微生物的生長(zhǎng)與環(huán)境條件演示文稿目前一頁(yè)\總數(shù)七十頁(yè)\編于十八點(diǎn)優(yōu)選微生物的生長(zhǎng)與環(huán)境條件目前二頁(yè)\總數(shù)七十頁(yè)\編于十八點(diǎn)第一節(jié)、微生物群體的生長(zhǎng)一、獲的純培養(yǎng)的方法1、純培養(yǎng)的定義：從一個(gè)細(xì)胞繁殖所得到的后代細(xì)胞群體稱為純培養(yǎng)。2、獲得純培養(yǎng)的方法：（1）稀釋---液體培養(yǎng)法（2）單細(xì)胞挑取法（3）平板培養(yǎng)分離法目前三頁(yè)\總數(shù)七十頁(yè)\編于十八點(diǎn)目前四頁(yè)\總數(shù)七十頁(yè)\編于十八點(diǎn)（3）平板培養(yǎng)分離法：A、平板劃線分離法B、涂布平板法C、傾注（混合）平板法劃線分離法步驟：劃線挑菌灼燒劃線灼燒劃線目前五頁(yè)\總數(shù)七十頁(yè)\編于十八點(diǎn)目前六頁(yè)\總數(shù)七十頁(yè)\編于十八點(diǎn)二、細(xì)菌群體數(shù)量的測(cè)量1、顯微直接計(jì)數(shù)法目前七頁(yè)\總數(shù)七十頁(yè)\編于十八點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：快速、方便缺點(diǎn)：不能區(qū)分死菌與活菌；不適于對(duì)運(yùn)動(dòng)細(xì)菌的計(jì)數(shù)；（甲醛或適度加熱（不能把計(jì)數(shù)板加熱））需要相對(duì)高的細(xì)菌濃度；（107cell/ml）個(gè)體小的細(xì)菌在顯微鏡下難以觀察；目前八頁(yè)\總數(shù)七十頁(yè)\編于十八點(diǎn)2、比濁法在一定波長(zhǎng)下，測(cè)定菌懸液的光密度，以光密度(opticaldensity,即O.D.)表示菌量。波長(zhǎng)一般選定在450~650nm目前九頁(yè)\總數(shù)七十頁(yè)\編于十八點(diǎn)培養(yǎng)基顏色顆粒雜質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)量時(shí)應(yīng)控制在菌濃度與光密度成正比的線性范圍內(nèi)，否則不準(zhǔn)確。一般OD在1.0以下時(shí)和微生物數(shù)量呈正比目前十頁(yè)\總數(shù)七十頁(yè)\編于十八點(diǎn)3、稀釋平板法（1）傾注平板法(混合平板法)（2）涂布平板法菌落計(jì)數(shù)稀釋到適量濃度傾注或涂布平板培養(yǎng)目前十一頁(yè)\總數(shù)七十頁(yè)\編于十八點(diǎn)目前十二頁(yè)\總數(shù)七十頁(yè)\編于十八點(diǎn)混合平板和涂布平板的區(qū)別目前十三頁(yè)\總數(shù)七十頁(yè)\編于十八點(diǎn)一般用菌落形成單位（colonyformingunits，CFU）來表示原樣品中的細(xì)胞數(shù)。目前十四頁(yè)\總數(shù)七十頁(yè)\編于十八點(diǎn)4、膜過濾培養(yǎng)法當(dāng)樣品中菌數(shù)很低時(shí)，可以將一定體積的湖水、海水或飲用水等樣品通過膜過濾器，然后將將膜轉(zhuǎn)到相應(yīng)的培養(yǎng)基上進(jìn)行培養(yǎng)，對(duì)形成的菌落進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。目前十五頁(yè)\總數(shù)七十頁(yè)\編于十八點(diǎn)目前十六頁(yè)\總數(shù)七十頁(yè)\編于十八點(diǎn)主要適用于只能進(jìn)行液體培養(yǎng)的微生物，或采用液體鑒別培養(yǎng)基進(jìn)行直接鑒定并計(jì)數(shù)的微生物。5、MPN法：mostprobablenumber對(duì)未知樣品進(jìn)行十倍稀釋，然后根據(jù)估算取三個(gè)連續(xù)的稀釋度平行接種多支試管，對(duì)這些平行試管的微生物生長(zhǎng)情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，長(zhǎng)菌的為陽(yáng)性，未長(zhǎng)菌的為陰性，然后根據(jù)數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)計(jì)算出樣品中的微生物數(shù)目。目前十七頁(yè)\總數(shù)七十頁(yè)\編于十八點(diǎn)目前十八頁(yè)\總數(shù)七十頁(yè)\編于十八點(diǎn)三、分批生長(zhǎng)中細(xì)菌群體的生長(zhǎng)目前十九頁(yè)\總數(shù)七十頁(yè)\編于十八點(diǎn)(一)生長(zhǎng)曲線生長(zhǎng)曲線(GrowthCurve)：細(xì)菌接種到定量的液體培養(yǎng)基中，定時(shí)取樣測(cè)定細(xì)胞數(shù)量，以培養(yǎng)時(shí)間為橫座標(biāo)，以菌數(shù)為縱座標(biāo)作圖，得到的一條反映細(xì)菌在整個(gè)培養(yǎng)期間菌數(shù)變化規(guī)律的曲線。目前二十頁(yè)\總數(shù)七十頁(yè)\編于十八點(diǎn)細(xì)菌的生長(zhǎng)曲線一般用菌數(shù)的對(duì)數(shù)為縱坐標(biāo)作圖目前二十一頁(yè)\總數(shù)七十頁(yè)\編于十八點(diǎn)一條典型的生長(zhǎng)曲線至少可以分為

