微生物的培养及生长规律
微生物生长曲线的特点及生长规律！
微⽣物⽣长曲线的特点及⽣长规律！微⽣物⽣长曲线的特点及⽣长规律！微⽣物⽣长曲线是以微⽣物数量（活细菌个数或细菌重量）为纵坐标，培养时间为横坐标画得的曲线。
⼀般说，微⽣物（细菌）重量的变化⽐个数的变化更能在本质上反应出⽣长的过程。
曲线可分为三个阶段即⽣长率上升阶段（对数⽣长阶段）、⽣长率下降阶段及内源呼吸阶段。
今天我们主要来了解⼀下它的特点及⽣长规律。
⼀、特点典型的微⽣物⽣长曲线包括四个时期：迟缓期、对数期、稳定期、衰亡期。
迟缓期特点：⽣长速率常数为零、菌体粗⼤、RNA含量增加、代谢活⼒强、对不良环境的抵抗能⼒下降。
成因：微⽣物刚刚接种到培养基之上，其代谢系统需要适应新的环境，同时要合成酶、辅酶、其他代谢中间代谢产物等，所以此时期的细胞数⽬没有增加。
对数期特点：⽣长速率最快、代谢旺盛、酶系活跃、活细菌数和总细菌数⼤致接近、细胞的化学组成形态理化性质基本⼀致。
成因:经过调整期的准备，为此时期的微⽣物⽣长提供了⾜够的物质基础，同时外界环境也是最佳状态。
稳定期特点：活细菌数保持相对稳定、总细菌数达到最⾼⽔平、细胞代谢产物积累达到最⾼峰、是⽣产的收获期、芽孢杆菌开始形成芽孢。
成因：营养的消耗使营养物⽐例失调、有害代谢产物积累、PH值EH值等理化条件不适宜。
衰亡期特点:细菌死亡速度⼤于新⽣成的速度、整个群体出现负增长、细胞开始畸形、细胞死亡出现⾃溶现象。
成因：主要是外界环境对继续⽣长越来越不利、细胞的分解代谢⼤于合成代谢、继⽽导致⼤量细菌死亡。
⼆、⽣长规律任何⽣物都有出⽣、发育、繁殖、衰⽼和死亡的过程。
微⽣物也不例外。
不过，微⽣物的⽣长规律和⼤⽣物有些不同，⼤⽣物通常是以⼀个个体为对象，⽽微⽣物的⽣长通常指细胞数⽬的增加。
如果把单细胞的微⽣物接种到体积⼀定的液体营养液中，在适宜的培养条件下进⾏培养，这些单细胞微⽣物就会不断增殖，细胞数⽬会不断增加，如果把这种增加情况画⼀个对数曲线，就呈现出⼀定的规律，叫做单细胞微⽣物的⽣长曲线。
微生物生长曲线四个阶段
微生物生长曲线四个阶段微生物生长曲线是描述微生物在培养基中以时间为变量而呈现的生长规律的一种曲线图形。
它通常被分为四个阶段，分别是潜伏期、指数期、平稳期和死亡期。
潜伏期是指在接种微生物到培养基中之后，微生物需要一段时间来适应环境并准备进行繁殖的阶段。
在这个阶段中，微生物的代谢活动较低，细胞数量变化不大。
潜伏期的长度通常受到多种因素的影响，包括微生物的种类、环境条件以及培养基的营养成分等。
指数期是微生物生长速度最快的阶段。
在这个阶段中，微生物的细胞数量呈指数增长，每个细胞分裂形成两个新的细胞，然后这两个新的细胞再分裂形成更多的细胞，以此类推。
指数期的长度取决于微生物的生长速率和培养条件。
在理想的培养条件下，指数期可以持续一段时间。
平稳期是微生物细胞数量达到最高点并保持相对稳定的阶段。
在这个阶段中，微生物的代谢活动达到平衡，细胞数量的增加和死亡达到平衡状态。
平稳期的长度也受到多种因素的影响，包括培养条件的稳定性、微生物的生长特性以及培养基的养分消耗等。
死亡期是微生物细胞数量开始逐渐减少的阶段。
在这个阶段中，细胞的死亡速度超过了新细胞的产生速度，导致微生物细胞数量逐渐减少。
死亡期的长度也取决于多种因素，包括微生物的生长特性、环境条件以及培养基中的抑制物质等。
总的来说，微生物生长曲线四个阶段是连续的，各个阶段之间没有固定的时间和界限。
在实际的微生物培养过程中，根据微生物的生长特性和培养条件的不同，微生物生长曲线的形态可能会有所变化。
了解微生物生长曲线的变化规律对于控制微生物的生长和应用具有重要的意义。
以上是对微生物生长曲线四个阶段的简要介绍。
通过深入研究和理解微生物的生长规律，我们可以更好地应用微生物在实际生产和科学研究中。
第六章 微生物生长
