微生物学总结.docx
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微生物学总结
微生物学总结
绪论:
一、名词解释:
微生物:
一切肉眼看不见或看不清的微小生物的总称。
它们都是一些个体微小,构造简单的低等生物。
二、简答、论述:
1、为什么微生物一直不被人类所了解?
因为它们⑴个体过于微小;⑵群体外貌不显;⑶种间杂居混生;⑷其形态与其作用的后果之间很难被人认识。
2、微生物的五大共性:
⑴体积小,面积大;⑵吸收多,转化快;⑶生长旺,繁殖快;⑷适应强,易变异;⑸分布广,种类多。
3、微生物的奠基人巴斯德和柯赫对微生物学的贡献:
巴斯德:
⑴彻底否定了“自生说”。
(曲颈瓶实验)
⑵免疫学——预防接种。
(鸡霍乱病)
⑶证明发酵是由微生物引起的。
⑷发明巴氏消毒法。
柯赫:
(1)微生物学基本操作技术方面的贡献
a)细菌纯培养方法的建立b)配制培养基c)流动蒸汽灭菌d染色观察和显微摄影
(2)对病原细菌的研究作出了突出的贡献:
a)具体证实了炭疽病菌是炭疽病的病原菌。
b)发现了肺结核病的病原菌
c)证明某种微生物是否为某种疾病病原体的基本原则——柯赫原则
1在每一病例中都出现这种微生物;2要从寄主分离出这样的微生物并在培养基中
培养出来;3用这种微生物的纯培养接种健康而敏感的寄主,同样的疾病会重复发生;4从试验发病的寄主中能再度分离培养出这种微生物来。
第二章
无菌技术:
用于分离、培养微生物的器具事先不含任何微生物;在转接、培养微生物时防止其它微生物的污染。
菌落:
单个(或聚集在一起的一团)微生物在适宜的固体培养基表面或内部生长、繁殖到一定程度可以形成肉眼可见的、有一定形态结构的子细胞生长群体.众多菌落连成一片成为菌苔。
二元培养物:
培养物中只含有二种微生物,而且是有意识的保持二者之间的特定关系的培养物称为二元培养物。
如:
病毒和宿主细胞;纤毛虫、变形虫和粘细菌。
菌种保存技术:
菌种保藏就是根据菌种特性及保藏目的的不同,给微生物菌株特定的条件,使其存活而得以延续。
(P20)
菌种保藏目的:
①存活,不丢失,不污染②防止优良性状丧失③随时为生产、科研提供优良菌种
细菌的三种基本形态:
球状、杆状和螺旋状
霉菌(mold)是一些“丝状真菌”的统称,霉菌菌体均由分枝或不分枝的菌丝(hypha)构成。
许多菌丝交织在一起,称为菌丝体(mycelium)。
霉菌菌丝直径约为2~10mm,比一般细菌和放线菌菌丝大几到几十倍。
酵母菌(yeast)是一群单细胞的真核微生物,通常用于以芽殖或裂殖来进行无性繁殖单细胞真菌,以与霉菌区分开。
有些可产生子囊孢子进行有性繁殖。
形态:
酵母菌是一群单细胞的真核微生物,其形态种而异.通常为圆形、卵圆形或椭圆形。
也有特殊形态,如柠檬形、三角形、藕节状、腊肠形,假菌丝等。
酵母菌比细菌粗约10倍,其直径一般为2—5μm,长度为5—30μm,最长可达100μm。
第三章
原核生物细胞壁的特殊结构:
⑴肽聚糖结构只出现于原核生物中,胞壁酸、磷壁酸、D-氨基酸以及二氨基庚二酸(m-DAP)都是细菌以及与细菌相近的原核生物细胞壁中特有的成分。
