微生物生长曲线的特点与知识拓展及实践应用！
小杨 / 2024-02-18 08:37:44
一、知识简介
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。
二、特点介绍
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。
1、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。
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。
三、生长与繁殖
微生物在适宜的环境条件下，不断地吸收营养物质，并按照自己的代谢方式进行代谢活动，如果同化作用大于异化作用，则细胞质的量不断增加，体积得以加大，于是表现为生长。简单地说，生长就是有机体的细胞组分与结构在量方面的增加。
单细胞微生物如细菌，生长往往伴随着细胞数目的增加。当细胞增长到一定程度时，就以二分裂方式，形成两个基本相似的子细胞，子细胞又重复以上过程。在单细胞微生物中，由于细胞分裂而引起的个体数目的增加，称为繁殖。在一般情况下，当环境条件适合，生长与繁殖始终是交替进行的。从生长到繁殖是一个由质变到量变的过程，这个过程就是发育。
微生物处于一定的物理、化学条件下，生长发育正常，繁殖速率也高；如果某一或某些环境条件发生改变，并超出了生物可以适应的范围时，就会对机体产生抑制乃至杀灭作用。
四、知识拓展
1、微生物曲线出现的前提条件
（1）只能用同一种细菌的子细胞群体的变化规律表达微生物的生长，若接种多种细菌则会发生种间竞争而不能测定一种微生物的生长规律。
（2）用液体培养基才能更方便地通过样品推测细菌总数。
（3）培养基的容积恒定才能反映出微生物生长规律与环境的关系
（4）在接种时要保证一定的接种量，才能缩短调整期。
2、增大接种量可以缩短调整期的原因
调整期的长短与菌种、培养条件等因素有关，增大接种量可以缩短调整期,实际上利用的生物的一种群体效应，也就是通过种内的相互关系(如种内互助)，使之更快地适应新环境，从而缩短调整期。像引进一种动物到新环境一样,如果引入少数个别的动物,那么就需要更长的适应时间甚至有可能无法生存;但如果引进的是一个种群,那么就会大大缩短适应的时间。另外，生物的生命活动也会影响环境，如果生物的数量多些，对环境的影响更大些，从而使环境变得更适合生物的生存,从而缩短调整期。
3、连续培养
过程及实质：在一个流动装置中，以定速度不断地添加新的培养基，同时以同速度不断放出老的培养基，以保证微生物对营养物质的需要，并排出部分有害代谢产物，使微生物保持较长时间的高速生长。实质是人为延长微生物生长的稳定期。
优点：缩短了培养周期，提高了设备利用率，便于自动化管理。
五、实践应用
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。
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