细菌的典型生长曲线
细菌生长曲线及特点
细菌生长曲线及特点细菌生长曲线及特点细菌是微生物界中数量繁多的一类生物，它们的生长规律是生物学研究的重要内容之一。
细菌的生长曲线是描述细菌在培养基中生长繁殖过程中细胞数量随时间的变化规律的图表。
通过研究细菌生长曲线及其特点，可以更好地了解细菌的生长机理、调控因素和生物学特性，对于生态学、医药学以及食品工业的微生物控制等领域有着重要的意义。
一、细菌生长曲线的基本形态细菌生长曲线通常呈现出经典的四个阶段：潜伏期、指数期、平稳期和死亡期。
1. 潜伏期（Lag phase）：细菌刚转入新环境时，需要适应新的生长条件，此时细菌的生长速度较慢，细菌数量几乎不变。
细菌在此期通过合成必要的酶、蛋白质等物质来适应环境。
2. 指数期（Log phase）：此阶段为快速增长期，细菌开始进入高度增殖状态。
细菌数量呈指数级增长，代表着细菌的快速繁殖。
这是因为细菌在此时处于最适合生长的温度、pH值、营养成分等条件下，利用培养基中的营养物质大量繁殖。
3. 平稳期（Stationary phase）：该阶段细菌的繁殖速度逐渐减慢，细菌数量达到一个相对稳定状态。
此时细菌的分裂速度与死亡速度相互平衡，其中营养物质的消耗和废物的积累是导致生长停滞的主要原因。
4. 死亡期（Death phase）：此阶段细菌数量开始逐渐减少，细菌中的死亡速度远远大于新细菌的产生速度。
营养物质的枯竭、有毒物质的积累以及母细胞的衰老等因素，都会导致细菌的死亡和生长的终止。
二、细菌生长曲线的特点1. 不同种类细菌具有不同的生长周期和生长速度。
一般而言，细菌的生长周期可从几小时到几天不等。
某些嗜热菌能在高温下迅速繁殖，而一些室温菌对温度的要求较低。
2. 细菌生长曲线呈现出的四个阶段可以反映细菌生长的动态变化。
通过观察曲线的形态，可以判断细菌在特定环境下的适应能力以及生长特性。
3. 细菌生长曲线的特点与培养基、环境条件、温度、氧气含量等因素密切相关。
不同的培养基和环境条件对细菌的生长有直接影响，而温度和氧气含量对细菌的生长速度和类型也有重要的影响。
4.3 微生物典型生长曲线
《微生物学》微生物典型生长曲线典型生长曲线:生长曲线的制作生长曲线的制作：接种适温培养定时取样测定生长量将少量单细胞的纯培养，接种到一恒定容积的新鲜液体培养基中，在适宜条件下培养，每隔一定时间取样，测菌细胞数目。
以培养时间为横坐标，以细菌增长数目的对数为纵坐标，绘制所得的曲线。
典型生长曲线:时期的划分：按照生长速率常数（growth race constant）不同典型生长曲线:1.延滞期、缓慢期其它名称：停滞期、调整期、适应期。
1.现象：活菌数没增加，曲线平行于横轴。
2.特点：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）。
3.原因：适应新的环境条件，合成新的酶，积累必要的中间产物。
典型生长曲线:★影响延迟期长短的因素◆菌种：繁殖速度较快的菌种的延迟期一般较短；◆接种物菌龄：用对数生长期的菌种接种时，其延迟期较短，甚至检查不到延迟期；◆接种量：一般来说，接种量增大可缩短甚至消除延迟期（发酵工业上一般采用1/10的接种量）；◆培养基成分：◇在营养成分丰富的天然培养基上生长的延滞期比在合成培养基上生长时短；◇接种后培养基成分有较大变化时，会使延滞期加长，所以发酵工业上尽量使发酵培养基的成分与种子培养基接近。
典型生长曲线:★认识延迟期的特点及形成原因对实践的指导意义◆在发酵工业上需设法尽量缩短延迟期采取的缩短lag phase的措施有：①增加接种量；（群体优势----适应性增强）②采用对数生长期的健壮菌种；③调整培养基的成分，在种子基中加入发酵培养基的某些成分。
④选用繁殖快的菌种◆在食品工业上，尽量在此期进行消毒或灭菌典型生长曲线:2、对数期其他名称：指数期现象：细胞数目以几何级数增加，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。
细菌的生长曲线
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迟缓期
迟缓期（lag phase）：又叫调整 期。细菌接种至培养基后，对新 环境有一个短暂适应过程。此期 曲线平坦稳定，因为细菌繁殖极 少。迟缓期长短因素种、接种菌 量、菌龄以及营养物质等不同而 异，一般为1～4小时。此期中细 菌体积增大，代谢活跃，为细菌 的分裂增殖合成、储备充足的酶、 能量及中间代谢产物。