⑵具有两种D-氨基酸(D-Ala和D-Glu),有助于抵抗普通蛋白酶和肽酶的分解作用。
革兰氏染色的机制:
G+细菌由于其细胞壁较厚、肽聚糖网层次多和交练致密,故遇脱色剂乙醇处理时,因失水而使网孔缩小,再加上它不含类脂,故乙醇的处理不会溶出缝隙,因此能把结晶紫与碘的复合物牢牢留在壁内,使其保持紫色。
G-细菌细胞壁外膜中脂质含量很高,肽聚糖层,遇脱色剂乙醇时,以脂质为主的外膜迅速溶解,这时薄而松散的肽聚糖网不能阻挡结晶紫与碘的复合物的溶出,因此细胞褪成无色,这时再经沙黄等红色染料复染,就使G-细菌呈现红色,而G+细菌仍保持紫色。
G+细菌:
肽聚糖层次多、厚,机械抗性强,对溶菌酶、青霉素敏感;不含类脂和脂蛋白,不形成内毒素。
G-细菌:
肽聚糖层次少、薄,机械抗性差,对溶菌酶、青霉素不敏感;类脂、脂蛋白组成外膜,产生内毒素。
周质空间又称壁膜间隙。
指外膜与细胞膜之间的狭窄空间,呈胶状。
其中存在多种周质蛋白。
G+细菌和G-细菌细胞壁的区别:
(P45)
G+G-
性质内壁层外壁层
厚度(nm)20-808-11
层次单层两层
肽聚糖结构多层,交联度75%比较坚固1-2层,交联度25%,亚单位交联网格较疏松
与细胞膜关系不紧密紧密
肽聚糖占干重30%-95%占干重5%-20%
磷壁酸有无
多糖有无
蛋白质无有
脂多糖无有
脂蛋白无有
青霉素反应敏感不够敏感
周质空间无或窄有
溶质通透性强弱
细菌细胞壁的功能:
⑴固定细胞外形和提高机械强度,使其免受渗透压等外力的伤害。
⑵为细胞的生长、分裂和鞭毛运动所必须。
⑶阻拦大分子有害物质进入细胞。
⑷赋予细菌特定的抗原性以及对抗生素和噬菌体的敏感性。
缺壁细胞:
自然界进化及实验室菌种的自发突变,导致缺壁细菌的产生。
实验室或宿主体内形成:
缺壁细菌——L型细菌;人工去壁,部分去掉——球状体、原生质体。
还有在自然界长期进化中形成的支原体。
芽孢:
某些细菌在其生长发育后期,在细胞内形成一个圆形或椭圆形、厚壁、含水量极低、抗逆性极强的休眠体。
芽胞成熟后可自行从芽孢囊中释放出来。
因芽孢的形成都是在细胞内,故又称内生孢子。
芽孢特性:
1、对高温、干燥、辐射、化学药物有强大的抵抗力。
2、含水量低、壁厚而致密,通透性差,不易着色,折光性强。
3、芽胞内新陈代谢几乎停止,处于休眠状态,但保持潜在萌发力。
4、一个芽孢萌发只产生一个营养状态的细胞,故芽孢无繁殖能力。
5、芽孢的本质:
即不是细菌生活周期的必经阶段,也不是细菌繁殖的一种形式,又不是对环境的消极反应,而是一种生命形式,一种独立的休眠体。
芽孢的组成和结构:
芽孢有多层结构,主要包括孢外壁、芽孢衣、皮层和核心。
芽孢的外壁层厚而致密,主要成分为脂蛋白,通透性差,不易着色。
核心含有大量的DNA、RNA、蛋白质酶等物质,还含有2,6—吡啶二羧酸(DPA),DPA是芽孢特有的成分。
一般以DPA—Ca的形式存在。
皮层主要含芽孢肽聚糖、DPA—Ca,皮层体积大,比较致密。
芽孢平均含水量低,约40%.
