微生物的生长
微生物的生长及其控制
☆每种单细胞微生物都有各自经典生长曲线, 但它们 生长过程却有着共同规律性。普通能够将生长曲线划 分为四个时期。
微生物的生长及其控制
第21页
延对 滞数 期期
稳定时
衰亡期
经典生长曲线 （Growth curve）
时期划分: 按照生长速率常数R（growth race constant）不一样
E.aerogenes
组合
37 29~44
B. Cereus（蜡状芽孢杆菌）
肉汤
30 18
B.thermophilus（嗜热芽孢杆菌）
肉汤
55 18.3
Lactobacillus acidophilus（嗜酸乳杆菌） 牛奶
37 66~87
Streptococcus lactis（乳酸链球菌）
牛奶
37 26
微生物的生长及其控制
第25页
2.指数期中三个主要参数
❖ 繁殖代数（n）
❖ 指数生长方式： 1、 2、4.8… …2n
❖ 设接种时细胞数为x1, 时间为t1, 到时间t2后， 繁殖n代，细胞数为x2，它们之间相互关系为：
❖
x2 = x1·2n
❖ 以对数表示：㏒ x2 = ㏒ x1 + n㏒2
❖ ∴ n =㏒ x2 - ㏒ x1 = 3.322(㏒ x2 - ㏒ x1 )
群体生长——群体中个体数目标增加。能够用重量、 体积、密度或浓度来衡量。（因为微生物个体极 小, 所以惯用群体生长来反应个体生长情况）
个体生长 个体繁殖 群体生长
群体生长 = 个体生长 + 个体繁殖
微生物的生长及其控制
微生物的生长
在衰亡期内，微生物的生长速率为负 ，因为细胞死亡的速度超过了新细胞 生成的速度。
03
微生物生长的影响因 素
温度
温度对微生物生长有显著影响 ，不同微生物有其最适生长温 度范围。
低温会抑制微生物生长，甚至 导致微生物进入休眠状态；高 温则可能使微生物死亡。
微生物对温度的适应性与其细 胞膜流动性、酶活性及蛋白质 合成等生理活动密切相关。
机器学习在微生物生长预测中的应用
利用机器学习算法对大量微生物生长数据进行挖掘和分析，构建微生物生长预测模型，提 高预测精度和效率。
组学技术在微生物生长模型中的应用
利用基因组学、转录组学、蛋白质组学等组学技术，揭示微生物生长的分子机制和网络调 控，为构建更精确的微生物生长模型提供数据支撑。
微生物生长在未来领域的应用展望
生理指标法
原理
优点
通过测定微生物生长过程中产生的某些生 理指标（如呼吸强度、酶活性、代谢产物 等）来推算微生物数量或生长情况。
可反映微生物的生理状态和活性，适用于 不可培养或难以计数的微生物。
缺点
应用范围
需要特定的仪器设备和试剂，操作较为繁 琐。
适用于细菌、病毒、原生动物等多种微生物 的生长监测和活性评估。
应用范围
适用于细菌、霉菌等可培养微 生物的计数。
比浊法
原理
利用微生物细胞悬液与特定波长的光 线作用，通过测量透射光或散射光的 强度来推算微生物数量。
优点
快速、简便，可连续监测微生物生长 过程。
缺点
受光路系统、细胞形态、颗粒大小等 多种因素影响，结果可能不够准确。
应用范围
适用于细菌、酵母菌等微生物的快速 计数和生长监测。
微生物的生长
目录
微生物的生长及影响因素
微生物的生长及影响因素
第27页
1.温度
基础原理 温度经过影响蛋白质、核酸等生物大分子结构与功效以及细
胞膜流动性及完整性来影响微生物生长、繁殖和新陈代谢。 过高环境温度会造成蛋白质或核酸变性失活 过低环境温度会抑制酶活力，降低细胞新陈代谢活动。 应用: 高温灭菌，低温保藏菌种。
微生物的生长及影响因素
微生物的生长及影响因素
微生物的生长及影响因素
第1页
一、微生物生长
个体生长: 细胞体积增大，重量增加。 个体生长→个体繁殖→群体生长 除了特定目标以外，在微生物研究和应用中提到“生长”，
均指群体生长。
微生物的生长及影响因素
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细菌繁殖方式
Binary fission-growth cycle
微生物的生长及影响因素
第20页
单批培养与连续培养关系
微生物的生长及影响因素
第21页
连续培养器类型
按控制方式分
内控制（控制菌体浓度）: 恒浊器 外控制（控制培养液续培养器 按培养器级数分
多级连续培养器
普通连续培养器 按细胞状态分
固定化细胞连续培养器