恒化连续培养
随着细菌的生长，限制性因子的浓
度降低，致使细菌生长速率受限，但同 时通过自动控制系统来保持限制因子的 恒定流速，不断予以补充，就能使细菌 保持恒定的生长速率。 常见的限制性营养物质有作为氮源 的氨、氨基酸；作为碳源的葡萄糖、乳 酸及生长因子，无机盐等。
三、同步培养
微生物细胞极其微小，但它也有一个自小到大 的过程，即个体生长。要研究微生物的个体生 长，在技术上是极为困难的。 目前主要使用的方法是： 同步培养技术分析细胞各阶段的生物化学特性 变化。 电子显微镜观察细胞的超薄切片。
死亡原因？ 营养短缺；代谢毒物增 多；pH、Eh改变；溶氧 不足。
t
时间
稳定期与生产实践
指导思想：延长稳定期。 措施： 1.调节pH； 2.注意降温、通风； 3.中和排除有毒代谢产物； 4.稳定期是生产收获时期，注意把握好收获时机。
（4）衰亡期（老年）
死亡率＞出生率 ？ 细胞畸形 细胞死亡,出现自溶 有的微生物细胞产生或释放出一些产物。 如氨基酸、转化酶、抗生素等。现象。
单细胞微生物典型生长曲线
生 长 速 + 率 0 指 数 期
延滞期 指数期 稳定期 衰亡期
_
菌 数 目 的 对 数 值
延 滞 期
总菌数
稳定期
衰 亡 期
活菌数
0 时间t
微生物的数量很大，都是10的n次方，取对数作图时 方便，0-10代表1～1010
（1）延滞期－“万事开头难”
特征： 代谢活跃，个体体积、重量增加，
（2）指数期（青年）
快，平均代时（繁殖一代的时间）最短， 生长速率常数最大。 细胞的化学组成、形态、生理特性比较一致。
微生物的生长规律
Lactobacillus acidophilus
Milk
Rhizobium japonicum
Mannitol-salts-yeast extract
Mycobacterium tuberculosis
Synthetic
Treponema pallidum
Rabbit testes
Generation Time (minutes)
第二节 微生物的生长规律
一、微生物的个体生长和同步生长
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。 •同步生长的概念：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（synchronous growth） ，进行同步分裂的细胞称为同步细胞。 •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料
S. lactis
Salmonella typhi（伤寒沙门氏菌）
Azotobacter chroococcum（褐球固氮菌）
Mycobacterium tuberculosis（结核分枝杆 菌）
Nitrobacter agilis（活跃硝化杆菌）
培养基 肉汤 牛奶 肉汤或牛奶 组合 肉汤 肉汤 牛奶 牛奶 乳糖肉汤 肉汤 葡萄糖 组合
2.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。
★影响延迟期长短的因 素
微生物的生长规律
（3）微生物的生长对环境pH值的影响
微生物在生长过程中，由于代谢作用，会产生酸性或 碱性的代谢物，从而改变培养基或周围环境的pH值。为了 避免pH值大幅度改变，而影响微生物生命活动的正常进行， 通常采用添加缓冲剂或加入不溶解的碳酸盐的方法。在中 性培养基内常加入磷酸盐缓冲剂；当培养物中产生大量酸 时，可在配制培养基时加入不溶性的碳酸盐。
三、连续培养
第二节 细菌的群体生长繁殖
二）恒化连续培养
使培养液流速保持不变，并使微生物始终在低于其最高 生长速率下进行生长繁殖。
三、连续培养
第二节 细菌的群体生长繁殖
