微生物生長曲線的特點與知識拓展及實踐應用！
小楊 / 2024-02-18 08:37:44
一、知識簡介
微生物生長曲線是以微生物數(shù)量（活細菌個數(shù)或細菌重量）為縱坐標，培養(yǎng)時間為橫坐標畫得的曲線。一般說，微生物（細菌）重量的變化比個數(shù)的變化更能在本質(zhì)上反應出生長的過程。曲線可分為三個階段即生長率上升階段（對數(shù)生長階段）、生長率下降階段及內(nèi)源呼吸階段。
二、特點介紹
典型的微生物生長曲線包括四個時期：遲緩期、對數(shù)期、穩(wěn)定期、衰亡期。
1、遲緩期
特點：生長速率常數(shù)為零、菌體粗大、RNA含量增加、代謝活力強、對不良環(huán)境的抵抗能力下降。
成因：微生物剛剛接種到培養(yǎng)基之上，其代謝系統(tǒng)需要適應新的環(huán)境，同時要合成酶、輔酶、其他代謝中間代謝產(chǎn)物等，所以此時期的細胞數(shù)目沒有增加。
2、對數(shù)期
特點：生長速率最快、代謝旺盛、酶系活躍、活細菌數(shù)和總細菌數(shù)大致接近、細胞的化學組成形態(tài)理化性質(zhì)基本一致。
成因：經(jīng)過調(diào)整期的準備，為此時期的微生物生長提供了足夠的物質(zhì)基礎，同時外界環(huán)境也是最佳狀態(tài)。
3、穩(wěn)定期
特點：活細菌數(shù)保持相對穩(wěn)定、總細菌數(shù)達到最高水平、細胞代謝產(chǎn)物積累達到最高峰、是生產(chǎn)的收獲期、芽孢桿菌開始形成芽孢。
成因：營養(yǎng)的消耗使營養(yǎng)物比例失調(diào)、有害代謝產(chǎn)物積累、PH值EH值等理化條件不適宜。
4、衰亡期
特點:細菌死亡速度大于新生成的速度、整個群體出現(xiàn)負增長、細胞開始畸形、細胞死亡出現(xiàn)自溶現(xiàn)象。
成因：主要是外界環(huán)境對繼續(xù)生長越來越不利、細胞的分解代謝大于合成代謝、繼而導致大量細菌死亡。
三、生長與繁殖
微生物在適宜的環(huán)境條件下，不斷地吸收營養(yǎng)物質(zhì)，并按照自己的代謝方式進行代謝活動，如果同化作用大于異化作用，則細胞質(zhì)的量不斷增加，體積得以加大，于是表現(xiàn)為生長。簡單地說，生長就是有機體的細胞組分與結構在量方面的增加。
單細胞微生物如細菌，生長往往伴隨著細胞數(shù)目的增加。當細胞增長到一定程度時，就以二分裂方式，形成兩個基本相似的子細胞，子細胞又重復以上過程。在單細胞微生物中，由于細胞分裂而引起的個體數(shù)目的增加，稱為繁殖。在一般情況下，當環(huán)境條件適合，生長與繁殖始終是交替進行的。從生長到繁殖是一個由質(zhì)變到量變的過程，這個過程就是發(fā)育。
微生物處于一定的物理、化學條件下，生長發(fā)育正常，繁殖速率也高；如果某一或某些環(huán)境條件發(fā)生改變，并超出了生物可以適應的范圍時，就會對機體產(chǎn)生抑制乃至殺滅作用。
四、知識拓展
1、微生物曲線出現(xiàn)的前提條件
（1）只能用同一種細菌的子細胞群體的變化規(guī)律表達微生物的生長，若接種多種細菌則會發(fā)生種間競爭而不能測定一種微生物的生長規(guī)律。
（2）用液體培養(yǎng)基才能更方便地通過樣品推測細菌總數(shù)。
（3）培養(yǎng)基的容積恒定才能反映出微生物生長規(guī)律與環(huán)境的關系
（4）在接種時要保證一定的接種量，才能縮短調(diào)整期。
2、增大接種量可以縮短調(diào)整期的原因
調(diào)整期的長短與菌種、培養(yǎng)條件等因素有關，增大接種量可以縮短調(diào)整期,實際上利用的生物的一種群體效應，也就是通過種內(nèi)的相互關系(如種內(nèi)互助)，使之更快地適應新環(huán)境，從而縮短調(diào)整期。像引進一種動物到新環(huán)境一樣,如果引入少數(shù)個別的動物,那么就需要更長的適應時間甚至有可能無法生存;但如果引進的是一個種群,那么就會大大縮短適應的時間。另外，生物的生命活動也會影響環(huán)境，如果生物的數(shù)量多些，對環(huán)境的影響更大些，從而使環(huán)境變得更適合生物的生存,從而縮短調(diào)整期。
3、連續(xù)培養(yǎng)
過程及實質(zhì)：在一個流動裝置中，以定速度不斷地添加新的培養(yǎng)基，同時以同速度不斷放出老的培養(yǎng)基，以保證微生物對營養(yǎng)物質(zhì)的需要，并排出部分有害代謝產(chǎn)物，使微生物保持較長時間的高速生長。實質(zhì)是人為延長微生物生長的穩(wěn)定期。
優(yōu)點：縮短了培養(yǎng)周期，提高了設備利用率，便于自動化管理。
五、實踐應用
根據(jù)微生物的生長曲線可以明確微生物的生長規(guī)律，對生產(chǎn)實踐具有重大的指導意義。故根據(jù)對數(shù)期的生長規(guī)律可以得到培養(yǎng)菌種時縮短工期的方法：接種對數(shù)期的菌種，采用最適菌齡，加大接種量，用與培養(yǎng)菌種相同組成的培養(yǎng)基。有如，根據(jù)穩(wěn)定期的生長規(guī)律，可知穩(wěn)定期是產(chǎn)物的最佳收獲期，也是最佳測定期，通過對穩(wěn)定期到來原因的研究還促進了連續(xù)培養(yǎng)原理的提出和工藝技術的創(chuàng)建。
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