单细胞微生物的群体生长规律
微生物生长曲线的特点及生长规律！
微⽣物⽣长曲线的特点及⽣长规律！微⽣物⽣长曲线的特点及⽣长规律！微⽣物⽣长曲线是以微⽣物数量（活细菌个数或细菌重量）为纵坐标，培养时间为横坐标画得的曲线。
⼀般说，微⽣物（细菌）重量的变化⽐个数的变化更能在本质上反应出⽣长的过程。
曲线可分为三个阶段即⽣长率上升阶段（对数⽣长阶段）、⽣长率下降阶段及内源呼吸阶段。
今天我们主要来了解⼀下它的特点及⽣长规律。
⼀、特点典型的微⽣物⽣长曲线包括四个时期：迟缓期、对数期、稳定期、衰亡期。
迟缓期特点：⽣长速率常数为零、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。
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。
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。
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。
⼆、⽣长规律任何⽣物都有出⽣、发育、繁殖、衰⽼和死亡的过程。
微⽣物也不例外。
不过，微⽣物的⽣长规律和⼤⽣物有些不同，⼤⽣物通常是以⼀个个体为对象，⽽微⽣物的⽣长通常指细胞数⽬的增加。
如果把单细胞的微⽣物接种到体积⼀定的液体营养液中，在适宜的培养条件下进⾏培养，这些单细胞微⽣物就会不断增殖，细胞数⽬会不断增加，如果把这种增加情况画⼀个对数曲线，就呈现出⼀定的规律，叫做单细胞微⽣物的⽣长曲线。
微生物的生长及影响因素
微生物的生长及影响因素
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1.温度
基础原理 温度经过影响蛋白质、核酸等生物大分子结构与功效以及细
胞膜流动性及完整性来影响微生物生长、繁殖和新陈代谢。 过高环境温度会造成蛋白质或核酸变性失活 过低环境温度会抑制酶活力，降低细胞新陈代谢活动。 应用: 高温灭菌，低温保藏菌种。
微生物的生长及影响因素
微生物的生长及影响因素
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一、微生物生长
个体生长: 细胞体积增大，重量增加。 个体生长→个体繁殖→群体生长 除了特定目标以外，在微生物研究和应用中提到“生长”，
均指群体生长。
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细菌繁殖方式
Binary fission-growth cycle
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单批培养与连续培养关系
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连续培养器类型
按控制方式分
内控制（控制菌体浓度）: 恒浊器 外控制（控制培养液续培养器 按培养器级数分
多级连续培养器
普通连续培养器 按细胞状态分
固定化细胞连续培养器
试验室科研用: 连续培养器 按用途分 发酵生产用: 连续发酵罐
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（3）培养温度影响
温度℃ 10 15 20 25 30
E.coli在不一样温度下代时
代时（分）
温度℃
860
35
120
40
90
45
40
47.5
29
代时（分） 22 17.5 20 77
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特征参数
繁殖代数 n: x2=x1·2n
微生物学课件第六章第二节微生物的生长规律
(三）稳定期
特点：
•活细胞总数维持不变，即新繁殖的细胞数与 衰亡的细胞数相等，菌体总数达到最高点。
•细胞生长速率为零
•细胞生理上处于衰老，代谢活力钝化，细胞 成分合成缓慢。
（一）多重环境因子影响微生物生长的规律