通过控制流速可以得到生长速率不同但密度基本恒定的培养物 多用于科研 遗传学：突变株分离；
生理学：不同条件下的代谢变化； 生态学：模拟自然营养条件建立实验模型；
为什么氧气存在能够抑制甚至杀死厌氧菌？
氧气进入菌体后，能接受电子而产生不同还原性的氧 离子，如过氧离子、过氧化物自由基。
过氧化物自由基和过氧离子都是很强的氧化剂，对微 生物有毒，能氧化微生物过程中所必需的酶。好氧菌、兼 性需氧菌以及微量需氧菌体内含有过氧化物歧化酶（SOD) 和过氧化氢酶。这两种酶能将过氧化物自由基和过氧离子 还原成没有毒性的水分子，所以它们不会被氧气所杀死。 耐氧菌虽没有过氧化氢酶，但有过氧化物酶，能合成SOD， 而不会被氧毒害。
1、延滞期（或称延迟期、滞留适应期） 指少量微生物接种到新培养基中，在开始培养
的一段时间内细胞数目不增加的时期。 （1）原因：合成新的代谢酶类，适应新环境。 （2）影响延迟期长短的因素：
菌种、接种龄、接种量、培养基成分。
（3）特点： ① 群体生长速度近于零； ② 细胞重量增加，体积增大，但不分裂繁殖； ③ 细胞内的RNA特别是rRNA含量增高，原生质
微生物生长规律
④ 培养温度，在一定范围，生长速率与培养温度呈正相关。
（三）稳定期（ stationary phase）
稳定期
又称恒定期或最高生长期。其特点是生长速率常数R
等于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。
这时的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，这一关系就是
以培养时间为横座标
作图
以菌数为纵座标
得到的一条反映细菌在整个培养期间菌数变化规律的曲线！
延滞期
指数期
稳定期
衰亡期
根据微生物的生长速率常数（growthrateconstant），即
每小时的分裂次数（R）的不同，一般可把典型生长曲线粗分为
延滞期、指数期、稳定期和衰亡期等4个时期 。
稳定期
延滞期
指数期
长
期 以稳定期为主的代谢产物物尤其是生长限制因子的耗尽； ② 营养物的比例失调，例如C／N比值不合适等； ③ 酸、醇、毒素或H2O2等有害代谢产物的累积； ④ pH、氧化还原势等理化条件越来越不适宜等。
对生产实践的指导意义
以生产菌体或与菌体生长相平行的代谢产物（SCP、 乳酸等）为目的的某些发酵生产来说，稳定期是产物的
菌体培养密度
提
产物的比生产率
（单位体积单位时间内产物的产量）
重
高
“下游工程”（down-stream processing
要
）中分离、提取的效率
的
实
培养容器的体积
践
减 培养基的消耗
价
少 生产周期
值
设备投入
生产成本
高密度培养的具体方法：
（1）选取最佳培养基成分和各成分含量。 （2）补料，这是工程菌高密度培养的重要手段之一。 （3）提高溶解氧的浓度，提高好氧菌和兼性厌氧
11-2微生物的生长规律和生长
§11-3微生物的生长规律和生长环境 11• 二、微生物的生长环境 • 2.微生物的生长环境 微生物的生长环境 • 影响微生物生长的环境因素 • ①微生物的营养 • ②温度 • ③pH • ④溶解氧 • ⑤有毒物质
§11-3 微生物的生长规律和生长环境
• 二、微生物的生长环境 • 2.微生物的生长环境 微生物的生长环境 • ①微生物的营养 • 碳源：含碳量低的废水应另加碳源 如生活污水、米泔 碳源：含碳量低的废水应另加碳源(如生活污水 如生活污水、 淀料浆料等)以满足微生物需要 以满足微生物需要(活性污泥和生物膜 水、淀料浆料等 以满足微生物需要 活性污泥和生物膜 中的微生物主要是细菌，需要碳源量较大， 中的微生物主要是细菌，需要碳源量较大，BOD5不低 左右)。 于100mg/L左右 。 左右 • 缺少碳源会出现污泥松散，絮凝性不足现象。。 缺少碳源会出现污泥松散，絮凝性不足现象 现象。 污泥松散
