【教学课件】第七章微生物的生长与控制.ppt

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1、第七章第七章 微生物的生长与控制微生物的生长与控制1生长生长微生物细胞吸收营养物质，进行新陈代谢，微生物细胞吸收营养物质，进行新陈代谢，当同化作用当同化作用异化作用时，生命个体的重量和体积不异化作用时，生命个体的重量和体积不断增大的过程。断增大的过程。繁殖繁殖生命个体生长到一定阶段，通过特定方式产生新的生命个体生长到一定阶段，通过特定方式产生新的生命个体，即引起生命个体数量增加的生物学过程。生命个体，即引起生命个体数量增加的生物学过程。发育发育从生长到繁殖，是生物的构造和机能从简单到复杂、从生长到繁殖，是生物的构造和机能从简单到复杂、从量变到质变的发展变化过程，这一过程称为发育。从量变到质变的

2、发展变化过程，这一过程称为发育。个体生长个体生长微生物细胞个体吸收营养物质，进行新微生物细胞个体吸收营养物质，进行新陈代谢，原生质与细胞组分的增加为个体生长。陈代谢，原生质与细胞组分的增加为个体生长。群体生长群体生长群体中个体数目的增加。可以用重量、群体中个体数目的增加。可以用重量、体积、密度或浓度来衡量。体积、密度或浓度来衡量。（由于微生物的个体极小，所以常用群体生长来反映个体生长的状况）个体生长个体繁殖群体生长群体生长群体生长=个体生长个体生长+个体繁殖个体繁殖生长与繁殖的概念生长与繁殖的概念2第一节第一节 微生物纯培养分离及生长测定方法微生物纯培养分离及生长测定方法3一、一、获得纯培养的

3、方法获得纯培养的方法纯培养纯培养(pure culture)pure culture)微生物学中把从一微生物学中把从一个细胞或一群相同的细胞经过培养繁殖而得到的后个细胞或一群相同的细胞经过培养繁殖而得到的后代代,称纯培养称纯培养.4首先将待分离的样品进行连续稀释首先将待分离的样品进行连续稀释,目的是得到高度稀释目的是得到高度稀释的效果的效果,使一支试管中分配不到一个微生物使一支试管中分配不到一个微生物.如果经过稀如果经过稀释后的大多数试管中没有微生物生长释后的大多数试管中没有微生物生长,那么有微生物生长那么有微生物生长的试管得到的培养物可能就是由一个微生物个体繁殖而的试管得到的培养物可能就是由

4、一个微生物个体繁殖而来的纯培养物来的纯培养物.这种方法适合于细胞较大的微生物这种方法适合于细胞较大的微生物.液体稀释法液体稀释法5平板划线分离法（平板划线分离法（StreakPlate）特点：快速、方便。特点：快速、方便。分区划线（适用于分区划线（适用于浓度较大浓度较大的样品）的样品）连续划线（适用于连续划线（适用于浓度较小浓度较小的样品）的样品）Aninoculatingloopisusedtothinoutorganismsonthesurfaceoftheagar.6连续划线连续划线划线分离后平板上显示的菌落照片划线分离后平板上显示的菌落照片7倾注平板法（倾注平板法（PourPlate）

5、Organismsareseriallydiluted,thenasmallamountisaddedtoanemptysterilepetridish,towhichmeltedagarat50 Cisadded.Thenmixtodistributetheorganisms.1ml1ml1ml1ml1ml1ml9ml9ml9ml9ml8平板涂布分离法（平板涂布分离法（SpreadPlate）简单易行，但易造成机械损伤简单易行，但易造成机械损伤Liquidspecimenisspreadonthesurfaceofsolidagarwithasterilebentglassrod.9选择性培

6、养分离法选择性培养分离法为了从混杂的微生物群体中分离出某种微生物，可为了从混杂的微生物群体中分离出某种微生物，可以根据该微生物的特点，包括营养、生理、生长条以根据该微生物的特点，包括营养、生理、生长条件等，采用选择培养的方法进行分离。件等，采用选择培养的方法进行分离。利用选择培养基进行直接分离利用选择培养基进行直接分离富集培养富集培养10单细胞（单孢子）分离法单细胞（单孢子）分离法采用显微分离法从混杂群体中直接分离单个细胞或单个个体采用显微分离法从混杂群体中直接分离单个细胞或单个个体进行培养以获得纯培养的方法。该方法要在显微镜下进行。进行培养以获得纯培养的方法。该方法要在显微镜下进行。毛细管法

