微生物的典型生长曲线
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《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。
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。
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。
微生物的生长规律1. 内容1.单细胞微生物群体生长规律生长曲线:在不补充营养或不移去培养物,保持整个培养液体积不变的情况下,以时间为横坐标,以菌数为纵坐标,根据不同培养时间里细菌数量的变化,可以作出一条反映细菌在整个培养期间菌数变化规律的曲线。
典型的生长曲线至少可以分为迟缓期、对数期、稳定期、衰亡期四个时期。
⏹迟缓期:当细菌被接种到新鲜培养基而处于一个新的生长环境,开始一段时间内,通常不立即进行细胞分裂、增殖,生长速率近于零,细菌的数目几乎保持不变,甚至稍有减少,此时细胞内的RNA、蛋白质等物质含量有所增加,相对地此时细胞的体积最大,说明细胞并不是处于完全静止的状态,这段时间被称为迟缓期。
迟缓期是细胞分裂启动之前的恢复或调整期,而不是生长的休眠或停留期。
迟缓期细胞的主要特征是代谢活跃,体积增大,从介质中快速吸收各种营养物质,大量合成细胞分裂所需的酶类、ATP和其他细胞组分,为细胞分裂准备。
迟缓期形成的原因:细菌接种到一个新的环境,暂时缺乏足够的能量和必需的生长因子,需要调整代谢,需要合成必需的酶、辅酶或某些中间代谢产物,“种子”老化(即处于非对数生长期)或未充分活化,接种时造成的损伤等均可造成迟缓期的出现。
此期的长短与营养成分、菌种遗传特性、菌令和接种量等因素有关。
⏹对数期:一旦细菌细胞的生理修复或调整完成,迟缓期即告结束,细胞开始进入快速分裂阶段。
由于这一时期细胞数目的增加以几何级数进行,故称对数期。
对数期的细胞分裂速度最快、代时最短、代谢活动旺盛、酶活性高、对环境变化敏感,细胞大小比较一致,并且细胞内的核糖体等组分也像细胞数目一样以同样的对数生长速率增加,细胞合成核糖体以及蛋白质越多,其生长速率也越快。
因而对数期的细菌通常被广泛地用于生产上的“种子”,并在科研上作为理想的实验材料。
⏹稳定期:在一个封闭的系统(一次性培养,分批培养)中,细菌的对数生长期只能维持一个短暂的时期,最终生长速度将会降低,代时延长,细胞活力减退,进入了稳定期。
微生物的生长曲线名词解释微生物的生长曲线常指微生物数量随时间变化的图表或曲线。
它描述了微生物在特定环境中的生长过程。
微生物的生长曲线一般分为以下几个阶段:
1.澄清期(lag phase):微生物在投入新的培养基或环境后,在一段时间内适应新环境、合成必要酶和蛋白质,准备开始快速增殖。
这个阶段很短暂,微生物数量不显著增加。
2.指数期(log phase):在指数期,微生物开始快速增殖,其数量呈指数级增长。
这是由于微生物在新环境中获得了充足的营养物质(如碳源、氮源)以及适宜的温度、酸碱度等条件。
在此阶段,微生物代谢最活跃。
3.平台期(stationary phase):当环境中的营养物质耗尽、有毒代谢产物积累或者空间争夺等因素限制微生物的生长时,微生物数量达到一个稳定的平台,进入平台期。
微生物进入此阶段后,细胞的繁殖速率与死亡速率持平,微生物数量不再显著增加。
4.死亡期(death phase):在一段时间后,微生物因为环境恶化、养分枯竭以及毒素积累等原因,细胞开始逐渐死亡。
在死亡期,微生
物数量出现下降或者降至零。
死亡速率超过繁殖速率。
微生物的生长曲线不仅可以用于研究微生物的生长特性,还可用
于评估与微生物有关的工业过程、食品加工、环境监测等。
此外,了
解微生物的生长曲线还有助于制定合理的生物防治策略、合理利用微
生物资源以及监测与微生物相关的疾病等。
知识点:微生物生长曲线情境:灭菌技术任务:微生物生长曲线课程:食品微生物技术微生物生长曲线大肠杆菌一个细胞重约10 –12克,平均20分钟繁殖一代。
24小时后:4722366500万亿个后代,重量达到:4722吨48小时后:2.2 ×10 43个后代,重量达到2.2 ×10 25 吨相当于4000个地球的重量!微生物生长曲线细菌接种到定量的液体培养基中,定时取样测定细胞数量,以培养时间为横座标,以菌数为纵座标作图,得到的一条反映细菌在整个培养期间菌数变化规律的曲线。
一条典型的生长曲线可分为:延滞期、对数期、稳定期和衰亡期。
(1)延滞期将少量菌种接入新鲜培养基后,在开始一段时间内菌数不立即增加,或增加很少,生长速度接近于零,也称迟缓期、适应期。
特点: 细胞形态变大或增长,例如巨大芽孢杆菌,在迟缓期末,细胞的平均长度比刚接种时长6倍。