试验室科研用: 连续培养器 按用途分 发酵生产用: 连续发酵罐
微生物的生长及影响因素
第13页
（3）培养温度影响
温度℃ 10 15 20 25 30
E.coli在不一样温度下代时
代时（分）
温度℃
860
35
120
40
90
45
40
47.5
29
代时（分） 22 17.5 20 77
微生物的生长及影响因素
第14页
特征参数
繁殖代数 n: x2=x1·2n
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。
微生物的生长规律和特点
微生物的生长规律和特点
1. 微生物的生长那可是相当神奇啊！就像种子发芽一样，它们在合适的环境中悄然生长。
你想想，酸奶里的乳酸菌，它们就是在合适的温度和条件下大量繁殖，使酸奶变得美味呀！
2. 微生物的生长可是有自己的节奏呢！它们能快速适应环境，这多厉害啊！好比沙漠中的仙人掌，能在恶劣条件下顽强生存，微生物在自己的小世界里不也是这样顽强生长着嘛。
3. 嘿，你知道吗，微生物的繁殖速度简直惊人！就如同那烟花绽放一样迅速，一下子就变出好多。
就说发面时的酵母菌吧，短短时间就能让面团膨胀起来。
4. 微生物的生长规律真的很有趣诶！它们有时候会缓慢积累，就像爬山一样，一步一步向上。
比如一些益生菌，慢慢地在我们体内发挥作用，对我们的健康有益处呢。
5. 哎呀呀，微生物的特点可千万不能小瞧啊！它们就像一群小精灵，在我们看不见的地方活跃着。
例如在土壤里的微生物，默默为植物的生长助力，多神奇呀！
6. 微生物的生长那也是有条件限制的哟！可不是随随便便就能长的，这多像我们人一样，需要合适的环境。
像霉菌，在潮湿的环境里就容易滋生呢。
7. 微生物的生长规律真的值得好好研究一番呢！它们像一支训练有素的军队，有条不紊地行动着。
想想那些能分解垃圾的微生物，不正是它们的有序“工作”让环境变得更好嘛。
8. 总之，微生物的生长规律和特点真的太有意思啦！我们的生活中到处都有它们的身影，有的对我们好，有的可能会带来麻烦，我们可得好好了解它们呀！。
第4章微生物生长
稀释平板计数法—固体培养法
第一步：菌样巧妙稀释
1mL 混合
1mL
混合
无菌水
1 9mL 10mL ： 10-1 10-1 ：
菌样被 无菌水 不同稀 释倍率 -2 10 后平板 培养图 得到不同 稀释度 （10-x） 菌液
10-2
10-3
10-4
10-5
第二步：接种平板
10-2 10
-3
10-4
10 -5
2、对数期（指数期）log phase 细菌生长速度达到最大，数量以几何级数增加。 特点： （1）细菌迅速分裂，菌数按几何级数增加；
（2）世代时间最短，而且恒定； （3）生长速度最高而且恒定； （4）代谢活力强无死亡； （5）菌体整齐，体积恢复到原来大小； （6）对环境敏感，生理性状及菌体成分较一致
度提高1倍；
（2）营养；营养越丰富，代时越短
（3）氧气。好氧菌若能供给充足的氧，可能使对数 期延长。
对数期的实践意义 ① 是代谢、生理研究的良好材料
② 是增殖噬菌体的最适宿主菌龄
③ 是发酵生产中用作“种子”的最佳种龄 ④ G+染色鉴定时采用此期微生物
3、稳定期（stationary phase） 由于营养消耗，供应不足及代谢产物的积累，这 时一部分菌死亡，细菌进入稳定期。
（6）对环境变化敏感
影响因素： （1）接种量。接种 量大，停滞期可缩短 （2）菌龄。菌种年 轻，对数生长期接种 ，停滞期可能很短甚 至不明显 （3）营养。如果种子培养基与新接种的培养基成分 相同，则对菌生长有利。从丰富培养基转入贫营养 基，停滞时间拉长，反之减少； （4）菌种特性。大肠杆菌停滞期长，分枝杆菌长
膜过滤培养法
当样品中菌数很低时，可以将一定体积的湖水、海水或饮用水等样 品通过膜过滤器，然后将将膜转到相应的培养基上进行培养，对形 成的菌落进行统计。
微生物的生长及影响因素
疫苗制备
一些病毒或细菌疫苗也是 通过微生物发酵等方法制 备的，如流感疫苗、乙肝 疫苗等。
在污水处理中的应用
生物降解
微生物能够降解污水中的有机物， 将其转化为无害或低毒性的物质，
达到净化水质的目的。
脱氮除磷
微生物在污水处理中通过硝化和反 硝化作用去除氮元素，通过生物吸 附和化学沉淀作用去除磷元素，提 高水质。
微生物可以产生多种酶，用于食品加工中的催化反应，如 淀粉酶、蛋白酶等，提高食品加工效率和产品质量。
