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 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 直接法{测体积 测生长量 称干重 比浊法 间接法生理指标法 值直接法比例计数法 血球计数法 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 便度 喝不同步的培养 1、同步培养( synchronous 如埋过雄总上过游 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 个的 胞所发生的变化。 、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
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。 盟 包括延滞期、指数期、稳定賦耳 和衰亡期等四个时期 活菌数 培养时间(h) R(生长速率常数)=分裂次数 (代)单位时间 图74典型生长曲线 1.延滞期,1.指數期,I·稳定期,,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
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 (1)繁殖代数 以对数表示:1g2m1gx1+nlg2 (2)生长速率常数() 3.322(1gx2-1gr:) t2-t1 (3)代时(G) G t1 t2 B3.322(1gx2-lgx1) 培养时间
（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
)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 养物尤其是生长限制因子的耗尽; 子例如维生素和氨基酸等进 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) 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 LL、 按控制方式分内控制(控制菌体密度):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 连续 按细胞状态分般连续培养器 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 单批培斧一 连续培养一
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 2 bacteriol culture 图6-7连续培养装耀示意图 恒浊培养系统;B.恒化培养系统
• 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