§11-3 微生物的生长规律和生长环境
• 二、微生物的生长环境 • 2.微生物的生长环境 微生物的生长环境 • ③pH • 细菌、放线菌、藻类和原生动物pH范围在 ～10, 细菌、放线菌、藻类和原生动物 范围在4～ 范围在 氧化硫杆菌，最适 为 ，也可在pH＝ 环境 氧化硫杆菌，最适pH为3，也可在 ＝1.5环境 中生活。 中生活。酵母菌和霉菌在酸性或偏酸性环环境中 生活，最适 生活，最适pH3.0～6.0，适应范围为 ～10。 ～ ，适应范围为1.5～ 。
§11-3 微生物的生长规律和生长环境
• 二、微生物的生长环境 • 2.微生物的生长环境 微生物的生长环境 • ③pH • 废水生物处理中应保持微生物的最适pH。活性 废水生物处理中应保持微生物的最适 。 污泥法曝气池pH值一般为 ～ ， 污泥法曝气池 值一般为6.5～8.5，活性污泥中 值一般为 主体菌胶团细菌在此pH值下会产生较多粘性物 主体菌胶团细菌在此 值下会产生较多粘性物 质，形成结构较好的絮状物。 形成结构较好的絮状物。
微生物的生长
•
一马当先，全员举绩，梅开二度，业 绩保底 。20.10.1920.10.1917:4017:40:1617:40:16Oc t-20
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牢记安全之责，善谋安全之策，力务 安全之 实。2020年10月19日 星期一5时40分 16秒M onday, October 19, 2020
•
相信相信得力量。20.10.192020年10月 19日星 期一5时40分16秒20.10.19
C
B．芽孢主要是在衰亡期产生的
C．炭疽杆菌产生芽孢这是其适应外界环境的表
现
D．炭疽杆菌的新陈代谢类型与人体蛔虫相同
12．（多选）右图为酵母菌培养过程中的生长曲
线，下列有关叙述中正确的是 A．诱导酶一般是在a段时期内产生的
ABCD
B．b段培养过程中应给予充足的氧气
C．若要产生大量酒精，则在c段应将发酵罐密
B．繁殖
A
C．群体细胞数增加 D．个体体积增加
4．作为生产用菌种和科研的材料，常选哪个时
期的细菌
A．对数期
B．稳定期
A
C．衰亡期
D．调整期
5．微生物产生次级代谢产物抗毒素、抗生素、
色素等的最佳时期是
A．对数期
B．稳定期
B
C．衰亡期
D．调整期
5．细菌芽孢形成的时期通常在
B
A．对数期
B．稳定期
C．衰亡期
下随机选若干个视野计数,得出细菌个数与红细
胞个数比为5:1,则待测样品中含细菌多少个？
5×105个
★课堂练习
4．掌握微生物群体的生长规律，目的是更好地
研究和利用它们。下列有关描述中错误的是 C
A．生产上常常用对数期的细菌作为菌种 B．在稳定期中适当补充营养物质有利于提
微生物的生长规律
微生物的生长规律1. 内容1.单细胞微生物群体生长规律生长曲线：在不补充营养或不移去培养物，保持整个培养液体积不变的情况下，以时间为横坐标，以菌数为纵坐标，根据不同培养时间里细菌数量的变化，可以作出一条反映细菌在整个培养期间菌数变化规律的曲线。
典型的生长曲线至少可以分为迟缓期、对数期、稳定期、衰亡期四个时期。
⏹迟缓期：当细菌被接种到新鲜培养基而处于一个新的生长环境，开始一段时间内，通常不立即进行细胞分裂、增殖，生长速率近于零，细菌的数目几乎保持不变，甚至稍有减少，此时细胞内的RNA、蛋白质等物质含量有所增加，相对地此时细胞的体积最大，说明细胞并不是处于完全静止的状态，这段时间被称为迟缓期。
迟缓期是细胞分裂启动之前的恢复或调整期，而不是生长的休眠或停留期。
迟缓期细胞的主要特征是代谢活跃，体积增大，从介质中快速吸收各种营养物质，大量合成细胞分裂所需的酶类、ATP和其他细胞组分，为细胞分裂准备。