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衰亡期
衰亡期（decline phase）：随着稳定期发 展，细菌繁殖越来越慢， 死亡菌数明显增多。活菌 数与培养时间呈反比关系， 此期细菌变长肿胀或畸形 衰变，甚至菌体自溶，难 以辨认其形。生理代谢活 动趋于停滞。故陈旧培养 物上难以鉴别细菌。
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细菌生长时期
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迟缓期
对数期
稳定期
衰亡期
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Company name细菌的生长曲线汇报人：动科1401 袁霞
微生物生长曲线
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结束
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从生长曲线我们可以算出细胞每分裂一次所需要的 时间，即代时，以G表示。其计算公式为：
G t2t1 (lgW2lgW1)/lg2
式中t1和t2为所取对数期两点的时间； W1和W2分别为相应时间测得的细胞含量（g/L）或 OD。
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实验仪器、材料和用具
实验材料:大肠杆菌，枯草杆菌菌液及平 板；
成因 微生物刚刚接种到培养基之上，其代谢系 统需要适应新的环境，同时要合成酶、辅酶、其他 代谢中间代谢产物等，所以此时期的细胞数目没有 增加。
对数期：
（1）菌体以几何数增加，增长速度快；
（2）细胞代谢能力最强；
（3）细菌很少死亡或不死亡。
成因 经过调整期的准备，为此时期的微生物生
长提供了足够的物质基础，同时外界环境也是最佳
成因 主要是外界环境对继续生长越来越不利、 细胞的分解代谢大于合成代谢、继而导致大量细菌 死亡。
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测定细菌生长曲线
实验目的
了解细菌生长曲线特征，测定细菌繁殖 的代时；
学习液体培养基的配制以及接种方法；
反复练习无菌操作技术；
了解不同细菌，不同接种方法在同一培 养基上生长速度的不同；
掌握利用细菌悬液混浊度间接测定细菌 生长的方法
状态。大Βιβλιοθήκη 好5稳定期：（1）生长速率下降，死亡率上升； （2）细胞数达到最大值，新生的细菌数和死亡 的细菌数相当。
成因 营养的消耗使营养物比例失调、有害代谢 产物积累、PH值EH值等理化条件不适宜 衰亡期：
（1）死亡率增加，细菌少繁殖或不繁殖； （2）细菌常出现多形态、畸形或衰退型，有的 会产生芽孢
微生物生长曲线
典型的微生物生长曲线包括四个时期：调整期、对数期、稳定期、衰亡期。
1、调整期特点：生长速率常熟为零、菌体粗大、RNA含量增加、代谢活力强、对不良环境的抵抗能力下降。
成因：微生物刚刚接种到培养基之上，其代谢系统需要适应新的环境，同时要合成酶、辅酶、其他代谢中间代谢产物等，所以此时期的细胞数目没有增加。
2、对数期特点：生长速率最快、代谢旺盛、酶系活跃、活细菌数和总细菌数大致接近、细胞的化学组成形态理化性质基本一致。
成因:经过调整期的准备，为此时期的微生物生长提供了足够的物质基础，同时外界环境也是最佳状态。
3、稳定期特点：活细菌数保持相对稳定、总细菌数达到最高水平、细胞代谢产物积累达到最高峰、是生产的收获期、芽孢杆菌开始形成芽孢。
成因：营养的消耗使营养物比例失调、有害代谢产物积累、PH值EH值等理化条件不适宜。
4、衰亡期特点:细菌死亡速度大于新生成的速度、整个群体出现负增长、细胞开始畸形、细胞死亡出现自溶现象。
成因：主要是外界环境对继续生长越来越不利、细胞的分解代谢大于合成代谢、继而导致大量细菌死亡。
根据微生物的生长曲线可以明确微生物的生长规律，对生产实践具有重大的指导意义。
故根据对数期的生长规律可以得到培养菌种时缩短工期的方法:接种对数期的菌种,采用最适菌龄，加大接种量，用与培养菌种相同组成的培养基。
有如，根据稳定期的生长规律，可知稳定期是产物的最佳收获期，也是最佳测定期，通过对稳定期到来原因的研究还促进了连续培养原理的提出和工艺技术的创建。
