普通微生物学普通微生物学 (22).ppt

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1、Chapter 7.Microbial growth and environmental condition微生物的生长与环境条件.1 微生物的生长和测定方法Chapter 7.Microbial growth and environmental condition微生物的生长与环境条件 2细菌群体生长 生长曲线 growth curve 细菌若在适宜的条件下将以较高的速度繁殖。但在一个容积有限的环境中不能无限制高速生长。若以少量细菌纯种接种一个装有无菌培养液的三角瓶中，在培养过程中，定时取样测定活菌数和总菌数，以其对数为纵坐标，以时间为横坐标，可以绘出一条S形的曲线，这就是生长曲线。从曲线上

2、可以把细菌群体生长分为4个时期。lgNT/hChapter 7.Microbial growth and environmental condition微生物的生长与环境条件（1）延滞期 lag phase 接种到新鲜培养液中的细菌一般并不立即开始繁殖，往往需要一些时间来进行调整，以适应新环境，准备细胞分裂。处在该期的细胞特征：个体变长，体积增大，代谢加强，RNA含量增加，使细胞质噬碱性增强；由于代谢活性的提高，使贮存物消失。该期长短取决于菌种遗传性状、菌龄、接种前后培养条件的差异等。缩短该期方法：用相同培养基中的对数期的细胞接种到培养基中，反之，老培养、不同培养基中的培养物接种，就会增加延滞

3、期。lgNT/h（2）对数期(指数期)logarithmic or exponential phase 经过延滞期后的细胞进入对数生长期，此时细胞生长旺盛，代谢活力强、分裂速度快，以几何级数增加，代时稳定。以二分裂细菌为例，若在T0时总菌数为N0，那么T1时总数为Nt T0 T1 1 2 4 8 20 21 22 23 2n 1代 2代 3代 n代 Nt=N0*2n,求对数，lgNt=n*lg2+lgN0,即 n=(lgNt-lgN0)/lg2(lg2=0.301),求得 G=t/n=0.301t/(lgNt-lgN0)通过实验可测得 Nt,N0,t 值，并可计算出G值。Chapter 7.M

4、icrobial growth and environmental condition微生物的生长与环境条件Chapter 7.Microbial growth and environmental condition微生物的生长与环境条件 各类微生物G值相差很大，飘浮假单胞菌为9.8min，而梅毒密螺旋体为33h。微生物在有限封闭的体系内，对数期一般不超过40代。处在该期的细胞特征：生长迅速、形态、生理、生化组成较为一致，适合于用作研究材料。在工业发酵中，也需要取对数期细胞作种子，以缩短发酵周期，提高设备利用率。lag phaselog phaselgNT/hChapter 7.Microbi

5、al growth and environmental condition微生物的生长与环境条件（3）稳定期 stationary 在对数期末，由于营养物质消耗，有害代谢产物积累、pH、Eh变化使生长速率下降、死亡率上升，两者平衡时，就进入该期。细胞特征：体积较小，开始积累贮存物和次生代谢产物、芽胞细菌开始形成芽胞。该期长短与菌种特性、环境条件有关。在工业生产中可通过补料、调温度、通气等措施来延长稳定期。lag phaselog phaseStationary phaselgNT/hChapter 7.Microbial growth and environmental condition微生

6、物的生长与环境条件(4)衰亡期 death phase 经过稳定期后，因营养物质消耗完，环境条件恶化，死亡率迅速上升，此时尽管总菌数仍很高，但是活菌数急剧下降。细胞特征：多形态、畸形、革兰氏染色不稳定。lag phaselog phaseStationary phaselgNT/hDeath phase Chapter 7.Microbial growth and environmental condition微生物的生长与环境条件 3连续培养 continuous-flow culture 微生物在有限液体培养基中的生长方式称为批量生长。批量生长的特征可以用“生长曲线”来反映。为了能避免批量

7、生长中衰亡期的出现，连续、大量地获得高代谢活性、生理特征均匀的培养物，可采用连续培养的方法。该方法的原理是不断地向培养器中流加培养液，同时移出同体积菌液,使培养器中微生物保持相对稳定生长速率，始终处于对数期或稳定期，以获得大量的均匀的菌体或代谢产物。Chapter 7.Microbial growth and environmental condition微生物的生长与环境条件 连续培养在工业上应用能缩短发酵周期，提高设备利用率，减少成本，是今后发酵工业的发展方向。目前已开始应用于酒精、丙酮、丁醇的发酵，但是也存在很多技术问题：菌种退化、污染等等。Chapter 7.Microbial gro

8、wth and environmental condition微生物的生长与环境条件(1)恒浊连续培养 在该法中，用光电装置自动测定菌体浓度，调节加入培养液的流速，保持培养物浊度恒定。一般使用养料浓度较高的完全培养基，没有限制性成分，能让培养物以较高的速率增长。利用该法，可使微生物高速生长，又能提供大量形态与生理特征基本相同的细胞，在微生物代谢等研究和工业发酵方面有广泛应用前景。(2)恒化连续培养 Chemostat 在该法中需要控制一种低浓度的限制性养料因子，通过调节其浓度来获得具有不同生长速率的培养物。关键是调节好培养液流速。恒化培养法常用于模拟和研究微生物在自然状态下养料稀薄状态下的生长规律。Chapter 7.Microbial growth and environmental condition微生物的生长与环境条件