7、：毛细管法：用毛细管提取微生物个体，适合于较大微生物。用毛细管提取微生物个体，适合于较大微生物。显微操作仪：显微操作仪：用显微针、钩、环等挑取单个细胞或孢子以获用显微针、钩、环等挑取单个细胞或孢子以获得纯培养。得纯培养。小液滴法：小液滴法：将经过适当稀释后的样品制成小液滴，在显微镜将经过适当稀释后的样品制成小液滴，在显微镜下选取只含一个细胞的液滴来进行纯培养物的分离。下选取只含一个细胞的液滴来进行纯培养物的分离。11MembraneFilterWhenthereisasmallnumberoforganismsinalargeamountofliquid,theliquidisfiltered

8、throughamembraneandthenthemembraneisplacedonagarinapetridish.12二、微生物纯培养生长的测定方法二、微生物纯培养生长的测定方法描述不同种类、不同生长状态的微生物生长情况，描述不同种类、不同生长状态的微生物生长情况，需选用不同的测定指标。需选用不同的测定指标。（一）微生物细胞数目的检测法（一）微生物细胞数目的检测法直接法直接法（血球计数板、比例计数法）（血球计数板、比例计数法）间接法间接法（活菌计数法、（活菌计数法、液体稀释法、膜过滤法液体稀释法、膜过滤法）（二）微生物生长量和生理指标测定法（二）微生物生长量和生理指标测定法直接法直接法

9、(干重法，堆体积法干重法，堆体积法)间接法间接法（比浊法，碳、氮含量法，其它生理指标）（比浊法，碳、氮含量法，其它生理指标）131.1.血球计数板法血球计数板法14原理：将原理：将1cm20.1mm的薄层空间划分为的薄层空间划分为400小格，小格，从中均匀分布地选取从中均匀分布地选取80或或100小格，计数其中的细胞小格，计数其中的细胞数目，换算成单位体积中的细胞数。数目，换算成单位体积中的细胞数。适用范围：个体较大细胞或颗粒，如血球、酵母菌适用范围：个体较大细胞或颗粒，如血球、酵母菌等。不适用于细菌等个体较小的细胞，因为（等。不适用于细菌等个体较小的细胞，因为（1）细）细菌细胞太小，不易沉降

10、；（菌细胞太小，不易沉降；（2）在油镜下看不清网格）在油镜下看不清网格线，超出油镜工作距离。线，超出油镜工作距离。特点：快速，准确，对酵母菌可同时测定出芽率，特点：快速，准确，对酵母菌可同时测定出芽率，或在菌悬液中加入少量美蓝可以区分死活细胞。或在菌悬液中加入少量美蓝可以区分死活细胞。1.1.血球计数板法血球计数板法152.2.涂片染色法涂片染色法应用：可同时计数不同微生物的菌数，适应用：可同时计数不同微生物的菌数，适于土壤、牛奶中细菌计数。于土壤、牛奶中细菌计数。方法：用镜台测微尺计算出视野面积；取方法：用镜台测微尺计算出视野面积；取0.1ml菌液涂于菌液涂于1cm2面积上，计数后代面积上，

11、计数后代入公式：入公式：每每ml原菌液含菌数原菌液含菌数=视野中平均菌数视野中平均菌数涂布面积涂布面积/视野面积视野面积100稀稀释倍数释倍数163.平板菌落计数法平板菌落计数法173.平板菌落计数法平板菌落计数法技术要求：样品充分混匀，操作熟练快速（技术要求：样品充分混匀，操作熟练快速（1520min完完成操作），严格无菌操作；成操作），严格无菌操作；注意事项：每一支吸管只能用于一个稀释度，样品混匀注意事项：每一支吸管只能用于一个稀释度，样品混匀处理，倾注平板时的培养基温度；处理，倾注平板时的培养基温度；适用范围：中温、好氧和兼性厌氧、能在营养琼脂上生适用范围：中温、好氧和兼性厌氧、能在营养

