第七章微生物的生长及其控制 平衡生长 个体生长 个体繁殖 群体生长 量 数 群体生长=个体生长+个体繁殖
第七章 微生物的生长及其控制 个体生长 个体繁殖 群体生长 平衡生长 量 数 量 群体生长 = 个体生长 + 个体繁殖
第一节测定微生物繁殖的方法 值直接法测体积 测生长量 称干重 比浊法 间接法{生理指标法 直接法比例计数法 血球计数法 二、测繁殖数 间接法液体稀释法 平板菌落计数法
第一节 测定微生物繁殖的方法 一、测生长量 直接法 间接法 比例计数法 血球计数法 测体积 称干重 比浊法 生理指标法 直接法 间接法 液体稀释法 平板菌落计数法 二、测繁殖数
第二节微生物的生长规律 细菌的个体生长和同步生长 度 4喝不步的培彤臣 1、同步培养( synchronous F过雄上过游 culture):即设法使群体中的所有 雄翻转#语过 虹界甚 细胞尽可能都处于同样细胞生长和 分裂同期中,然后分析此群体的各 种生物化学特征,从而了解单个细 个的 胞所发生的变化 可思0您购在滤琴上 2、同步生长( synchronous growth) 通过同步培养而使细胞群体处于分 的霆感 裂步调的状态,就称同步生长。 U
第二节 微生物的生长规律 一、细菌的个体生长和同步生长 1、同步培养（synchronous culture）：即设法使群体中的所有 细胞尽可能都处于同样细胞生长和 分裂同期中，然后分析此群体的各 种生物化学特征，从而了解单个细 胞所发生的变化。 2、同步生长（ synchronous growth）： 通过同步培养而使细胞群体处于分 裂步调的状态，就称同步生长
典型生长曲线 1、典型生长曲线: 将菌种接种在液体培养基 中隔一定时间取样,计算菌数, 以菌数的对数为纵坐标,生长 总菌数 时间为横坐标作图。 包括延滞期、指数期、稳定耳 和衰亡期等四个时期 活菌数 Ⅳ 培养时间(h) R(生长速率常数)=分裂次数 (代y单位时间 图74典型生长曲线 I·延滞期,I,指数期,I·稳定期,國·衰亡期 霉菌的生长曲线是否是典型生长曲线? 固体培养基表面菌落是否为典型生长曲线?
二、典型生长曲线 • 1、典型生长曲线： 将菌种接种在液体培养基 中隔一定时间取样，计算菌数， 以菌数的对数为纵坐标，生长 时间为横坐标作图。 • 包括延滞期、指数期、稳定期 和衰亡期等四个时期 • R(生长速率常数)=分裂次数 (代)/单位时间 霉菌的生长曲线是否是典型生长曲线？ 固体培养基表面菌落是否为典型生长曲线？ ？
)延滞期( las phase) 1特点: 细胞数目不增加(R=0) 细胞长、大 代谢旺盛(RNA含量增加) 诱导酶迅速合成 对不良条件敏感,抵抗力降低 2影响因素 菌种 接种龄:即“种子”的群体生长年龄,即处在生长曲线上的哪一个阶段, 这是一种生理年龄 接种量:接种量的大小明显影响延滞期的长短。 种子培养基成分:接种到营养丰富的天然培养基中的微生物,要比接种 到营养单调的组分培养基中的延滞期短
（一）延滞期（las phase） 1 特点： • 细胞数目不增加(R=0) • 细胞长、大 • 代谢旺盛(RNA含量增加) • 诱导酶迅速合成 • 对不良条件敏感，抵抗力降低 2 影响因素 • 菌种 • 接种龄：即“种子”的群体生长年龄，即处在生长曲线上的哪一个阶段， 这是一种生理年龄。 • 接种量：接种量的大小明显影响延滞期的长短。 • 种子培养基成分：接种到营养丰富的天然培养基中的微生物，要比接种 到营养单调的组分培养基中的延滞期短
)指数期( exponential phase 1特点: 生长速率常数最大,繁殖数>死亡数 代时短,即细胞每分裂一次所需的代时G(增代时间, generation time)或原生质增加一倍所需的倍增时间( doubling time)最短. 成分均匀 酶活力高,酶系活跃,代谢旺盛。 2三个重要参数 (1)繁殖代数 以对数表示:1gx2=1g2;+nlg2 n=1g2-18x 3.322(gr2-18 (2)生长速率常数() E←思 R-s n 3. 322 (1gI2-lgx1) (3)代时(G) G t2-t1 t12 R3.322(1gx2-1gx7) 培养
（二）指数期（exponential phase） 1 特点： • 生长速率常数最大，繁殖数> 死亡数 • 代时短，即细胞每分裂一次所需的代时G（增代时间，generation time）或原生质增加一倍所需的倍增时间（doubling time）最短. • 成分均匀 • 酶活力高，酶系活跃，代谢旺盛。 2 三个重要参数