芽孢的耐热机制:
(1)皮层膨胀渗透调节学说:
芽孢衣对多价阳离子的渗透性很差和皮层的离子强度很高造成皮层渗透膨胀核心高度失水,所以耐热。
(2)与其高浓度的DPA,以及含水量有关;与其所含的一些酶有关,这些酶并不抗热,只是在芽孢中与一些物质结合后才有了抗热性;Ca2+、Mg2+和Mn2+含量有关(增进了酶的抗热性与稳定性。
芽孢与包囊的比较
芽孢
包囊
形成方式
细胞内浓缩并外包
细胞壁外层加厚
外壁层次
多(4-10余层)
少(3层左右)
外壁成分
蛋白质、肽聚糖(近G+菌)
磷脂、脂多糖(近G-菌)
抗性
抗热、辐射及药物等
抗干旱为主,不抗热
贮藏物
无特殊贮藏物
聚―ß―羟丁酸(PHB)
代表菌
芽孢杆菌属、梭菌属
固氮菌属
糖被:
包被于某些细菌细胞壁外的一层厚度不定的粘液性胶状物质。
根据糖被性状分为:
荚膜(粘液状物质具有一定外形,相对稳定地附着在细胞壁外,厚度>0.2µm),微荚膜,粘液层,菌胶团。
鞭毛:
生长在某些细菌体表的长丝状蛋白质附属物,称为鞭毛,其数目为一至数条,具有运动功能。
由鞭毛丝.鞭毛钩.基体(由若干个盘状物即环组成)三部分组成。
G–菌:
基体:
L环、P环、S-M环,Mot蛋白(旋转动力)、Fli蛋白(控制方向)
钩形鞘鞭毛丝G+菌:
S环,M环
第四章
五大营养物及其功能
1.碳源:
在微生物生长过程中能为微生物提供碳素来源的物质。
功能,提供合成细胞物质及代谢物的原料;并为整个生理活动提供所需要能源(异养微生物)。
微生物可用的碳源物质主要有糖类、有机酸、脂类、烃、CO2及碳酸盐等。
2.氮源:
凡用来构成菌体物质或代谢产物中氮素来源的营养源。
一般不作为能源。
功能,1)提供合成细胞中含氮物质,如蛋白质、核酸,以及含氮代谢物等的原料2)少数细菌可以铵盐、硝酸盐等氮源为能源。
3.无机盐:
作为酶活性中心的组成部分,维持大分子和细胞结构的稳定性,调节并维持细胞的渗透压平衡,控制细胞的氧化还原电位和作为某些微生物生长的能源物质。
4.生长因子:
是一类调节微生物正常代谢所必须,但不能用简单的碳、氮源自行合成,需要从外界吸收的有机物。
根据结构和功能不同有三大类:
维生素,氨基酸,碱基。
5.水:
起溶剂与运输介质的作用;参与细胞内一系列化学反应;维持蛋白质、核酸等生物大分子稳定的天然构象;控制细胞内温度的变化;维持细胞自身的形态;控制由多亚基组成的结构的组装与解离,如:
酶、微管、鞭毛等。
加富培养基:
在普通培养基中加入某些特殊的营养物,如血、血清、动、植物组织液或其他营养物质(或生长因子)的一类营养丰富的培养基。
用来培养营养要求苛刻的微生物,或用以富集(数量上占优势)和分离某中微生物.
选择性培养基:
根据某微生物的特殊营养要求或其对某化学、物理因素的抗性而设计的培养基,具有使混合菌样中的劣势菌变成优势菌的功能,广泛用于菌种筛选等领域。
鉴别培养基:
一类在成分中加有能与目的菌的无色代谢产物发生显色反应的指示剂,从而达到只需用肉眼辨别颜色就能方便的从近似菌落中找出目的菌菌落的培养基。
单纯扩散:
疏水性双分子层细胞膜在无载体蛋白参与下,单纯依靠物理扩散方式让许多小分子、非电离分子尤其是亲水性分子被动通过的一种物质运送方式。
促进扩散:
指溶质在运送过程中,必须借助存在于细胞膜上的底物特异载体蛋白的协助,但还不消耗能量的一类扩散性运送方式。
