微生物的生长测定技术-微生物的生长规律

模块八微生物的生长测定技术Microbialgrowthdeterminationtechniques任务二微生物的生长规律知识目标：掌握单细胞微生物生长规律熟悉单细胞微生物典型生长曲线的测定方法技能目标：能够进行生长曲线的测定能够通过微生物的生长状况评价不同的抗菌物质对微生物产生抑制或杀死作用的效果内容导入在适宜的条件下，如果提供充足的养料，并及时排出代谢废物，细菌能够以较高速度繁殖，如漂浮假单胞杆菌27℃，9.8min即可繁殖一代。通常可将少量微生物接种到一定体积的液体培养基中来研究微生物的生长规律。任务内容一、细菌的同步生长二、生长曲线及其意义一、细菌的同步生长（1）利用电子显微镜观察细胞的超薄切片细菌细胞虽小，但与其他生物细胞或个体一样，也有从小到大的生长过程。目前研究单个细菌生长的技术有两种：（2）使用同步培养（Synchronousculture）技术一、细菌的同步生长所谓同步培养技术是设法使群体中的所有细胞尽可能处于相同的生长状态或细胞周期，然后对群体的各种生理生化特征加以分析，进而了解单个细胞所发生的变化。通过同步培养使细胞群体处于相同的分裂状态，即为同步生长（Synchronousgrowth）。一、细菌的同步生长（1）通过环境条件来诱导同步性例如用变换温度、光线或对处于稳定期的培养物添加新鲜培养基等；获得细菌同步生长的方法主要有两类：一、细菌的同步生长（2）通过物理学方法选择出同步的群体一般可用选择性过滤或梯度离心法来达到。在这两种方法中，由于诱导法可能造成与正常细胞循环周期不同的周期变化，所以不及选择法好，在生理学研究中尤为明显。获得细菌同步生长的方法主要有两类：二、生长曲线将少量的细菌纯培养物接种到恒定体积的液体培养基后，定时取样测定培养基中的细胞数量，可以发现细菌的群体生长具有一定的规律。若以时间作横坐标，以活菌数的对数值作纵坐标，可以绘制出一条类似于S型的曲线，称为细菌的生长曲线。二、生长曲线大多数细菌通过二分裂的方式进行繁殖，即由一个细胞经过分裂形成两个大小几乎相似的子细胞，每个子细胞再经过分裂，又各自产生两个子细胞，如此，每分裂一次即为一个世代。每经过一个世代，群体数量就增加一倍。世代时间（代时）二、生长曲线迟滞期对数期稳定期衰亡期t0lgN根据细菌生长繁殖速率将生长曲线分四个阶段：一、细菌的同步生长当细菌接种到新鲜的培养基后，需要经过一定时间来调节自身的生理机能，以适应新环境。因此，在曲线开始的一段时间，细胞数量几乎不增加，生长速率趋近于零，曲线平缓。后期由于细胞逐渐适应了新环境，细胞开始进入活跃生长期，少数细胞开始分裂，曲线开始上升。1、滞留适应期（生长停滞期，Lagphase）二、生长曲线生长速率常数等于零细胞变长、体积增大胞内贮藏物消耗，RNA含量增加原生质均匀，呈嗜碱性特点代谢活跃，产生各种诱导酶对不良环境条件敏感二、生长曲线菌种特性接种龄接种量培养条件影响延滞期长短的因素：接种对数生长期的菌种，采用最适菌龄加大接种量用与培养菌种相同组成分的培养基缩短延滞期的方法：一、细菌的同步生长细菌在完全适应新环境后，细胞开始转入旺盛生长，生长速率达到最大值，细胞呈几何级数（2n）增加，代时稳定，生长曲线表现为一条上升的直线。2、对数生长期（指数期，Logphase）二、生长曲线生长速率常数K最大代谢活性强、繁殖速度最快在形态、大小、生理特性和化学组成上基本处于一致特点二、生长曲线影响对数生长期的因素有：菌种、营养成分、营养物浓度和培养温度等。补充营养物，调节环境因子，排除有害代谢产物把握指数期的方法：一般可在这一时期测定不同细菌的代时，也可用作研究生理生化和遗传变异的材料或作为生产和科研的菌种。一、细菌的同步生长在对数期以后，由于营养物质逐渐消耗，有害代谢产物积累，pH值变化等，使细胞生活力下降，细胞的繁殖速率开始下降，而死亡率上升，当二者趋于平衡时，群体的活菌数达到最高并保持一段时间的相对稳定。3、最高生长期（稳定期，Stationaryphase）一、细菌的同步生长活菌数保持相对稳定，总菌数达最高水平细胞生理上处于衰老，代谢活力钝化，细胞成分合成缓慢。细菌代谢物积累达到最高峰特点芽孢杆菌这时开始形成芽孢这是生产收获时期一、细菌的同步生长维持稳定期的方法：通过补料、调节pH值、温度或增大通气量等措施来延长稳定期。在这一时期收获菌体细胞或代谢产物。稳定期的长短也与菌种特性和环境条件有关。一、细菌的同步生长细菌经过稳定期，培养基中的营养物逐渐耗尽，有毒代谢产物大量积累，环境条件进一步恶化，使细胞死亡率迅速增加，活菌数急剧减少，表现为曲线下降。4、衰亡期（Deathphase）一、细菌的同步生长细胞大小和形态不一、呈多形态，有时形成畸形细胞革兰氏染色不稳定，G+细菌的衰老细胞可表现为G－芽孢杆菌开始释放芽孢特点有的微生物开始产生抗生素思考与讨论、任务1