微生物的培养及生长规律
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生长曲线的定义
将一定量的细菌接种到适宜的液体培养基中培养， 定时取样测定细胞数量，以培养时间为横座标，以 菌数的对数为纵座标作图，得到的一条定量反映细 菌在液体培养基上生长规律的曲线。
根据细菌生长繁殖速率的不同，可将生长曲 线大致分为延滞期、对数期、稳定期和衰亡期。
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典典型型的生的长生曲长线曲（线Gr（owGthrcouwrtvhe）curve）
②发酵工业上尽量延长该期，以达到较高的菌体密度
③食品工业上尽量使有害微生物不能进入此期
④是生理代谢及遗传研究或进行染色、形态观察等的良好13材
影响因素：
（1）菌种：不同菌种的代时差别大
E.coli 17 分，结核杆菌 792—932分
（2）营养成分：丰富时，生长快 （3）营养物浓度：影响生长速度及生长量。
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，称为生长限制因子。
（4）培养温度
如：大肠杆菌 10℃ 代时860分， 15℃ 代时120 分， 40℃ 代时17.5分
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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
☆ 由一个细胞分裂成为两个细胞的时间间隔称为世代，一 个世代所需的时间就是代时（Ｇeneration time, G ）， 代时也就是群体细胞数目扩大一倍所需 时间，有时也 称为倍增时间。
同步生长：同步生长即是微生物群体中各个细胞处于同一发
育阶段，群体和个体行为一致，所有的细胞都能同时分裂。
同步细胞:进行同步分裂的细胞称为同步细胞。
同步细胞是细胞学、生理学和生物化学等研究的良好材料。 获得同步生长的方法 ： 调整生理条件诱导：控制环境条件如温度、光线和 添加新鲜培养基 机械法（又称选择法）：利用物理方法从不同步的细菌群体中选 择，主要有过滤分离法和梯度离心法
➢细胞形态：变大或增长
➢细胞内物质：RNA特别是rRNA含量增高，原生质嗜碱性强
➢合成代谢：活跃（核糖体、酶类、ATP合成加快），易产生 诱导酶
➢对外界不良条件反应：敏感（如氯化钠浓度、温度、抗生素 等化学药物）
3.原因：调整代谢，适应新的环境条件，如合成新的酶，积累必
要的中间产物
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★影响延迟期长短的因素：
延对 滞数 期期
稳定期
衰亡期
根据细菌生长繁殖速率的不同，可将生长曲线大致分为延滞期、对
数期、稳定期和衰亡期。
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①.延滞期（lag phase）
又叫适应期、缓慢期或调整期，是指把少量微生物接种到新培养 液刚开始的一段时间，细胞数目不增加，后期曲线略有上升。
2.特点：分裂迟缓，代谢活跃
➢生长速率：常数为 0
一、获得纯培养的方法
纯培养(pure culture)——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 代,称纯培养.
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①液体稀释法
首先将待分离的样品进行连续稀释,目的是得到高度稀 释的效果,使一支试管中分配不到一个微生物.如果经过 稀释后的大多数试管中没有微生物生长,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 殖而来的纯培养物.
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②.对数期（logarithmic phase）
又称：指数期
特点： 细胞数目以几何级数增加
（对数与时间呈直线关系）
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
应用：
①此时期的菌种比较健壮，生产上用作接种的最佳种子；
◆菌种 ： 繁殖速度快的，延迟期较短； ◆菌龄 ： 对数生长期的菌种，延迟期较短，甚至检 查不到延迟期； ◆接种量：接种量增大，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： 营养成分丰富的天然培养基上，延 滞期短；◇培养基成分变化大时，延滞期加长。 发酵工业上尽量使发酵培养基的成分与种子培养基接 近。
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。 产生原因：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
2）稳定期初期是收获菌体或与菌体生长相平行 的代谢产物的最佳时期，如SCP、乳酸。
• 稳定期是积累代谢产物时期
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④. 衰亡期（decline phase）
特点：①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“负生长”。 ②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。 ③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。
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;
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菌体量达到一定产量。
应用意义： 1）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： • 补充营养物质（补料） • 调pH • 调整温度
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二.单细胞微生物的群体生长曲线
生长曲线的制作
生长曲线的制作：
接种
适温培养 定时取样测 定生长量
将少量单细胞的纯培养，接种到一新鲜液体培养基中， 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。
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二.单细胞微生物的群体生长曲线
☆右图表示的是一个细胞经过若干代分裂 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 被称为指数生长，这就是单细胞群体生长 的特征。
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③. 稳定期（stationary phase）
又称：恒定期或最高生长期 1、特点： ➢ 生长速率常数R=0，即新繁殖的细胞数与衰亡相 等，这时菌体产量达到了最高点 ➢ 细胞开始贮存各种储藏物：异染颗粒等 ➢ 芽孢开始形成， ➢ 次级代谢产物开始合成。
这种方法适合于细胞较大的微生物.