延滯期，對(duì)數(shù)期，穩(wěn)定期和衰亡期四個(gè)生長(zhǎng)時(shí)期目前二十二頁(yè)\總數(shù)七十頁(yè)\編于十八點(diǎn)延滯期(Lagphase)：將少量菌種接入新鮮培養(yǎng)基后，在開始一段時(shí)間內(nèi)菌數(shù)不立即增加，或增加很少，生長(zhǎng)速度接近于零。延滯期的特點(diǎn)：分裂遲緩、代謝活躍細(xì)胞形態(tài)變大或增長(zhǎng)，例如巨大芽孢桿菌，在遲緩期末，細(xì)胞的平均長(zhǎng)度比剛接種時(shí)長(zhǎng)6倍。一般來說處于遲緩期的細(xì)菌細(xì)胞體積最大細(xì)胞內(nèi)RNA尤其是rRNA含量增高，合成代謝活躍，核糖體、酶類和ATP的合成加快，易產(chǎn)生誘導(dǎo)酶。對(duì)外界不良條件反應(yīng)敏感。目前二十三頁(yè)\總數(shù)七十頁(yè)\編于十八點(diǎn)目前二十四頁(yè)\總數(shù)七十頁(yè)\編于十八點(diǎn)遲緩期出現(xiàn)的原因：微生物接種到一個(gè)新的環(huán)境，暫時(shí)缺乏分解和催化有關(guān)底物的酶，或是缺乏充足的中間代謝產(chǎn)物等。為產(chǎn)生誘導(dǎo)酶或合成中間代謝產(chǎn)物，就需要一段適應(yīng)期。在生產(chǎn)實(shí)踐中縮短遲緩期的常用手段：(1)利用對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的細(xì)胞作為種子；(2)盡量使接種前后所使用的培養(yǎng)基組成不要相差太大；(3)適當(dāng)擴(kuò)大接種量目前二十五頁(yè)\總數(shù)七十頁(yè)\編于十八點(diǎn)對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期(Logphase)：又稱指數(shù)生長(zhǎng)期(Exponentialphase)以最大的速率生長(zhǎng)和分裂，細(xì)菌數(shù)量呈對(duì)數(shù)增加，細(xì)菌內(nèi)各成分按比例有規(guī)律地增加，表現(xiàn)為平衡生長(zhǎng)。對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的細(xì)菌個(gè)體形態(tài)、化學(xué)組成和生理特性等均較一致，代謝旺盛、生長(zhǎng)迅速、代時(shí)穩(wěn)定。目前二十六頁(yè)\總數(shù)七十頁(yè)\編于十八點(diǎn)在細(xì)菌個(gè)體生長(zhǎng)里，每個(gè)細(xì)菌分裂繁殖一代所需的時(shí)間為代時(shí)(Generationtime)，在群體生長(zhǎng)里細(xì)菌數(shù)量增加一倍所需的時(shí)間稱為倍增時(shí)間（Doublingtime)。代時(shí)通常以G表示。目前二十七頁(yè)\總數(shù)七十頁(yè)\編于十八點(diǎn)穩(wěn)定生長(zhǎng)期(Stationaryphase)：由于營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消耗，代謝產(chǎn)物積累和pH等環(huán)境變化，逐步不適宜于細(xì)菌生長(zhǎng)，導(dǎo)致生長(zhǎng)速率降低直至零(即細(xì)菌分裂增加的數(shù)量等于細(xì)菌死亡數(shù))。穩(wěn)定生長(zhǎng)期又稱恒定期或最高生長(zhǎng)期，此時(shí)培養(yǎng)液中活細(xì)菌數(shù)最高并維持穩(wěn)定。生長(zhǎng)得率:每摩爾底物產(chǎn)生的菌體干重目前二十八頁(yè)\總數(shù)七十頁(yè)\編于十八點(diǎn)衰亡期(Decline或Deathphase)：營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)耗盡和有毒代謝產(chǎn)物的大量積累，細(xì)菌死亡速率超過新生速率，整個(gè)群體呈現(xiàn)出負(fù)增長(zhǎng)。目前二十九頁(yè)\總數(shù)七十頁(yè)\編于十八點(diǎn)同步培養(yǎng)(Synchronousculture)：使群體中的細(xì)胞處于比較一致的，生長(zhǎng)發(fā)育均處于同一階段上，即大多數(shù)細(xì)胞能同時(shí)進(jìn)行生長(zhǎng)或分裂的培養(yǎng)方法。(二)同步培養(yǎng)同步培養(yǎng)物常被用來研究在單個(gè)細(xì)胞上難以研究的生理與遺傳特性，它是一種理想的材料。