在生物制药中的应用
01
02
03
抗生素生产
微生物是抗生素的主要生 产来源，通过发酵等方法 生产抗生素，用于治疗各 种疾病。
生物药物合成
利用微生物合成生物药物， 如某些激素、细胞因子等， 具有高效、低成本的优点。
在酸性或碱性条件下，微生物的生长 会受到抑制。因此，在培养基或发酵 过程中，需要调节pH值以适应不同微 生物的生长需求。
营养物质的添加
微生物的生长需要充足的营养物质， 如碳源、氮源、磷源、维生素等。不 同种类的微生物对营养物质的需求不 同。
在培养基中添加适量的营养物质，可 以促进微生物的生长。在工业生产中， 根据微生物的需求，选择合适的营养 物质和配比，可以提高发酵效率。
增长来表示。
生长速率受多种因素影响，如 培养基的营养成分、温度、pH
值等。
在适宜条件下，生长速率最高 值出现在对数生长期。
生长速率对于工业发酵和实验 室研究具有重要意义，可以根 据需要控制发酵过程。
生长曲线
01
生长曲线是描述微生物在不同培养条件下生长特性的曲线，以培养时 间为横坐标，以菌落数或细胞数为纵坐标绘制。
02
根据生长曲线可以了解微生物的生长规律，并推算出各个生长阶段的 特征参数。
微生物 生长 温度
微生物生长温度
微生物的生长温度根据其种类不同而有所差异。
1.绝大多数微生物最适生长温度为25℃~37℃。
2.原生动物的最适温度一般为16～25℃，工业废水生物处理过程中
的原生动物的最适温度为30℃左右，其最高温度在37～43℃，少数可在60℃中生存。
3.大多数放线菌的最适温度为23～27℃，其高温类型在50～65℃生
长良好，有的放线菌在20℃以下的温度中也可生长。
4.霉菌生长与温度的关系和放线菌差不多。
在实验室培养放线菌、
霉菌和酵母菌多采用的温度为28～32℃。
5.藻类的最适温度多数在28～30℃。
6.嗜冷性菌（低温菌）可在-10～30℃的条件下生长，其最适宜温度
为12～18℃；适温性菌（中温菌）可在20～50℃的条件下生存，其最适宜的温度为25～40℃；嗜热性菌（高温菌），可在37～75℃的条件下生长，其最适宜温度为55～65℃。
此外，微生物的生长也与温度有关，细胞内蛋白质和核酸等发生不可逆破害，导致微生物生长速率急剧下降。
因此，在选择合适的温度来促进微生物的生长时，必须考虑到微生物的种类和生长条件。
微生物的生长与繁殖
微生物的生长与繁殖微生物是指肉眼无法直接观察到的微小生物体，包括细菌、真菌、病毒等。
微生物的生长与繁殖是一个非常重要的过程，它们对生态系统的平衡、环境保护、医学研究等领域都有着深远的影响。
本文将从微生物的生长环境、影响微生物生长与繁殖的因素以及微生物的繁殖方式等方面进行探讨。
一、微生物的生长环境微生物的生长环境非常广泛，它们可以存在于土壤、水体、空气中，甚至可以在极端环境比如高温、高压、极寒等条件下存活。
微生物最适宜生长的环境被称为生长有限因素（Limiting factors），这包括适宜的温度、pH值、氧气含量、养分可获得性等。
例如，细菌在37摄氏度左右的温度下生长最快，而酵母菌则对酸性环境更为适应。
二、影响微生物生长与繁殖的因素除了生长有限因素外，还有一些其他因素会影响微生物的生长与繁殖。
其中最重要的因素之一是营养物质的可获得性。
微生物需要一定的碳、氮、磷等元素来进行生物合成和能量代谢，当这些养分不足或缺乏时，微生物的生长速率将受到限制。
此外，水分、盐度、压力等也会影响微生物的生长与繁殖。
三、微生物的繁殖方式微生物的繁殖方式可以分为两种：无性繁殖和有性繁殖。
无性繁殖是指微生物通过自我复制来增加数量。
其中最常见的繁殖方式是二分裂（binary fission），即细菌细胞通过不断分裂形成两个相同的细菌细胞。
这个过程通常包括细胞质分裂、DNA复制和细胞分裂三个步骤。
相比之下，真菌则通过产生分生孢子（spores）来进行无性繁殖，病毒则依赖于寄生宿主细胞来进行繁殖。
有性繁殖是指微生物通过与同种或异种微生物的结合来增加遗传变异和多样性。
然而，大部分微生物并不具备有丝分裂（mitosis）等真正的有性繁殖方式。
相反，它们通过水平基因转移（horizontal gene transfer）来产生变异。
这包括共轭（conjugation）、转化（transformation）和转导（transduction）等过程，这些过程允许微生物之间交换遗传物质。