迟缓期形成的原因：细菌接种到一个新的环境，暂时缺乏足够的能量和必需的生长因子，需要调整代谢，需要合成必需的酶、辅酶或某些中间代谢产物，“种子”老化（即处于非对数生长期）或未充分活化，接种时造成的损伤等均可造成迟缓期的出现。
此期的长短与营养成分、菌种遗传特性、菌令和接种量等因素有关。
⏹对数期：一旦细菌细胞的生理修复或调整完成，迟缓期即告结束，细胞开始进入快速分裂阶段。
由于这一时期细胞数目的增加以几何级数进行，故称对数期。
对数期的细胞分裂速度最快、代时最短、代谢活动旺盛、酶活性高、对环境变化敏感，细胞大小比较一致，并且细胞内的核糖体等组分也像细胞数目一样以同样的对数生长速率增加，细胞合成核糖体以及蛋白质越多，其生长速率也越快。
因而对数期的细菌通常被广泛地用于生产上的“种子”，并在科研上作为理想的实验材料。
⏹稳定期：在一个封闭的系统（一次性培养，分批培养）中，细菌的对数生长期只能维持一个短暂的时期，最终生长速度将会降低，代时延长，细胞活力减退，进入了稳定期。
第二章微生物的培养
焦作市技师学院教学设计首页微生物细胞像其他生物细胞一样，有多种化学物质组成，这些化学物质主要以水和干物质的形式存在。
水是微生物细胞的重要组成部分，约占细胞重量的70％-90％，干物质主要以有机物和无机物形式存在，有机物主要包括蛋白质、脂质、多糖、核酸、维生素及其降解产物等物质，无机物主要指无机盐等物质。
微生物细胞的化学元素主要包括碳、氢、氧、氮、磷、硫六种元素。
P39 图2-1二、微生物的营养来源：微生物的营养来源分为水、碳源、氮源、无机盐、生长素、能源六大类1．水水对微生物正常生长的意义：⑴、水尤其是结合水是构成微生物细胞结构的重要化学成分。
⑵、自由水是细胞内良好的溶剂。
⑶、水比热大，还可以维持微生物细胞的温度。
⑷、自由水和结合水的比值，可以调节微生物细胞的代谢强度。
⑸、某些细菌具芽孢，荚膜等特殊结构，可以帮助这些微生物适应缺水环境。
2．氮源（1）概念：凡是能为微生物提供所需氮元素的营养物质。
（2）种类：（3）功能：主要用于合成蛋白质，核酸以及含氮的代谢产物。
说明：①对于异养微生物来说，含C，H，O，N的化合物既是碳源也是氮源，还是能源。
②大多数的微生物主要利用无机氮化合物作氮源，也可利用有机氮化合物作为氮源。
③只有少数固氮微生物可利用N2作为氮源，如：根瘤菌，固氮菌，蓝藻。
④对于硝化细菌而言铵盐和硝酸盐既是氮源又是能源。
3．生长因子（1）概念：微生物生长不可缺少的微量有机物。
（2）种类：维生素，氨基酸，碱基等。
（3）功能：一般是酶和核酸的组成成分。
4．无机盐（1）无机盐对微生物正常生命活动的意义：①构成细胞的各种重要的化学成分。
②参与构成微生物的各种细胞结构。
③一些无机盐是构成酶的重要成分，起到调节微生物代谢的作用。
④调节微生物细胞的渗透压和酸碱度。
（2）NH4+，Fe2+，S可分别作为硝化细菌，铁细菌和硫细菌的能源，也可作为硝化细菌的氮源。
提问：1、微生物常用的碳源和氮源有哪些？P40三、微生物的营养类型微生物分为光能无机自养型（光能自养型）、光能有机异养性（光能异养型）、化能无机自养型（化能自养型）、和化能有机异养性。
微生物生长规律
一、细菌群体生长规律细菌接种到均匀的液体培养基后，当细菌以二分裂法繁殖，分裂后的子细胞都具有生活能力。
在不补充营养物质或移去培养物，保持整个培养液体积不变条件下，以时间为横坐标，以菌数为纵坐标，根据不同培养时间时细菌数量的变化，可以作出一条反映细菌在整个培养期间菌数变化规律的曲线，这种曲线称为生长曲线称为生长曲线 (growth curve) 。
一条典型的生长曲线至少可以分为迟缓期、对数期、稳定期和衰亡期等四个生长时期。
1 ．迟缓期 (1ag phase) ．又称延滞期、适应期。
细菌接种到新鲜培养基而处于一个新的生长环境，因此在一段时间里并不马上分裂，细菌的数量维持恒定，或增加很少。