1、Liebig 最低浓度定律：即微生物总生物量由环境中满 足于微生物生长所需营养物质的最低浓度所决定。当环境 中某种营养物质被消耗饴尽或至一定浓度以下时，可使微 生物的生长停止，即使此时培养基中没有任何毒性物质存 在，而且其他营养物质仍很丰富，当添加少量这种营养物 质时则微生物的生长可以重新开始。
• ③ 用生活力旺盛的对数生长期细胞接种，可以 缩短延迟期，加速进入对数生长期。
• ④ 补充营养物，调节因生长而改变了环境 pH 、 氧化还原电位，排除培养环境中的有害代谢产物， 可延长对数生长期，提高培养液菌体浓度与有用 代谢产物的产量。
• ⑤ 对数生长期以菌体生长为主，稳定生长期以 代谢产物合成与积累为主。根据发酵目的的不同， 确定在微生物发酵的不同时期进行收获。
影响延滞期长短的因素与实践意义
• 接种龄:
对数期“种子”，延滞期较短
；
延滞期或衰亡期“种子”,延滞
期
较长；
• 接种量： 接种量大，延滞期较短；
接种量小，延滞期较长；
• 培养基成分:培养基成分丰富的， 延滞期较
短；
培养基成分与种子培养基一致,
影响指数期的因素
• 菌种： 不同菌种的代时差异极大 • 营养成分：营养越丰富，代时越短 • 营养物浓度：影响微生物的生长速率和总生长量 • 培养温度：影响微生物的生长速率
微生物的生长规律
Lactobacillus acidophilus
Milk
Rhizobium japonicum
Mannitol-salts-yeast extract
Mycobacterium tuberculosis
Synthetic
Treponema pallidum
Rabbit testes
Generation Time (minutes)
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
由于微生物细胞极其微小，研究其个体生长存在着技 术上的困难。 •同步生长的概念：一个细胞群体中各个细胞都在同一 时间进行分裂的状态，称为同步生长（synchronous growth） ，进行同步分裂的细胞称为同步细胞。 •同步细胞群体在任何一时刻都处在细胞周期的同一相， 彼此间形态、生化特征都很一致，因而是细胞学、生 理学和生物化学等研究的良好材料
S. lactis
Salmonella typhi（伤寒沙门氏菌）
Azotobacter chroococcum（褐球固氮菌）
Mycobacterium tuberculosis（结核分枝杆 菌）
Nitrobacter agilis（活跃硝化杆菌）
培养基 肉汤 牛奶 肉汤或牛奶 组合 肉汤 肉汤 牛奶 牛奶 乳糖肉汤 肉汤 葡萄糖 组合
2.无分支单细胞微生物的群体生长 曲线
☆以细菌为例介绍无分支单细胞微生物群体生长规律， 其结论也基本适用于酵母菌。
☆生长曲线代表了细菌在新的环境中从开始生长、分裂 直至死亡的整个动态变化过程。
☆每种细菌都有各自的典型生长曲线，但它们的生长过 程却有着共同的规律性。一般可以将生长曲线划分为四 个时期。
★影响延迟期长短的因 素
微生物的生长规律
微生物的生长规律微生物特别是单细胞微生物，体积很小，个体的生长很难测定，而且也没有什么实际应用价值。
因此，测定它们的生长不是依据细胞个体的大小，而是测定群体的增加量，即群体的生长。
以培养时间为横坐标，以细菌数目的对数或生长速度为纵坐标作图，所得到的曲线，称为微生物的生长曲线。
根据细菌生长繁殖速率的不同，可将生长曲线大致分为延迟期、对数期、调整期或滞留适应期。
一、延迟期处于延迟期细菌细胞的特点可概括为8个字：分裂迟缓、代谢活跃。
细胞体积增长较快，尤其是长轴，在延迟期末，细胞平均长度比刚接种时大6倍以上；细胞中RNA含量增高，原生质嗜碱性加强；对不良环境条件较敏感，对氧的吸收、二氧化碳的释放以及脱氨作用也很强，同时容易产生各种诱导酶等。
这些都说明细胞处于活跃生长中，只是细胞分裂延迟。
在此阶段后期，少数细胞开始分裂，曲线略有上升。
延迟期的长短与菌种的遗传性、菌龄以及移种前后所处的环境条件等因素有关，短的只需几分钟，长的可达几小时。
因此，深入了解延迟期产生的原因，采取缩短延迟期的措施，在发酵工业上具有十分重要的意义。
