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微生物的个体生长：指细胞物质有规律地、不可逆地增加，导致细胞体积扩大的生物学过程。繁殖：引起生命个体数量增加的生物学过程。微生物细胞数目的检测方法：显微直接计数法：用计数板在光学显微镜下直接观察细胞并进行计数的方法。活菌计数法：通过测定样品在培养基上形成的菌落数来间接确定其活菌的方法，计数依据是在稀释情况下一个菌落由一个活细胞繁殖形成，又称平板菌落计数法。微生物生物量的测定方法：1、湿重法将微生物培养液离心，收集细胞沉淀物，然后称重。2、干重法将离心得到的细胞沉淀物置于100~105℃的烘箱中干燥过夜至水分去除，然后再称重。3、比浊法细菌培养物在其生长过程中，由于原生质含量的增加，会引起培养物混浊度的增加。在一定浓度范围内，悬液中细胞的数量与透光量成反比，与光吸收值成正比。因此利用分光光度计在450nm~650mn的某一波长可以测定培养物的光吸收值来确定细胞量。4、生理指标法与微生物生长量相平行的生理指标很多，可根据实验目的和条件适当选用。一般微生物细胞的含氮量比较稳定，故可用凯氏定氮法等测定其总氮量，再乘以系数6.25即为粗蛋白含量。蛋白质含量越高，说明菌体数和细胞物质量越高。1、丝状微生物菌丝长度测定法将真菌接种在琼脂平皿的中央，定时测定菌落的直径或面积。2、培养料中菌体生长速率测定法主要测定一定时间内固体培养料中菌丝体向前延伸的距离。3、单个菌丝顶端生长速率测定法可利用湿室培养法对丝状微生物进行培养，定时将湿室中的培养有微生物的载玻片置于显微镜下，借助目镜测微尺测定一定时间内单个菌丝的伸长长度。微生物的同步生长与同步培养方法同步培养法：使培养物中所有的微生物细胞都处于相同的生长阶段的培养方法。同步生长：指这种培养物中所有微生物细胞都处于同一生长阶段，并都能同时分裂的生长方式。获得微生物同步生长的方法主要有两类：环境条件诱导法：采用物理或化学因子使微生物细胞生长进行到某个阶段停止下来，使先到该阶段的微生物细胞不能进入下个阶段，待全部群体细胞都到达该生长阶段后，再除去该因子，使全部群体细胞同时进入下个生长阶段，达到诱导微生物细胞同步生长的目的。机械筛选法：l利用处于同一生长阶段细胞的体积、大小的相同性，用过滤法、密度梯度离心法或膜洗脱法收集同步生长的细胞。微生物个体生长：细胞周期：从一个新产生的子细胞开始，经过生长和一次细胞分裂而形成新一代子细胞的过程称为细胞周期。细菌细胞的生长：是指新生的细胞长大以及最后分裂为两个子细胞的过程，这样一个过程表现为二分裂的过程。原核生物的细胞周期可分为DNA复制前的准备期（I）,DNA复制期（R）、和细胞分裂期（D）共3个时期。酵母细胞的生长：细胞体积的连续增加并在一定的间隔时间发生核和细胞的分裂，这样一个完整的生长过程就是酵母菌的细胞周期。酵母菌细胞分裂有芽殖和裂殖两种。以酿酒酵母为例，酵母菌的细胞周期可分为4个时期G1、S、G2、M。S和M分别是指DNA合成期和有丝分裂期，G1和G2期分别是指S和M期之间的间隙期。丝状真菌菌丝的生长:丝状真菌的营养菌丝的生长主要以极性的顶端生长方式进行。菌丝顶端呈半椭圆形。原生质在菌丝细胞内部呈区域化的极性分布。微生物的群体生长单细胞微生物的典型生长曲线：定量描述液体培养基中微生物群体生长规律的曲线。如果以培养时间为横坐标，单细胞增长数目的对数为纵坐标，所绘制的曲线就是单细胞微生物生长曲线。根据微生物的生长速率常数，即每小时分裂次数的不同，一般可把典型生长曲线分为延滞期、指数期、稳定期和衰亡期。延迟期：又称停滞期、调整期或适应期。延迟期：指少量单细胞微生物接种到新鲜培养液中后，在开始培养的一段时间内，因代谢系统适应新环境的需要，细胞数目没有增加的一段时间。特点：1、生长速率常数几乎等于零；2、菌体内含物明显增加，细胞个体体积增加。3、细胞内RNA尤其是rRNA含量增高，原生质呈嗜碱性；4、菌体的代谢机能非常活跃，产生特异性的酶、辅酶及某些中间代谢产物以适应环境的变化;5、对外界的不良条件反应敏感，抵抗力较弱。