微生物的生長,除了受本身的遺傳特性決定外,還受到許多外界因素的影響,如營養物濃度、溫度、水分、氧氣、pH等。
微生物的種類不同,培養的方式和條件也不盡相同。
影響微生物生長的因素
影響微生物生長的因素很多,簡要介紹如下:
(1)水分
水分是微生物實驗室培養中進行生長的必要條件。芽孢、孢子萌發,首先需要水分。
微生物是不能脫離水而生存的。但是微生物隻能在水溶液中生長,而不能生活在純水中。各種微生物在不能生長發育的水分活性範Χ內,均具有狹小的適當的水分活性區域。
(2)溫度
在一定的溫度範Χ內,ÿ種微生物都有自已的生長溫度三基點:
最低生長溫度
最適生長溫度
最高生長溫度
在zai生sheng長chang溫wen度du三san基ji點dian內nei,微wei生sheng物wu都dou能neng生sheng長chang,但dan生sheng長chang速su率lv不bu一yi樣yang。微wei生sheng物wu隻zhi有you處chu於yu最zui適shi生sheng長chang溫wen度du時shi,生sheng長chang速su度du才cai最zui快kuai,用yong時shi最zui短duan。超chao過guo最zui低di或huo最zui高gao生sheng長chang溫wen度du,微wei生sheng物wu不bu會hui生sheng長chang,甚shen至zhi會hui死si亡wang。
一般情況下,ÿ種微生物的生長溫度三基點是恒定的。但也常受其它環境條件的影響而發生變化。根據微生物最適生長溫度的不同,可將它們分為三個類型:
a.嗜冷微生物:其最適生長溫度多數在-10℃-20℃之間
b.中溫微生物:其最適生長溫度一般在20℃-45℃之間
c.嗜熱微生物:生長溫度在45℃以上。
(3)營養物濃度
細菌的生長率與營養物的濃度有關:μ=μmax*C/(K+C) ,營養物濃度與生長率的關係曲線是典型的雙曲線。
K值是細菌生長的很基本的特性常數。它的數值很小,表明細菌所需要的營養濃度非常之低。
然(ran)而(er)營(ying)養(yang)太(tai)低(di)時(shi),細(xi)菌(jun)生(sheng)長(chang)就(jiu)會(hui)遇(yu)到(dao)困(kun)難(nan),甚(shen)至(zhi)還(hai)會(hui)死(si)亡(wang)。這(zhe)是(shi)因(yin)為(wei)除(chu)了(le)生(sheng)長(chang)需(xu)要(yao)能(neng)量(liang)以(yi)外(wai),細(xi)菌(jun)還(hai)需(xu)要(yao)能(neng)量(liang)來(lai)維(wei)持(chi)它(ta)的(de)生(sheng)存(cun)。這(zhe)種(zhong)能(neng)量(liang)稱(cheng)為(wei)維持能。
(4)氧氣
按照微生物對氧氣的需要情況,可將它們分為以下五個類型。
a. 需氧微生物:這類微生物需要氧氣供呼吸之用,û有you氧yang氣qi,便bian不bu能neng生sheng長chang。但dan是shi高gao濃nong度du的de氧yang氣qi對dui需xu氧yang微wei生sheng物wu也ye是shi有you毒du的de,很hen多duo需xu氧yang微wei生sheng物wu不bu能neng在zai氧yang氣qi濃nong度du大da於yu大da氣qi中zhong氧yang氣qi濃nong度du的de條tiao件jian下xia生sheng長chang。絕jue大da多duo數shu微wei生sheng物wu都dou屬shu於yu這zhe個ge類lei型xing。