12、琼脂上生长的微生物，长的微生物，误差：多次稀释造成的误差是主要来源，其次还有由于误差：多次稀释造成的误差是主要来源，其次还有由于样品内菌体分布不均匀、以及不当操作样品内菌体分布不均匀、以及不当操作A standard plate count(viable count)reflects the number of viable microbes and assumes that each bacterium grows into a single colony;plate counts are reported as number of colony-forming units(CFU)per

13、ml(CFU/ml)or per g(CFU/g)of sample.18Whenweobservecolonies,wecannotassumeeacharosefromjustonecelloriginallyplantedonthemedium,however.Apair,chainorclusterofcellswhichlandonthemediumincloseproximitytoeachothercanmultiplyandproduceasinglecolony.Thus,weusethetermcolony-formingunitwhenweconsiderthecommo

14、noriginforthecellsofanycolony.ThistermisusuallyabbreviatedCFU.Colony-FormingUnit194.液体稀释法10n10n-210n-1205.薄膜过滤计数法薄膜过滤计数法常用该法测定含菌量较少的空气和水中的微生常用该法测定含菌量较少的空气和水中的微生物数目。物数目。将定量的样品通过薄膜（硝化纤维素薄膜、醋将定量的样品通过薄膜（硝化纤维素薄膜、醋酸纤维薄膜）过滤，菌体被阻留在滤膜上，取酸纤维薄膜）过滤，菌体被阻留在滤膜上，取下滤膜进行培养，然后计算菌落数，可求出样下滤膜进行培养，然后计算菌落数，可求出样品中所含菌数。品中所含菌

15、数。216.干重法干重法将一定量的菌液中的菌体通过离心或过滤分离将一定量的菌液中的菌体通过离心或过滤分离出来出来,然后烘干然后烘干(干燥温度可采用干燥温度可采用105105、100100或或80)80)、称重。一般干重为湿重的、称重。一般干重为湿重的10%20%10%20%，而一个细菌细胞一般重约，而一个细菌细胞一般重约1010-12-121010-13-13g g。该法适合菌浓较高的样品。该法适合菌浓较高的样品。举例：大肠杆菌一个细胞一般重约10121013g，液体培养物中细胞浓度达到2109个/ml时，100ml培养物可得1090mg干重的细胞。227.比浊法比浊法原理是在一定范围内，菌悬

16、液中的细胞浓度与混浊度成原理是在一定范围内，菌悬液中的细胞浓度与混浊度成正比，即与光密度成正比，菌数越多，光密度越大。因正比，即与光密度成正比，菌数越多，光密度越大。因此，借助于分光光度计，在一定波长下测定菌悬液的光此，借助于分光光度计，在一定波长下测定菌悬液的光密度，就可反应出菌液的浓度。密度，就可反应出菌液的浓度。特点：快速、特点：快速、简便；但易受干便；但易受干扰。238.生理指标法生理指标法测含氮量测含氮量蛋白质是细胞的主要物质，含量稳定，而氮是蛋白质的主蛋白质是细胞的主要物质，含量稳定，而氮是蛋白质的主要成分，通过测含氮量就可推知微生物的浓度。要成分，通过测含氮量就可推知微生物的浓度

17、。一般细菌含氮量为干重的一般细菌含氮量为干重的12.5%12.5%，酵母菌为，酵母菌为7.5%7.5%，霉菌为，霉菌为6.0%6.0%，根据一定体积培养液中的含氮量再乘以，根据一定体积培养液中的含氮量再乘以6.256.25，就可，就可测得粗蛋白的含量。测得粗蛋白的含量。其他方法其他方法含碳、磷、含碳、磷、DNADNA、RNARNA、耗氧量、消耗底物量、产二氧化碳、耗氧量、消耗底物量、产二氧化碳、产酸、产热、粘度等，都可用于生长量的测定。产酸、产热、粘度等，都可用于生长量的测定。24Table1.SomeMethodsusedtomeasurebacterialgrowthMethodAppli