微生物生长曲线的测定OD-Monitor振荡比浊法---一种在线实时自动非接触测定细菌生长曲线的新方法细菌生长曲线根据不同的要求有多种测定方法，测定微生物的数量有多种不同的方法，可根据要求和实验室条件选用。
比浊法测定原理由于细菌悬液的浓度与光密度（OD值）成正比，因此可利用分光光度计测定菌悬液的光密度来推知菌液的浓度，并将所测的OD值与其对应的培养时间作图，即可绘出该菌在一定条件下的生长曲线，此法快捷、简便。
简述细菌在液体培养基中生长所表现的生长曲线各个时期的名称
简述细菌在液体培养基中生长所表现的生长曲线各个时期的名称
细菌的生长繁殖的4个时期：迟缓期，对数期，稳定期，衰亡期。
迟缓期（lag phase）：又叫调整期。
细菌接种至培养基后，对新环境有一个短暂适应过程（不适应者可因转种而死亡）。
此期曲线平坦稳定，因为细菌繁殖极少。
迟缓期长短因素种、接种菌量、菌龄以及营养物质等不同而异，一般为1～4小时。
此期中细菌体积增大，代谢活跃，为细菌的分裂增殖合成、储备充足的酶、能量及中间代谢产物。
对数期(logarithmic phase)：又称指数期。
此期生长曲线上活菌数直线上升。
细菌以稳定的几何级数极快增长，可持续几小时至几天不等（视培养条件及细菌代时而异）。
此期细菌形态、染色、生物活性都很典型，对外界环境因素的作用敏感，因此研究细菌性状以此期细菌最好。
抗生素作用，对该时期的细菌效果最佳。
稳定期（stationary phase）：该期的生长菌群总数处于平坦阶段，但细菌群体活力变化较大。
由于培养基中营养物质消耗、毒性产物（有机酸、H2O2等）积累pH下降等不利因素的影响，细菌繁殖速度渐趋下降，相对细菌死亡数开始逐渐增加，此期细菌增殖数与死亡数渐趋平衡。
细菌形态、染色、生物活性可出现改变，并产生相应的代谢产物如外毒素、内毒素、抗生素、以及芽胞等。
衰亡期（decline phase）：随着稳定期发展，细菌繁殖越来越慢，死亡菌数明显增多。
活菌数与培养时间呈反比关系，此期细菌变长肿胀或畸形衰变，甚至菌体自溶，难以辩认其形。
生理代谢活动趋于停滞。
故陈旧培养物上难以鉴别细菌。
第六章 微生物的生长 一、名词解释 01. 细菌生长曲线(growth curve
第六章微生物的生长一、名词解释01.细菌生长曲线（growth curve）：当细菌在适宜的环境条件下培养时，如果以培养的时间为横座标，以细菌数量变化为纵坐标，根据细菌数量变化与相应时间变化之间的关系，作出一条反应细菌在培养期间菌数变化规律的曲线，这种曲线称为生长曲线。
02.菌落形成单位（colony forming unit, cfu）：通过浇注或涂布等方法使菌样的微生物单细胞分散在平板上（内），待培养后，每一个活细胞就形成一个单菌落，即为菌落形成单位。
03.比生长速率（specific growth rate）：单位数量的细菌或物质在单位时间（h）内的增加量。
04.同步培养（synchronous culture）：是一种培养方法，它能使群体中的所有细胞变成处于同时进行生长和分裂的群体细胞。
05.连续培养（continuous culture）：是在微生物的整个培养时间内，通过一定的方式使微生物能以恒定的比生长速率生长并能持续下去的一种培养方式。
06.连续发酵（continuous fermentation）：连续培养如果应用于生产实践上，就称为连续发酵。
07.分批培养：将微生物置于一定容积的培养基中，经过培养生长，最后一次收获，此称为分批培养。
08.二元培养：是纯培养的一种特殊形式。
根据寄生微生物的生活特点，必须将寄生微生物和寄主微生物培养在一起，同时排除其它杂菌。
例如培养苏云金杆菌及其噬菌体，需先在平板培养基上培养细菌，然后在菌苔上接种其噬菌体，经培养后，出现噬菌体感染的透明空斑，这种培养方法称为二元培养。
09.高密度培养（high cell-density culture, HCDC）：有时也称高密度发酵，一般指微生物在液体培养中细胞群体密度超过了常规培养10倍以上时的生长状态或培养技术。
10.致死时间（thermal death time, TDT）：是指在特定的条件和特定的温度下（如60℃），杀死某微生物水悬乳液群体所需要的最短时间。
细菌生长曲线
对数期的细胞生长， 红色表示直接的细 胞数量，蓝色表示 细胞的对数生长
作图法确定微生物代时 （Generation time）
用群体生长数据对处于对数 期的时间横坐标作图 群体数量加倍时间可以直接 从曲线上读出.