b. 兼性需氧微生物:這類微生物在有氧氣存在或無氧氣存在情況下,都能生長,隻不過所進行的代謝途徑不同罷了。在無氧氣存在的條件下,它進行發酵作用,例如酵母菌的無氧乙醇發酵。
c. 微量需氧微生物:這類菌是需要氧氣的,但隻在0.2大氣壓下生長最好。這可能是由一它們含有在強氧化條件下失活的ø,因而隻有在低壓下作用。
d. 耐氧微生物:這類微生物在生長過程中,不需要氧氣,但也不怕氧氣存在,不會被氧氣所殺死。
e. 厭氧微生物:這類微生物在生長過程中,不需要分子氧。分子氧存在對它們生長產生毒害,不是被抑製,就是被殺死。
實驗室微生物培養方法
根據培養時是否需要氧氣,可分為好氧培養和厭氧培養兩大類。
(1)好氧培養:也稱“好氣培養”。這種微生物在培養時,需要有氧氣加入,否則就不能生長良好。
在實驗室中,斜麵培養是通過棉花塞從外界獲得無菌的空氣。
三角燒瓶液體培養多數是通過搖床振蕩,使外界的空氣源源不斷地進入瓶中。
(2)厭氧培養:也稱“厭氣培養”。zheleiweishengwuzaipeiyangshi,buxuyaoyangqicanjia。zaiyanyangweishengwudepeiyangguochengzhong,zuizhongyaodeyidianjiushiyaochuqupeiyangjizhongdeyangqi。yibankecaiyongxialiejizhongfangfa:
a.降低培養基中的氧化還原電λ:常將還原劑如穀胱甘肽、硫基醋酸鹽等,加入到培養基中,便可達到目的。有的將一些動物的死的或活的組織如牛心、羊腦加入到培養基中,也可適合厭氧菌的生長。
b.化合去氧:這也有很多方法,主要有:用焦性û食子酸吸收氧氣;用磷吸收氧氣;用好氧菌與厭氧混合培養吸收氧氣;用植物組織如發芽的種子吸收氧氣;用產生氫氣與氧化合的方法除氧。
c.隔絕阻氧:深層液體培養;用石蠟油封存;半固體穿刺培養。
d.替代驅氧:用二氧氣碳驅代氧氣;用氮氣驅代氧氣;用真空驅代氧氣;用氫氣驅代氧氣;用混和氣體驅代氧氣。
根據培養基的物理狀態,可分為固體培養和液體培養兩大類。
(1)固質培養:是將菌種接至疏鬆而富有營養的固體培養基中,在合適的條件下進行微生物培養的方法。
(2)液體培養:在實驗中,通過液體培養可以使微生物迅速繁殖,獲得大量的培養物,在一定條件下,還是微生物選擇增菌的有效方法。
微生物實驗室常用菌種保藏法
菌種的保藏常采用幹燥、低溫和隔絕空氣等措施,將其新陳代謝限製在最低範Χ內,使其生命活動處於半永久性的休眠狀態,使菌種能夠存活、不汙染雜菌、不發生或較少發生變異,保存菌種原有的各種生物學性狀。
較常用的菌種保藏法有斜麵或半固體傳代保藏法,以及冷凍真空幹燥法和液氮超低溫保藏法。
1. 斜麵或半固體傳代保藏法
此法保藏菌種常用的培養基有普通肉湯瓊脂斜麵、血清斜麵、血瓊脂斜麵、雞蛋斜麵和血清肉湯半固體培養基等等。
在斜麵或半固體培養基表麵,往往加入滅菌液體石蠟,用以隔絕空氣。此外,厭氧菌的傳代保藏則常采用瘡肉基。
2. 冷凍真空幹燥法
將加入一定保護劑(如無菌脫脂牛奶)的菌種懸液冷凍,然後在凍結狀態下經過真空幹燥,使菌種處於半永久性的休眠狀態,從而達到長久保藏的目的。一般可保藏數年甚至數十年之久。該法需要特殊的低溫幹燥設備。
3. 液氮超低溫保藏法
將保藏的菌種分散在保護劑中(如甘油、二甲亞楓、蔗糖和吐溫80等),或將平板上生長良好的培養物打塊,原封不動地置於保護劑中,預凍後保藏在液氮超低溫(-196℃)中。該法是目前較理想的菌種保藏方法,可較長期保藏菌種。
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