18、cationCommentsDirectmicroscopiccountEnumerationofbacteriainmilkorcellularvaccinesCannotdistinguishlivingfromnonlivingcellsViablecellcount(colonycounts)Enumerationofbacteriainmilk,foods,soil,water,laboratorycultures,etc.VerysensitiveifplatingconditionsareoptimalTurbiditymeasurementEstimationsoflargen

19、umbersofbacteriainclearliquidmediaandbrothsFastandnondestructive,butcannotdetectcelldensitieslessthan107cellspermlMeasurementoftotalNorproteinMeasurementoftotalcellyieldfromverydenseculturesonlypracticalapplicationisintheresearchlaboratoryMeasurementofBiochemicalactivitye.g.O2uptakeCO2production,ATP

20、production,etc.MicrobiologicalassaysRequiresafixedstandardtorelatechemicalactivitytocellmassand/orcellnumbersMeasurementofdryweightorwetweightofcellsorvolumeofcellsaftercentrifugationMeasurementoftotalcellyieldinculturesprobablymoresensitivethantotalNortotalproteinmeasurements25第二节第二节微生物的生长规律微生物的生长规

21、律26由于微生物细胞极其微小，研究其个体生长存在着技由于微生物细胞极其微小，研究其个体生长存在着技术上的困难。术上的困难。同步生长同步生长的概念：一个细胞群体中各个细胞都在同的概念：一个细胞群体中各个细胞都在同一时间进行分裂的状态，称为同步生长（一时间进行分裂的状态，称为同步生长（synchronousgrowth），进行同步分裂的细胞称为，进行同步分裂的细胞称为同步细胞。同步细胞。同步细胞群体在任何一时刻都处在细胞周期的同一同步细胞群体在任何一时刻都处在细胞周期的同一相，彼此间形态、生化特征都很一致，因而是细胞学、相，彼此间形态、生化特征都很一致，因而是细胞学、生理学和生物化学等研究的良好材

22、料。生理学和生物化学等研究的良好材料。一、微生物的个体生长和同步生长一、微生物的个体生长和同步生长27获得同步生长的方法：获得同步生长的方法：获得同步生长的方法主要有两类：环境条件诱导法：变换温度、光线、培养基等。造成与正常细胞周期不同的周期变化。选择法：选择性过滤、梯度离心。物理方法，随机选择，不影响细胞代谢。28Helmstetter-Cummings法法原理：一些细菌细胞会紧紧粘附于硝酸纤维微孔滤膜原理：一些细菌细胞会紧紧粘附于硝酸纤维微孔滤膜上。上。步骤：菌悬液通过微孔滤膜，细胞吸附其上；反置滤步骤：菌悬液通过微孔滤膜，细胞吸附其上；反置滤膜，以新鲜培养液通过滤膜，洗掉浮游细胞；除去起

23、膜，以新鲜培养液通过滤膜，洗掉浮游细胞；除去起始洗脱液后就可以得到刚刚分裂下来的新生细胞，即始洗脱液后就可以得到刚刚分裂下来的新生细胞，即为同步培养。为同步培养。29Figure5.Thesynchronousgrowthofabacterialpopulation.Bycarefulselectionofcellsthathavejustdivided,abacterialpopulationcanbesynchronizedinthebacterialcelldivisioncycle.Synchronycanbemaintainedforonlyafewgenerations.Figur

24、e.synchronousgrowth30二、微生物的群体生长二、微生物的群体生长无分支单细胞微生物主要包括细菌和酵母菌，无分支单细胞微生物主要包括细菌和酵母菌，其群体生长是以群体中细胞数量的增加来表示的，其群体生长是以群体中细胞数量的增加来表示的，由一个细胞分裂成为两个细胞的时间间隔称为由一个细胞分裂成为两个细胞的时间间隔称为世代世代，一，一个世代所需的时间就是个世代所需的时间就是代时（代时（enerationtime,G），代时也就是群体细胞数目扩大一倍所需代时也就是群体细胞数目扩大一倍所需时间，有时也时间，有时也称为称为倍增时间倍增时间。右图表示的是一个细胞经过若干代分裂右图表示的是一个

