第六章 微生物生长繁殖和影响因子

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1、第六章微生物的生长繁殖和影响因子第一节微生物的生长繁殖生长繁殖的概念(微)生物在适宜的环境条件下，不断吸收营养物质，按照自己的代谢方式进行新陈代谢活动。正常情况下，同化作用大于异化作用，微生物的细胞不断迅速增长，这叫生长。单细胞长到一定程度时，就会由一个亲代细胞分裂成两个大小、形状与亲代细胞相似的子代细胞。使得个体数目的增加时，就称为繁殖。世代时间单细胞微生物的世代时间：两次细胞分裂之间的时间多细胞生物的世代时间：两次繁殖之间的时间世代时间的大小反映了一种微生物繁殖速度的快慢。不同种的微生物，其生长繁殖速度不同。原核微生物的繁殖速度一般比真核微生物快。从一般应用的角度，对于单细胞生物（如细菌

2、），我们常常把生长=繁殖。多细胞微生物的生长只是细胞数目增加，不伴随个体数目增加。如果不但细胞数目增加，个体数目也增加，则是繁殖一、微生物的个体生长与繁殖（一）细菌的个体生长与繁殖复制原点是一约由300个碱基组成的特异序列，它能被特异的起始蛋白所识别；DNA复制从原点开始，向两个相反的方向延伸，最终形成两个子染色体DNA分子。随后，细胞分裂形成的两个子代细胞中，分别含有一个遗传信息完整的拟核1、染色体DNA的复制和分离大肠杆菌在适宜的生长环境中进行快速生长时，在DNA分子上往往出现前一次的复制还未完成，而子DNA链上的复制原点又开始了新的复制，因而在DNA分子上可出现多个复制叉现象导致一个细

3、胞中常常含有多个DNA分子，以适应细胞快速生长与繁殖的需要。2、细胞壁扩增细胞壁是细胞外的一种“硬”性结构。细菌在生长过程中，细胞壁只有通过扩增，才能使细胞体积扩大。3、细菌的分裂当细菌的各种结构复制完成之后就进入分裂时期。此时在细菌长度的中间位置，通过细胞质膜内陷并伴随新合成的肤聚糖插入，导致横隔壁向心生长，最后在中心会合，完成一次分裂，将一个细菌分裂成两个大小相等的子细菌。二、微生物的群体生长规律（一）细菌的生长曲线微生物的群体生长规律因其种类不同而异，单细胞微生物与多细胞微生物的群体生长表现出不同的生长动力学特性。但就单细胞微生物而言，在特定的环境中，不同种的微生物表现出趋势相近的生长

4、动力学规律。将少量细菌纯培养物接种入新鲜的液体培养基，在适宜的条件下分批培养，定期取样测定单位体积培养基中的菌体（细胞）数，用坐标法作图，以培养时间为横坐标，以计数获得的细胞数的对数为纵坐标，可得到一条定量描述液体培养基中微生物生长规律的实验曲线，该曲线则称为生长曲线。各种细菌的生长速率不一，每一种细菌都有各自的生长曲线，但曲线的形状基本相同。其他微生物也有形状类似的生长曲线。污(废)水生物处理中混合生长的活性污泥微生物也有类似的生长曲线。微生物的生长曲线，可以细分为六个时期：停滞期、加速期、对数期、减速期、稳定期和衰亡期也可以粗分为四个时期（比较常用）①延迟期，②对数生长期，③稳定期；④衰

5、亡期。细菌的生长曲线1．停滞期少量细菌刚接入一定量的新鲜液体培养基中，并不立即生长繁殖，需要有一个适应过程（产生适应酶）。此时细胞物质开始增加，但数量不增加或增加很少。停滞的长短取决于某些因素：接种量、菌龄、营养等。如果接种量大、菌龄小、营养和环境条件好，则停滞期就短。处于停滞期的细菌对外界环境条件较敏感，易受外界不良环境条件的影响而发生变异。2．对数期（指数期）细菌的生长速度达到最大，细菌数以几何级数增加，在生长曲线上呈直线关系。处于对数期的细菌，得到丰富的营养，代谢活力最强，细菌旺盛生长。此时的细菌比较整齐（群体内比较一致）健壮。对不良环境条件的抗性也比较强。计算世代时间G:已知：t1、

6、t2、N、N0，N=N02nn=3.31(lgN-lgN0)由G=(t2-t1)/n可得：G=(t2-t1)/[3.31(lgN-lgN0)]处于对数生长期的细胞，由于代谢旺盛，生长迅速，代时稳定，个体形态、化学组成和生理特性等均较一致，因此，在微生物发酵生产中，常用对数期的菌体作种子，它可以缩短延迟期，从而缩短发酵周期，提高劳动生产率与经济效益。对数生长期的细胞也是研究微生物生长代谢与遗传调控等生物学基本特性的极好材料。指数生长期的生长速率受到环境条件（培养基的组成分、培养温度、pH值与渗透压等）的影响，也是在特定条件下微生物菌株遗传特性的反映。总的来说，原核微生物细胞的生长速率要快于真核

7、微生物细胞，形态较小的真核微生物要快于形态较大的真核微生物。不同种类的细菌，在同一生长条件下，代时不同；同一种细菌，在不同生长条件，代时也有差异。但是，在一定条件下，各种细菌的代时是相对稳定的。某些微生物的生长代时菌名培养基温度(℃)时间(min)大肠杆菌肉汤3717荧光假单胞菌肉汤3734～34.5菜豆火疫病假单胞菌肉汤25150白菜软腐病欧氏杆菌肉汤3771～94甘蓝黑腐病黄杆菌肉汤2598大豆根瘤菌葡萄