目前三十頁(yè)\總數(shù)七十頁(yè)\編于十八點(diǎn)機(jī)械方法離心方法過濾分離法硝酸纖維素濾膜洗脫法環(huán)境條件誘導(dǎo)溫度培養(yǎng)基成份控制其它（如光照和黑暗交替培養(yǎng)）目前三十一頁(yè)\總數(shù)七十頁(yè)\編于十八點(diǎn)密度梯度離心法獲得同步細(xì)胞的基本步驟分部收集各層細(xì)胞細(xì)胞分層離心后不同步群體細(xì)菌10%蔗糖↓30%梯度利用各部細(xì)胞接種目前三十二頁(yè)\總數(shù)七十頁(yè)\編于十八點(diǎn)硝酸纖維素濾膜法是最經(jīng)典的獲得同步生長(zhǎng)的方法由于細(xì)胞的個(gè)體差異，同步生長(zhǎng)往往只能維持2-3個(gè)世代，隨后又逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)殡S機(jī)生長(zhǎng)。目前三十三頁(yè)\總數(shù)七十頁(yè)\編于十八點(diǎn)連續(xù)培養(yǎng)(Continousculture）在微生物的整個(gè)培養(yǎng)期間，通過一定的方式使微生物能以恒定的比生長(zhǎng)速率生長(zhǎng)并能持續(xù)生長(zhǎng)下去的一種培養(yǎng)方法。四、細(xì)菌群體生長(zhǎng)的連續(xù)培養(yǎng)目前三十四頁(yè)\總數(shù)七十頁(yè)\編于十八點(diǎn)控制連續(xù)培養(yǎng)的方法恒濁連續(xù)培養(yǎng)不斷調(diào)節(jié)流速而使細(xì)菌培養(yǎng)液濁度保持恒定恒化連續(xù)培養(yǎng)保持恒定的流速目前三十五頁(yè)\總數(shù)七十頁(yè)\編于十八點(diǎn)（一）恒濁連續(xù)培養(yǎng)測(cè)定所培養(yǎng)微生物的光密度值自動(dòng)調(diào)節(jié)新鮮培養(yǎng)基流入和培養(yǎng)物流出培養(yǎng)室的流速使培養(yǎng)物維持在某一恒定濁度當(dāng)培養(yǎng)室中的濁度超過預(yù)期數(shù)值時(shí)，流速加快，使?jié)岫冉档?；?dāng)培養(yǎng)室中的濁度低于預(yù)期數(shù)值時(shí)，流速減慢，使?jié)岫壬?；恒濁培養(yǎng)器的工作精度是由光電控制系統(tǒng)的靈敏度來決定的目前三十六頁(yè)\總數(shù)七十頁(yè)\編于十八點(diǎn)（二）恒化連續(xù)培養(yǎng)使培養(yǎng)液流速保持不變，并使微生物在恒定的生長(zhǎng)速率下進(jìn)行生長(zhǎng)繁殖。目前三十七頁(yè)\總數(shù)七十頁(yè)\編于十八點(diǎn)連續(xù)培養(yǎng)的簡(jiǎn)化流程圖目前三十八頁(yè)\總數(shù)七十頁(yè)\編于十八點(diǎn)稀釋率：每小時(shí)流加的新鮮培養(yǎng)液占總培養(yǎng)液體積的百分比目前三十九頁(yè)\總數(shù)七十頁(yè)\編于十八點(diǎn)第二節(jié)、微生物個(gè)體生長(zhǎng)和分化第三節(jié)、環(huán)境條件對(duì)微生物生長(zhǎng)和代謝的影響目前四十頁(yè)\總數(shù)七十頁(yè)\編于十八點(diǎn)1、溫度低溫型微生物：專性低溫微生物和兼性低溫微生物中溫型微生物：分布最廣高溫型微生物：嗜熱微生物和極端嗜熱微生物一、控制微生物的物理因素最低溫度最適溫度最高溫度目前四十一頁(yè)\總數(shù)七十頁(yè)\編于十八點(diǎn)低溫型微生物中溫型微生物高溫型微生物目前四十二頁(yè)\總數(shù)七十頁(yè)\編于十八點(diǎn)(1)干熱滅菌烘箱內(nèi)熱空氣滅菌火焰灼燒干熱滅菌160-170℃，2小時(shí)高溫使蛋白質(zhì)、核酸等重要生物大分子發(fā)生變性、破壞，以及破壞細(xì)胞膜上的類脂成分，導(dǎo)致微生物死亡。高溫殺菌目前四十三頁(yè)\總數(shù)七十頁(yè)\編于十八點(diǎn)(2)濕熱滅菌濕熱比干熱滅菌更好：水蒸汽的氣化熱高，更易于傳遞熱量；濕熱對(duì)一般營(yíng)養(yǎng)體和孢子的殺滅條件：多數(shù)細(xì)菌和真菌的營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞：在60℃左右處理5-10分鐘；酵母菌和真菌的孢子：用80℃以上溫度處理；細(xì)菌的芽孢：121℃處理10分鐘以上；目前四十四頁(yè)\總數(shù)七十頁(yè)\編于十八點(diǎn)各種細(xì)菌的芽孢在濕熱中的