25、细胞经过若干代分裂后的情况。右图可见，每经过一个代时，后的情况。右图可见，每经过一个代时，细胞数目就增加一倍，呈指数增加，因而细胞数目就增加一倍，呈指数增加，因而被称为被称为指数生长指数生长，这，这就是就是单细胞群体生长单细胞群体生长的特征。的特征。1.无分支单细胞微生物的群体生长特征无分支单细胞微生物的群体生长特征31Bydefinition,bacterialgrowthiscellreplicationi.e.,growthoftheculture.Mostspeciesofbacteriareplicatebybinaryfission,whereonecelldividesinto2

26、cells,the2cellsinto4,the4into8,etc.Ifthiscelldivisionoccursatasteadyratesuchaswhenthecellshaveadequatenutrientsandcompatiblegrowingconditionswecanplotnumbersofcellsvs.timesuchasonthegraphatright.Beforetoolong,wewillneedtoextendthepaperverticallyasthepopulationcontinuestodouble.Foraculturewherecellsd

27、ivideevery20minutes,onecellcanresultin16,777,216(i.e.,224)cellsafterjust8hoursbarringnutrientdepletionorothergrowth-alteringconditions.1.无分支单细胞微生物的群体生长特征无分支单细胞微生物的群体生长特征32Ifweweretoconvertourverticalaxistoalogarithmicscaleasonthegraphatrightwewillnotneedasmanysheetsofgraphpaper,andwewillfindthataste

28、adyrateofgrowthisreflectedasastraightline.(Ontheverticalaxis,thesamedistanceonthepaperiscoveredwitheachdoubling.)Thistypeofgraphpaperiscalledsemilogarithmicgraphpaperonwhichwewillbeplottingourclassresults.Thenumbersweplotwillfallonthegraphatthesameplacethelogarithmsofthesenumberswouldfallwhenplotted

29、onconventionalgraphpaper.33Theexampleatrightshowsthetypeofgraphwemayobtainfromourclassdata.Wecanplotbothcolony-formingunits(CFUs)permlandabsorbanceonthesamegraph,rememberingthattheabsorbanceunitsshouldalsobeonalogarithmicscale.Ratherthanconnectingthedots,wedrawthebeststraightlineamongourCFU/mlplotst

30、orepresentthephasesofgrowthlag,exponential,andthestartofthemaximumstationaryphase.34指数生长可以用下式表示：指数生长可以用下式表示：b=B2nB,b和和t可由试验获得，可由试验获得，n可通过上式计算可通过上式计算得出，将等式两侧取对数重排后得：得出，将等式两侧取对数重排后得：lgb=lgB+nlg2lgb-lgBlgb-lgBlg20.301式中：式中：B为起始师细胞数目，为起始师细胞数目，b为指数生长某个时为指数生长某个时刻刻t时的细胞数目，时的细胞数目，n为世代数为世代数n=指数生长指数生长35例如：一培养

31、液中微生物数目由开始的例如：一培养液中微生物数目由开始的12，000（B），经），经4h（t）后增加到后增加到49，000，000（b），），这样，这样，n(lg4.9107lg1.2104）0.30112借助于借助于n和和t，还可以计算出不同培养条件下的，还可以计算出不同培养条件下的代时代时G，Gt/n在本例中，在本例中，G460/1220min该种微生物的代时为该种微生物的代时为20分钟。在分钟。在4小时内共繁殖了小时内共繁殖了12代。代。36代时能够反应细菌的生长速率，代时短，生长速代时能够反应细菌的生长速率，代时短，生长速率快，代时长，生长速率慢。率快，代时长，生长速率慢。在很多微生物

32、学研究在很多微生物学研究中常常要了解微生物的代时。中常常要了解微生物的代时。代时在不同种微生物中的变化很大，多数微生物代时在不同种微生物中的变化很大，多数微生物的代时为的代时为13h,然而有些快速生长的微生物的代时还然而有些快速生长的微生物的代时还不到不到10min,而另一些微生物的代时却可长达几小时而另一些微生物的代时却可长达几小时或几天；或几天；另外，同一种微生物，在不同的生长条件另外，同一种微生物，在不同的生长条件下其代时的长短也不同；但是，在一定条件下，每下其代时的长短也不同；但是，在一定条件下，每一种微生物的代时是恒定的，因此它是微生物菌种一种微生物的代时是恒定的，因此它是微生物菌种

