis)：核配后经一定发展阶段，具有双倍体的细胞核，通过减数分裂，核中的染色体数上目又恢复到单倍体状态。

第58页，课件共125页，创作于2023年2月

定义：菌丝分化成形状不同的雄器和藏卵器，雄器与藏卵器结合后所形成的有性孢子叫卵孢子。

形成：当雄器与藏卵器配合时，雄器中的原生质与细胞核通过受精管进入藏卵器与卵球配合，卵球生出外壁形成卵孢子。藏卵器雄器卵孢子卵孢子(oospore)第59页，课件共125页，创作于2023年2月

由菌丝分化成两个形状相同或相似的两个配子囊结合而形成的有性孢子称为接合孢子。接合孢子(zygospore)形成过程：a.菌丝→原配子囊b.原配子囊→配子囊c.配子囊结合形成接合孢子根霉的接合孢子第60页，课件共125页，创作于2023年2月同宗配合(Hemothallism)：单一的孢子囊孢子萌发后形成的菌丝，甚至同一菌丝的分枝相互接触，而形成接合孢子的过程。异宗配合(Heterothallism)：是不同菌系的菌丝相遇后，才能形成接合孢子，这两种有亲和力的菌系在形态上并无区别。同宗配合与异宗配合根据产生接合孢子的菌丝来源或亲和力不同,可将接合分为两种情况：第61页，课件共125页，创作于2023年2月

在子囊中形成的有性孢子称为子囊孢子。多个子囊外面被菌丝包围形成子实体称为子囊果。子囊果主要有三种类型:闭囊壳：子囊产生于完全封闭的子囊果内。子囊壳：子囊果成熟时出现一个小孔，通过孔口放出子囊孢子。子囊盘：子囊基部有多层菌丝组成盘状,子囊平行排列其上。子囊孢子(ascospore)闭囊壳子囊壳子囊盘第62页，课件共125页，创作于2023年2月子囊孢子的形成和形状第63页，课件共125页，创作于2023年2月

菌丝经过特殊的分化和有性结合形成担子，在担子上形成的有性孢子即为担孢子。担孢子是担子菌的有性孢子。担孢子(basidiospore)第64页，课件共125页，创作于2023年2月第三节真菌的生长与繁殖3、有性孢子繁殖卵孢子(oospore)接合孢子(zygospore)子囊孢子(ascospore)担孢子(basidiospore)1、断裂增殖节孢子游动孢子厚垣孢子孢囊孢子分生孢子2、无性孢子繁殖一、丝状真菌的生长繁殖第65页，课件共125页，创作于2023年2月根霉的生活史孢囊孢子接合孢子第66页，课件共125页，创作于2023年2月FromJeffreyA.RollinsofUF核盘菌生活史III第67页，课件共125页，创作于2023年2月酵母菌（yeast）是一群单细胞的真核微生物酵母菌是无分类学意义的普通名称单细胞呈圆形、卵圆形直径一般比细菌大10倍左右三、酵母菌的生长繁殖第68页，课件共125页，创作于2023年2月无性繁殖：芽殖、裂殖、无性孢子有性繁殖：子囊孢子繁殖方式三、酵母菌的生长繁殖第69页，课件共125页，创作于2023年2月

酵母进行无性繁殖的主要方式。成熟的酵母细胞生长出一个小芽，芽细胞长到一定程度后从细胞上脱落下来，即为新个体。出芽方式：多边出芽、两端出芽、三边出芽、单边出芽。几次出芽不脱落，子代细胞连在一起成为链状,称为假菌丝。1、出芽繁殖第70页，课件共125页，创作于2023年2月第71页，课件共125页，创作于2023年2月第72页，课件共125页，创作于2023年2月第73页，课件共125页，创作于2023年2月第74页，课件共125页，创作于2023年2月第75页，课件共125页，创作于2023年2月

第一节微生物的个体生长第二节细菌的群体生长繁殖第三节真菌的生长与繁殖第四节环境对生长的影响及测定第五节微生物生长繁殖的控制第六章微生物的生长繁殖及其控制√√√第76页，课件共125页，创作于2023年2月第四节微生物生长的测定

课本，p151第77页，课件共125页，创作于2023年2月第四节微生物生长的测定第78页，课件共125页，创作于2023年2月第79页，课件共125页，创作于2023年2月第80页，课件共125页，创作于2023年2月第81页，课件共125页，创作于2023年2月第82页，课件共125页，创作于2023年2月第83页，课件共125页，创作于2023年2月

