生长繁殖和生长因子

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1、第五章微生物生长繁殖与生存因子1第一节微生物的生长繁殖生长繁殖生长是一个逐步发生的量变过程，繁殖是一个产生新的生命个体的质变过程。从生长到繁殖，即由量变到质变的过程叫发育。在高等生物里这两个过程可以明显分开，但在低等特别是在单细胞的生物里，由于细胞小，这两个过程是紧密联系又很难划分的过程。2微生物细胞合适的外界条件，吸收营养物质，进行代谢。当同化作用速度大于异化作用微生物的细胞不断增长，即原生质的总量（重量、体积、大小）不断增加——个体的生长群体内每个个体的进一步生长群体的生长生长繁殖细胞个体生长到一定程度，通过特定方式产生新的生命个体，即引起个体数量增加的生物学过程。3一、研究微生物生长的

2、方法由于微生物个体小，研究单个微生物生长困难，所以一般研究其群体生长。培养群体的方法有分批培养和连续培养，这两种方法既可以用于混合菌种培养，也可以用于纯种培养。在污水生物处理中这两种方法均有应用。4（一）分批培养：通常情况实验室的微生物培养都采用分批培养，这种培养只有开始时的一次投料和接种微生物，保持一定的温度、pH和溶解氧量，微生物根据营养变化自行生灭。微生物在培养过程中的生长速度随时间而发生有规律的变化。5细菌的生长曲线：将少量纯种细菌接种到一定量的液体培养基内，在适宜的温度下培养，并定时取样测定活细菌的重量和数目的变化，以活细菌重量或活细菌个数的对数为纵坐标，以培养时间为横坐标作图，所

3、得的曲线即为细菌的生长曲线。1.生长曲线6微生物生长的典型曲线可以分为6个阶段：迟缓期、加速期、对数期、减速期、静止期和衰亡期72．细菌数量生长曲线稳定期衰老期细菌数目的对数值0时间t细菌的数量很大，都是10的n次方，取对数作图时方便，0~10代表1～1010总菌数活菌数缓慢期对数期800时间细菌数生长速度缓慢期对数期稳定期衰亡期活菌数总菌数细菌生长曲线（按细菌数目的对数绘制）9（1）缓慢期时间t细菌数目的对数值缓慢期0提问：为什么会出现缓慢期呢？适应环境（合成相应的酶），营养储备（用于复制合成）曲线平缓。初：细菌数目不增加，体积增长快。后：个别菌体繁殖，个数少许增加。细胞代谢活力强，大量诱

4、导酶的合成。应用：缩短此期，提高设备利用率。10在实际工作中如接种菌种以启动新的水处理设施，投加新鲜污泥时，接种的细菌不习惯于新环境，会出现或长或短的缓慢期，缓慢期的出现会增加操作时间，降低工作效率采用处于高效菌群对数期的菌种、增大接种量、尽量保持接种前后所处的培养介质和条件一致等方法来缩短或消除缓慢期。提问：我们可以通过哪些手段缩短缓慢期呢？11一旦细菌细胞的生理修复或调整完成，延迟期即告结束，细胞开始进入快速分裂阶段。细菌数目X增长率倍率的对数与时间成正比。（2）对数期logphase这一时期细胞数目的增加以2n级数进行。12①细菌代时的计算细菌的代时即世代时间，或称倍增时间是指细菌繁殖

5、一代即个体数目增加一倍的时间。细菌在不同的生长期，不同培养温度、pH、营养物浓度和性质的情况下，倍增时间不一样，对数期的细菌细胞代谢活性最强，组成新细胞物质最快，细菌数目呈几何级数增加，代时稳定，因此细菌代时的测定必须以对数期的生长细胞作为对象。其测定计算如下：13在对数期分别测定t0时刻与t时间细菌的数量X0与X，基于细菌的二分裂生长t1t21→2→22→23（（22）×2）→24→25……2nX1→……X1·24→……X1·2n(n=1、2、3…)…Xnn就是细菌的代数Xn＝X1·2n14分裂快，数目增多。活菌数≈总菌数曲线直线上升此时细胞的大小、组成、生理特征等均趋于一致，代谢活跃，生

6、长速率高，代时稳定。不同细菌对数期的生长速率变化很大，这与菌种本身的遗传特性有关，同时受环境条件(如温度、培养基成分等)的影响。②特点如大肠杆菌在20℃时其代时是35℃条件下的2倍；伤寒杆菌在含0.125％的蛋白胨培养基中的代时为800min，而在含1.0％时仅为40min。应用：接种用的好种子代谢、生理研究的好材料细菌数目的对数值0时间t缓慢期对数期15如果对数期的细胞分裂不受节制的连续进行，理论上一个代时为20min，重10－12g的细菌，经过48h的对数生长之后，其群体重量可达到地球重量的4000倍。然而由于营养物的有限，这种情况不会发生。在一个封闭的系统中，细菌的对数生长只能维持一个

7、短暂的时期，最终生长将会降低，代时延长，细胞活力减退。此时新生的细胞数目与死亡的细胞数目相等，总菌数达到最大值，活菌数保持基本恒定，故将其称为稳定期。（3）稳定期（stationaryphase(静止期））16①开始积累储藏物，养料消耗多；②芽孢形成，抗生素产生；③繁殖速率下降，死亡速率上升；④新增菌≈死亡菌⑤曲线平坦应用：发酵产物形成的重要时期（抗生素、氨基酸等），生产上应尽量延长此期，提高产量稳定期0t时