Chapter微生物的生长.PPTVIP

第三章 微生物的生长繁殖与环境 比生长速率常数 在对数生长条件下，微生物的群体生长类似于化学反应的一级自身催化反应，即某一时刻的细胞数量（或菌体质量）的增加速率和该时刻的细胞数量（或质量）成正比。设单位体积的细胞数量为N，单位体积的菌体质量为M，则可列出下述一阶微分方程： （二）菌落生长速率的测定 将待测菌株点接于培养基平板的中心，每隔一段时间测量菌落的半径和面积，直到菌落长满平板为止。以时间和菌落半径或面积作图，得到生长曲线。在一定范围内，生长量和时间成正比。 （三）? 菌丝干重测定法 这是测定菌丝生长总量的方法。 将菌种接种到液体培养基内振荡培养，经过一定时间后，收集菌丝并洗涤，然后置于80—100℃烘箱烘干至恒重，测定菌丝重量。也可测定在固体培养基上生长的菌丝。菌丝在固体培养基上生长一定时间后，加热使琼脂融化，滤出菌丝，用热水洗涤，再烘干测定重量。 二、真菌菌落的分化 真菌孢子吸水膨胀，伸出芽管，芽管进一步长成菌丝。 当主菌丝形成初级分枝后，就开始了线性生长期。初级菌丝再产生二级分枝，二级分枝又产生三级分枝，依次类推。分枝产生在上一级菌丝的两侧，每一个分枝都有特殊的角度, 所有的分支（初级的、次级的、三级菌丝）都是按照向顶顺序性产生的，即最年轻的菌丝离顶点最近。在整个系统中，每个分支通过顶端延伸生长并按照向顶顺序产生相同的侧向分支，产生的所有的菌丝就叫做菌丝体。 成熟的菌落至少可分为三个不同的形态区域 1.扩展区 又称边沿生长区，由基内菌丝构成，无气生菌丝。尽管随着菌丝的生长菌落直径不断扩大，但成熟菌落的边沿生长区的宽度几乎保持恒定。 只有扩展区的生长才会促使菌落的径向生长。 ?2.生产区 有气生菌丝，其宽度大体上也是恒定的。该区的菌丝其原生质充分液泡化，并有糖原和脂的积累。随着分支的形成，菌丝逐渐变细，径向生长较少。 3.结实区 气生菌丝的一部分或全部分化为无性或有性的繁殖结构。该区占菌落的大部分。随着菌落直径的增加，菌落中心老化，菌丝发生自溶。 三、真菌菌落径向扩展曲线 分为四个时期： （1）延滞期：即从接种到菌丝开始出现生长这段时间 （2）指数期：菌落以指数速率作径向生长； （3）减速期：是指数期末和线性期初之间的一段时间 （4）线性期：此期菌落以恒定的速率作径向生长。指数期和减速期持续的时间比较短，菌落的径向扩展主要在线性期。 真菌菌落的径向生长与菌落边沿生长区的宽度有关。径向生长速率是边沿生长区宽度的函数。 四、液体培养条件下的菌丝生长曲线 1.延滞期 造成生长延滞的原因有两种：一是孢子萌发前的真正的延滞期，另一种是生长已开始但无法测量。 2.迅速生长期 此时菌丝体干重迅速增加，其立方根与时间成直线关系。菌丝的繁殖不以几何倍数增加，故而没有对数生长期。 3. 衰退期 真菌生长进入衰退期的标志是菌丝干重的下降。一般是在一短期内失重很快，以后不再变化。处于衰退期的菌丝细胞，除顶端幼龄细胞的原生质比较稠密均匀外，大多数细胞都出现大的空泡。但有些菌丝发生自溶，释放出细胞物质。菌丝自溶的程度与菌种的遗传特性和培养条件有关。 （一）菌丝顶端的结构 微管 微丝网 大液泡 小液泡 线粒体 菌丝壁 类高尔基体 微丝 细胞核 横隔孔 顶端 亚顶端 基部 菌丝的结构 五、菌丝体的顶端生长 顶端区域聚集有大量的分泌泡，表明这一部位为细胞的生长区域，细胞壁的扩张也发生在此处。顶端区域含有大量的分泌泡，但如高尔基体，线粒体以及绝大部分内质网都被排除在这一区域之外，所以人们称这一区域为“分泌泡富集区”。 （二）丝状真菌顶端生长机制 菌丝顶端生长以细胞壁的合成和伸长与膨压或细胞骨架所产生的扩张力的作用之间的动态平衡为特征，这包括了细胞壁物质的局部沉积与交联, 原生质持续的向顶端迁移，细胞器极性分布的维持，微丝骨架系统性的调节等一系列的生理过程。 菌丝的顶端生长在很大程度上与细胞壁性质有关。当菌丝进行顶端生长时，菌丝顶端细胞壁必须维持一定的可塑性，以便新的细胞壁物质加入，使壁不断向前延伸，但同时又必须具有一定的刚性，以抵抗胞内膨压，防止原生质从菌丝顶端喷出。 1、定向分泌 定向分泌是顶端生长过程中的中心问题。真菌细胞壁的形成本质上说就是定向分泌的结果，所以顶端生长也可以说是细胞中分泌系统极性分布的产物。 2、顶体(Spitzenkorper)的作用 顶体是在高等真菌生长中的菌丝顶端发现的，在光学显微镜下表现为一块相对较暗的结构，而在电子显微镜下发现，顶体是由菌丝顶端聚集并分布于微丝网络状结构中的分泌囊泡所构成的。由于其特殊的定位，人们认为顶体在菌丝伸长过程中起到了组织并决定分泌泡运