微生物生长与产物代谢机制原理

④. 衰亡期（decline phase）
特点：
➢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”。
➢细胞内颗粒更明显，细胞出现多形态、畸形或衰退形，芽 孢开始释放。
➢因菌体本身产生的酶及代谢产物的作用，使菌体死亡、自 溶等，发生自溶的菌生长曲线表现为向下跌落的趋势。
微生物类型
生长温度
最低
最适
嗜冷微生物
<0
兼性嗜冷微生物
0
嗜温微生物
15～20
嗜热微生物
45
超嗜热或嗜高温微生物 65
15 20～30 20～45 55～65 80～90
最高
20 35 >45 80 >100
2、水分活度对微生物生长的影响
• 微生物的生命活动离不开水分，水是机体的 重要组成成分，溶剂和运输介质，参与机体 内水解、缩合、氧化与还原反应，维持蛋白 质等大分子物质的稳定的天然状态。
➢细胞分裂速度下降，开始积累内含物，产芽孢的细菌开始产芽 孢。
➢此时期的微生物开始合成次生代谢产物，对于发酵生产来说， 一般在稳定期的后期产物积累达到高峰，是最佳的收获时期。
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）不合适等
其他名称：指数期
现象：细胞数目以几何级增加，其对数与时间呈直 线关系
特点： ➢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
③. 稳定期（stationary phase）
又称：恒定期或最高生长期
特点：
➢新增殖的细胞数与老细胞的死亡数几乎相等，微生物的生长速 率处于动态平衡，培养物中的细胞数目达到最高值。
• 渗透压的改变影响生命活动
3.氧气对微生物生长的影超响氧化物歧化酶（SOD）和
微生物对氧的需要和耐受力在不同的类群中变化过很氧大化，氢酶 根据微生物与氧的关系,可把它们分为几种类群:
专性好氧菌: 好氧菌
微好氧菌： 兼性厌氧菌
温度对微生物的影响具体表现在：
影响酶活性，温度变化影响酶促反应速率，最终 影响细胞合成。
影响细胞膜的流动性，温度高，流动性大，有利 于物质的运输，温度低，流动性降低，不利于物质 运输，因此，温度变化影响营养物质的吸收与代谢 产物的分泌。
影响物质的溶解度，对生长有影响。
微生物生长的三个温度基点
微生物整体来看:生长的温度范围一般在-10 ℃ ~100 ℃
产生原因：
生长条件Hale Waihona Puke Baidu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
3、微生物生长的测定
（1）以数量变化测定微生物的生长（计数） • 直接计数法（血球计数板、比浊法）
比浊法：原理是在一定范围内，菌悬液中的细胞浓度 与混浊度成正比，即与光密度成正比，菌数越多，光 密度越大。因此，借助于分光光度计，在一定波长下 测定菌悬液的光密度，就可反应出菌液的浓度。
物中细胞浓度达到2×109个/ml时，100ml培养物可 得10~90mg干重的细胞。
• 含氮量法
蛋白质是细胞的主要物质，含量稳定，而氮是蛋 白质的主要成分，通过测含氮量就可推知微生物的 浓度。
一般细菌含氮量为干重的12.5%，酵母菌为7.5%， 霉菌为6.0%，根据一定体积培养液中的含氮量再乘 以6.25，就可测得粗蛋白的含量。
但对于特定的某一种微生物：
只能在一定温度范围内生长，在这个范围内，每种微 生物都有自己的生长温度三基点，即最低、最适、最 高生长温度
➢处于最适生长温度时，生长速度最快，代时最短。
➢超过最低生长温度时，微生物不生长，温度过低，甚 至会死亡。
➢超过最高生长温度时，微生物不生长，温度过高，甚 至会死亡。
根据微生物的最适生长温度的不同，可将微生 物划为五个类型
➢生长速率常数= 0 ➢细胞形态变大或增长 ➢细胞内RNA特别是rRNA含量增高，原生质嗜碱性增强 ➢合成代谢活跃（核糖体、酶类、ATP合成加快），易产生 诱导酶 ➢对外界不良条件敏感，（如氯化钠浓度、温度、抗生素等 化学药物） 原因：适应新环境条件，合成新酶，积累必要中间产物
②.对数期（log phase）
微生物的生长与产物代谢机制原理
第一节 微生物的生长 第二节 微生物的生物合成 第三节 微生物生物合成的代谢机制
第一节 微生物的生长
• 1. 微生物的生长繁殖 • ① 细菌 二等分裂 • ② 放线菌 无性 孢子繁殖 • ③ 霉菌 无性和有性孢子繁殖 • ④ 酵母 芽殖
• 2.微生物的生长曲线（单细胞生物，细菌）
特点：快速、 简便； 但易受干扰。
• 间接计数法（平板菌落计数法、最大或然数法、膜 过滤计数法）
薄膜过滤计数法：常用该法测定含菌量较少的空气和 水中的微生物数目。
将定量的样品通过薄膜（硝化纤维素薄膜、醋酸纤维 薄膜）过滤，菌体被阻留在滤膜上，取下滤膜进行培 养，然后计算菌落数，可求出样品中所含菌数。
将单细胞细菌接种到恒定容积的液体培养基中， 不补充营养物或移去培养物，细菌以二分裂方式繁殖， 以时间为横坐标，细菌数目的对数值为纵坐标，可画 出一条反映细菌在整个培养期间菌数变化规律的曲线， 称为生长曲线（growth curve）
①迟缓期（lag phase）
其它名称：延滞期、停滞期、调整期、适应期 现象：活菌数没增加，曲线平行于横轴。 特点：
• DNA法 每个细菌的DNA含量相对稳定，平均为8.4×10-
5ng，提取样品的总DNA，求的DNA含量，计算细菌的 含量。
• 其它生理指标
氧消耗量、代谢产物生成量、营养物质消耗量等
4、影响微生物生长环境因素
营养物质 水的活性 温度 pH 氧
营养学内容
1、温度对微生物生长的影响
温度是影响微生物生长的最重要因素之一。
（2）以生物量为指标测定微生物的生长 • 重量法
• 将一定量的菌液中的菌体通过离心或过滤分离出来, 然后烘干(干燥温度可采用105℃、100℃或80℃)、 称重。一般干重为湿重的10%—20%，而一个细菌细 胞一般重约10-12~10-13g。
• 该法适合菌浓较高的样品。 • 大肠杆菌一个细胞一般重约10-12~10-13g，液体培养