第五章 微生物的生长及其影响因素
）、适应期的特点 （一）、适应期的特点： 生长繁殖的速度几乎等于零 细胞形态增大，杆菌的长度增加。 细胞形态增大，杆菌的长度增加。 细胞内的RNA尤其是 尤其是rRNA含量增高，原生质 含量增高， 细胞内的 尤其是 含量增高 呈嗜碱性。 呈嗜碱性。 合成代谢活跃，核糖体、酶类和 合成代谢活跃，核糖体、酶类和ATP的合成加 的合成加 快，易产生诱导酶 对外界不良环境条件例如NaCl溶液浓度、温 对外界不良环境条件例如 溶液浓度、 溶液浓度 度和抗生素等化学药物敏感。 度和抗生素等化学药物敏感。 原因：适应新的环境条件，合成新的酶， 原因：适应新的环境条件，合成新的酶，积累 必要的中间产物。 必要的中间产物。
食品微生物
பைடு நூலகம்
）、稳定期的特点 （三）、稳定期的特点
生长速率常数R等于0 生长速率常数R等于0。 菌体产量达到了最高值。 菌体产量达到了最高值。 合成次生代谢产物。 合成次生代谢产物。 细胞内出现储藏物质， 细胞内出现储藏物质，芽孢杆菌内开始 产生芽 孢。
食品微生物
产生原因： 产生原因： 营养物尤其是生长限制因子的耗尽。 1. 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。 2. 营养物的比例失调，如碳氮比不合适。 有害代谢废物的积累（ 3. 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） 4. 物化条件（pH、氧化还原势等）不合 适。
第五章 微生物的生产及其影响因素
第一节 微生物生长 第二节 微生物的生长规律 第三节 环境对微生物生长的影响
食品微生物
第一节 微生物生长 微生物生长的概念 微生物生长量的测定
食品微生物
一、微生物生长的概念
生长是指微生物细胞吸收营养物质，进行新陈代谢， 生长是指微生物细胞吸收营养物质，进行新陈代谢，当 是指微生物细胞吸收营养物质 同化作用大于异化作用时， 同化作用大于异化作用时，生命个体的重量和体积不断 增大的过程。 增大的过程。 繁殖是指生命个体生长到一定阶段， 繁殖是指生命个体生长到一定阶段，通过特定方式产生 是指生命个体生长到一定阶段 新的生命个体，即引起生命个体数量增加的生物学过程。 新的生命个体，即引起生命个体数量增加的生物学过程。 个体生长是指微生物细胞个体吸收营养物质， 个体生长是指微生物细胞个体吸收营养物质，进行新陈 是指微生物细胞个体吸收营养物质 代谢，原生质与细胞组分的增加为个体生长。 代谢，原生质与细胞组分的增加为个体生长。 群体生长是指群体中个体数目的增加。可以用重量、 群体生长是指群体中个体数目的增加。可以用重量、体 是指群体中个体数目的增加 密度或浓度来衡量。 积、密度或浓度来衡量。 生长→ 繁殖→ 个体 生长→个体 繁殖→ 群体 生长 群体 生长 = 个体 生长 + 个体 繁殖 食品微生物
微生物的生长
室温
体温
10—20
10—20
25—30
37—40
40—45
40—45
专性
25—45
50—55
70—90
2、温度对微生物的作用 （1）最低生长温度对微生物的影响 最低生长温度是微生物生长的温度下限，低于此温
干热灭菌
恒温干燥法 煮沸
巴斯德消毒法 间歇灭菌
湿热灭菌
高压蒸汽灭菌
超高温灭菌
二、水分和渗透压
微生物细胞的含水量一般为70-90%，孢子或芽孢的含 水量较低，只有60-70%。水分是微生物细胞代谢活动必
不可少的条件，如果外界环境过于干燥，将影响微生物的
正常代谢，甚至会造成细胞死亡。
当环境中缺水或大气相对湿度低于70%时，微生物细
来灭菌。
3、高温灭菌的方法
焚烧 （耐热的金属和玻璃器皿、可燃烧的物品） （常用，140-160℃，2h；耐热的物品） （100℃，15min以上；不耐热的物品） （60-70℃，15-20min；食品、饮料等） （ 100 ℃，每次 2-3h ， 2-3 次；不耐高温的药 品，特殊培养基） （常用，0.2Mpa，121℃，20min；一般培养 基、水、纤维制品） （0.05MPa，110℃，20min；含糖培养基） （130—140℃，0.5—1s，液体的饮料等）
比较一致。
lgN
缓慢期 对数期 稳定期 衰亡期