33、的一个重要特征。的一个重要特征。37一些细菌的代时一些细菌的代时菌名菌名培养基培养基 培养温度培养温度代时代时E.coli（大肠杆菌）大肠杆菌）肉汤肉汤3717minE.coli牛奶牛奶3712.5Enterobacteraerogenes（产气肠细菌）产气肠细菌）肉汤或牛奶肉汤或牛奶37 1618E.aerogenes组合组合372944B.Cereus（蜡状芽孢杆菌）蜡状芽孢杆菌）肉汤肉汤3018B.thermophilus（嗜热芽孢杆菌）嗜热芽孢杆菌）肉汤肉汤5518.3Lactobacillusacidophilus（嗜酸乳杆菌）嗜酸乳杆菌）牛奶牛奶376687Streptococcu

34、slactis（乳酸链球菌）乳酸链球菌）牛奶牛奶3726S.lactis 乳糖肉汤乳糖肉汤3748Salmonellatyphi（伤寒沙门氏菌）伤寒沙门氏菌）肉汤肉汤3723.5Azotobacterchroococcum（褐球固氮菌）褐球固氮菌）葡萄糖葡萄糖2534446Mycobacteriumtuberculosis（结核分枝杆菌）组合结核分枝杆菌）组合3779293Nitrobacteragilis（活跃硝化杆菌）活跃硝化杆菌）组合组合27120038BacteriumMediumGenerationTime(minutes)EscherichiacoliGlucose-salts17

35、BacillusmegateriumSucrose-salts25StreptococcuslactisMilk26StreptococcuslactisLactosebroth48StaphylococcusaureusHeartinfusionbroth27-30LactobacillusacidophilusMilk66-87RhizobiumjaponicumMannitol-salts-yeastextract344-461MycobacteriumtuberculosisSynthetic792-932TreponemapallidumRabbittestes1980Table.G

36、enerationtimesforsomecommonbacteriaunderoptimalconditionsofgrowth.39不同温度下的代时不同温度下的代时温度对微生物的代时有明显影响：温度对微生物的代时有明显影响：E.Coli在不同温度下的代时在不同温度下的代时温度（温度（）代时（分）代时（分）温度（温度（）代时（分）代时（分）10860352215120371720904017.525404520302947.577402.无分支单细胞微生物的群体生长曲线无分支单细胞微生物的群体生长曲线以细菌为例介绍无分支单细胞微生物群体生长规律，其以细菌为例介绍无分支单细胞微生物群体生长规律

37、，其结论也基本适用于酵母菌。结论也基本适用于酵母菌。生长曲线代表了细菌在新的环境中从开始生长、分裂直生长曲线代表了细菌在新的环境中从开始生长、分裂直至死亡的整个动态变化过程。至死亡的整个动态变化过程。每种细菌都有各自的典型生长曲线，但它们的生长过程每种细菌都有各自的典型生长曲线，但它们的生长过程却有着共同的规律性。一般可以将生长曲线划分为四个时却有着共同的规律性。一般可以将生长曲线划分为四个时期。期。43将少量单细胞的纯培养，接种到一恒定容积的新鲜液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，体培养基中，在适宜条件下培养，每隔一定时间取样，测菌

38、细胞数目。以培养时间为横坐标，以细菌增长数测菌细胞数目。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。目的对数为纵坐标，绘制所得的曲线。生长曲线的制作生长曲线的制作44典型的生长曲线典型的生长曲线（Growthcurve）延延滞滞期期对对数数期期稳定期稳定期衰亡期衰亡期时期的划分：按照生长速率常数（时期的划分：按照生长速率常数（growthraceconstant）不同不同45其它名称：停滞期、调整期、适应期其它名称：停滞期、调整期、适应期1.现象：现象：活菌数没增加，曲线平行于横轴。活菌数没增加，曲线平行于横轴。2.特点：特点：生长速率常数生长速率常数=0细胞形态变大或增