在生产实践中，通常采取的措施有增加接种量，在种子培养中加入发酵培养基的某些营养成分，采用最适种龄(即处于对数期的菌种)的健壮菌种接种以及选用繁殖快的菌种等措施，以缩短延迟期，加速发酵周期，提高设备利用率。
二、对数期对数期又称指数期。
在此期中，细胞代谢活性最强，组成新细胞物质最快，所有分裂形成的新细胞都生活旺盛。
这一阶段的突出特点是细菌数以几何级数增加，代时稳定，细菌数目的增加与原生质总量的增加，与菌液混浊度的增加均呈正相关性。
这时，细菌纯培养的生长速率也就是群体生长的速率，可用代时(generation time)表示。
所谓代时，即单个细胞完成一次分裂所需的时间，亦即增加一代所需的时间(也叫增代时间或世代时间)。
在此阶段，由于代时稳定，因此，只要知道了对数期中任何两个时间的菌数，就可求出细菌的代时。
第六章普通微生物学课后习题及答案2
一、名词解释灭菌：指采用某种强烈的理化因素杀死物体中所有微生物的措施，包括病原微生物和非病原微生物。
消毒：只利用某种较温和的方法以杀死、消除或降低材料或物体上的病原微生物，使之不能引起疾病的方法；它可以起到防止感染或传播的作用。
防腐：指在某些化学物质或物理因子作用下，能防止或抑制微生物生长繁殖但又未完全致死微生物的一种措施，它能防止食物腐败或防止其他物质霉变，这是一种抑菌作用。
共生关系：两种微生物紧密结合在一起形成一种特殊的共生体，在组织和形态上产生了新的结构，在生理上有一定的分工。
互生关系：两种可以单独生活的生物，当它们生活在一起时，通过各自的代谢活动而有利于对方，或偏利于一方的生活方式。
寄生关系：指一种生物生活在另一种生物的体内或体表，从中取得营养和进行生长繁殖，同时使后者蒙受损害甚至被杀死的现象。
前者称为寄生物，后者称为寄主或宿主。
拮抗关系：由某种生物所产生的某种代谢产物可抑制他种生物的生长发育甚至杀死它们的关系。
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，最后一次收获的培养方式。
连续培养：又称开放培养在一个恒定的容积的流动系统中培养微生物，一方面以一定速率不断加入新的培养基，另一方面有以相同的速率流出培养物，以使培养系统中的细胞数量和营养状态保持恒定。
纯培养：在适宜条件下培养纯种得到的培养物。
微生物纯种分离：将多种混杂微生物经某种技术或方法分离成纯种的过程。
混菌培养：两种或两种以上的微生物加以调节控制，不会互相干扰，生长不受抑制，生长在一起的培养方法。
二元培养：由两种具有特定关系的微生物组成的混合培养物。
同步培养：使培养物中所有的微生物细胞都处于相同的生长阶段的培养方法连续培养：又称开放培养在一个恒定的容积的流动系统中培养微生物，一方面以一定速率不断加入新的培养基，另一方面有以相同的速率流出培养物，以使培养系统中的细胞数量和营养状态保持恒定。
恒浊连续培养：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，以取得菌体密度高、生长速度恒定的微生物细胞的连续培养方法。
微生物的生长和纯培养
•
一、直接计数法
1、显微计数法（血球计数板法） 原理：将1cm2×0.1mm的薄层空间划分为400小格
，从中均匀分布地选取80或100小格，计数其 中的细胞数目，换算成单位体积中的细胞数 。
•
适用范围：个体较大细胞或颗粒，如血球、 酵母菌等。不适用于细菌等个体较小的细胞， 因为（1）细菌细胞太小，不易沉降；（2）在 油镜下看不清网格线，超出油镜工作距离。
10、涂片染色法
•应用：可同时计数不同微生物的菌数，适 于土壤、牛奶中细菌计数。
•方法：用镜台测微尺计算出视野面积；取 0.1ml菌液涂于1cm2面积上，计数后代入公式：
•
每ml原菌液含菌数=
•
视野中平均菌数×涂布面积/视野面积
×100 ×稀释倍数
•
二、间接测定法
1、测定细胞的组分含量进行估算 （1）测定DNA的含量 （2）测定蛋白质的含量 （3）测定ATP的含量
•
图中表示的是一个 细胞经过若干代分裂 后的情况。从图可见 ，每经过一个代时， 细胞数目就增加一倍 ，呈指数增加，因而 被称为指数生长，这 就是单细胞群体生长 的特征。
•
以细菌为例介绍单细胞微生物群体生长规律 ，其结论也基本适用于酵母菌。
生长曲线代表了细菌在新的环境中从开始生 长、分裂直至死亡的整个动态变化过程。