一般来说处于迟缓期的细菌细胞体积最大细胞内RNA,尤其是rRNA含量增高,合成代谢活跃,核糖体、酶类和ATP的合成加快,易产生诱导酶。
对外界不良条件反应敏感。
迟缓期出现的原因:•微生物接种到一个新的环境,暂时缺乏分解和催化有关底物的酶,或是缺乏充足的中间代谢产物等。
为产生诱导酶或合成中间代谢产物,就需要一段适应期。
在生产实践中缩短迟缓期的常用手段:(1)通过遗传学方法改变种的遗传特性使迟缓期缩短;(2)利用对数生长期的细胞作为种子;(3)尽量使接种前后所使用的培养基组成不要相差太大;(4)适当扩大接种量(2)对数生长期•以最大的速率生长和分裂,细菌数量呈对数增加,细菌内各成分按比例有规律地增加,表现为平衡生长。
•特点:对数生长期的细菌个体形态、化学组成和生理特性等均较一致,代谢旺盛、生长迅速、代时稳定,所以是研究微生物基本代谢的良好材料。
它也常在生产上用作种子,使微生物发酵的迟缓期缩短,提高经济效益。
影响微生物增代时间(代时)的因素:1)菌种,不同的微生物或菌株的不同代时也不同2)营养成分,在营养丰富的培养基中生长代时短3)营养物浓度,生长速率与营养物浓度呈正比4)温度,生长速率与培养温度呈正相关在细菌个体生长里,每个细菌分裂繁殖一代所需的时间为代时,在群体生长里细菌数量增加一倍所需的时间称为倍增时间。
细菌的典型生长曲线1. 引言细菌是一类微生物,其数量庞大且广泛分布于地球上的各个环境中。
细菌的生长对于人类和环境具有重要影响,因此了解细菌的典型生长曲线对于研究微生物学和应用领域具有重要意义。
本文将介绍细菌的典型生长曲线,包括不同阶段的特征、影响因素以及应用。
2. 细菌的典型生长曲线概述细菌的典型生长曲线通常可以分为四个阶段:潜伏期、指数期、平台期和死亡期。
这些阶段反映了细菌在特定条件下的数量变化。
2.1 潜伏期在潜伏期,细菌适应新环境并准备进行繁殖。
在这个阶段,细菌数量相对稳定,并且没有明显增加或减少。
这是由于细胞进行代谢调整和适应新环境所需时间。
2.2 指数期指数期是细菌最快速增殖的阶段。
在这个阶段,细菌数量呈指数增长,也被称为对数增长。
细菌在此期间以最快的速度进行分裂和繁殖,每个细菌细胞通过二分裂产生两个新的细胞。
2.3 平台期平台期是指当细菌数量达到一定水平后,其增殖速率减缓并趋于稳定的阶段。
在这个阶段,细菌数量保持相对稳定,并且新生细菌数量与死亡细菌数量之间达到平衡。
2.4 死亡期死亡期是指当环境条件恶化或资源耗尽时,细菌数量开始减少的阶段。
在这个阶段,死亡速率超过了新生产生的速率,导致总体上细菌数量下降。
3. 影响细菌生长曲线的因素3.1 温度温度是影响细菌生长曲线的主要因素之一。
不同类型的细菌对于温度有着不同的适应范围和最适生长温度。
通常来说,较低温度下会延缓细菌繁殖速率,而较高温度下会加速细菌繁殖速率。
3.2 pH值pH值是指环境的酸碱度,也是影响细菌生长曲线的重要因素。
不同类型的细菌对于pH值有着不同的适应范围和最适生长pH值。
极端酸性或碱性条件下会抑制细菌生长。
3.3 营养物质营养物质是细菌繁殖所需的重要资源。
不同类型的细菌对于营养物质有着不同的需求。
营养物质的浓度和可用性会直接影响细菌生长曲线。
3.4 氧气浓度氧气浓度对于许多细菌而言也是一个重要因素。
有些细菌需要氧气进行呼吸作用,被称为需氧菌;而另一些则不能在氧气存在下进行繁殖,被称为厌氧菌。
单细胞微生物的典型生长曲线
稳定期
又称恒定期或最高生长期。
处于稳定期的微生物,新增殖的细胞数与老细胞的死亡数几乎相等,整个培养物中二者处于动态平衡,此时生长速度,又逐渐趋向零。
此阶段初期,细菌分裂的间隔时间开始延长,曲线上升逐渐缓慢。
随后,部分细胞停止分裂,少数细胞开始死亡,致使细胞的新生与死亡速率处于动态平衡。
这时培养物中细胞总数达到最高水平,接着死亡细胞数大大超过新增殖细胞数,曲线出现下降趋势。
稳定期的细胞内开始积累贮藏物,如肝糖、异染颗粒、脂肪粒等,大多数芽孢细菌也在此阶段形成芽孢。
如果为了获得大量菌体,就应在此阶段收获,因这时细胞总数量最高;这一时期也是发酵过程积累代谢产物的重要阶段,某些放线菌抗生素的大量形成也在此时期。
可以看出,稳定期的微生物,在数量上的达到了最高水平,产物的积累也达到了高峰,此时,菌体的总产量与所消耗的营养物质之间存在着一定关系,这种关系,生产上称为产量
常数,可用下式表示:
γ=菌体总生长量/消耗营养物质总量
式中γ值的大小可说明该种细菌同化效率的高低。
根据这一原理,可用适当的微生物作为指示,对维生素、氨基酸或核苷酸等进行定量的生物测定。
稳定期的长短与菌种和外界环境条件有关。
生产上常常通过补料、调节pH、调整温度等措施,延长稳定期,以积累更多的代谢产物。