微生物的生长及影响因素.ppt

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1、微生物的生长及影响因素一、微生物的生长个体生长：细胞体积增大，重量增加。个体生长→个体繁殖→群体生长除了特定的目的以外，在微生物的研究和应用中提到的“生长”，均指群体生长。细菌的繁殖方式Binaryfission-growthcycle二、微生物群体的生长规律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，在适宜的条件下，它们的群体就会有规律的生长起来。以细胞数目的对数值作纵坐标，以培养时间作横坐标，就得到微生物的典型生长曲线。根据微生物的生长速率常数R不同，可分为：Lagphase（延滞期、调整期

2、、适应期）Exponentialphase（指数期、对数期）Stationaryphase（稳定期、平衡期）Deathphase（衰亡期）Growthcycleofpopulationsinbatchculture1、延滞期特点生长速率常数R=0细胞形态变大或增长细胞内RNA尤其是rRNA含量增高，原生质呈碱性。合成代谢活跃，易产生诱导酶。对外界不良条件反应敏感影响因素：菌种特性接种龄接种量培养基成分（1）接种龄的影响接种龄：种子的群体生长年龄，即它处在生长曲线的哪一个阶段，这是一种生理年龄。若以对数

3、期接种龄的种子接种，则子代培养物的延滞期就短。若以延滞期或衰亡期的种子接种，则子代培养物的延滞期就长。若以稳定期的种子接种，则延滞期居中。（2）接种量的影响一般说来，接种量大，则延滞期短，因此，在发酵工业上，为缩短不利于提高发酵效率的延滞期，一般采用10%的接种量。（3）培养基成分的影响接种到营养丰富的天然培养基中的微生物，要比接种到营养单调的组分培养基中的延滞期短。在发酵生产中，常使发酵培养基的成分与种子培养基的成分尽量接近。2、对数生长期特点：R最大，增代时间（代时G）或倍增时间最短。细胞进行平衡生

4、长，菌体内各种成分最为均匀。酶系活跃，代谢旺盛。影响因素：菌种特性营养成分营养物浓度培养温度（1）营养成分的影响同一种细菌，在营养物丰富的培养基中生长，其代时较短，反之则长。（2）营养物浓度的影响在营养物浓度很低的情况下，营养物的浓度才会影响生长速率；随着营养物浓度的提高，生长速率不受影响，而只影响最终的菌体产量；进一步提高营养物浓度，则生长速率和菌体产量两者均不受影响。凡是处于较低浓度范围内，可影响生长速率和菌体产量的营养物，称为生长限制因子。（3）培养温度的影响E.coli在不同温度下的代时温度℃代

5、时（分）温度℃代时（分）108603522151204017.520904520254047.5773029特征参数繁殖代数n：x2=x1·2nn=3.322(lgx2–lgx1)生长速率常数R：单位时间内的繁殖代数R=n/(t2–t1)=3.322(lgx2–lgx1)/(t2–t1)代时G：繁殖一代所需的时间G=1/R=(t2–t1)/3.322(lgx2–lgx1)3、稳定期特点：R=0，菌体产量达到最高点（细胞繁殖数=死亡数）。细胞开始储存糖原、异染颗粒和脂肪等储藏物。以生产菌体或与菌体生长相平

6、行的代谢产物的最佳收获期。稳定期到来的原因：营养物尤其是生长限制因子的耗尽；营养物的比例失调；有害代谢产物累积；pH、氧化还原电势等物化条件不适宜。4、衰亡期特点：个体死亡速度>新生速度，群体呈现负生长；细胞形态多样；细胞产生自溶；产生或释放抗生素；芽孢杆菌中芽孢的释放。衰亡期到来原因：环境条件越来越不利，从而引起细胞内分解代谢大大超过合成代谢，导致菌体死亡。生长曲线的应用缩短延滞期，以缩短发酵周期取对数生长期的种子接种延长对数生长期，有利于形成大量的微生物细胞采用连续培养延长稳定期，有利于代谢产物积累

7、根据细胞内含物判断菌龄；根据生长期控制培养条件。三、连续培养连续培养：当微生物以单批培养的方式培养到对数期的后期时，一方面以一定速度连续流进新鲜培养基，并立即搅拌均匀；另一方面，利用溢流的方式，以同样的流速不断流出培养物。这样，培养物就达到动态平衡，其中的微生物可长期保持在指数期的平衡生长状态和稳定的生长速率上。单批培养与连续培养的关系连续培养器的类型内控制（控制菌体浓度）：恒浊器外控制（控制培养液流速，以控制生长速率）：恒化器单级连续培养器多级连续培养器一般连续培养器固定化细胞连续培养器实验室科研用：

8、连续培养器发酵生产用：连续发酵罐按控制方式分按培养器的级数分按细胞状态分按用途分恒浊器与恒化器恒浊器（turbidostat）：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器。恒化器（chemostat）：一种设法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条件下进行生长繁殖的一种连续培养装置。恒化器恒浊器与恒化器的比较装置控制对象培养基培养基流速生长速率产