影响延迟期长短的因素有很多，除菌种外的主要三方面：菌种的菌龄、接种量、培养基成分。产生延迟期的原因：微生物接种到一个新环境中，细胞中一时还缺乏分解或催化有关底物的酶，或是缺乏充足的中间代谢物。为产生诱导酶或合成有关中间代谢物，就需要一段适应期。指数期：在生长曲线中，紧接着延滞期之后，细菌细胞适应了新环境后，以最快速度生长，细胞数目以几何级数增加，这一时期称为对数生长期，又称指数生长期。代时：在对数期，根据细胞增加的总数可以计算出细胞分裂一次所需要的时间。生长速率：单位时间内繁殖的代数。倍增时间：原生质增加一倍所需的时间。对数期的特点：1、生长速率常数R最大，因而细胞每分裂一次所需的代时G或原生质增加一倍所需的倍增时间最短。2、细胞进行平衡生长，细胞生长粗壮、整齐、大小比较一致、生活力强，菌体内各种成分最为均匀;3、酶系统活跃，代谢旺盛，对理化因素影响敏感。影响指数期微生物增代时间的因素很多：1、菌种2、营养成分3、营养物浓度4、培养温度。稳定期：又称恒定期或最高生长期，随着细胞的不断生长繁殖，培养基中营养物质逐渐消耗，代谢产物逐渐积累，PH等环境变化，使的细胞的生长速率逐渐下降至零，此时细胞的繁殖速度和死亡速度相等，细胞总数达到最高点并维持稳定。特点：1、生长速率R常数等于0；2、菌体产量达到最高点；3、细胞开始储存糖原、异染颗粒和脂肪等储藏物4、多数芽孢杆菌在这时开始形成芽孢5、有的微生物在稳定期时还开始以初生代谢产物合成抗生素等次生代谢产物。稳定期特点：1、营养物尤其是生长限制因子耗尽；2、营养物质比例失调，3、酸、碱、毒素或H2O2等有害代谢产物的积累4、PH、氧化还原电势等物化条件越来越不适宜。衰亡期：菌体死亡速度大于新生速度，即整个群体呈负生长，活细胞数明显下降。衰亡期特点：外界环境对继续生长越来越不利，从而引起细胞内的分解代谢大大超过合成代谢，继而导致菌体死亡。丝状微生物的群体生长：丝状微生物包括具分枝的原核生物放线菌和真核生物丝状真菌。丝状微生物的生长曲线：1、生长停滞期：孢子萌发或菌丝长出芽体；2、迅速生长期:菌丝长出枝，形成菌丝体，菌丝质量迅速增加，由于它不是单细胞繁殖，因此没有对数期；3、衰亡期菌丝体质量下降，出现空泡及自溶现象。微生物的连续培养：1、分批培养和连续培养分批培养：将微生物置于一定容积的培养基中，经过培养生长，最后一次收获的培养方式。连续培养：又称开放培养在一个恒定的容积的流动系统中培养微生物，一方面以一定速率不断加入新的培养基，另一方面有以相同的速率流出培养物，以使培养系统中的细胞数量和营养状态保持恒定。连续生长：微生物长期保持在指数期的平衡生长状态和恒定生长速率上的微生物生长方式称为连续生长。连续培养类型：恒浊器：根据培养器内微生物的生长密度，并借光电控制系统来控制培养液流速，以取得菌体密度高、生长速度恒定的微生物细胞的连续培养器。恒化器：一种设法使培养液的流速保持不变，并使微生物始终在低于其最高生长速率的条件下进行生长繁殖的连续培养装置。单级连续培养器：微生物代谢产物的产生速率与菌体生长速率相平行。多级连续培养器：微生物代谢产物的产生速率与菌体生长速率不平行。高密度培养也称高密度发酵，是指微生物在液体培养中细胞群体密度超多常规培养10倍以上的生长状态或培养技术。高密度培养的实现方法：1、通过选择最佳培养基成分和各成分的含量2、补料，一般采用逐量流加的方式对葡萄糖等一些营养物质进行补料添加，以避免高密度培养时由于供氧不足导致过量葡萄糖的葡萄糖效应造成生长受抑制。3、提高溶解氧浓度，随着容器中微生物细胞密度的增加，溶液中的溶解氧就会成为重要的限制因子，因此可以通入纯氧或加压氧去培养微生物就可以大大提高密度培养水平。4、防止有害代谢产物的生成。微生物的生长代谢与周围环境有着密切的关系:一方面，微生物需要从环境中摄入生长和繁殖所需的营养物质，并在一定环境条件下生存，环境条件的变化会引起微生物的形态、生理、生长、繁殖的变化。