微生物的生长及控制
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①生长速率常数R=0，即新繁殖的细胞数与衰亡的细 胞数相等；
②菌体产量达到最高点，且产量与营养物质的消耗出现 有规律的比例关系，用生长产量常数Y表示；
Y = (X-X0) / C0-C = (X-X0) / C0
X ：稳定期的细胞干重(g/ml培养液）
X0 ：刚接种时的细胞干重 C0 ：限制性营养物的最初浓度(g/ml) C ： 稳定时期限制性营养物的浓度
IV 衰亡期 (death phase)
1、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” （ R＜0 ） ； （2）细胞出现多形态，畸形或衰退形； （3）因菌体本身产生的水解酶及代谢产物的作用，使菌体 死亡、自溶等。 （4）有的微生物进一步合成或释放次生代谢物。 （5）芽孢杆菌在此期释放芽孢等。
Ⅰ 延滞期 (lag phase)
影响延滞期长短的因素 （1）接种龄 （2）接种量 （3）培养基成分
出现延滞期的原因？
延滞期出现原因
把细菌接种到新鲜的培养基中培养时，并不立即 进行分裂繁殖，细菌增殖数为0，这时需要合成 多种酶，辅酶和某些中间代谢产物，要经过一个 调整和适应过程 。
缩短延滞期的意义和方法 接种对数生长期的菌种，采用最适菌龄 加大接种量
菌数/mL = cfu X 稀释度 X 10
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 二、 微生物的典型生长曲线 三、 微生物的连续培养方法
一、 微生物的个体生长和同步生长
获得微生物纯培养的方法 ➢概念：从一个细胞得到的后代称为纯培养。 ➢方法：稀释倒平板法；划线法。
➢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。
0.5mg/ml 0.2mg/ml
时间
营养物浓度对生长速度和菌体产量的影响
指数期的实践意义
指数期的微生物具有整个群体的生理特性一致、 细胞各成分平衡增长和生长速率恒定等优点。 （1）用作代谢、生理等研究的良好材料； （2）是增殖噬菌体的最适宿主； （3）是发酵工业中用种子的最佳材料。 （4）进行染色、形态观察等的良好材料。
②是对维生素、碱基和氨基酸等生长因子进行生物测定的最佳 测定时期；
③通过对稳定期到来原因的研究，促进了连续培养原理的提 出和工艺、技术的创建；
IV 衰亡期 (death phase)
细菌死亡率逐渐增加，以致死亡数大大超过新生 数，群体中活细菌的数目急剧下降，出现“负生 长”，此阶段叫衰亡期，又称死亡期。
指少量微生物接种到新鲜培养液中后，在开始培养的 一段时间内细胞数目不增加的时期。
① 生长速率常数R等于零。 ② 细胞形态变大或增长。 ③ 细胞内RNA尤其是rRNA含量增高，原生质呈嗜碱性。 ④ 合成代谢活跃，核糖体、酶类和ATP的合成加快，易产 生诱导酶。 ⑤ 对外界不良条件例如NaCl溶液浓度、温度和抗生素等化 学药物的反应敏感。
三个重要参数 （1）繁殖代数(n) （2）生长速率常数(R) （3）代时(G)
Ⅱ 指数期 (exponential phase)
X2 = X1 ·2n
两边取对数：
lgX2 = lgX1 + nlg2
（lg2 =0.301） x2
n = 3.322 ( lgX2 - lgX1)
x1
G = (t2-t1) / n
Ⅲ 稳定期(stationary phase)
又称恒定期或最高生长期。处于稳定期的微生物，新增殖的 细胞数与老细胞的死亡数几乎相等，整个培养物中二者处于 动态平衡，此时的生长速度又逐渐趋向零。
出现原因
营养的消耗 营养物比例失调 有害代谢产物积累 PH值等理化条件不适
Ⅲ 稳定期(stationary phase)
用与培养菌种相同组成分的培养基
Ⅱ 指数期 (exponential phase)
是指在生长曲线中，紧接着延滞期的一段细胞数以 几何级数增长的时期。
① 生长速率常数R最大，代时G最短；
② 整个群体的生理特性较一致； ③ 细胞各成分平衡增长，生长速率恒定； ④ 酶系活跃，代谢旺盛。
Ⅱ 指数期 (exponential phase)
➢同步生长
➢通过同步培养的手段而使细