0
t
3、稳定期（平衡期）
在对数期以后，由于营养物质逐渐消耗，有害代谢
产物积累，pH值变化等，使细胞生活力下降，细胞的 群体的活菌数达到最高并保持一段时间的相对稳定。 特点：处于稳定器的菌体形态大小典型，生理生化反应 脂肪粒等，大多数芽孢菌在这个生长阶段形成芽孢。抗
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
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
•
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
第五章 微生物的生长繁殖与生存
指数期的重要参数
（1）繁殖代数（n） ）繁殖代数（ ）
指数生长可以用下式表示： 指数生长可以用下式表示：
x2 = x1 × 2
n
x2
lg x2 = lg x1 + nlg 2 n = ( lg x2 - lg x1 ) / lg 2
X1:起始时细胞数目 起始时细胞数目 X2:指数生长某个时刻 指数生长某个时刻 的细胞数目。 的细胞数目。 N:世代数 世代数
停滞期 指数期 静止期 衰亡期
细菌的生长曲线（ curve） 细菌的生长曲线（growth curve） 1.停滞期（Lag phase） 1.停滞期（ phase） 停滞期
现象： 现象：培养体系内细胞 数目几乎保持不变。 数目几乎保持不变。 原因： 原因：细胞需要合成分 裂所需的酶、 裂所需的酶、ATP和其 和其 他成分， 他成分，为细胞分裂作 准备 。 影响因素： 影响因素： 菌种的生理活性 培养基的组分 接种量
时间
恒浊器与恒化器的比较
装置 控制对 象 培养基 培养基 流速 生长速 率 产物 应用范 围
恒浊器
菌体密 度（内 控制） 控制）
无限制 生长因 子
不恒定
恒浊器 最高速 率
恒化器
培养基 流 速 （外控 制）
有限制 生长因 子
恒定
恒化器 低于最 高速率
大量菌 体或与 菌体相 平行的 代谢产 物 不同生 长速率 的菌体
细菌出流量
限制性营养因子
概念： 概念：凡是处于较
细胞数或菌体量
低浓度范围内， 低浓度范围内，可 影响生长速率和菌 体产量的营养物就 称限制性生长因子。 称限制性生长因子。 作用方式： 作用方式：影响微 生物的生长速率和 总生长量。 总生长量。
微生物的生长和繁殖
微生物的生长和繁殖近年来，随着微生物研究的不断深入，人们开始逐渐认识到微生物对于我们生活的重要性。
微生物的生长和繁殖是影响微生物在环境中数量变化的关键过程。
本文将探讨微生物的生长与繁殖的原理和条件，并探讨其在人类生活中的应用。
一、微生物生长的原理微生物的生长是指微生物数量的增加过程。
微生物生长的原理主要包括以下几个方面。
1. 细胞分裂微生物的生长主要是通过细胞的分裂完成的。
细菌的细胞分裂方式通常是二分裂，即一个细菌细胞分裂成两个细菌细胞；而酵母菌等真菌则通过芽生和分裂的方式繁殖。
2. 营养摄取微生物的生长需要摄取营养物质来供给细胞分裂和代谢所需。
不同种类的微生物对于营养物质的需求有所差异，有些微生物可以利用有机物质作为能源和碳源，有些则可以利用无机物质进行化能合成。
3. 外界环境条件微生物的生长与外界环境条件密切相关。
温度、pH值、氧气浓度和营养物质的丰度等因素都会影响微生物的生长速度和繁殖能力。
不同种类的微生物对于这些环境条件的要求各异，有些微生物对环境条件的适应能力很强，能在极端的环境中存活和繁殖。
二、微生物生长的条件为了促进微生物的生长和繁殖，我们需要提供一定的环境条件。
以下是影响微生物生长的几个关键因素。
1. 温度温度是影响微生物生长的最重要的因素之一。
不同微生物对温度的适应能力不同，有些微生物可以在极高或极低的温度下生长，而有些只能在较为温暖的环境中生存。
2. pH值pH值是指溶液的酸碱程度，也是影响微生物生长的重要因素之一。
不同的微生物对pH值的要求也有所差异，有些微生物对酸性环境更适应，而有些则对碱性环境更适应。
3. 氧气浓度氧气是微生物生长和繁殖过程中的重要因子之一。
有些微生物需要氧气进行呼吸代谢，被称为需氧菌；有些则能在无氧条件下进行代谢和繁殖，被称为厌氧菌。
还有一些微生物则具有较强的适应能力，既可以进行需氧呼吸，也可以进行厌氧呼吸。