致死溫度和致死時(shí)間菌種100oC105oC110oC115oC121oC炭疽芽孢桿菌5~10____枯草芽孢桿菌6~17____嗜熱脂肪芽孢桿菌____12肉毒梭狀芽孢桿菌33010032104破傷風(fēng)梭菌5~155~10___目前四十五頁(yè)\總數(shù)七十頁(yè)\編于十八點(diǎn)蒸氣壓力溫度（℃）磅/平方厘米公斤/平方厘米kPa50.3533.78108.880.5754.04113.0100.7067.55115.6151.0101.33121.3201.46135.10126.2251.77168.88130.4302.10202.66134.6目前四十六頁(yè)\總數(shù)七十頁(yè)\編于十八點(diǎn)目前四十七頁(yè)\總數(shù)七十頁(yè)\編于十八點(diǎn)空氣排除程度與溫度的關(guān)系壓力表讀數(shù)滅菌器內(nèi)溫度/℃/Pa未排除空氣排除1/3空氣排除1/2空氣排除2/3空氣完全排除氣35701051401752107290941001099010010510911510010911211512110911511812112611512112412613012l126128130135目前四十八頁(yè)\總數(shù)七十頁(yè)\編于十八點(diǎn)（3）其它濕熱滅菌方式1）巴斯德消毒（pasteurization）60-85℃處理15秒至30分鐘2）煮沸消毒3）間歇滅菌（fractionalsterilizationORtyndallization）4）瞬間加壓滅菌（continuousautoclaving）135-150℃，5-15秒，工業(yè)上發(fā)酵培養(yǎng)基135-150℃，2-6秒，牛奶或其它液態(tài)食品（超高溫滅菌）目前四十九頁(yè)\總數(shù)七十頁(yè)\編于十八點(diǎn)UTH超高溫滅菌乳是在本世紀(jì)60年代出現(xiàn)的一種產(chǎn)品，首先是由英國(guó)的巴頓等研究者提出。其原理是根據(jù)牛奶在加熱中細(xì)菌的滅菌效果（SE），也就是殺孢子效率隨著溫度的上升，大大快于牛乳中的化學(xué)變化（褐變、維生素破壞、蛋白質(zhì)變性等）。