对样品稀释培养，据形成的菌落数计数。传统计数方法。对设备要求不高。缺点：不能培养出所用细菌。计数最佳范围：30—300.第84页，课件共125页，创作于2023年2月第85页，课件共125页，创作于2023年2月第86页，课件共125页，创作于2023年2月第87页，课件共125页，创作于2023年2月第88页，课件共125页，创作于2023年2月第89页，课件共125页，创作于2023年2月第90页，课件共125页，创作于2023年2月直接计数法和间接计数法的具体方法及优缺点：

直接计数法：通常是利用细菌计数板或血球计数板，在显微镜下直接技术一定容积里样品中的微生物的数量。

优点：简便、易行，成本低，且能观察细胞大小及形态特征。

缺点：样品中细胞数量不能太少，否则影响计数的准确性，且该方法不能区分活细胞和死细胞。

间接计数法又称活菌计数法，一般是将适当稀释的样品涂布在琼脂培养基表面，培养后活细胞能形成清晰的菌落，通过技术就可知道样品中的活菌数。平板涂布和倾斜平板均可用于活菌计数。

优点：简单灵敏，广泛用于食品、水体及土壤样品中活菌的计数。

缺点：可能因操作不熟练使得细胞未均匀分散或由于培养基不合适不能满足所有微生物的需求而导致结果偏低，或使用倾倒平板技术时因培养基温度过高损伤细胞等原因造成结果不稳定等。第91页，课件共125页，创作于2023年2月第92页，课件共125页，创作于2023年2月最低生长温度最高生长温度最适生长温度第93页，课件共125页，创作于2023年2月微生物生长的温度类型微生物类型生长温度范围（℃）分布区域最低最适最高嗜冷微生物专性嗜冷型—125～1515～20地球两极地区兼性嗜冷型－5～015～2025～30海洋、冷泉、冷藏食品嗜温微生物室温型10～2020～3540～45腐生环境体温型10～2035～4040～45寄生环境嗜热微生物25～4550～6070～95温泉、堆肥、土壤第94页，课件共125页，创作于2023年2月第95页，课件共125页，创作于2023年2月例如：酿酒酵母

pH=4.0-5.0酒精发酵；

pH>7.6发酵产物含有酒精、甘油、乙酸。例如：黑曲霉pH值=2-3，产物以柠檬酸为主，只产少量草酸。pH值=7左右，产物以草酸为主，只产少量柠檬酸。同一微生物环境pH值不同，可能积累不同的代谢产物。氢离子浓度对微生物的作用机制：

①影响细胞质膜电荷和养料吸收；

②影响酶的活性；

③改变环境养料的可给性和有害物质的毒性。第96页，课件共125页，创作于2023年2月微生物对氧的需要和耐受力在不同的类群变化很大，根据微生物与氧的关系,将微生物分为几种类群:需氧性（好气性）微生物厌氧性（厌气性）微生物

专性需氧：必须有O2才能生活；兼性需氧：有O2时生长更好；微需氧性：仅需低于大气中O2。

微耐氧性：不需O2，有O2可以生活；兼性厌氧：有O2无O2均能生活；专性厌氧：O2有毒害或致死作用。3、氧第97页，课件共125页，创作于2023年2月厌氧菌的氧毒害机制——SOD学说氧使生物产出对其有毒害的代谢产物，如H2O2、超氧阴离子等。超氧阴离子反应力极强，可破坏膜和重要生物大分子，对微生物造成毒害或致死。好氧微生物具有降解这些产物的酶，如过氧化氢酶、过氧化物酶、超氧化物歧化酶(superoxidedismutase,SOD)等.严格厌氧菌并不是被气态的氧所杀死，而是由于缺乏SOD，不能解除某些氧代谢产物的毒性，被生物体内产生的超氧阴离子毒害致死。 H2O+O22O2·+2H+ O2+H2O2 2H2OSOD好氧生物和耐氧细菌过氧化氢酶

好氧生物过氧化物酶NADH2 NAD耐氧菌第98页，课件共125页，创作于2023年2月第99页，课件共125页，创作于2023年2月

（见P154）

第100页，课件共125页，创作于2023年2月第101页，课件共125页，创作于2023年2月P155第102页，课件共125页，创作于2023年2月有机化合物——酚、醇、醛、酸、表面活性剂酚类：