主动运输:
指一类需提供能量并通过细胞膜上特异性载体蛋白构象的变化,而使膜外环境中低浓度的溶质运入膜内的一种运送方式。
基因转位是一种特殊的主动运输,与普通的主动运输相比,营养物质在运输的过程中发生了化学变化(糖在运输的过程中发生了磷酸化),其余特点与主动运输相同。
比较项目
单纯扩散
促进扩散
主动运输
基团转位
特异载体蛋白
运输速度
物质运输方向
胞内外浓度
运输分子
能量消耗
运输后物质的结构
运输物质
主要微生物
无
慢
由浓至稀
相等
无特异性
不需要
不变
水、气体、甘油、某些离子
非微生物
有
快
由浓至稀
相等
特异性
不需要
不变
AA、糖、维生素、无机盐
真核微生物
有
快
由稀至浓
胞内浓度高
特异性
需要
不变
糖、AA、某些阳离子
好氧菌
有
快
由稀至浓
胞内浓度高
特异性
需要
改变
糖、核苷、脂肪酸
厌氧和兼性厌氧菌
微生物的营养类型:
1.光能无机自养型(光能自养型)能以CO2为主要唯一或主要碳源;进行光合作用
获取生长所需要的能量;以无机物如H2、H2S、S等作为供氢体或电子供体,使CO2还原为细胞物质;例如:
藻类及蓝细菌等和植物一样,以水为电子供体(供氢体),进行产氧型的光合作用,合成细胞物质。
红硫细菌,以H2S为电子供体,产生细胞物质,并伴随硫元素的产生。
2.光能有机异养型(光能异养型)
不能以CO2为主要或唯一的碳源;以有机物作为供氢体,利用光能将CO2还原为细胞物质;在生长时大多数需要外源的生长因子;例如,红螺菌属中的一些细菌能利用异丙醇作为供氢体,将CO2还原成细胞物质,同时积累丙酮。
3.化能无机自养型(化能自养型)
生长所需要的能量来自无机物氧化过程中放出的化学能;以CO2或碳酸盐作为唯一或主要碳源进行生长时,利用H2、H2S、Fe2+、NH3或NO2等无机物作为电子供体使CO2还原成细胞物质。
4.化能有机异养型(化能异养型)
生长所需要的能量均来自有机物氧化过程中放出的化学能;
生长所需要的碳源主要是一些有机化合物,如淀粉、糖类、纤维素、有机酸等。
微生物的营养类型:
营养类型,能源,氢供体,基本碳源,实例
光能无机营养型
(光能自养型),光,无机物,CO2,蓝细菌、紫硫细菌、绿硫细菌、藻类
光能有机营养型
(光能异养型),光,有机物,CO2及简单有机物,红螺菌
化能无机营养型
(化能自养型),无机物,无机物,CO2,硝化细菌、硫化细菌、铁细菌、氢细菌、硫黄细菌
化能有机营养型
(化能异养型),有机物,有机物,有机物,绝大多数细菌和全部真核微生物
第五章
发酵:
指微生物细胞将有机物氧化释放的电子直接交给底物本身未完成氧化的某种中间产物,同时释放能量并长生各种不同的代谢产物。
发酵的途径(以葡萄糖为例)葡萄糖→丙酮酸→称为糖酵解分为四种途径:
1)EMP途径(分为两段)(主要存在厌氧生活的细菌中)
A、不涉及氧化还原反应及能量释放的准备阶段,只生成两分子的主要中间代谢产物甘油醛-3-磷酸B、发生氧化还原反应,合成ATP并形成两分子的丙酮酸的过程。
关键酶:
磷酸果糖激酶和丙糖磷酸异构酶
EMP途径为合成代谢提供:
2个ATP;2个NADH;6-P葡萄糖,P-二羟丙酮;3-P甘油酸;P-烯醇式丙酮酸;丙酮酸
(2)HMP途径
分为三个阶段:
A、葡萄糖氧化生成核酮糖5-磷酸与二氧化碳B、核酮糖-5-磷酸同分异构为核糖5-磷酸和木酮糖-5-磷酸C、上述各种戊糖磷酸在没有氧参与下发生碳架重排产生己糖磷酸和丙糖磷酸,其再进一步代谢
关键酶为:
6-P-葡萄糖脱氢酶
HMP途径为合成代谢提供:
大量的还原能力NADPH,5-P核糖(核酸前体),4-P赤藓糖(合成芳香aa的前体)不作为产能途径;不完全HMP途径除提供上述物质还提供:
3-P甘油酸;磷酸烯醇式丙酮酸;丙酮酸;1个NADPH;2个ATP
(3)ED途径又称2-酮-3-脱氧-6-磷酸葡萄糖酸(KDPG)裂解途径(好氧G-菌)
反应式:
6-PG脱水-KDPG醛缩酶作用下生成丙酮酸和3-磷酸甘油醛
特点:
①一分子葡萄糖只经过四步反应生成两分子丙酮酸。
一分子来源于2-酮-3-脱氧-6-磷酸葡萄糖酸裂解直接产生,另一分子由3-磷酸甘油醛经EMP途径转化而来②特征反应KDPG裂解成丙酮酸和3-磷酸甘油醛③特征酶为2-酮-3-脱氧-6-磷酸葡萄糖酸醛缩酶④产能效率低,一分子葡萄糖经ED途径只产生一分子ATP。
由于ED途径产能较EMP途径少,所以只是缺乏完整EMP途径的少数细菌产能的一条替代途径。
故利用ED途径的微生物不多见,主要存在于嗜糖假单胞菌、铜绿假单胞菌、荧光假单胞菌和林氏假单胞菌
ED途径为合成代谢提供:
NADH、NADPH、1个ATP、2个丙酮酸、6-P葡萄糖、3-P甘油酸、P-烯醇式丙酮酸
(4)磷酸解酮酶途径(PK和HK途径)
分解己糖、戊糖的途径。
特征酶:
磷酸解酮酶。
没有EMP、HMP和ED途径的细菌通过该途径分解葡萄糖如:
明串珠菌该途径有磷酸戊糖酮解酶途径(PK)和磷酸己糖酮解酶(HK)途径之分途径中的关键反应为5-磷酸木酮糖裂解成乙酰磷酸和3-磷酸甘油醛。
关键酶是磷酸戊糖酮解酶,乙酰磷酸进一步反应生成乙醇,3-磷酸甘油醛经丙酮酸转化为乳酸。
发酵类型:
(1)乙醇发酵:
酵母型乙醇和细菌型乙醇发酵
A、酵母型乙醇发酵:
酵母菌、解淀粉欧文氏菌和胃八叠球菌途径:
葡萄糖先经过EMP→2分子丙酮酸→乙醛→乙醇。
发生条件:
PH3.5~4.5、厌氧。
B、细菌型乙醇发酵只有发酵运动单胞菌和厌氧发酵单胞菌等少数细菌能够进行,但是这种乙醇发酵是通过ED途径分解葡萄糖为丙酮酸,然后生成乙醇的
反应式为:
C6H12O6+ADP+Pi→2CH3CH2OH+CO2+ATP
(2)乳酸发酵据产物的不同分为三种类型:
A、同型乳酸发酵:
指由葡萄糖经EMP途径生成的丙酮酸直接作为氢受体被NADH和氢离子还原而全部生成乳酸的一种发酵。
参与的细菌由乳酸乳球菌、植物乳杆菌等
B、异型乳酸发酵:
指发酵终产物中除了乳酸外还有一些乙醇或乙酸和二氧化碳。
这种发酵是以HMP或PK途径为基础的。
如明串珠菌
C、双岐乳酸发酵:
双岐双岐杆菌发酵葡萄糖产生乳酸的一条途径,这种反应中有两种磷酸酮糖酶参加反应即果糖-6-磷酸磷酸酮糖酶和木酮糖-5-磷酸酮糖酶分别催化果糖-6-磷酸和木酮糖-5-磷酸,裂解产生乙酰磷酸和丁糖-4-磷酸及甘油醛-3-磷酸和乙酰磷酸。
(3)混合酸和丁二醇发酵
沙门氏菌属、埃希氏菌属、志贺氏菌属中的一些细菌发酵葡萄糖生成乳酸、甲酸、乙酸、琥珀酸、乙醇、二氧化碳和氢气等产物。
因为产物中有多种酸,故称为混合酸发酵。
该发酵以EMP途径为基础。