在溫度有效范圍內(nèi)，熱處理溫度每升高10℃，牛乳中所含細(xì)菌孢子的破壞速度性提高11-30倍，而牛乳中化學(xué)變化褐變速度僅提高2.5-3倍，Q10=2.5-3。這意味著溫度越高，其滅菌效果越大，而引起的化學(xué)變化很小。目前五十頁(yè)\總數(shù)七十頁(yè)\編于十八點(diǎn)低溫保藏菌種，實(shí)踐中，采用低溫保藏食品，防止雜菌生長(zhǎng)

斜面:4℃

石蠟油:4℃

沙土管:4℃

甘油管:-70℃,液氮

凍干管:4℃

水:常溫

目前五十一頁(yè)\總數(shù)七十頁(yè)\編于十八點(diǎn)2、輻射作用輻射滅菌(RadiationSterilization)是利用電磁輻射產(chǎn)生的電磁波殺死大多數(shù)物質(zhì)上的微生物的一種有效方法。用于滅菌的電磁波有紫外線(UV)、X-射線和γ-射線等目前五十二頁(yè)\總數(shù)七十頁(yè)\編于十八點(diǎn)電磁波滅菌的機(jī)理：目前五十三頁(yè)\總數(shù)七十頁(yè)\編于十八點(diǎn)UV引起DNA的斷裂、DNA分子雙鏈的交聯(lián)以及嘧啶二聚體的形成等，其中形成胸腺嘧啶二聚體是最主要的作用。胸腺嘧啶二聚體會(huì)阻礙雙鏈的解鏈與復(fù)制、堿基的正常配對(duì)，引起突變。生成臭氧胸腺嘧啶二聚體