(三)稳定期( stationary phase) 1特点: 细胞数目不增加(R=0),即处于新繁殖的细胞数与衰亡的细胞数相等, 或正生长与负生长相等的动态平衡之中。 菌体产量达到了最高点,而且菌体产量与营养物质的消耗间呈现出 定的比例关系 3应用 细胞长、大 稳定期是以生产菌体或与 代谢旺盛(RNA含量增加) 菌体生长相平行的代谢产物, 诱导酶迅速合成 例如单细胞蛋白、乳酸等为 对不良条件敏感,抵抗力降低 目的的一些发酵生产的最佳 2稳定期到来的原因主要是: 收获期,也是对某些生长因 子例如维生素和氨基酸等进 营养物尤其是生长限制因子的耗尽 行生物测定的必要前提。此 营养物的比例失调,如C/N比值不合适;外,由于对稳定期到来的原 酸、醇、毒素或H20等有害代谢产物的累积;因进行研究,还促进了连续 pH、氧化还原势等物化条件越来越不适宜。培养技术的设计和研究
（三）稳定期（stationary phase） 1 特点： • 细胞数目不增加(R=0)，即处于新繁殖的细胞数与衰亡的细胞数相等， 或正生长与负生长相等的动态平衡之中。 • 菌体产量达到了最高点，而且菌体产量与营养物质的消耗间呈现出 一定的比例关系 • 细胞长、大 • 代谢旺盛(RNA含量增加) • 诱导酶迅速合成 • 对不良条件敏感，抵抗力降低 2 稳定期到来的原因主要是： • 营养物尤其是生长限制因子的耗尽； • 营养物的比例失调，如 C／N比值不合适； • 酸、醇、毒素或 H20等有害代谢产物的累积； • pH、氧化还原势等物化条件越来越不适宜。 3 应用 稳定期是以生产菌体或与 菌体生长相平行的代谢产物， 例如单细胞蛋白、乳酸等为 目的的一些发酵生产的最佳 收获期，也是对某些生长因 子例如维生素和氨基酸等进 行生物测定的必要前提。此 外，由于对稳定期到来的原 因进行研究，还促进了连续 培养技术的设计和研究
(四)衰亡期( decline phase或 death phase 1特点: ·个体死亡的速度超过新生的速度(繁殖数合成速度
（四）衰亡期（decline Phase或 death Phase） 1 特点： • 个体死亡的速度超过新生的速度(繁殖数>合成速度
微生物的连续培养 °连续培养( continuous culture)又 称开放培养( open culture),是相对 于上述绘制典型生长曲线时所采用的那 种单批培养( batch culture)或密闭培养 ( closed culture)而言的 原理:通过认识稳定期到来,并采取相 按控制方式分内制(制菌体密度):恒浊器 外控制(控制培养液流速,以控制生长速率):恒化器 按培养器的级数分 单级连续培养器 单批培养 连续培养器〈 多级连续培养器 恒浊法 连续 按细胞状态分{般连续培养器 培养 恒化法 固定化细胞连续培养器 按用途分 实验室科研用:连续培养器 发酵生产用:连续发酵罐 单批培养 连续培养-
三 微生物的连续培养 • 连续培养（continuous culture）又 称开放培养（open culture），是相对 于上述绘制典型生长曲线时所采用的那 种单批培养（batch culture）或密闭培养 （closed culture）而言的。 • 原理：通过认识稳定期到来，并采取相 应的有效措施：反“稳定期”的到来。 •
恒法器( turbidostat)这是根据培养器内微生物的生长密 度,并借光电控制系统来控制培养液流速,以取得菌体密 度高、生长速度恒定的微生物细胞的连续培养器。在恒浊 器中的微生物,始终能以最高生长速率进行生长,并可在 允许范围内控制 A 2 3 日2 in culture vessel 图6-7连续培养装置示意图 低浊培养系统;B.恒化塔系统
• 恒法器（turbidostat）这是根据培养器内微生物的生长密 度，并借光电控制系统来控制培养液流速，以取得菌体密 度高、生长速度恒定的微生物细胞的连续培养器。在恒浊 器中的微生物，始终能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。 • 恒化器（chemostat或bactosen）与恒浊器相反，恒化器 是一种设法使培养液流速保持不变，并使微生物始终在低 于其最高生长速率条件下进行生长繁殖的一种连续培养装 置。这B一种通过控制某一种营养物的浓度，使其始终成 为生长限制因子的条件下体到的