肠杆菌属、沙雷氏菌属和欧文氏菌属中一些葡萄糖发酵产物中有大量2,3-丁二醇、更多H2和CO2和少量乳酸、乙醇等,此种发酵称为丁二醇发酵
呼吸作用:
是指从葡萄糖或其他有机物脱下的电子(氢)经过一系列载体,最终传递给外源分子氧或其他氧化型化合物并产生较多ATP的生物氧化过程。
有氧呼吸:
以分子氧作为最终电子受体的呼吸称为有氧呼吸。
呼吸作用与发酵作用的根本区别:
电子载体不是将电子直接传递给底物降解的中间产
物,而是交给电子传递系统,逐步释放出能量后再交给最终电子受体。
有氧呼吸三羧酸循环与电子传递是有氧呼吸中两个主要的产能环节。
电子传递链主要组分为:
NAD(P)→F(P)→FeS→CoQ→Cyt.b→Cyt.c→泛醌→Cyt.a→Cyt.a3
光合磷酸化:
将光能转变成化学能,以用于从CO2合成细胞物质的过程。
当一个叶绿素分子吸收光量子时,叶绿素性质上即被激活,导致叶绿素释放一个电子而被氧化,释放出的电子在电子传递系统中的传递过程中逐步释放能量光合微生物主要有:
藻类、蓝细菌和光合细菌(紫色细菌、绿色细菌、嗜盐菌等)
环式光合磷酸化:
光合细菌主要通过环式光合磷酸化作用产生。
主要细菌为:
紫色硫细菌、绿色硫细菌、紫色非硫细菌、绿色非硫细菌。
厌氧条件下进行。
非环式光合磷酸化:
高等植物和蓝细菌与光合细菌不同,它们可以裂解水,以提供细胞合成的还原能力。
它们含有两种类型的反应中心,连同天线色素、初级电子受体和供体一起构成了光合系统Ⅰ和光合系统Ⅱ,这两个系统偶连进行非环式光合磷酸化。
肽聚糖生物合成的步骤:
(一)在细胞质中的合成
由葡萄糖合成N-乙酰葡糖胺和N-乙酰胞壁酸
由N-乙酰胞壁酸合成(UDP-N-乙酰胞壁酸五肽)
(二)在细胞膜上的合成
Park核苷酸聚合成肽聚糖单体。
(杆菌肽和万古霉素可以阻断合成)
(三)在细胞膜外的合成
肽聚糖单体组成肽聚糖。
(青霉素是D-丙氨酰-D-丙氨酸的结构类似物)
氨基酸的合成
A、氨基化作用:
指a-酮酸(a-酮戊二酸和丙酮酸)与氨反应形成相应的氨基酸。
如谷氨酸的合成
B、转氨基作用:
在转氨酶的催化作用下,使一种氨基酸的氨基转移给酮酸,形成新的氨基酸的过程。
C前体转化:
通过糖代谢的中间产物如甘油醛-3-磷酸等,经一系列的生化反应而合成
生物固氮:
微生物将氮还原为氨的过程称为生物固氮。
固氮微生物:
近50属包括细菌、放线菌和蓝细菌。
目前尚未发现真核微生物具有固氮作用。
次级代谢产物:
指微生物在一定的生长时期,以初级代谢产物为前体,合成一些对微生物的生命活动无明确功能的物质的过程,这一过程的产物即为次级代谢产物
1.抗生素:
对他种微生物有一直或者杀伤作用的一大类次级代谢产物,最常见的抗生素有:
青霉素,链霉素,庆大霉素,卡拉霉素,头孢霉素,春雷霉素,灭瘟素,井冈霉素,内疗素,放线酮等。
2.生长刺激素:
一类刺激植物生长的生理活性物质,如镰刀菌产生的赤霉素,用于杂交水稻制种中,可刺激稻穗伸长后便于授粉
3.毒素:
某些微生物在一定条件下产生的对动植物和人有害毒的化合物,大多数是蛋白质,如白喉杆菌的白喉毒素,破伤风梭菌在厌氧条件下破伤风毒素,苏云菌杆菌产生能杀虫的苏云金素
4.维生素:
某些微生物在特定的条件下产生的大大超过本身需要的那种维生素,如酵母菌产生的B族维生素,醋酸菌合成维生素C,某些霉菌积累维生素B
5.色素:
