任务2.4 微生物生长曲线的测定
微生物特别是单细胞微生物,体积很小,个体的生长很难测定,而且也没有什么实际应用价值。因此,在微生物学的研究和应用中,通常是测定群体的增加量,即群体的生长。 测定不同种类、不同生长状态微生物的生长情况,需要选用不同的指标。通常对单细胞微生物来说,既可测定细胞数目,又可测定生长量;而对多细胞微生物(尤其是丝状真菌),则常以菌丝生长的长度等作为生长指标。
微生物细胞数目的测定 --适用于单细胞微生物或丝状微生物的孢子 微生物细胞数目的测定 --适用于单细胞微生物或丝状微生物的孢子 直接计数法--总菌计数 血球计数板计数法 间接计数法--活菌计数 平板菌落计数法 其他计数法 1、比浊法 2、膜过滤法
微生物生长量的测定 直接法 1、测体积法 2、称重法 间接法 1、含氮量测定法 2、DNA含量测定法 3、其他生理指标法
单细胞微生物的生长曲线 多数细菌的繁殖速度很快。大肠杆菌在适宜的条件下繁殖48h,其子代总重可达2.2×10 31g,这是一个巨大的数字。然而,实际情况是不可能的。那么,细菌的群体生长规律到底怎样呢?
生长曲线 将少量单细胞纯培养物接种到一恒定容积的新鲜液体培养基中,在适宜的条件下培养,定时取样测定细胞含量,如果以培养时间为横坐标,以细胞数目的对数或生长速度为纵坐标作图,可以得到一条曲线,称为生长曲线。
微生物的典型生长曲线 Ⅰ.延滞期 Ⅱ.指数期 Ⅲ.稳定期 Ⅳ.衰亡期 细菌数目(个/ml)对数 总菌数 活菌数 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 培养时间/h
(一)延滞期 延滞期出现的原因 把少数单细胞微生物接种到新鲜的培养基中培养时,细胞并不立即进行分裂繁殖,微生物的增殖数为0,这时细胞需要合成多种酶,辅酶和某些中间代谢产物,因此要经历一个调整和适应过程。
延滞期的特点 影响延滞期长短的因素 缩短延滞期的方法 2、细胞形态变大或增长; 3、细胞内的RNA含量增高; 4、合成代谢十分活跃; 1、生长速率常数为零; 生长速率常数R:指细胞每小时的分裂次数 2、细胞形态变大或增长; 3、细胞内的RNA含量增高; 4、合成代谢十分活跃; 5、对外界不良环境反应敏感。 影响延滞期长短的因素 1.菌种特性; 2.接种龄; 3.接种量; 4.培养基成分 缩短延滞期的方法 1、接种对数生长期的菌种,采用最适菌龄; 2、加大接种量; 3、用营养丰富的天然培养基等。
(二)指数期 指数期的特点 1、活菌数和总菌数接近 2、生长速率常数最大,代时(generation time,G)最短 3、细胞进行平衡生长,细胞的化学组成及形态, 生理特性比较一致 4、酶系活跃,代谢旺盛 该期的微生物生产中多被用做种子和科学试验材料
(三)稳定期 稳定期的特点 1、生长速率常数R等于零,活菌数达到最高峰, 并保持相对稳定。 2、微生物细胞内代谢物积累达到最高峰。 3、芽孢杆菌这时开始形成芽孢。 4、这是产物(菌体或与菌体生长相平行的代谢 产物)的最佳收获时期。
稳定期到来的原因 1、营养物尤其是生长限制因子的耗尽 2、营养物的比例失调 3、有害代谢产物的积累 4、pH值等理化条件不适宜
(四)衰亡期 衰亡期的特点 1、微生物死亡数大于增殖数,活菌数大大减少, 群体衰落 2、细胞出现多形态,大小不等的畸形,变成衰退型 3、细胞死亡,出现自溶现象。 4、有的微生物在此期合成或释放次生代谢物。 5、芽孢杆菌在此期释放芽孢。