微生物学格式课件第六章微生物的生长及控制

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
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
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。
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Ⅱ 指数期 (exponential phase)
三个重要参数 （1）繁殖代数(n)
（2）生长速率常数(R)
（3）代时(G)
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Ⅱ 指数期 (exponential phase)
控制对象 菌体密度(内控制) 培养基流速(外控制)
培养基
无限制生长因子
有限制生长因子
培养基流速
不恒定
恒定
生长速率
最高速率
低于最高速率
产物
大量菌体或与菌体相平 不同生长速率的菌体 行的代谢产物
应用范围
生产为主
实验室为主
分批培养与连续培养的比较
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连续培养的优缺点
优点
高效 自控 产品质量稳定 节约动力、人力、水和蒸汽等
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；
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IV 衰亡期 (death phase)
微生物个体死亡速度超过新生速度，整个群体呈现负生 长状态；
细胞形态发生变化，出现畸形；
有的发生自溶；
有的合成或释放次生代谢产物；
芽孢此期释放；
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三、 微生物的连续培养方法
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。
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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？
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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。
稳定期到来的主要原因？
➢营养物尤其是生长限制因子的耗尽； ➢有害代谢产物的累计； ➢理化条件的不适宜等；
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1. 恒浊器 (turbidostat)
是一种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，使细菌培 养液保持恒定的连续培养方法；
主要用于获得大量菌体或与菌体相平行的代 谢产物。
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一、 微生物的个体生长和同步生长
➢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；
➢获得同步生长的方法
➢环境条件诱导法 ➢机械筛选法
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二、微生物的典型生长曲线(growth curve)
➢ 生长曲线：
➢当把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、通气等体积下，
该群体就会由小到大，发生有规
律的增长。如果以细胞数目的对
数值作纵坐标，以培养时间作横
坐标就可画出一条曲线——微生
物的典型生长曲线。
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二、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
III
IV
培养时间(h)
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
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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：
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；
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Ⅲ 稳定期(stationary phase)
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）
第六章 微生物的生长及其控制
Microbial Growth and Control
第一节 测定生长繁殖的方法 第二节 微生物的生长规律 第三节 影响微生物生长的主要因素 第四节 微生物培养法概论 第五节 有害微生物的控制
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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)
2、 间接法
比浊法：分光光度法(OD) 生理指标法：测含氮量
二、 计繁殖数
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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
菌数/mL = cfu X 稀释度 X 10
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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
I 延滞期 II 指数期 教学pIpIt I 稳定期 IV 衰亡期 7
Ⅰ 延滞期 (lag phase)
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。
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
= (t2-t1) / 3.322(lgX2-lgX1)
R = 1 /G = 3.322 (lgX2-lgX1) / (t2-t1)
缺点
菌种容易退化 容易污染杂菌 营养物的利用率低于单批培养
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微生物的高密度培养
指微生物在液体培养中细胞群体密度超过常 规培养10倍以上的生长状态或培养技术；
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2、恒化器 (chemostat)
是一种设法使培养液的流速保持不变，并使微 生物始终在低于其最高生长速率的条件下进行 繁殖的连续培养装置；
主要获得不同生长速率的菌体；
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恒浊与恒化培养控制装置
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Turbidostat & chemostat的比较
装置
恒浊器
恒化器