微生物学格式课件第六章微生物的生长及控制

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。
教学ppt
6
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)
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
教学ppt
23
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；
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。
教学ppt
10
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)
教学ppt
11
Ⅱ 指数期 (exponential phase)
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
教学ppt
2
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
教学ppt
3
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。
教学ppt
18
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；
教学ppt
19
恒浊与恒化培养控制装置
教学ppt
20
Turbidostat & chemostat的比较
装置
恒浊器
恒化器
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)
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
教学ppt
1
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)
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
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。
教学ppt
8
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？
教学ppt
9
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。
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；
教学ppt
15
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；
教学ppt
16
三、 微生物的连续培养方法
教学ppt
4
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
教学ppt
5
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，
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
教学ppt
22
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
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；
教学ppt
17
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。
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
教学ppt
14
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；
教学ppt
13ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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）