上海交通大学：《微生物的世界 Microbial World》通识教育课程教学资源（课件讲稿）第10章 微生物的生长繁殖及其控制

上游充通大警 SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY 1896 1920 1987 2006 通识教育核心课程 微生物的世界Microbial World 第十章微生物的生长繁殖及其控制 SHAN 陈峰 上海交通大学生命科学技术学院 cf2001@sjtu.edu.cn

1896 1920 1987 2006 陈峰 上海交通大学生命科学技术学院 cf2001@sjtu.edu.cn 微生物的世界Microbial World 第十章 微生物的生长繁殖及其控制 通识教育核心课程

上浒充通大 SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY 微生物生长概述 生长：生物个体物质有规律地增加，导致个体体积扩大的生 物学过程。 繁殖：生物个体通过特定方式产生新个体，即引起生命个体 数量增加的生物学过程。 '对高等生物而言，生长是一个逐步发生的量变过程 繁殖是一个产生新的生命个体的质变过程。 √但在低等特别是在单细胞的生物里，这两个过程是紧 密联系又很难划分的过程。 2 上海交通大学通识教育核心课程 《微生物的世界》

2 上海交通大学通识教育核心课程《微生物的世界》 生长：生物个体物质有规律地增加，导致个体体积扩大的生 物学过程。 繁殖：生物个体通过特定方式产生新个体，即引起生命个体 数量增加的生物学过程。 对高等生物而言，生长是一个逐步发生的量变过程， 繁殖是一个产生新的生命个体的质变过程。 但在低等特别是在单细胞的生物里，这两个过程是紧 密联系又很难划分的过程。 微生物生长概述

上游充通大学 SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY 大肠杆菌一个细胞重约10-12克，平均20分钟繁殖一代 24小时后：4722366500万亿个后代，重量达到：4722吨 48小时后：2.2×1043个后代，重量达到2.2×1025吨 相当于4000个地球的重量！ 3 上海交通大学通识教育核心课程 《微生物的世界》

3 上海交通大学通识教育核心课程《微生物的世界》 24小时后： 4722366500万亿个后代，重量达到：4722吨 48小时后：2.2 × 10 43个后代，重量达到2.2 × 10 25 吨 相当于4000个地球的重量！ 大肠杆菌一个细胞重约10 –12 克，平均20分钟繁殖一代

上游充通大警 SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY ,细菌的群体生长繁殖 微生物个体微小 除真菌外，我们肉眼看到或接触到的微生物是成干 上万个单个的微生物组成的群体。 对细菌群体生长规律的了解是对其进行研究 与利用的基础 4 上海交通大学通识教育核心课程《微生物的世界》

4 上海交通大学通识教育核心课程《微生物的世界》 一、细菌的群体生长繁殖 微生物个体微小 除真菌外，我们肉眼看到或接触到的微生物是成千 上万个单个的微生物组成的群体。 对细菌群体生长规律的了解是对其进行研究 与利用的基础

上游充通大警 SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY 1、生长曲线 生长曲线(Growth Curve):细菌接种到定量的液体 培养基中，定时取样测定细胞数量，以培养时间为 横座标，以菌数为纵座标作图，得到的一条反映细 菌菌数变化规律的曲线。 Figure 6.12 Cell division. Arithmetic When the arithmetic number of Numbers Numbers Expressed as cells in each generation is of Cells a Power of 2 Visual Representation of Numbers expressed as a power of 2,the exponent tells the number of doublings(generations)that have 2 ●● occurred. 4 ●●●● ●●●●●●●● If a single bacterium reproduced 16 ●●●●●●●●●●●●● every 20 minutes,how many 32 ●●●●●●●● would there be in 2 hours? 5 上海交通大学通识教育核心课程 《微生物的世界》

5 上海交通大学通识教育核心课程《微生物的世界》 1、生长曲线 生长曲线(Growth Curve)：细菌接种到定量的液体 培养基中，定时取样测定细胞数量，以培养时间为 横座标，以菌数为纵座标作图，得到的一条反映细 菌菌数变化规律的曲线

