微生物的生长及其控制.ppt

二、单细胞微生物的典型生长曲线定量描述液体培养基中微生物群体生长规律的实验曲线，称为生长曲线。把少量纯种单细胞微生物接种到一定体积的培养液中后，在适宜的条件下培养，如果以细胞数目的对数值为纵坐标，以培养时间为横坐标，就可以绘制出分批培养条件下微生物的生长曲线。典型的生长曲线

（Growthcurve）延滞期对数期稳定期衰亡期将少量单细胞的纯培养，接种到一恒定容积的新鲜液体培养基中，在适宜条件下培养，每隔一定时间取样，测菌细胞数目。以培养时间为横坐标，以细菌增长数目的对数为纵坐标，绘制所得的曲线。生长曲线的制作其它名称：停滞期、调整期、适应期（一）延滞期（lagphase）1.现象：菌数没增加，曲线平行于横轴。2.特点：生长速率常数=0细胞形态变大或增长细胞内RNA特别是rRNA含量增高，原生质嗜碱性增强合成代谢活跃（核糖体、酶类、ATP合成加快），易产生诱导酶对外界不良条件敏感，（如氯化钠浓度、温度、抗生素等化学药物）3.原因：适应新的环境条件，合成新的酶，积累必要的中间产物◆菌种：繁殖速度较快的菌种的延迟期一般较短；4.影响延滞期长短的因素：◆接种物菌龄：用对数生长期的菌种接种时，其延迟期较短，甚至检查不到延迟期；◆接种量：一般来说，接种量增大可缩短甚至消除延迟期（发酵工业上一般采用1/10的接种量）；◆培养基成分：

在营养成分丰富的天然培养基上生长的延滞期比在合成培养基上生长时短；

接种后培养基成分有较大变化时，会使延滞期加长，所以发酵工业上尽量使发酵培养基的成分与种子培养基接近。5.认识延迟期的特点及形成原因对实践的指导意义◆在发酵工业上需设法尽量缩短延迟期；采取的缩短lagphase的措施有：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，在种子培养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）对数期（logarithmicphase）1.概念：指在生长曲线中，紧接这延滞期的一段细胞数目以几何级数增加，其对数与时间呈直线关系的时期。又称指数期。2.特点：生长速率常数最大，即代时最短；细胞进行平衡生长，菌体大小、形态、生理特征等比较一致；代谢最旺盛；细胞对理化因素较敏感；指数期生长的数学模型繁殖代数n=3.322(lgx2-lgx1)生长速率常数（R）代时（G）3.影响指数期微生物代时长短的因素：菌种：大肠杆菌15min；金黄色葡萄球菌30min;结核分枝杆菌800min;培养基成分：营养丰富代时短。同在37℃下培养，大肠杆菌在牛奶中代时12.5min，而在肉汤培养基中为17min.培养温度：温度对微生物的生长速率有明显影响。营养物浓度：一定浓度范围内影响生长速率和生长总量。营养物浓度对微生物生长速率和产量8.0mg/ml6.0mg/ml4.0mg/ml2.0mg/ml1.0mg/ml0.5mg/ml0.2mg/ml0.1mg/ml只最大收获量受影响生长速度和最大收获量受影响时间细胞数或菌体量生长限制因子：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。4.应用意义：由于此时期的菌种比较健壮，是增殖噬菌体的最适菌龄；生产上用作接种的最佳菌龄；发酵工业上尽量延长该期，以达到较高的菌体密度；食品工业上尽量使有害微生物不能进入此期；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。又称：恒定期或最高生长期（三）稳定期（stationaryphase）1.特点：生长速率常数为零：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。积累内含物：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。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。2.生长产量常数（Y，或生长得率，growthyield）：概念：表示微生物产量与营养物质的消耗之间有规律的比例关系。Y=菌体干重/消耗营养物质的浓度Y=x–x0C0–C=x–x0C0根据生长产量常数可确定微生物对营养物质的需要量如：Y=0.5，表示要得到5g菌体，需某营养物（葡萄糖）10g。3.产生原因：营养物尤其是生长限制因子的耗尽；营养物的比例失调，如碳氮比不合适;有害代谢废物的积累（酸、醇、毒素等）物化条件（pH、氧化还原势等）不合适;4.应用意义：最佳收获时期：发酵生产形成次生代谢产物的重要时期（抗生