微生物细胞的培养.docx

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1、精品资源微生物细胞的培养一般来说，微生物的生长需要大量的水分，需要较多地供给构成有机碳架的碳源，构成含氮物质的氮源，其次还需要一些含磷、镁、钾、钙、钠、硫等的盐类以及微量的铁、铜、锌、钮等元素。不同的微生物对营养物质的要求有很大的差异。有些微生物是“杂食性”的，可以用各种不同物质作为营养；有的微生物则要求苛刻，需要某种特定物质维持生活。有的微生物可以利用化学成分比较简单的物质，甚至可以在完全无机的环境中生长发育，从二氧化碳、氨及其他无机盐类合成它们的细胞物质。另外，有些微生物则需要一些现成的维生素、氨基酸、喋吟碱及其他一些有机化合物

2、才能生长。有的微生物的生长不需要分子氧，这种微生物称为厌氧微生物，它的培养应在密闭容器中进行。如生产沼气的甲烷菌的培养，是在有盖的沼气池或不通气的发酵罐中进行的。更多的工业微生物需要在有氧的环境中生长，称为好氧微生物。培养这类微生物时需要采取通气措施，以保证供给充分的氧气。微生物细胞培养按照培养的方式又分为许多类型。所谓表面培养使用的是固体培养基，细胞位于固体培养基的表面，这种培养方式多用于菌种的分离、纯化、保藏和种子的制备。表面培养法，多使用在微生物学家的实验室中，这是因为虽然表面培养操作简便，设备简单，但也存在一些缺点，例如不易

3、保持培养环境条件的均一性。微生物细胞培养如果实行工业化，靠表面培养提供足够的生长表面是很困难的。表面培养需要消耗大量的人力、能量和培育空间。所以在工业生产上，表面培养法很快被深层培养法所取代。深层培养是一种适用于大规模生产的培养方式，采用深层培养法易于获得混合均一的菌体悬浮液，从而便于对系统进行监测控制。同时，深层培养法也容易放大到工业规模。深层培养法基本上克服了表面培养法的缺点，成为大量培养微生物的一个重要方法。在深层培养中，菌体在液体培养基中处于悬浮状态，空气中的氧气通过通气装置传入到细胞。在分批培养过程中，可定期取样测定培养基

4、中死活细胞数。微生物深层培养一般可观察到生长繁殖过程的四个阶段。第一阶段是延迟期，在延迟期内细胞数目几乎不增加，这是因为少量菌种接种到新鲜培养基上去以后，一般不立即进行繁殖。延迟期的出现被认为是细胞适应新的物理环境而出现的调整代谢的时期。第二阶段是生长对数期，在生长对数期内，细胞数目呈几何级数增加，细胞数目的对数值呈直线上升。这是因为细胞经过延迟期后适应了新的环境，生理状态也较为活跃，细胞开始迅速繁殖。第三阶段是稳定期，在稳定期内，活细胞数处于相对平衡状态，这是因为细胞经过对数期大量繁殖后，一方面培养基中营养物质渐趋耗尽，另一方面代

5、谢产物逐渐增多，致使细胞繁殖的速度逐渐降低，新生的细胞数与死亡的细胞数大致相等。第四阶段是衰亡期。在衰亡期内，活细胞数显著下降。这是因为细胞经过大量增殖再经平衡期后，由于培养基中营养成分耗尽，代谢产物大量积累，这时能够增殖的细胞越来越少以至降到零，而死亡的细胞则欢下载精品资源越来越多。工业上大规模培养微生物一般是在大型发酵罐中进行的。大型罐具有提高氧的利用率、减少动力消耗、节约投资和人力，并易于管理的优点。目前通用的气升式发酵罐最大容积达3000立方米。现在的培养罐一般采用计算机自动化控制，自动收集和分析数据，并实现最佳条件的控制。

6、另外，要实现工业上的微生物细胞自动化培养还需要实行连续培养，这是因为随着微生物的活跃生长，营养物不断消耗，有害的代谢产物不断积累，对数生长期不可能长期维持。所以，在连续培养中，需要控制营养物浓度和培养条件，从而将微生物细胞的生长维持在对数生长期不变。根据控制方式的不同，连续培养可分为恒浊法和恒化法两种。此外，还可以实行中间补料培养法，即当分批培养达到一定程度后，连续或间断加入培养基，而使培养物中的限制性基质和菌体浓度等基本维持不变。例如，在青霉素发酵中，前期是菌体生长阶段，后期是产物形成阶段。我们希望前期的菌体以最大比生长速率快速生

7、长，后期则希望限制生长和控制氧的消耗，而使青霉素合成高速进行。因此，可以通过控制增加葡萄糖的速度来满足。在微生物细胞培养中，不能不提到新近出现的一种培养方法，即同步培养法。在同步培养法中，通过控制环境条件，使细胞生长处于相同阶段，使得所有细胞同时进行分裂，即保持培养中的细胞处于同一生长阶段。同步培养法有利于了解单个微生物细胞和整个细胞群的生长或生理特性。止匕外，通过对微生物生长和生理的深刻了解，可以使用一个培养罐来同时培养两个或两个以上的微生物细胞。在混合培养条件下，微生物之间存在各种关系。一种是互不相干，一种微生物细胞的生长不因另

8、一种微生物细胞的存在而改变，如链球菌和乳酸杆菌的包化培养。另一种是互生关系，两种菌相互提供对方生长所需的营养物质或消耗其生长抑制剂。例如，一种假单胞菌依赖甲烷作为其唯一碳源和能源，在有一种生丝微菌存在时，生长更好。前者生长时产生的甲醇