另一方面：微生物也通过向环境中排泄代谢产物，适应甚至改变环境。温度：通过影响微生物细胞膜的流动性和生物大分子的活性来影响微生物的生命活动。微生物的生长温度三基点：最低生长温度、最适生长温度、最高生长温度。分别指微生物能进行生长繁殖的最低温度、最快温度、最高温度。致死时间：在一定温度下，杀死某种微生物所需的最短时间。PH：环境中的PH对微生物生命活动的影响大的原因：引起细胞膜的通透性和模结构稳定性的变化，从而影响微生物对营养物质的吸收；影响代谢过程中酶的活性；改变营养物离子化程度及有害物质的毒性。氧气微生物生长的控制控制有害微生物的措施：灭菌：指采用某种强烈的理化因素杀死物体中所有微生物的措施，包括病原微生物和非病原微生物。消毒：只利用某种较温和的方法以杀死、消除或降低材料或物体上的病原微生物，使之不能引起疾病的方法；它可以起到防止感染或传播的作用。防腐：指在某些化学物质或物理因子作用下，能防止或抑制微生物生长繁殖但又未完全致死微生物的一种措施，它能防止食物腐败或防止其他物质霉变，这是一种抑菌作用。化疗：即化学治疗，是指利用具有高度选着毒力的化学物质来抑制宿主体内病原微生物的生长繁殖，借以达到治疗该宿主传染病的一种措施。化学治疗剂：用于化学治疗目的的化学物质。微生物生长控制的物理方法高温灭菌或消毒的方法主要有干热和湿热两大类干热灭菌：由于干热导致微生物细胞膜的破坏、蛋白质变性、原生质干燥而死亡。干热灭菌法有两种：灼烧：一种最彻底的干热灭菌法，破坏力很强，主要用于接种环、接种针、一些金属小工具及试管口的灭菌以及带病原菌的材料、动物尸体的烧毁。烘箱热空气干热灭菌：是指在烘箱150~170℃下维持1~2H，达到彻底灭菌包括芽孢的目的，主要用于金属器械、洗净的玻璃器皿等灭菌。湿热灭菌法：指用100℃以上的加压蒸汽进行灭菌。在相同温度和相同操作下，湿热灭菌要比干热灭菌更有效，这是因为：1、水蒸汽具有更强的穿透力，能更有效地杀灭微生物，2、水蒸气存在潜热，当蒸汽液化为水时可放出大量热量，故可迅速提高灭菌物质的温度，缩短灭菌时间3、蛋白质的含水量与其凝固温度成反比，因此湿热更容易将蛋白质的氢键打断使其变性凝固。常用的湿热灭菌法：巴氏消毒法：低温维持法：将待消毒的物品，在60摄氏度加热30min或70摄氏度加热15min。高温瞬时法：待消毒物品70℃保持15S，超高温巴斯德灭菌法：液体140摄氏度3~4秒，急剧冷却到75摄氏度，然后均质化后冷却至20摄氏度。煮沸消毒法：将物品在水中煮沸100摄氏度维持15min以上进行消毒。间歇灭菌法：又称丁达尔灭菌法或分段灭菌法。具体做法是将物品放在80~100℃下煮沸15~16min，以杀死其中所有微生物的营养体，然后置室温或37度过夜，诱导其中的芽孢发芽，第二天再以同法煮沸和保温过夜，如此连续重复该过程3次以上，即可在较低温度下达到彻底灭菌的效果。常规加压灭菌法：也称高压蒸汽灭菌法。利用提高压力使水的沸点升高，以提高水蒸气的温度，更加有效杀灭微生物。连续加压灭菌法：也称连消法。让培养基在发酵罐外连续不断地进行快速加热、维持和冷却，然后才进入发酵罐。优点：1、高温瞬间灭菌时，既可杀灭微生物，又可最大限度减少营养成分的破坏。2、灭菌时间较分批灭菌法少。3、由于蒸汽负荷均匀提高了锅炉利用率。4、适宜自动化操作。5、降低了操作人员劳动强度。在加热蒸汽灭菌时应注意：1、灭菌物体含菌量越高，所需灭菌时间越长。2、灭菌锅是靠蒸汽温度而不是考压力来达到的，因此，灭菌时必须先排尽灭菌锅内的冷空气。3、灭菌对象的PH对灭菌效果有一定的影响。PH6，微生物易死亡。PH在6~8时不易死亡。4、灭菌对象的体积大小因影响热传导速率和热容量，故会明显影响灭菌效果，大容量培养基灭菌时，必须注意延长灭菌时间。5、由于季节或灭菌体积大小会影响加热与散热速度，灭菌时间应注意适当调节。6、高温，尤其长时间的高温会对培养基总的多种成分带来破坏和不利影响，甚至导致培养基颜色变化，因此可采取一些特殊的加热