2
②平板划线分离法（Streak Plate）
特点：快速、方便。 分区划线（适用于浓度较大的样品） 连续划线（适用于浓度较小的样品）
3
④平板涂布分离法（Spread Plate）
简单易行，但易造成机械损伤
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第二节 微生物的生长规律
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一、微生物的个体生长和同步生长
将一定量的细菌接种到适宜的液体培养基中培养， 定时取样测定细胞数量，以培养时间为横座标，以 菌数的对数为纵座标作图，得到的一条定量反映细 菌在液体培养基上生长规律的曲线。
根据细菌生长繁殖速率的不同，可将生长曲 线大致分为延滞期、对数期、稳定期和衰亡期。
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典典型型的生的长生曲长线曲（线Gr（owGthrcouwrtvhe）curve）
②发酵工业上尽量延长该期，以达到较高的菌体密度
③食品工业上尽量使有害微生物不能进入此期
④是生理代谢及遗传研究或进行染色、形态观察等的良好13材
影响因素：
（1）菌种：不同菌种的代时差别大
E.coli 17 分，结核杆菌 792—932分
（2）营养成分：丰富时，生长快 （3）营养物浓度：影响生长速度及生长量。
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，称为生长限制因子。
（4）培养温度
如：大肠杆菌 10℃ 代时860分， 15℃ 代时120 分， 40℃ 代时17.5分
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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
☆ 由一个细胞分裂成为两个细胞的时间间隔称为世代，一 个世代所需的时间就是代时（Ｇeneration time, G ）， 代时也就是群体细胞数目扩大一倍所需 时间，有时也 称为倍增时间。
同步生长：同步生长即是微生物群体中各个细胞处于同一发
育阶段，群体和个体行为一致，所有的细胞都能同时分裂。
同步细胞:进行同步分裂的细胞称为同步细胞。
同步细胞是细胞学、生理学和生物化学等研究的良好材料。 获得同步生长的方法 ： 调整生理条件诱导：控制环境条件如温度、光线和 添加新鲜培养基 机械法（又称选择法）：利用物理方法从不同步的细菌群体中选 择，主要有过滤分离法和梯度离心法
➢细胞形态：变大或增长
➢细胞内物质：RNA特别是rRNA含量增高，原生质嗜碱性强
➢合成代谢：活跃（核糖体、酶类、ATP合成加快），易产生 诱导酶
➢对外界不良条件反应：敏感（如氯化钠浓度、温度、抗生素 等化学药物）
3.原因：调整代谢，适应新的环境条件，如合成新的酶，积累必
要的中间产物
10
★影响延迟期长短的因素：
延对 滞数 期期
稳定期
衰亡期
根据细菌生长繁殖速率的不同，可将生长曲线大致分为延滞期、对
数期、稳定期和衰亡期。
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①.延滞期（lag phase）
又叫适应期、缓慢期或调整期，是指把少量微生物接种到新培养 液刚开始的一段时间，细胞数目不增加，后期曲线略有上升。
2.特点：分裂迟缓，代谢活跃
➢生长速率：常数为 0
一、获得纯培养的方法
纯培养(pure culture)——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 代,称纯培养.
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①液体稀释法
首先将待分离的样品进行连续稀释,目的是得到高度稀 释的效果,使一支试管中分配不到一个微生物.如果经过 稀释后的大多数试管中没有微生物生长,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 殖而来的纯培养物.
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Βιβλιοθήκη Baidu ‹#›
②.对数期（logarithmic phase）
又称：指数期
特点： 细胞数目以几何级数增加
（对数与时间呈直线关系）
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
应用：
①此时期的菌种比较健壮，生产上用作接种的最佳种子；
◆菌种 ： 繁殖速度快的，延迟期较短； ◆菌龄 ： 对数生长期的菌种，延迟期较短，甚至检 查不到延迟期； ◆接种量：接种量增大，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： 营养成分丰富的天然培养基上，延 滞期短；◇培养基成分变化大时，延滞期加长。 发酵工业上尽量使发酵培养基的成分与种子培养基接 近。
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。 产生原因：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
2）稳定期初期是收获菌体或与菌体生长相平行 的代谢产物的最佳时期，如SCP、乳酸。
• 稳定期是积累代谢产物时期
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④. 衰亡期（decline phase）
特点：①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“负生长”。 ②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。 ③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。
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;
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菌体量达到一定产量。
应用意义： 1）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： • 补充营养物质（补料） • 调pH • 调整温度
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二.单细胞微生物的群体生长曲线
生长曲线的制作
生长曲线的制作：
接种
适温培养 定时取样测 定生长量
将少量单细胞的纯培养，接种到一新鲜液体培养基中， 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。
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二.单细胞微生物的群体生长曲线
☆右图表示的是一个细胞经过若干代分裂 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 被称为指数生长，这就是单细胞群体生长 的特征。
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③. 稳定期（stationary phase）
又称：恒定期或最高生长期 1、特点： ➢ 生长速率常数R=0，即新繁殖的细胞数与衰亡相 等，这时菌体产量达到了最高点 ➢ 细胞开始贮存各种储藏物：异染颗粒等 ➢ 芽孢开始形成， ➢ 次级代谢产物开始合成。
这种方法适合于细胞较大的微生物.
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②平板划线分离法（Streak Plate）
特点：快速、方便。 分区划线（适用于浓度较大的样品） 连续划线（适用于浓度较小的样品）
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④平板涂布分离法（Spread Plate）
简单易行，但易造成机械损伤
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第二节 微生物的生长规律
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一、微生物的个体生长和同步生长