微生物生理生长.ppt

**生长速率常数（growthrateconstant)：微生物每小时的分裂代数延迟期特点：开始时细胞一般不立即进行繁殖，细菌数几乎不增加，甚至有所下降有一个适应过程，曲线稍平。此时期细胞内的代谢活动比较旺盛，细胞体积明显增大，在此期的后期，少数细胞开始分裂，曲线略有上升。产生的原因：是细胞为了适应新环境需要进行调整，比如需要合成新的必需的酶、辅酶或某些中间代谢产物，或者缺乏足够的能量或生长因子。或接种时造成损伤等。rRNA与多种蛋白质结合成核糖体，作为蛋白质生物合成的“装配机”。原生质是细胞内生命物质的总称。它的主要成分是蛋白质，核酸，脂质。原生质分化产生细胞膜、细胞质和细胞核。**认识延迟期的特点及形成原因对实践的指导意义：由于延迟期的长短能影响微生物的正常生长周期，在发酵工业生产中延长生产周期，会降低设备的利用率，所以在生产实践中总是设法缩短延迟期。**对数期（logarithmicphase）对数期的细菌细胞代谢活动最强，以最快的速度进行生长和繁殖，菌体数目按几何级数增加。对于细菌来说，此时期的菌数以2n速度增加,n代表细胞分裂的次数。**①新增殖的细胞数与老细胞的死亡数几乎相等，微生物的生长速率处于动态平衡，培养物中的细胞数目达到最高值。②细胞分裂速度下降，开始积累内含物，产芽孢的细菌开始产芽孢。③此时期的微生物开始合成次生代谢产物，对于发酵生产来说，一般在稳定期的后期产物积累达到高峰，是最佳的收获时期。生长限制因子：凡是处于较低浓度范围内，可影响生长速率和菌体产量的营养物就称生长限制因子稳定期的长短，生产上常常通过补料、调节pH值、调整温度等措施，**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**airfiler---空气过滤器，controlvalve---控制阀，culturevessel---培养瓶，receptacle---容器恒浊器（turbidostat）工作原理：以光电控制系统测定培养器内微生物的生长密度，控制培养液流速，以保持菌体密度高、生长速度恒定的培养状态。其工作精度是由光电控制系统的灵敏度决定。特点：微生物始终以最高生长速率进行生长，并可在允许范围内控制不同的菌体密度。**恒化指的是恒定的化学环境，就是使培养液中的营养物浓度基本恒定，从而保证菌体的恒定生长。营养物的浓度对菌体的生长有影响。一般情况下，营养物浓度偏高时，并不影响菌体生长速率，只是当浓度偏低或缺乏时，才对微生物的生长速率有影响，而且在一定范围内，生长速率与营养物浓度成正比。通过控制某一种营养物，把这种物质的浓度调低一些，作为限制菌体生长的因子，而其它营养物都是过量的，这样，菌体的生长速率就取决于限制性物质的浓度，始终以一定的速度加入这种物质，可使菌体始终在低于其最高生长速度的条件下进行生长繁殖，保持恒定的生长速率。*所谓恒浊法是以培养器中微生物细胞的密度为监控对象，用光电控制系统来控制流入培养器的新鲜培养液的流速，同时使培养器中的含有细胞与代谢产物的培养液也以基本恒定的流速流出，从而使培养器中的微生物在保持细胞密度基本恒定的条件下进行培养的一种连续培养方式。用于恒浊培养的培养装置称为恒浊器（turbidostat）。连续培养装置（发酵罐，fermenter）见图5-7。用恒浊法连续培养微生物，可控制微生物在最高生长速率与最高细胞密度的水平上生长繁殖，达到高效率培养的目的。目前在发酵工业上有多种微生物菌体的生产就是根据这一原理，用大型恒浊发酵器进行恒浊法连续发酵生产的。与菌体相平衡的微生物代谢产物的生产也可采用恒浊法连续发酵生产。恒化法是监控对象不同于恒浊法的另一种连续培养方式。恒化法是通过控制培养基中营养物，主要是生长限制因子的浓度，来调控微生物生长繁殖与代谢速度的连续培养方式。用于恒化培养的装置称为恒化器（chemostat或bactogen）。恒化连续培养往往控制微生物在低于最高生长速率的条件下生长繁殖。恒化连续培养在研究微生物利用某种底物进行代谢的规律方面被广泛采用。因此，它是微生物营养、生长、繁殖、代谢和基因表达与调控等基础与应用基础研究的重要技术手段。实际上，分批培养与连续培养的分类是相对的。无论是基础研究还是在发酵工业生产实践中，为了达到某种特殊目的或提高培养效率，常常采取两种方法加以综合的培养方式。如在金霉素、四环素等抗生素发酵生产中，在细胞群体生长进入稳定期，抗生素