4. 营养物质微生物的生长离不开适量的营养物质供给。
简述影响微生物生长的条件。
简述影响微生物生长的条件。
微生物的生长条件包括以下几个方面:
1. 营养因素：微生物的生长需要特定的营养来源，包括碳源、氮源、无机盐、能源和生长因子等。
这些营养因素的质量和数量直接影响微生物的生长。
2. 物理因素：微生物的生长受到物理因素的影响，包括 pH 值、温度、氧浓度、湿度、静水压、渗透压和辐射等。
其中，pH 值是影响微生物生长的重要因素之一，不同种类的微生物对 pH 值的生长范围有不同的要求。
3. 营养代谢：微生物的生长和代谢过程需要消耗能量，从而影响微生物的生长速度。
不同类型的微生物代谢过程也不同，一些微生物需要较长的时间来消耗能量，而另一些微生物则可以快速消耗能量。
4. 环境清洁：微生物的生长需要清洁的环境，避免污染和干扰微生物的生长。
微生物的污染可以来自细菌、病毒、真菌等，特别是实验室内部的污染，需要特别注意。
总之，微生物的生长条件需要综合考虑营养因素、物理因素、营养代谢和环境清洁等方面，确保微生物生长在最佳状态下。
微生物的生长
衰亡期
连续培养法： 概念、目的、应用、意义
注意理解：延长稳定期、缩短培养周期
影响微生物生长的环境因素： 温度、PH值、氧气
注意：1、菌体生长和产物合成所需的最适
温度不一定相同。
2、同理菌体生长和产物合成所需的
最适PH值也不一定相同。
三、1．研究微生物群体生长的规律具有 重要的实践意义。例如，多数代谢产物是 在稳定期内合成的。但在这个时期，培养 基中不仅营养物质的含量大大减少，而且 积累了多种有害的代谢产物，不利于微生 物的生长。针对这种情况，在生产过程中， 当微生物生长进入稳定期以后，就可以采 取补充营养物质等措施，以延长稳定期、 提高代谢产物的产量。
（2）细胞特点
剧烈的种内竞争使得细胞出现多种 形态，，甚至畸形。有些细胞水解酶活 力增强，导致细胞自溶解体，并释放出 次级代谢产物。
细菌的生长曲线描述了细菌群体从生长到死亡的动态变化 1、调整期 2、对数期 3、稳定期 4、衰亡期
1、调整期产生的代谢物是初级代谢物还是次级代谢物？
5、种内斗争最激烈的是哪个阶段？ 2、调整期大量合成的是诱导酶还是合成酶？
（2）细胞特点
活菌数达到最高，细胞内大量积累 代谢产物，特别是次级代谢产物，某些 细菌的芽孢也是这个时期形成的，是发 酵产物的最佳收获时期
4.衰亡期
（1）形成原因：营养物质过度消耗、有 害产物大量积累、pH剧烈变化，外界环 境对继续生长越来越不利，阻力进一步 加大，种内斗争剧烈。分解代谢远小于 合成代谢，继而导致菌体死亡、出生率 远远小于死亡率、呈负生长、种群密度 显著下降。
测定群体生长的方法：
1、测细菌细胞数目
2、测细菌重量
1.调整期
（1）形成原因 刚刚接种到培养基上的细菌，对新环 境有一个短暂的调整或适应过程，为什 么？ 由于新旧环境的差异，在细菌的细胞 内就要重新合成相应的诱导酶，而诱导 酶的合成调节是一种缓慢的粗调节，必 须消耗一定的时间，因此出现一个短暂 的调整。
微生物生长的几个阶段
微生物生长的几个阶段微生物生长的几个阶段，真的是个有趣的话题，大家都知道微生物就像那小小的隐形精灵，生活在我们身边。
无论是你家里的酸奶，还是那锅美味的发酵面包，都是微生物的杰作。
说起微生物的生长，咱们得从它们的“成长故事”说起。
微生物一开始就像个小宝宝，刚开始生长时特别慢，简直像是蜗牛爬行。
这个阶段叫做“滞后期”，微生物们在这时候就像在打基础，先适应环境、寻找食物，就像是小朋友上学前的准备一样。
等这些小家伙适应了环境，进入下一个阶段，嘿，那可就有意思了，叫做“对数期”。
这一阶段，微生物们就像开了挂似的，生长速度飞快，简直像是过山车。
它们争先恐后，互相推搡，似乎每一秒都在大喊：“快来，快来，咱们要长得更快！”这时候，如果你观察一下，它们就像一场盛大的派对，热闹非凡，随便一摇就能看到它们在忙碌着。
说实话，这个阶段简直是微生物的黄金时代，活得风生水起，跟咱们去吃自助餐没啥两样，食物源源不断，大家都吃得开心。
事情开始变得复杂。
随着资源的减少，微生物们进入了“稳定期”。
这个时候，微生物们虽然还在生长，但速度慢了下来。
就像人们玩得太久，开始累了，想休息一下。
它们在这段时间里，学会了怎么保持稳定，知道不能一味地吃喝玩乐，而是得节省点。