胞群体中各个体处于分裂步调
一致的生长状态；
Baidu Nhomakorabea
二、单细胞微生物的典型生长曲线(growth
curve)
生长曲线的制作：
接种
适温培养 定时取样测
定生长量
➢ 将少量纯种单细胞微生物接种到恒容积的液体培养基中后， 在适宜的温度、通气（厌氧菌除外）等条件下，它们的群 体会有规律地生长起来。每隔一定时间取样，测菌细胞数 目。以细胞数目的对数值作纵坐标，以培养时间作横坐标， 可以画出一条有规律的曲线即单细胞微生物的典型生长曲 线。
微生物的生长及控制
个体生长 量
个体繁殖 数
群体生长 = 个体生长 + 个体繁殖
群体 量
第一节 测定生长繁殖的方法
一、 测生长量
1、 直接法
测体积法(粗放) 称干重法(精确)
比浊法：分光光度法(OD)
2、， 间接法 生理指标法：测含氮量
二、 计繁殖数
二、 计繁殖数
1、 直接法：用血球计数板在显微镜下进行计数 2、 间接法：用平板菌落进行的活菌计数
③ 菌体产量与营养物质的消耗间呈现出有规律的比例 关系。
④ 细胞内开始积聚糖原、异染颗粒和脂肪等内含物； 芽孢杆菌一般在这时开始形成芽孢；
⑤ 通过复杂的次生代谢途径合成各种次生代谢物。
稳定期的实践意义
①对以生产菌体或与菌体生长相平行的代谢产物(SCP、乳酸)等 为目的的一些发酵生产来说，稳定期是产物的最佳收获期：
➢ 生长曲线代表了单细胞微生物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。
微生物的典型生长曲线(growth curve)
生 长 速
度0
lg细胞数 (个/ml)
总菌数 活菌数
I
II
I 延滞期 II 指数期
III III 稳定期
IV
培养时间(h)
IV 衰亡期
Ⅰ 延滞期 (lag phase)
= (t2-t1) / 3.322(lgX2-lgX1)
R = 1 /G = 3.322 (lgX2-lgX1) / (t2-t1)
t1 t2
Ⅱ 指数期 (exponential phase)
影响代时长短的因素
（1）菌种 （2）营养成分 （3）营养物浓度 （4）培养温度
细胞数或菌体量
8.0mg/ml 6.0mg/ml 4.0mg/ml 2.0mg/ml 1.0mg/ml
②菌体产量达到最高点，且产量与营养物质的消耗出现 有规律的比例关系，用生长产量常数Y表示；
Y = (X-X0) / C0-C = (X-X0) / C0
X ：稳定期的细胞干重(g/ml培养液）
X0 ：刚接种时的细胞干重 C0 ：限制性营养物的最初浓度(g/ml) C ： 稳定时期限制性营养物的浓度
IV 衰亡期 (death phase)
1、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” （ R＜0 ） ； （2）细胞出现多形态，畸形或衰退形； （3）因菌体本身产生的水解酶及代谢产物的作用，使菌体 死亡、自溶等。 （4）有的微生物进一步合成或释放次生代谢物。 （5）芽孢杆菌在此期释放芽孢等。
Ⅰ 延滞期 (lag phase)
影响延滞期长短的因素 （1）接种龄 （2）接种量 （3）培养基成分
出现延滞期的原因？
延滞期出现原因
把细菌接种到新鲜的培养基中培养时，并不立即 进行分裂繁殖，细菌增殖数为0，这时需要合成 多种酶，辅酶和某些中间代谢产物，要经过一个 调整和适应过程 。
缩短延滞期的意义和方法 接种对数生长期的菌种，采用最适菌龄 加大接种量
菌数/mL = cfu X 稀释度 X 10
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 二、 微生物的典型生长曲线 三、 微生物的连续培养方法
一、 微生物的个体生长和同步生长
获得微生物纯培养的方法 ➢概念：从一个细胞得到的后代称为纯培养。 ➢方法：稀释倒平板法；划线法。
➢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。
0.5mg/ml 0.2mg/ml
时间
营养物浓度对生长速度和菌体产量的影响
指数期的实践意义
指数期的微生物具有整个群体的生理特性一致、 细胞各成分平衡增长和生长速率恒定等优点。 （1）用作代谢、生理等研究的良好材料； （2）是增殖噬菌体的最适宿主； （3）是发酵工业中用种子的最佳材料。 （4）进行染色、形态观察等的良好材料。
