《生长与环境影响》PPT课件

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1、第7章微生物的生长及环境的影响7.1微生物的生长生长：微生物在适宜的环境条件下进行新陈代谢，各细胞组分协调而平衡地增长，称为生长。繁殖：单细胞微生物生长到一定程度时，就以二分裂等方式形成子细胞，引起个体数目的增加，称为繁殖。多细胞微生物细胞数目的增加若不伴随着个体数目的增加，只能叫生长，不能称繁殖，唯有通过形成无性孢子和有性孢子等使个体数目增加的过程才能称为繁殖。1、微生物生长的基本概念当微生物的培养时间一定时，他的世代时间基本上也是稳定的。但是如果外界条件发生变化，世代时间也会变化。发育：从生长到繁殖是一个从量

2、变到质变的过程，这个量变与质变的全过程叫发育。世代时间：细菌两次分裂之间的时间。世代时间越短，繁殖速度越快。一般，原核微生物的繁殖速度大于真核微生物。好氧微生物快于厌氧微生物。延滞期对数期稳定期衰亡期培养时间细菌浓度2、微生物的生长规律单细胞微生物(群体）的生长曲线将少量单细胞纯培养接种到一定容积的新鲜培养液中，在适宜条件下培养，随着细胞生长繁殖，培养液混浊度逐渐增加，定时取样测定含菌量。以培养时间为横座标，以微生物细胞数目的对数为纵座标作图，得生长曲线。生长曲线代表微生物在新的适宜的环境中生长繁殖至衰老死亡整个

3、过程的动态变化，可分延滞期、对数期、稳定期和衰亡期四个阶段。1）延滞期（lagphase）亦称迟缓期、停滞期、滞后期。延滞期的长短与菌种的遗传性、菌龄及移种前后所处的环境条件等因素有关，此时细菌数量几乎不变，但细胞内物质含量又增加，相对细胞体积较大。2）对数生长期(logphase)又称指数期(exponentialphase)细胞代谢活性、酶活性高而稳定，组成新细胞物质最快，细胞数以几何级数增加，增代时间最短，细胞数目的增加与菌液浊度的增加均呈正相关。处于对数期的微生物其个体形态、化学组成和生理特性等较一致，代

4、谢旺盛，生长迅速，代时（单个细胞完成一次分裂所需的时间）稳定，是研究基本代谢的良好材料，也是发酵生产的良好种子。3）稳定期（stationaryphase）又称恒定期或最高生长期、静止期。细胞增殖与死亡处于动态平衡，总数不再增加。细胞内贮存物的积累增加，菌体出现颗粒、脂肪球等，大多数芽孢细菌在此阶段形成芽孢。是生产上收获菌体和代谢产物的重要阶段。稳定期时，菌体的总产量与消耗的营养物质之间的关系，生产上称为产量常数（y）。y=菌体总生长量/消耗营养物质总量y值的大小可说明该种微生物同化效率的高低。稳定期的长短，与菌

5、种和外界环境条件有关。生产上常通过补料，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。4）衰亡期（declinephase）细胞分裂由缓慢而停止，死亡率提高，其中有一段时间，活菌数成几何级数下降，故有人称之为“对数死亡阶段”。由于环境中营养消耗殆尽，微生物开始利用自身的贮藏物甚至菌体的组成成分作为养料，维持生命。此时称为内源代谢阶段或内源呼吸（endogenousrespiration）阶段。细胞内颗粒更明显，原生质中出现液泡与空泡，有些菌细胞常呈畸形或多形态性，有些细胞自己消解而死亡。进水对数期衰

6、老期平推流式活性污泥法稳定期占优势7.2微生物的培养方式将微生物置于一定容积的培养基中，经培养，最后一次收获，谓分批培养。在分批培养中，培养基一次加入，不予补充，不再更换。由于营养消耗，代谢产物积累，对数生长期不能长期维持。1．分批培养（batchculture）在培养器中不断补充新鲜营养物质，并不断排出部分培养物（包括菌体和代谢产物），以保持长时间生长状态的一种培养方式。主要有恒浊连续培养和恒化连续培养两类。恒浊连续培养通过不断调节流速，使培养液浊度保持恒定，因而可不断提供具有一定生理状态的细胞，并可得到以最高

7、生长速率进行生长的培养物。恒化连续培养通过控制恒定的流速使营养物浓度基本恒定，从而使微生物保持恒定的生长速率。用不同浓度的限制性营养物进行恒化培养，可得到不同生长速率的培养物。2．连续培养（continuousculture）在发酵罐中的一部分发酵液保留下来作为菌种液，放出其余部分，在剩余的培养液中加满新的未接种的培养液，继续培养，如此反复，谓之半连续培养。3．半连续培养（semi－continuousculture）4．补料分批培养（fed－batchculture）又称半分批培养，是指在分批培养过程中，间歇或

8、连续地补加新鲜培养液，但不取出培养物。待培养到适当时期，将其从反应器中放出，从中提取目的生成物（菌体或代谢产物）。若放出大部分培养物后，继续进行补料培养，如此反复进行，5．同步培养能使培养的微生物处于较一致的，生长发育在同一阶段上的培养方法叫同步培养法。利用同步培养法控制细胞的生长，使它们处于同一生长阶段，所有细胞都能同时分裂，这种生长方式叫同步生长。用同步培养法得到的培