•
5、菌丝长度测定法
该法适用于对丝状真菌生长长度的测定。 方法：将真菌接种在固体培养基的平皿中央，定
时测定菌落的直径或面积，直到菌落覆盖整个 平皿。 缺点：不能反映菌丝的纵向生长，不能计算菌落 的厚度和培养集中的菌丝。接种量也能影响结 果，不能反映菌丝的总量。 也可用U型管培养法，该法方便不易污染，但通 气不良。
同步细胞群体在任何一时刻都处在细胞周期的 同一相，彼此间形态、生化特征都很一致，因而 是细胞学、生理学和生物化学等研究的良好材料 。
微生物的生长规律
（3）微生物的生长对环境pH值的影响
微生物在生长过程中，由于代谢作用，会产生酸性或 碱性的代谢物，从而改变培养基或周围环境的pH值。为了 避免pH值大幅度改变，而影响微生物生命活动的正常进行， 通常采用添加缓冲剂或加入不溶解的碳酸盐的方法。在中 性培养基内常加入磷酸盐缓冲剂；当培养物中产生大量酸 时，可在配制培养基时加入不溶性的碳酸盐。
三、连续培养
第二节 细菌的群体生长繁殖
二）恒化连续培养
使培养液流速保持不变，并使微生物始终在低于其最高 生长速率下进行生长繁殖。
三、连续培养
第二节 细菌的群体生长繁殖
通过控制流速可以得到生长速率不同但密度基本恒定的培养物 多用于科研 遗传学：突变株分离；
生理学：不同条件下的代谢变化； 生态学：模拟自然营养条件建立实验模型；
为什么氧气存在能够抑制甚至杀死厌氧菌？
氧气进入菌体后，能接受电子而产生不同还原性的氧 离子，如过氧离子、过氧化物自由基。
过氧化物自由基和过氧离子都是很强的氧化剂，对微 生物有毒，能氧化微生物过程中所必需的酶。好氧菌、兼 性需氧菌以及微量需氧菌体内含有过氧化物歧化酶（SOD) 和过氧化氢酶。这两种酶能将过氧化物自由基和过氧离子 还原成没有毒性的水分子，所以它们不会被氧气所杀死。 耐氧菌虽没有过氧化氢酶，但有过氧化物酶，能合成SOD， 而不会被氧毒害。
1、延滞期（或称延迟期、滞留适应期） 指少量微生物接种到新培养基中，在开始培养
的一段时间内细胞数目不增加的时期。 （1）原因：合成新的代谢酶类，适应新环境。 （2）影响延迟期长短的因素：
菌种、接种龄、接种量、培养基成分。
（3）特点： ① 群体生长速度近于零； ② 细胞重量增加，体积增大，但不分裂繁殖； ③ 细胞内的RNA特别是rRNA含量增高，原生质
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小组成员：李芳靓、 于桂梅、樊超男ห้องสมุดไป่ตู้沈 强强、黄炜
生长与繁殖的概念
• 生长——微生物细胞吸收营养物质，进行新陈代谢，当
同化作用>异化作用时，生命个体的重量和体积不断增大 的过程。
• 繁殖——生命个体生长到一定阶段，通过特定方式产生
新的生命个体，即引起生命个体数量增加的生物学变化。
• （1）调整期：细菌一般不分裂，代谢活跃，大量合成细 胞分裂所需的酶类、ATP及其他细胞成分 • （2）对数期：快速分裂（2n），代谢旺盛，形态及生理 特性比较稳定，常作为生产菌种和科研的材料 • （3）稳定期：繁殖速率与死亡速率相等（营养消耗、有 害代谢产物积累、PH变化）活菌数目最多，代谢产物尤 其是次级代谢产物积累，某些细菌开始形成芽孢 • （4）衰亡期：死亡速率大于繁殖速率，细胞会出现多种 形态，有些细菌开始解体，释放出代谢产物等
• 发育——从生长到繁殖，是生物的结构和功能从简单到
复杂、从量变到质变的发展变化过程，这一过程称为发育
微生物生长量的测定方法
• 测生长量
1、测体积 2、称重法 3、比浊法 4、含氮测定法 5、测含碳量 6、其他
• 计繁殖数
1、显微镜直接计数法 2、平板计数法 3、薄膜过滤计数法
微生物生长的PH调整措施
微生物的生长曲线
• 微生物生长曲线是以微生物数量（活细菌个数或细菌重量） 为纵坐标，培养时间为横坐标画得的曲线。一般说，微生 物（细菌）重量的变化比个数的变化更能在本质上反应出 生长的过程。曲线可分为三个阶段即生长率上升阶段（对 数生长阶段）、生长率下降阶段及内源呼吸阶段。
微生物的生长曲线图
微生物生长的规律
微生物各阶段生长的特点与意义
The end
谢谢各位亲爱的同学