②是对维生素、碱基和氨基酸等生长因子进行生物测定的最佳 测定时期；
③通过对稳定期到来原因的研究，促进了连续培养原理的提 出和工艺、技术的创建；
IV 衰亡期 (death phase)
细菌死亡率逐渐增加，以致死亡数大大超过新生 数，群体中活细菌的数目急剧下降，出现“负生 长”，此阶段叫衰亡期，又称死亡期。
指少量微生物接种到新鲜培养液中后，在开始培养的 一段时间内细胞数目不增加的时期。
① 生长速率常数R等于零。 ② 细胞形态变大或增长。 ③ 细胞内RNA尤其是rRNA含量增高，原生质呈嗜碱性。 ④ 合成代谢活跃，核糖体、酶类和ATP的合成加快，易产 生诱导酶。 ⑤ 对外界不良条件例如NaCl溶液浓度、温度和抗生素等化 学药物的反应敏感。
三个重要参数 （1）繁殖代数(n) （2）生长速率常数(R) （3）代时(G)
Ⅱ 指数期 (exponential phase)
X2 = X1 ·2n
两边取对数：
lgX2 = lgX1 + nlg2
（lg2 =0.301） x2
n = 3.322 ( lgX2 - lgX1)
x1
G = (t2-t1) / n
Ⅲ 稳定期(stationary phase)
又称恒定期或最高生长期。处于稳定期的微生物，新增殖的 细胞数与老细胞的死亡数几乎相等，整个培养物中二者处于 动态平衡，此时的生长速度又逐渐趋向零。
出现原因
营养的消耗 营养物比例失调 有害代谢产物积累 PH值等理化条件不适
Ⅲ 稳定期(stationary phase)
用与培养菌种相同组成分的培养基
Ⅱ 指数期 (exponential phase)
是指在生长曲线中，紧接着延滞期的一段细胞数以 几何级数增长的时期。
① 生长速率常数R最大，代时G最短；
② 整个群体的生理特性较一致； ③ 细胞各成分平衡增长，生长速率恒定； ④ 酶系活跃，代谢旺盛。
Ⅱ 指数期 (exponential phase)
➢同步生长
➢通过同步培养的手段而使细
胞群体中各个体处于分裂步调
一致的生长状态；
Baidu Nhomakorabea
二、单细胞微生物的典型生长曲线(growth
curve)
生长曲线的制作：
接种
适温培养 定时取样测
定生长量
➢ 将少量纯种单细胞微生物接种到恒容积的液体培养基中后， 在适宜的温度、通气（厌氧菌除外）等条件下，它们的群 体会有规律地生长起来。每隔一定时间取样，测菌细胞数 目。以细胞数目的对数值作纵坐标，以培养时间作横坐标， 可以画出一条有规律的曲线即单细胞微生物的典型生长曲 线。
微生物的生长及控制
个体生长 量
个体繁殖 数
群体生长 = 个体生长 + 个体繁殖
群体 量
第一节 测定生长繁殖的方法
一、 测生长量
1、 直接法
测体积法(粗放) 称干重法(精确)
比浊法：分光光度法(OD)
2、， 间接法 生理指标法：测含氮量
二、 计繁殖数
二、 计繁殖数
1、 直接法：用血球计数板在显微镜下进行计数 2、 间接法：用平板菌落进行的活菌计数
③ 菌体产量与营养物质的消耗间呈现出有规律的比例 关系。
④ 细胞内开始积聚糖原、异染颗粒和脂肪等内含物； 芽孢杆菌一般在这时开始形成芽孢；
⑤ 通过复杂的次生代谢途径合成各种次生代谢物。
稳定期的实践意义
①对以生产菌体或与菌体生长相平行的代谢产物(SCP、乳酸)等 为目的的一些发酵生产来说，稳定期是产物的最佳收获期：
➢ 生长曲线代表了单细胞微生物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。
微生物的典型生长曲线(growth curve)
生 长 速
度0
lg细胞数 (个/ml)
总菌数 活菌数
I
II
I 延滞期 II 指数期
III III 稳定期
IV
培养时间(h)
IV 衰亡期
Ⅰ 延滞期 (lag phase)
= (t2-t1) / 3.322(lgX2-lgX1)
R = 1 /G = 3.322 (lgX2-lgX1) / (t2-t1)
t1 t2
Ⅱ 指数期 (exponential phase)
影响代时长短的因素
（1）菌种 （2）营养成分 （3）营养物浓度 （4）培养温度
细胞数或菌体量
8.0mg/ml 6.0mg/ml 4.0mg/ml 2.0mg/ml 1.0mg/ml