目前五十四頁(yè)\總數(shù)七十頁(yè)\編于十八點(diǎn)電離輻射誘變劑:x射線、γ射線、快中子、α射線、β射線和超聲波等，在微生物誘變育種中以前面四種用得比較多。直接作用:輻射的量子擊中染色體，導(dǎo)致發(fā)生直接的原始損傷。間接作用:輻射作用使得細(xì)胞中的分子尤其是大量的水分子產(chǎn)生電離，進(jìn)而形成各種自由基，這些自由基團(tuán)再進(jìn)一步與細(xì)胞內(nèi)活性大分子產(chǎn)生一系列生物化學(xué)反應(yīng)，造成染色體損傷，導(dǎo)致突變。目前五十五頁(yè)\總數(shù)七十頁(yè)\編于十八點(diǎn)可見光（400-760nm）：紫外線（200-400nm）：電離輻射：殺菌效果不明顯殺菌效果明顯，但穿透能力不強(qiáng)，只能用于表面滅菌。波長(zhǎng)短，能量高，穿透能力強(qiáng)，殺菌效果很明顯目前五十六頁(yè)\總數(shù)七十頁(yè)\編于十八點(diǎn)3、氧氣氧氣對(duì)微生物的毒害機(jī)制：產(chǎn)生活性氧（超氧負(fù)離子、過氧化氫、羥基自由基）據(jù)微生物對(duì)氧氣的敏感性：好氧微生物、厭氧微生物O2+e-→O2-2O2-+2H+→H2O2+O2O2-+H2O2→O2+OH-+OH·目前五十七頁(yè)\總數(shù)七十頁(yè)\編于十八點(diǎn)好氧菌消除活性氧傷害的機(jī)制：產(chǎn)生SOD、過氧化氫酶和過氧化物酶消除活性氧2O2-+2H+→H2O22H2O2→O2+2H2O2H2O2+NADH+H+→NAD++2H2O超氧化物歧化酶接觸酶過氧化物酶目前五十八頁(yè)\總數(shù)七十頁(yè)\編于十八點(diǎn)二、控制微生物的化學(xué)因素：各種有機(jī)或無(wú)機(jī)殺菌劑或抑菌劑目前五十九頁(yè)\總數(shù)七十頁(yè)\編于十八點(diǎn)機(jī)理：蛋白質(zhì)變性代表：苯酚（石炭酸）（1）酚：1、有機(jī)化合物應(yīng)用范圍：地面，家具，皮膚等石炭酸系數(shù)：指在一定時(shí)間內(nèi)被試藥劑能殺死全部供試菌的最高稀釋度和達(dá)到同效的石炭酸的最高稀釋度的比率。一般規(guī)定處理時(shí)間為10分鐘，而供試菌定為Salmonellatyphi（傷寒沙門氏菌）。目前六十頁(yè)\總數(shù)七十頁(yè)\編于十八點(diǎn)（2）醇機(jī)理：蛋白質(zhì)變性、細(xì)胞脫水代表：乙醇（75%）應(yīng)用范圍：器械、皮膚目前六十一頁(yè)\總數(shù)七十頁(yè)\編于十八點(diǎn)（3）醛機(jī)理：蛋白質(zhì)變性代表：福爾馬林液（40%甲醛）應(yīng)用范圍：熏蒸、標(biāo)本保藏目前六十二頁(yè)\總數(shù)七十頁(yè)\編于十八點(diǎn)（4）酸機(jī)理：蛋白質(zhì)變性代表：醋酸、苯甲酸、山梨酸應(yīng)用范圍：房間消毒、防腐劑目前六十三頁(yè)\總數(shù)七十頁(yè)\編于十八點(diǎn)（5）表面活性劑機(jī)理：破壞細(xì)胞膜代表：新潔爾滅、洗衣粉、洗滌劑等應(yīng)用范圍：器械、皮膚目前六十四頁(yè)\總數(shù)七十頁(yè)\編于十八點(diǎn)2、無(wú)機(jī)化合物:鹵化物、重金屬、氧化劑等（1）鹵化物：碘、和氯機(jī)理：破壞細(xì)胞膜