3－5％的石碳酸（苯酚）溶液几分钟即可致死细菌，甲酚杀菌力最强，甲酚皂液（来苏尔）为甲酚和肥皂的混合液。醇类：破坏细胞膜结构，蛋白质变性剂；对芽孢和无包膜的病毒杀灭效果较差；

70％乙醇杀菌效果最好。

醛类：与蛋白质中的氨基酸基团共价结合，使蛋白质变性纯甲醛为气体，37－40％水液为福尔马林。酒精浓度越高杀菌效果越好吗？第103页，课件共125页，创作于2023年2月无机化合物——卤化物、重金属、氧化剂、无机酸、碱重金属及其化合物作用最强的是Hg,Ag,Cu,

作用机理：使蛋白质变性，使酶失活。

0.2％HgCl2（升汞）溶液是实验室常用的表面杀菌剂；

CuSO4对真菌、藻类有强杀伤力，波尔多（CuSO4＋CaO）防治植物真菌病害。卤化物常用氯，碘碘杀菌力强，2－2.5％碘溶于75％乙醇形成碘酒，用于皮肤消毒。氯气及氯化物常用于水及食品消毒，氯气与水结合放出原子氧（O）是强氧化剂杀死微生物。第104页，课件共125页，创作于2023年2月第105页，课件共125页，创作于2023年2月第106页，课件共125页，创作于2023年2月第107页，课件共125页，创作于2023年2月第108页，课件共125页，创作于2023年2月第109页，课件共125页，创作于2023年2月第110页，课件共125页，创作于2023年2月

参见P157

十倍减少时间：在一定温度下杀死样品中90%微生物或孢子所需要的时间。第111页，课件共125页，创作于2023年2月高温对微生物的影响

细胞死亡的原因：高温引起蛋白质凝固，酶变性失活，代谢停止死亡。

利用高温灭菌

（sterilization)高温灭菌法干热灭菌法火焰灼烧法烘箱热空气灭菌法湿热灭菌法巴氏消毒法煮沸消毒法间歇灭菌法高压蒸汽灭菌法第112页，课件共125页，创作于2023年2月第113页，课件共125页，创作于2023年2月超高温灭菌P159第114页，课件共125页，创作于2023年2月

热蒸汽比热空气穿透力更强；蛋白质含水量越高，蛋白越容易变性凝固；蒸汽存在潜热，当气体转变成液体时可放出大量热量。湿热易破坏细胞内蛋白质的稳定性，主要破坏氢键结构。相同温度下，湿热灭菌比干热灭菌效果好比较项目干热90℃90℃相对湿度20%80%白喉棒杆菌24h2h2min痢疾杆菌3h2h2min伤寒杆菌3h2h2min葡萄球菌8h3h2min干热与湿热空气对不同细胞的致死时间第115页，课件共125页，创作于2023年2月

第116页，课件共125页，创作于2023年2月

第117页，课件共125页，创作于2023年2月不能去除:

病毒、支原体Ｌ型细菌第118页，课件共125页，创作于2023年2月第119页，课件共125页，创作于2023年2月

第一节微生物的个体生长√第二节细菌的群体生长繁殖√第三节真菌的生长与繁殖√第四节环境对生长的影响及生长的测定√第五节微生物生长繁殖的控制微生物的生长繁殖及其控制第120页，课件共125页，创作于2023年2月本章要求掌握分批培养微生物的群体生长经历那几个时期，各时期特点及如何利用微生物的生长规律来指导生产；理解获得细菌同步生长的方法；掌握霉菌菌丝的特化形式及其定义；掌握酵母菌、霉菌的繁殖方式掌握真菌无性孢子、有性孢子类型；掌握直接计数和间接计数的具体方法及优缺点；理解影响微生物生长的主要因素；理解细菌耐药机制；理解控制微生物的物理因素有哪些？掌握常用的高温灭菌方法有哪些？掌握概念：分批培养、同步培养、连续培养、灭菌、消毒、第121页，课件共125页，创作于2023年2月1．试述单个细菌细胞的生长与细菌群体生长的区别

单个细菌细胞的生长，是细胞物质按比例不可逆地增加使细胞体积增大的过程；细菌群体生长，是细胞数量或细胞物质量的增加。细菌的生长与繁殖两个过程很难绝对分开，接种时往往是接种成千上万的群体数量，因此，微生物的生长一般是指群体生长。

第122页，课件共125页，创作于2023年2月2．用来测定细菌生长量的直接计数法和间接计数法一般采用什么具体的方法?并从实际应用、优点、使用的局限性3个方面加以具体分析。

直接计数法通常是利用细菌计数