39、长细胞形态变大或增长细胞内细胞内RNA特别是特别是rRNA含量增高，原生质嗜碱性增强含量增高，原生质嗜碱性增强合成代谢活跃（核糖体、酶类、合成代谢活跃（核糖体、酶类、ATP合成加快），易产生诱合成加快），易产生诱导酶导酶对外界不良条件敏感，（如氯化钠浓度、温度、抗生素等化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）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原因：适应新的环境条件，合成新的酶，积累必要的中间产物.延滞期（延滞期（lagphase）46菌种菌种：繁殖速度较快的菌种的延迟期一般较短；繁殖速度较快的菌种的延迟期一般较短；接种物菌龄接种物菌龄：用对

40、数生长期的菌种接种时，其延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；迟期较短，甚至检查不到延迟期；接种量：一般来说，接种量：一般来说，接种量增大可缩短甚至消除延接种量增大可缩短甚至消除延迟期（迟期（发酵工业上一般采用发酵工业上一般采用1/10的接种量）；的接种量）；培养基成分：培养基成分：在营养成分丰富的天然培养基上生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；长的延滞期比在合成培养基上生长时短；接种后培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。工业上

41、尽量使发酵培养基的成分与种子培养基接近。影响延迟期长短的因素：影响延迟期长短的因素：47认识延迟期的特点及形成原因对实践的指导意义：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；在发酵工业上需设法尽量缩短延迟期；采取的采取的缩短短lag phase lag phase 的的措施有：措施有：增加接种量；增加接种量；（群体优势（群体优势-适应性增强）适应性增强）采用对数生长期的健壮菌种；采用对数生长期的健壮菌种；调整培养基的成分，在种子基中加入发酵培养调整培养基的成分，在种子基中加入发酵培养基的某些成分。基的某些成分。选用繁殖快的菌种选用繁殖快的菌种在食品工业上，尽

42、量在此期进行消毒或灭菌在食品工业上，尽量在此期进行消毒或灭菌48.对数期（对数期（logarithmicphase）其他名称：指数期其他名称：指数期现象：现象：细胞数目以几何级数增加，其对数与时间呈直线关系。细胞数目以几何级数增加，其对数与时间呈直线关系。特点：特点：生长速率常数最大，即代时最短生长速率常数最大，即代时最短细胞进行细胞进行平衡生长平衡生长，菌体大小、形态、生理特征等比较一致菌体大小、形态、生理特征等比较一致代谢最旺盛代谢最旺盛细胞对理化因素较敏感细胞对理化因素较敏感影响因素：影响因素：菌种菌种营养成分营养成分营养物浓度营养物浓度 培养温度培养温度49应用意义应用意义：由于此时期

43、的菌种比较健壮，增殖噬菌体的最适菌龄；由于此时期的菌种比较健壮，增殖噬菌体的最适菌龄；生产上用作接种的最佳菌龄；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是生理代谢及遗传研究或进行染色、形态观察等遗传研究或进行染色、形态观察等的良好的良好材料材料。50营养物浓度与对数期生长速率和产量营养物浓度与对数期生长速率和产量作用方式：影响作用方式：影响微生物的生长微生物的生长速率和总生长速率和总生长量量生长限制因子生长限制因子生长限制因子生长限制

44、因子：凡是处于较低凡是处于较低浓度范围内，浓度范围内，可影响生长速可影响生长速率和菌体产量率和菌体产量的营养物就称的营养物就称生长限制因子生长限制因子8.0mg/ml6.0mg/ml4.0mg/ml2.0mg/ml1.0mg/ml0.5mg/ml0.2mg/ml0.1mg/ml只最大收只最大收获量受影响获量受影响生长速度和最大生长速度和最大收获量受影响收获量受影响时间时间细胞数或菌体量细胞数或菌体量51.稳定期（稳定期（stationaryphase）又称：恒定期或最高生长期又称：恒定期或最高生长期特点：特点：新增殖的细胞数与老细胞的死亡数几乎相等，新增殖的细胞数与老细胞的死亡数几乎相等，微生

45、物的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。生长速率处于动态平衡，培养物中的细胞数目达到最高值。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。孢。此时期的微生物开始此时期的微生物开始合成次生代谢产物合成次生代谢产物，对于发酵生产来说，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。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。产生原因：产生原因：营养物尤其是生长限制因子的耗尽营养物尤其是生长限制因子的耗尽营养物的比例失调，如碳氮比不合适营养物的比例失调，如碳氮比不合适;有害代谢

