微生物的生长曲线

第四节微生物的生长曲线生长曲线（GrowthCurve）：

定量描述液体培养基中微生物群体生长规律的实验曲线，称为生长曲线（growthcurve）。在微生物学中提到的“生长”，均指群体生长。细菌接种到定量的液体培养基中，定时取样测定细胞数量。以培养时间为横座标以菌数的对数为纵座标作图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！细菌的生长曲线一般用菌数的对数为纵坐标作图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。延滞期指数期稳定期衰亡期延滞期指数期稳定期衰亡期又称停滞期、调整期和适应期。指少量单细胞微生物接种到新鲜培养基后，在开始培养的一段时间内细胞数目不立即增加，或增加很少，生长速度接近于零的一段时期——代谢系统是正在适应新环境。（一）延滞期（Lagphase）延滞期（一）延滞期（Lagphase）1.延滞期的特点2.延滞期出现的原因3.影响延滞期长短的因素4.缩短延滞期的常用手段分裂迟缓、代谢活跃①生长速率常数为零；②细胞形态变大或增长，许多杆菌可长成丝状，Eg.巨大芽孢杆菌（Bacillusmegaterium）在延滞期末，细胞的平均长度比刚接种时长6倍；一般来说处于迟缓期的细菌细胞体积最大！1.

延滞期的特点细胞处于活跃生长中，只是分裂迟缓。在此阶段后期，少数细胞开始分裂，曲线略有上升。③细胞内RNA尤其是rRNA含量增高，原生质呈嗜碱性；④合成代谢十分活跃，核糖体、酶类和ATP合成加速，易产生各种诱导酶；⑤对外界不良条件如NaCI溶液浓度、温度和抗生素等理化因素反应敏感。微生物接种到一个新的环境，暂时缺乏分解和催化有关底物的酶，或是缺乏充足的中间代谢产物等。为产生诱导酶或合成中间代谢产物，就需要一段适应期。调整代谢2.

延滞期出现的原因（1）菌种的遗传性繁殖速度较快的菌种，延滞期——？繁殖速度较慢的菌种，延滞期——？3.影响延滞期长短的因素很多（2）种龄指接种物或种子（inoculum，复数inocula）的生长年龄，亦即它处在生长曲线上哪一个阶段时用来作种子的。这里指某一群体的生理年龄。种子的种龄子代培养物的延滞期对数期短稳定期居中延滞期或衰亡期长（3）接种量

接种量的大小明显影响延滞期的长短。一般来说，接种量增大可缩短甚至消除延迟期。接种量小延滞期长接种量大延滞期短在发酵工业上，为缩短延滞期以缩短生产周期，提高发酵效率，一般采用较大的接种量。接种量10%即种子：发酵培养基＝1：10（V/V）（4）培养基成分①在营养成分丰富的培养基中生长，延滞期较短；②接种后培养基成分变化不大时，延滞期较短；天然培养基营养丰富延滞期短组合培养基营养单调延滞期长发酵生产中发酵培养基种子培养基成分尽量接近（1）通过遗传学方法改变菌种的遗传特性使延滞期缩短；（2）利用对数生长期的细胞作为种子；（3）尽量使接种前后所使用的培养基组成不要相差太大；（4）适当扩大接种量；（群体优势——适应性增强）4.生产实践中缩短延滞期的常用手段（二）对数生长期（Logarithmicphase）又称指数生长期（Exponentialphase）。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。指数期（二）对数生长期（Logarithmicphase）1.对数生长期的特点2.对数生长期的3个重要参数3.影响对数期微生物代时长短的因素4.对数生长期的应用1.

对数生长期的特点①生长速率常数R最大，因而细胞每分裂一次所需的时间——代时（generationtime，G，又称世代时间或增代时间）或原生质增加一倍所需的倍增时间（doublingtime）最短；②细胞进行平衡生长（balancedgrowth），菌体各部分的成分十分均匀；③酶系活跃，代谢旺盛；

对数生长期的细菌个体形态、化学组成和生理特性等均较一致，代谢旺盛、生长迅速、代时稳定，所以是研究微生物基本代谢及遗传特性的良好材料。它也常在生产上用作种子，使微生物发酵的迟缓期缩短，提高经济效益。2.

对数生长期的3个重要参数（1）繁殖代数（n）x2=x1·2n

lgx2–lgx1n=————=3.322（lgx2–lgx1）

lg2（2）生长速率常数（R）（3）代时（G）在细菌个体生长里，每个细菌分裂繁殖一代所需的时间为代时（Generationtime）；在群体生长里细菌数量增加一倍所需的时间称为倍增时间（Doublingtime）。代时的意义①代时反映细菌的生长速度；代时短，生长速度快。②不同的微生物，代时的变化很大。多数为1~3h，有些<10min；另一些可以维持几小时到几天。③同一种微生物，在不同生长条件下其代时不同。④在一定条件下，每一种微生物的代时是恒定的。3.影响微生物增代时间（代时）的因素①菌种：不同的微生物及微生物的不同菌株代时不同；②营养成分：同一种微生物，在营养丰富的培养基中生长代时短，反之则长；③营养物浓度：营养物的浓度可影响微生物的生长速率和生长总量，在一定范围内，生长速率与营养物浓度呈正比；凡是处于较低浓度范围内，可影响生长速率的营养物成分，就称为生长限制因子（growyh-limitedfactor）。④培养温度，在一定范围，生长速率与培养温度呈正相关。大肠杆菌在不同温度下的代时4.对数生长期的应用

此时期的细菌个体形态、化学组成和生理特