此时胞内的 RNA 、蛋白质等物质含量有所增加，相对地此时的细胞体最大，说明细菌并不是处于完全静止的状态。
产生迟缓期的原因，认为是微生物接种到一个新的环境，暂时缺乏足够的能量和必需的生长因子，“种子”老化 ( 即处于非对数生长期 ) 或未充分活化，接种时造成的损伤等。
在工业发酵和科研中迟缓期会增加生产周期而产生不利的影响，但是迟缓期无疑也是必需的，因为细胞分裂之前，细胞各成分的复制与装配等也需要时间，因此应该采取一定的措施：①通过遗传学方法改变种的遗传特性使迟缓期缩短；②利用对数生长期的细胞作为“种子”；③尽量使接种前后所使用的培养基组成不要相差太大；④适当扩大接种量等方式缩短迟缓期，克服不良的影响。
2 ．对数生长期 (log phase)又称指数生长期 (exponential Phase) 。
细菌经过迟缓期进入对数生长期，并以最大的速率生长和分裂，导致细菌数量呈对数增加，而且细菌内各成分按比例有规律地增加，此时期内的细菌生长是平衡生长。
对数生长期细菌的代谢活性、酶活性高而稳定，大小比较一致，生活力强，因而它广泛地在生产上用作“种子”和在科研上作为理想的实验材料。
3 ．稳定生长期 (stationary phase)由于营养物质消耗，代谢产物积累和 pH 等环境变化，逐步不适宜于细菌生长，导致生长速率降低直至零 ( 即细菌分裂增加的数量等于细菌死亡数量 ) ，结束对数生长期，进入稳定生长期。
微生物的生长规律
微生物的生长规律录入时间:2010-8-31 9:51:21 来源：青岛海博一、细菌群体生长规律细菌接种到均匀的液体培养基后，当细菌以二分裂法繁殖，分裂后的子细胞都具有生活能力。
在不补充营养物质或移去培养物，保持整个培养液体积不变条件下，以时间为横坐标，以菌数为纵坐标，根据不同培养时间时细菌数量的变化，可以作出一条反映细菌在整个培养期间菌数变化规律的曲线，这种曲线称为生长曲线称为生长曲线 (growth curve) 。
一条典型的生长曲线至少可以分为迟缓期、对数期、稳定期和衰亡期等四个生长时期。
1 ．迟缓期 (1ag phase) ．又称延滞期、适应期。
细菌接种到新鲜培养基而处于一个新的生长环境，因此在一段时间里并不马上分裂，细菌的数量维持恒定，或增加很少。
此时胞内的 RNA 、蛋白质等物质含量有所增加，相对地此时的细胞体最大，说明细菌并不是处于完全静止的状态。
产生迟缓期的原因，认为是微生物接种到一个新的环境，暂时缺乏足够的能量和必需的生长因子，“种子”老化 ( 即处于非对数生长期 ) 或未充分活化，接种时造成的损伤等。
在工业发酵和科研中迟缓期会增加生产周期而产生不利的影响，但是迟缓期无疑也是必需的，因为细胞分裂之前，细胞各成分的复制与装配等也需要时间，因此应该采取一定的措施：① 通过遗传学方法改变种的遗传特性使迟缓期缩短；② 利用对数生长期的细胞作为“种子”；③ 尽量使接种前后所使用的培养基组成不要相差太大；④ 适当扩大接种量等方式缩短迟缓期，克服不良的影响。
2 ．对数生长期 (log phase)又称指数生长期 (exponential Phase) 。
细菌经过迟缓期进入对数生长期，并以最大的速率生长和分裂，导致细菌数量呈对数增加，而且细菌内各成分按比例有规律地增加，此时期内的细菌生长是平衡生长。
对数生长期细菌的代谢活性、酶活性高而稳定，大小比较一致，生活力强，因而它广泛地在生产上用作“种子”和在科研上作为理想的实验材料。
微生物的培养及生长规律
24
分, 40℃ 代时17.5分
14
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.
6
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.