上帝充通大粤 SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY 【1,U4⊙，▣40) 6.0 1.000.000 (L0g10=6.02) Log1o of 5.0 Arithmetic Arithmetic (Lo910=4.50), Generation Number Number 4.0 Number of Cells of Cells (524,288) (L0910=3.01) 3.0 500.000 sjeqwnu 0 1 0 5(2)= 32 1.51 10(219= 1,024 3.01 (L0910=1.51) 15(25)= 32,768 4.52 2.0 (262.144) 16(216= 65,536 4.82 17(21= 131,072 5.12 1.0 (131,072) 18(21= 262,144 (65.536) 5.42 100.000 (32,768) 19(219= 524,288 5.72 (32) (1024) 10.000 20(220= 1,048,576 6.02 5 10 15 20 Generations Figure 6.13 A growth curve for an exponentially increasing population,plotted logarithmically (dashed line) and arithmetically (solid line). If the arithmetic line were plotted for two more generations, would it still be on the page? 细菌的生长曲线一般用菌数的对数为纵坐标作图 6 上海交通大学通识教育核心课程 《微生物的世界》

6 上海交通大学通识教育核心课程《微生物的世界》 细菌的生长曲线一般用菌数的对数为纵坐标作图

上游充通大警 SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY 10 Stationary phase 98 7 Exponential growth phase Death phase Some cells 3 remain viable Lag phase 0 15 20 25 30 35 40 Hours Total cells in population,live and dead,at each phase -Few or no cells -Live cells☐一Dead cells Figure 7.17 The growth curve in a bacterial culture.On this graph,the number of viable cells expressed as a logarithm (log)is plotted against time.See text for discussion of the various phases.Note that with a generation time of 30 minutes,the population has risen from 10(101)cells to 1,000,000,000(10)cells in only 16 hours.Cells are multiplying and dying all along the curve.but the relative rates of these events change as the curve proceeds. 典型的生长曲线：迟缓期，对数期，稳定期和衰亡期等四 个生长时期 7 上海交通大学通识教育核心课程 《微生物的世界》

7 上海交通大学通识教育核心课程《微生物的世界》 典型的生长曲线：迟缓期，对数期，稳定期和衰亡期等四 个生长时期

0987 Stationary phase 5 Exponentlal growth phase Death phase Some cells remain viable Lag phase 10 15 20 25 30 35 40 Hours Total cells in population,live and dead,at each phase □-Few or no cells ☐-Live cells☐-Dead cells Figure 7.17 The growth curve in a bacterial culture.On this graph,the number of viable cells expressed as a logarithm (log)is plotted against time.See text for discussion of the various phases.Note that with a generation time of 30 minutes,the population has risen from 10(10)cells to 1,000.000,000(10)cells in only 16 hours.Cells are multiplying and dying all along the curve.but the relative rates of these events change as the curve proceeds. 迟缓期(Lag phase): 将少量菌种接入新鲜培养基后，在开始 一段时间内菌数不立即 增加，或增加很少，生长速度接近于零。也称延迟期、适应期

迟缓期(Lag phase)： 将少量菌种接入新鲜培养基后，在开始一段时间内菌数不立即 增加，或增加很少，生长速度接近于零。也称延迟期、适应期

上游充通大学 SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY 迟缓期的特点：分裂迟缓、代谢活跃 细胞形态变大或增长； 细胞内RNA,尤其是rRNA含量增高，合成代谢活跃。 对外界不良条件反应敏感。 以上特征说明细胞处于活跃生长中，只是分裂迟缓。 在此阶段后期，少数细胞开始分裂，曲线略有上升。 9 上海交通大学通识教育核心课程 《微生物的世界》

9 上海交通大学通识教育核心课程《微生物的世界》 迟缓期的特点：分裂迟缓、代谢活跃 • 细胞形态变大或增长； • 细胞内RNA，尤其是rRNA含量增高，合成代谢活跃。 • 对外界不良条件反应敏感。 以上特征说明细胞处于活跃生长中，只是分裂迟缓。 在此阶段后期，少数细胞开始分裂，曲线略有上升

上游充通大警 SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY 迟缓期出现的原因：调整代谢 微生物接种到一个新的环境，调整代谢需要一段适应期 迟缓期的长短与菌种的遗传性、菌龄以及移种前后所处的 环境条件等因素有关（几分钟 数小时) 10 上海交通大学通识教育核心课程 《微生物的世界》

10 上海交通大学通识教育核心课程《微生物的世界》 迟缓期出现的原因：调整代谢 微生物接种到一个新的环境，调整代谢需要一段适应期 迟缓期的长短与菌种的遗传性、菌龄以及移种前后所处的 环境条件等因素有关（几分钟——数小时）