微生物生長(zhǎng)曲線的特點(diǎn)與知識(shí)拓展及實(shí)踐應(yīng)用！
小楊 / 2024-02-18 08:37:44
一、知識(shí)簡(jiǎn)介
微生物生長(zhǎng)曲線是以微生物數(shù)量（活細(xì)菌個(gè)數(shù)或細(xì)菌重量）為縱坐標(biāo)，培養(yǎng)時(shí)間為橫坐標(biāo)畫得的曲線。一般說(shuō)，微生物（細(xì)菌）重量的變化比個(gè)數(shù)的變化更能在本質(zhì)上反應(yīng)出生長(zhǎng)的過(guò)程。曲線可分為三個(gè)階段即生長(zhǎng)率上升階段（對(duì)數(shù)生長(zhǎng)階段）、生長(zhǎng)率下降階段及內(nèi)源呼吸階段。
二、特點(diǎn)介紹
典型的微生物生長(zhǎng)曲線包括四個(gè)時(shí)期：遲緩期、對(duì)數(shù)期、穩(wěn)定期、衰亡期。
1、遲緩期
特點(diǎn)：生長(zhǎng)速率常數(shù)為零、菌體粗大、RNA含量增加、代謝活力強(qiáng)、對(duì)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(yīng)新的環(huán)境，同時(shí)要合成酶、輔酶、其他代謝中間代謝產(chǎn)物等，所以此時(shí)期的細(xì)胞數(shù)目沒(méi)有增加。
2、對(duì)數(shù)期
特點(diǎn)：生長(zhǎng)速率最快、代謝旺盛、酶系活躍、活細(xì)菌數(shù)和總細(xì)菌數(shù)大致接近、細(xì)胞的化學(xué)組成形態(tài)理化性質(zhì)基本一致。
成因：經(jīng)過(guò)調(diào)整期的準(zhǔn)備，為此時(shí)期的微生物生長(zhǎng)提供了足夠的物質(zhì)基礎(chǔ)，同時(shí)外界環(huán)境也是最佳狀態(tài)。
3、穩(wěn)定期
特點(diǎn)：活細(xì)菌數(shù)保持相對(duì)穩(wěn)定、總細(xì)菌數(shù)達(dá)到最高水平、細(xì)胞代謝產(chǎn)物積累達(dá)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(yíng)養(yǎng)的消耗使?fàn)I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(diǎn):細(xì)菌死亡速度大于新生成的速度、整個(gè)群體出現(xiàn)負(fù)增長(zhǎng)、細(xì)胞開始畸形、細(xì)胞死亡出現(xiàn)自溶現(xiàn)象。
成因：主要是外界環(huán)境對(duì)繼續(xù)生長(zhǎng)越來(lái)越不利、細(xì)胞的分解代謝大于合成代謝、繼而導(dǎo)致大量細(xì)菌死亡。
三、生長(zhǎng)與繁殖
微生物在適宜的環(huán)境條件下，不斷地吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，并按照自己的代謝方式進(jìn)行代謝活動(dòng)，如果同化作用大于異化作用，則細(xì)胞質(zhì)的量不斷增加，體積得以加大，于是表現(xiàn)為生長(zhǎng)。簡(jiǎn)單地說(shuō)，生長(zhǎng)就是有機(jī)體的細(xì)胞組分與結(jié)構(gòu)在量方面的增加。
單細(xì)胞微生物如細(xì)菌，生長(zhǎng)往往伴隨著細(xì)胞數(shù)目的增加。當(dāng)細(xì)胞增長(zhǎng)到一定程度時(shí)，就以二分裂方式，形成兩個(gè)基本相似的子細(xì)胞，子細(xì)胞又重復(fù)以上過(guò)程。在單細(xì)胞微生物中，由于細(xì)胞分裂而引起的個(gè)體數(shù)目的增加，稱為繁殖。在一般情況下，當(dāng)環(huán)境條件適合，生長(zhǎng)與繁殖始終是交替進(jìn)行的。從生長(zhǎng)到繁殖是一個(gè)由質(zhì)變到量變的過(guò)程，這個(gè)過(guò)程就是發(fā)育。
微生物處于一定的物理、化學(xué)條件下，生長(zhǎng)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(yīng)的范圍時(shí)，就會(huì)對(duì)機(jī)體產(chǎn)生抑制乃至殺滅作用。
四、知識(shí)拓展
1、微生物曲線出現(xiàn)的前提條件
（1）只能用同一種細(xì)菌的子細(xì)胞群體的變化規(guī)律表達(dá)微生物的生長(zhǎng)，若接種多種細(xì)菌則會(huì)發(fā)生種間競(jìng)爭(zhēng)而不能測(cè)定一種微生物的生長(zhǎng)規(guī)律。
（2）用液體培養(yǎng)基才能更方便地通過(guò)樣品推測(cè)細(xì)菌總數(shù)。
（3）培養(yǎng)基的容積恒定才能反映出微生物生長(zhǎng)規(guī)律與環(huán)境的關(guān)系
（4）在接種時(shí)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(zhǎng)短與菌種、培養(yǎng)條件等因素有關(guān)，增大接種量可以縮短調(diào)整期,實(shí)際上利用的生物的一種群體效應(yīng)，也就是通過(guò)種內(nèi)的相互關(guān)系(如種內(nèi)互助)，使之更快地適應(yīng)新環(huán)境，從而縮短調(diào)整期。像引進(jìn)一種動(dòng)物到新環(huán)境一樣,如果引入少數(shù)個(gè)別的動(dòng)物,那么就需要更長(zhǎng)的適應(yīng)時(shí)間甚至有可能無(wú)法生存;但如果引進(jìn)的是一個(gè)種群,那么就會(huì)大大縮短適應(yīng)的時(shí)間。另外，生物的生命活動(dòng)也會(huì)影響環(huán)境，如果生物的數(shù)量多些，對(duì)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(guò)程及實(shí)質(zhì)：在一個(gè)流動(dòng)裝置中，以定速度不斷地添加新的培養(yǎng)基，同時(shí)以同速度不斷放出老的培養(yǎng)基，以保證微生物對(duì)營(yíng)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(zhǎng)時(shí)間的高速生長(zhǎng)。實(shí)質(zhì)是人為延長(zhǎng)微生物生長(zhǎng)的穩(wěn)定期。
優(yōu)點(diǎn)：縮短了培養(yǎng)周期，提高了設(shè)備利用率，便于自動(dòng)化管理。
五、實(shí)踐應(yīng)用
根據(jù)微生物的生長(zhǎng)曲線可以明確微生物的生長(zhǎng)規(guī)律，對(duì)生產(chǎn)實(shí)踐具有重大的指導(dǎo)意義。故根據(jù)對(duì)數(shù)期的生長(zhǎng)規(guī)律可以得到培養(yǎng)菌種時(shí)縮短工期的方法：接種對(duì)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(zhǎng)規(guī)律，可知穩(wěn)定期是產(chǎn)物的最佳收獲期，也是最佳測(cè)定期，通過(guò)對(duì)穩(wěn)定期到來(lái)原因的研究還促進(jìn)了連續(xù)培養(yǎng)原理的提出和工藝技術(shù)的創(chuàng)建。
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