稳定期（Stationary Phase）
特征： 细胞总数达到最大，新增加的细胞数量和死亡的细胞数量平衡 细胞能量代谢和生物合成功能正常 细胞生长速率降低为零 有些细胞死亡，芽孢形成，合成代谢产物
生长曲线计算应用举例
某处于对数期的大肠杆菌培养物的细胞浓度为 100个/ml，经过400分钟培养，细胞的浓度增加 到10亿个/ml 求大肠杆菌的代时和繁殖代数 n=lgy-lgx/lg2=lg109-102/0.3010=23.1 代时G=17.3 结果：代时是17.3分钟，400分钟内繁殖了23.1代
根据微生物生长曲线， 如何判断杀菌、抑菌 和溶菌
思考题:
1பைடு நூலகம் 研究微生物生长曲线的意义
2. 对数期的细胞有何特点，在实际中的意义
3. 生长曲线中各时期的特点：
延滞期（Lag Phase）
现象：没有细胞的分裂繁殖及生长
实质：细胞内代谢活跃，进行DNA复制，蛋白质 及酶的合成，做好细胞分裂的准备 这个时期的长短与细胞的遗传特性和培养条件有关
对数生长期 (Exponential phase )
微生物的生长速率最大，并且是个常数
细菌生长曲线（growth curve）
1. 微生物群体生长 （Population Growth）
生长：微生物生长包括个体体积的增加及细胞数量 的增多 生长速率（Growth rate）是指单位时间内细胞数量或 质量增加的量 从一个细胞变成两个细胞的时间间隔称代时 （generation time）
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细菌的典型生长曲线
细菌的典型生长曲线可以分为四个阶段：
1. 潜伏期（lag phase）：在细菌刚开始生长时，细菌数量增加
较缓慢，甚至没有明显的增长。
在这个阶段，细菌正在适应环境，并准备开始进行繁殖。
在这个阶段，细菌会合成和分泌营养物质以供自身使用。
2. 指数增长期（logarithmic or exponential phase）：一旦适应
环境，细菌的数量会迅速增加。
在指数增长期，细菌的分裂速率非常高，细菌数量以指数形式增长。
这是细菌增殖最活跃的阶段。
3. 平台期（stationary phase）：当细菌数量接近生境的容纳极
限或者资源有限时，细菌数量不再增加。
在这个阶段，细菌数量的增长速度与死亡速度基本相当，所以细菌数量保持稳定。
细菌之间也会发生竞争，资源供应不足的情况下，细菌会互相抑制生长。
在平台期，细菌会对环境进行适应，产生抗性和适应性的变化。
4. 死亡期（death phase）：当资源耗尽或者毒性物质积累到一
定浓度时，细菌开始死亡。
在死亡期，细菌数量逐渐减少，直到最终死亡。
死亡速度通常比生长速度慢，但随着时间的推移，死亡速度逐渐增加。
细菌的典型生长曲线可以用一个图表表示，横轴代表时间，纵轴代表细菌数量。
在潜伏期和平台期，细菌数量相对较低，而
在指数增长期，细菌数量急剧增加。
在死亡期，细菌数量逐渐减少。
不同种类的细菌在各个阶段的持续时间和增长速度可能会存在差异。