这个时候，你可能会觉得它们有些安静了，没那么热闹了，实际上它们在默默地调整着自己，就像大人教小孩要节制一样。
再后来，微生物们进入了“衰退期”。
唉，这个时候就有点伤感了。
资源真的不够用了，微生物们开始互相争斗，生存的压力越来越大，像是在玩一场生存游戏。
有人说，竞争是最好的老师，在这个阶段，它们不得不面对现实。
那些适应性强的继续生存，那些弱小的就可能面临消亡。
这个过程有点残酷，但也是自然界的一部分，活着的总是最强的。
在这几个阶段里，微生物们就像我们生活中的一面镜子，反映出生活的起伏。
它们的生长不仅仅是生物学上的变化，更是一种生命力的象征。
就像我们在生活中经历的种种，无论是风风雨雨还是阳光灿烂，总会有个成长的过程。
微生物生长的七个阶段
微生物生长的七个阶段
微生物生长的七个阶段如下：
1、调整期：也叫适应期、迟滞期。
微生物进入新的生长环境后，需要一段时间适应环境。
此时期，微生物生长缓慢，OD值（菌密度值）基本不变。
2、对数生长期：也叫对数期。
此阶段，微生物由于已经适应了生长环境，加之培养基内营养丰富，微生物排出的有害物质少，对微生物生长繁殖的影响小，微生物进入迅速生长和大量繁殖阶段。
OD值基本呈对数增加。
3、平衡期：也叫稳定期。
经过一段时间的高速生长繁殖后，培养基内部营养物质消耗越来越大，有害物质逐渐积累，微生物生长繁殖受限，菌体出现死亡，新繁殖的个体数量与死亡数量趋于平衡，OD值趋于稳定。
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外界因素影响微生物的生长
营养条件（C源、N源、无机盐、生长因子、水等） 环境条件 （温度、pH 、氧气等）
适宜的环境：微生物能正常地进行生命活动 不适宜的环境：微生物正常的生命活动受到抑制或被迫
暂时改变原有的一些特性 恶劣的环境：微生物死亡或发生遗传变异
资料仅供参考,不当1）兼性嗜热菌：最高生长温度在40～50℃之间，但最适 生长温度仍在中温范围内，故又称为耐热菌。
（2）专性嗜热菌：最适生长温度在40℃以上，40℃以下则 生长很差，甚至不能生长。
（3）极端嗜热菌：最适生长温度在65℃以上，最低生长温 度在40℃以上。
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嗜冷微生物是导致低温保藏食品腐败的根源。
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嗜冷微生物可以氛围专性和兼性两类 专性嗜冷菌：
低于20℃以下的环境中生活，高于20℃即死亡。 兼性嗜冷菌：
耐冷菌，可以在低温下生长，但也可以在20℃以上 生长。
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嗜冷机制研究与应用
最高生长温度：是指微生物生长繁殖的最高温度界限。在 此温度下，微生物细胞易于衰老和死亡。
致死温度：细菌在10min被完全杀死的最低温度称为致死 温度。
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低温微生物
中温微生物
高温微生物
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（1）低温型微生物
最适温度在10～15℃之间。 主要分布在极地、深海、高山和冷藏库等处。
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低温抑制其他微生物的生长
在0℃以下，菌体内的水分冻结，生化反应无法进行而停 止生长。有些微生物在冰点下就会死亡，主要原因是细胞 内水分变成了冰晶，造成细胞脱水或细胞膜的物理损伤。
生产上常用低温保藏食品，各种食品的保藏温度不同，分 为寒冷温度、冷藏温度和冻藏温度。
一、温度
影响微生物生长繁殖最重要的因素之一。 在一定温度范围内，机体的代谢活动与生长繁殖
随着温度的 而 。 当温度上升到一定程度，开始对机体产生不利的
影响，如再继续 ，则细胞功能急剧下降以至 死亡 。
温度 “钟型” 曲线 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
最适温度
最低温度
最高温度