46、废物的积累（酸、醇、毒素等）有害代谢废物的积累（酸、醇、毒素等）物化条件（物化条件（pH、氧化还原势等）不合适氧化还原势等）不合适;52应用意义：应用意义：1 1）发酵生产形成的重要时期（抗生素、氨基酸等），生产上应）发酵生产形成的重要时期（抗生素、氨基酸等），生产上应尽量延长此期，提高产量，措施如下：尽量延长此期，提高产量，措施如下：补充营养物质（补料）补充营养物质（补料）调调pH pH 调整温度调整温度 2）稳定期细胞数目及产物积累达到最高。）稳定期细胞数目及产物积累达到最高。生长产量常数（生长产量常数（Y，或生长得率，或生长得率，growthyield）：概念：表示微生物对基质利用效率的

47、高低概念：表示微生物对基质利用效率的高低Y=菌体干重菌体干重/消耗营养物质的浓度消耗营养物质的浓度根据产量常数可确定微生物对营养物质的需要量根据产量常数可确定微生物对营养物质的需要量 如：如：Y=0.5Y=0.5，表示要得到表示要得到5 5g g菌体，需某营养物（葡萄菌体，需某营养物（葡萄 糖）糖）1010g g。Y=xx0C0C=xx0C053.衰亡期（衰亡期（declinephase）特点：特点：细胞死亡数增加，死亡数大大超过新增殖的细胞数，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，出现群体中的活菌数目急剧下降，出现“负生长负生长”。细胞内颗粒更明显，细胞出现

48、多形态、畸形或衰退形，芽细胞内颗粒更明显，细胞出现多形态、畸形或衰退形，芽孢开始释放。孢开始释放。因菌体本身产生的酶及代谢产物的作用，使菌体死亡、自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。溶等，发生自溶的菌生长曲线表现为向下跌落的趋势。衰亡期比其他各时期时间长，它的长短也与菌种和环境条衰亡期比其他各时期时间长，它的长短也与菌种和环境条件有关。件有关。产生原因：产生原因：生长条件的进一步恶化，使细胞内的分解代谢大生长条件的进一步恶化，使细胞内的分解代谢大大超过合成代谢，继而导致菌体的死亡大超过合成代谢，继而导致菌体的死亡54lg细胞数或产

49、物细胞数或产物浓度浓度时间时间细胞细胞产产物物I型型II型型3.微生物生长与代谢产物形成的关系微生物生长与代谢产物形成的关系微生物发酵形成产物的过程与微生物细胞生长的过程并不总是一微生物发酵形成产物的过程与微生物细胞生长的过程并不总是一致的。一般认为：致的。一般认为：初级代谢初级代谢是给予生物能量和生成中间产物的过程，是给予生物能量和生成中间产物的过程，初级代谢产物初级代谢产物的形成往往与微生物细胞的形成过程同步，微生物生长的稳定期的形成往往与微生物细胞的形成过程同步，微生物生长的稳定期是这些产物的最佳收获时机；是这些产物的最佳收获时机；次级代谢产物次级代谢产物与微生物的与微生物的生存、生长和

50、繁殖无关。生存、生长和繁殖无关。次级代谢产物的形成往往次级代谢产物的形成往往与微生物细胞的形成过程与微生物细胞的形成过程不同步。在分批培养中，不同步。在分批培养中，它们的形成高峰往往在微它们的形成高峰往往在微生物生长稳定期的后期或生物生长稳定期的后期或衰亡期。衰亡期。554.丝状微生物的群体生长丝状微生物的群体生长丝状微生物的纯培养采用孢丝状微生物的纯培养采用孢子接种，在液体培养基中震子接种，在液体培养基中震荡培养或深层通气加搅拌培荡培养或深层通气加搅拌培养，菌丝体通过断裂繁殖不养，菌丝体通过断裂繁殖不形成产孢结构。可以用菌丝形成产孢结构。可以用菌丝干重作为衡量生长的指标，干重作为衡量生长的指