7
二.单细胞微生物的群体生长曲线
22
一些细菌的代时
菌名 培养基 培养温度
代时
E. coli〔大肠杆菌〕 肉汤
37℃ 17min
E. coli 牛奶
37 12.5
Enterobacter aerogenes〔产气肠细菌〕 肉汤或牛奶 37 16~18
E. aerogenes 组合
37 29~44
B. Cereus〔蜡状芽孢杆菌〕 肉汤
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
18
3.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 致的.一般认为：
微生物的生长及其控制(共98张PPT)
生长温度三基点：任何微生物的生长温度 总有最低生长温度、最适生长温度、最高 生长温度。
温度
最适生长温度：
即某微生物分裂代 时最短或生长速率最高 时的培养温度。不同微 生物的最适生长温度是 不一样的。 应该着重 指出：最适生长温度不 一定是一切代谢活动的 最适温度。
膜洗脱（常用）等。
诱导法
诱导因子：不影响微生物生长，可特异性抑制细胞分裂， 消除该抑制后，细胞同时出现分裂。
此法会扰乱细胞的正常代谢
举例： 1、温度调整法； 2、营养条件调整法；
3、抑制DNA合成法（代谢抑制剂：）
（抑制DNA合成法是利用代谢抑制剂阻碍DNA合成相当一
段时间，然后解除其抑制，可达到同步目的。常用的代
（一）微生物细胞数目的测定
－－适用于单细胞微生物或丝状微生物的孢子
直接计数法－－总菌计数 1、计数板计数法（常用）
2、比例计数法
间接计数法－－活菌计数
1、平板菌落计数法
2、液体稀释法
3、厌氧菌菌落计数
其他计数法
1、比浊法
2、膜过滤法
血球计数板
各 种 型 号 的 全 自 动 血 球 计 数 仪
活菌计数的一般步骤
二、单细胞微生物的典型生长曲线
三、微生物的连续培养
四、微生物的高密度培养
一、微生物的个体生长和同步生长
微生物在适宜的环境条件下，不断地吸收 营养物质，并按照自己的代谢方式进行代 谢活动，如果同化作用大于异化作用，则 细胞质的量不断增加，体积得以加大，于 是表现为生长。简单地说，生长就是有机 体的细胞组分与结构在量方面的增加。
微生物的生长繁殖
适宜的酸碱度（PH）
PH的作用机理
➢ PH能影响细胞膜的电荷，从而影响营养物质 的吸收
➢ PH能影响代谢过程中酶的活性，从而影响微 生物的生命活动。
生产中的应用
➢ 消毒防腐：如醋酸可杀死沙门氏菌，大肠杆菌 等。
适宜的温度
微生物生长有一定的温度范围。 微生物生长的最适温度因种类而不同。
微生物生长的三基点温度
聚合酶以及其他必要因素作用下，经过复杂的生化合 成过程，复制出子代病毒的基因组，病毒的基因组则 以转录、翻译过程，合成大量的病毒结构蛋白质并装 配成完整的病毒颗粒，以出芽或细胞裂解方式释放到 细胞外，在感染其他细胞。这种增殖方式即为自我复 制。 病毒在易感细胞中的复制步骤包括：吸附、穿入、脱 壳、生物合成、组装、成熟和释放等。 病毒完成一个复制周期约10小时。
➢ 兼性厌氧菌
有氧无氧均可生存 如：大多数病原菌
气体（O2、CO2、少量N2）
CO2对细菌生长也很重要。大部分细菌在 新陈代谢过程中产生的CO2已经可以满足 需要。
有些细菌在初分离时需要人工供给5%10%的CO2才能生长良好。
不同微生物生长繁殖的方式
种类
繁殖方式
细菌、支原体、 二分裂方式进行繁殖 立克次氏体、 螺旋体、衣原 体的始体
迟缓期长短因细菌种类、菌龄和接种前后培养 基成分的差异等因素有关，一般1-4小时。
迟缓期在生产中的应用
为提高生产效率，发酵工业常采用缩短迟 缓期的方法：
➢ 以对数期的菌体作种子菌； ➢ 适当增大接种量； ➢ 采用营养丰富的天然培养基。
细菌的对数生长期
指在培养后8-18小时阶段。 该阶段细菌生长迅速，细胞每分裂一次的代时
最低生长温度：微生物能进行生长繁殖的最低温度界 限。此范围上能生长但生长很慢，低于此温度则生长 受到抑制甚至死亡，一般-10℃—-5℃，极端-30 ℃。
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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
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）
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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；
②发酵工业上尽量延长该期，以达到较高的菌体密度
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
◆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。
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教进学行ppt 染色、形态观察等的良好1材3 料。
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。
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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
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一、微生物的个体生长和同步生长
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:ห้องสมุดไป่ตู้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
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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缩短延迟期（加速发酵周期， 提高设备利用率）
采取的缩短措施有：
①增加接种量； （群体优势----适应性增强）
②采用对数生长期的健壮菌种；
③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。
④选用繁殖快的菌种
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（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。
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）
➢ 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。
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
➢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：
☆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
的纯培养物.
这种方法适合于细胞较大的教学微ppt 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
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