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嗜热机制研究与应用
（1）细胞膜组分：环境温度升高，类脂总含量增加，细胞 中长链饱和脂肪酸增加，不饱和脂肪酸减少。脂肪酸熔点 的高低和热稳定性呈如下顺序：直链饱和脂肪酸＞带支链 饱和脂肪酸＞不饱和脂肪酸。
（2）蛋白质的热稳定性：已从嗜热菌中分离出多种蛋白质， 酶类，它们的热稳定性高于中温型细菌的类似蛋白。嗜热 菌蛋白质天然结构的稳定性，可能就是由于其中个别氨基 酸的细微改变而引起的。
（3）高温型微生物
适于在45℃以上的温度中生长。 在自然界中的分布仅局限于某些地区，如温泉、日照充足
的土壤表层、堆肥、发酵饲料等腐烂有机物中。 芽孢杆菌属、高温放线菌属、甲烷杆菌属、温泉中的细菌
有的可在近于I00℃的高温中生长。 这类高温型的微生物，给罐头工业、发酵工业等带来了一
定难度。
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二、pH
• 绝大多数微生物都生长在pH5～9之间 • “钟型曲线，三点” • 一般霉菌能适应pH范围最大，酵母菌适应的范围较小，细菌
就总体而言，微生物生长的温度范围较广， 已知的微生物在零下12～100℃均可生长。 而每一种微生物只能在一定的温度范围内 生长。
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最低生长温度：微生物能进行繁殖的最低温度界限。处于 这种温度条件下的微生物生长速率很低，如果低于此温度 则生长完全停止。
最适生长温度：某菌分裂代时最短或生长速率最高时的培 养温度。同一微生物，不同的生理生化过程有着不同的最 适温度，不等于最适生长温度。
B）肠道益生菌
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肠道菌群
厌氧菌以类杆菌、双歧杆菌和乳酸杆菌为主,含菌 数量大。兼性需氧菌以大肠杆菌和肠球菌为主,仅 占1%。
肠道上部细菌少,下端细菌多。 正常肠道菌群之间互相适应、互相依赖、互相制
约,维持相对动态平衡。
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细胞膜内含有大量的不饱和脂肪酸，而且会随温度的降低 而增加，从而保证了膜在低温下的流动性，这样，细胞就 能在低温下不断从外界环境中吸收营养物质。
相反，温度升高，细胞蛋白质的合成 就会停止。
研究开发嗜好冷微生物的最适反应温 度低的酶，在工业和日常生活中都有 应用价值。
格陵兰冰层发现存活12万年细菌
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Q:
怎样使微生物生长，即如何培养微生物 ？√ 微生物如何进行生长？ √
影响微生物生长的因素是什么？√ 如何控制微生物的生长？√
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第三节 环境因素对微生物生长的影响
科学家寻找嗜盐菌
《环球科学》杂志2008年1月份封面 显微镜下的细胞
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Taq酶- DNA聚合酶
1969年从美国黄石国家森林公园火山温泉中分离得到一个 细菌（Thermus aquaticus） ，该菌株能在70～75℃生长。
从该菌株中分离得到Taq酶- DNA聚合酶，该酶可以耐受 90℃以上的高温而不失活，对于PCR的应用有里程碑的意 义，PCR技术是分子生物学研究的最重要技术，1993年诺 贝尔化学奖。
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注意食品包装上 注明的冷藏温度！
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（2）中温型的微生物
绝大多数微生物属于这一类。最适生长温度在 20～40℃之间，最低生长温度10～20℃，最高生 长温度40～45℃。
嗜体温性微生物：人体寄生菌为37℃左右
A）病原菌：引起人和动物疾病的病原微生物、发酵工业 应用的微生物菌种以及导致食品原料和成品腐败变质 的微生物。