微生物在代谢过程中产生有色次生代谢产物,这些产物积累在细胞内或者分泌与细胞外。
如灵杆菌产生的花青素使菌落呈红色,红曲霉产生的红曲素是菌体呈紫色,并分泌与体外,在食品商用作着色剂
第六章
群体生长:
群体中个体数目的增加,可以用重量、体积、密度或浓度来衡量。
(由于微生物的个体极小,所以常用群体生长来反映个体生长的状况)个体生长个体繁殖群体生长。
群体生长=个体生长+个体繁殖
生长曲线概念:
将细菌接种到均匀的液体培养基后,当细菌以二分裂法繁殖,分裂后的子细胞具有生活能力,在不补充营养物质或移去培养物,保持整个培养液体积不变条件下,以时间为横坐标,以菌数为纵坐标,根据不同培养时间里细菌数量的变化,可以作出一条反映细菌在整个培养期间菌数变化规律的曲线,这种曲线称为生长曲线。
微生物的典型生长曲线:
(一)延滞期:
特点:
⑴生长速率为零;
⑵细胞形态变大或增长;
⑶细胞内的RNA尤其是rRNA含量增高,原生质呈嗜碱性;
⑷合成代谢十分活跃,核糖体、酶类和ATP的合成加速,易产生各种诱导酶;
⑸对外界不良条件反应敏感。
认识延迟期的特点及形成原因对实践的指导意义:
在发酵工业上尽量缩短延迟期:
①增加接种量;(群体优势----适应性增强)②采用对数生长期的健壮菌种;③调整培养基的成分,在种子基中加入发酵培养基的某些成分;④选用繁殖快的菌种。
在食品工业上,尽量在此期进行消毒或灭菌
(二)指数期
特点:
⑴生长速率常数R最大,代时G最短;
⑵细胞进行平衡生长;
⑶酶系活跃,代谢旺盛。
应用意义:
①由于此时期的菌种比较健壮,增殖噬菌体的最适菌龄;生产上用作接种的最佳菌龄;
②发酵工业上尽量延长该期,以达到较高的菌体密度
③食品工业上尽量使有害微生物不能进入此期
④是生理代谢及遗传研究或进行染色、形态观察等的良好材料。
(三)稳定期:
(R=0)
稳定期到来的原因:
⑴营养物质尤其是生长限制因子的耗尽;
⑵营养物的比例失调;
⑶酸、醇、毒素或H2O2等有害代谢产物的积累;
⑷pH、氧化还原势等物理化学条件越来越不适宜。
应用意义:
1)发酵生产形成的重要时期(抗生素、氨基酸等),生产上应尽量延长此期,提高产量,措施如下:
补充营养物质(补料);调pH;调整温度
2)稳定期细胞数目及产物积累达到最高。
(四)衰亡期
特点:
①细胞死亡数增加,死亡数大大超过新增殖的细胞数,群体中的活菌数目急剧下降,出现“负生长”。
②细胞内颗粒更明显,细胞出现多形态、畸形或衰退形,芽孢开始释放。
③因菌体本身产生的酶及代谢产物的作用,使菌体死亡、自溶等,发生自溶的菌生长曲线表现为向下跌落的趋势。
生长限制因子:
凡处于较低浓度范围内可影响生长速率和菌体产量的某营养物,就称生长限制因子。
连续培养:
在微生物的整个培养期间,通过一定的方式使微生物能以恒定的比生长速率生长并能持续生长下去的一种培养方法。
恒浊培养:
通过培养装置中的光电系统控制培养液中菌体浓度恒定、使细菌生长连续进行的一种培养方式
恒化培养:
培养过程中控制培养基的浓度基本恒定的方式
装置
控制对象
培养基
培养基流速
生长速率
产物
应用范围
恒浊器
菌体密度(内控制)
无限制生长因子
不恒定
最高
大量菌体或与菌体形成相平行的产物
生产为主
恒化器
培养基流速(外控制)
有限制生长因子
恒定
低于最高
不同生长速率的菌体
实验室为主
同步生长:
通过同步培养的手段