⑴ 微生物群體生長的規律是
一、微生物的生長和繁殖
微生物在適宜的環境條件下,不斷地吸收營養物質,並按照自己的代謝方式進行代謝活動,如果同化作用大於異化作用,則細胞質的量不斷增加,體積得以加大,於是表現為生長。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,由於細胞分裂而引起的個體數目的增加,稱為繁殖。在一般情況下,當環境條件適合,生長與繁殖始終是交替進行的。從生長到繁殖是一個由量變到質變的過程,這個過程就是發育。(附圖是大腸桿菌 E.coli.的分裂繁殖,可是費了俺好大的勁。^-^)
微生物處於一定的物理、化學條件下,生長發育正常,繁殖速率也高;如果某一或某些環境條件發生改變,並超出了生物可以適應的范圍時,就會對機體產生抑制乃至殺滅作用。
二、細菌純培養的群體生長規律
大多數細菌的繁殖速度都很快,大腸桿菌在適宜條件下,每20分鍾左右便可分裂一次,如果始終保持這樣的繁殖速度,一個細菌在48小時內,其子代群體將達到無法想像的數量。然而,實際情況並非如此。
將少量單細胞純培養接種到一恆定容積的新鮮液體培養基中,在適宜的條件下培養,定時取樣測定其細菌含量,可以看到以下現象:開始有一短暫時間,細菌數量並不增加,隨之細菌數目增加很快,既而細菌數又趨穩定,最後逐漸下降。如果以培養時間為橫坐標,以細菌數目的對數或生長速度為縱坐標作圖,可以得到一條曲線,稱為繁殖曲線,通常又稱為生長曲線。生長曲線代表了細菌在新的適宜的環境中生長繁殖直至衰老死亡全過程的動態變化。根據細菌生長繁殖速率的不同,可將生長曲線大致分為延遲期、對數期、穩定期和衰亡期四個階段。
(1)延遲期:少量細菌接種到新鮮培養基後,一般不立即進行繁殖,生長速度近於零。因此在開始一段時間,細菌數幾乎保持不變,甚至稍有減少。這段時間被稱為延遲期,又稱為遲緩期、調整期或滯留適應期。處於延遲期細菌細胞的特點是分裂遲緩、代謝活躍。延遲期的長短與菌種、種齡、接種量和培養基成分有關。
(2)對數期:對數期又稱指數期。這一階段突出特點是細菌數以幾何級數增加,代時穩定,細菌數目的增加與原生質總量的增加,與菌液混濁度的增加均呈正相關性。
(3)穩定期:又稱恆定期或最高生長期。處於穩定期的微生物,新增殖的細胞數與老細胞的死亡數幾乎相等,整個培養物中二者處於動態平衡,此時生長速度又逐漸趨向零。
穩定期的細胞內開始積累貯藏物,如肝糖、異染顆粒、脂肪粒等,大多數芽孢細菌也在此階段形成芽孢。如果為了獲得大量菌體,就應在此階段收獲,因這時細胞總數最高;這一時期也是發酵過程積累代謝產物的重要階段,某些放線菌抗生素的大量形成也在此時期。
(4)衰亡期:穩定期後如再繼續培養,細菌死亡率逐漸增加,以致死亡數大大超過新生數,群體中活菌數目急劇下降,出現了「負生長」,此階段叫衰亡期。
⑵ 單個細菌生長和細菌群體生長的區別
⒈單個細菌生長是種群,而細菌群體生長組成的是群落
⒉細菌群體在生長時一般會互相提供一種營養物質,促進相互之間的生長速度和分裂的速率,而單個細菌則比較慢些
3細菌群體的適應能力更強
⑶ 微生物群體生長有何規律
微生物群體生長有何規律
在一定條件下,微生物的生長有一定的規律.如將少量單細胞純種微生物接種到一定量的液體培養基後,如果條件適宜,通過定時取樣測定細胞數目,就可觀察到下面的現象:剛一開始,生長緩慢,細胞數基本上不增加;以後生長逐漸加快,細胞數目也增加得較快;然後有一段時間趨於穩定,細胞數基本不變;最後細胞數逐漸下降.這樣的結果用作圖法表示,取細胞數目的對數值作為縱坐標,以取樣的時間為橫坐標,可以繪出一條典型的生長曲線.
⑷ 名詞解釋一下生長、繁殖
生長(growth):生物體由小到大的過程即生長。多細胞生物體的生長,要從細胞分裂和細胞生長兩方面來考慮。是指細胞繁殖、增大和細胞間質增加,表現為組織、器官、身體各部以至全身的大小、長短和重量的增加以及身體成分的變化,為量的改變。單細胞生物的增殖也具有同樣的關系。在細菌學的領域里,個體數的增加也稱為生長。
繁殖,或稱生殖,是通過生物的方法製造生物新個體的過程。繁殖是所有生命都有的基本現象之一。每個現存的個體都是上一代繁殖所得來的結果。已知的繁殖方法可分為兩大類:有性繁殖與及無性繁殖。
⑸ 微生物群體生長的規律是
微生物群體生長的規律:
(1)調整期:細菌一般不分裂,代謝活躍,大量合成細胞分裂所需的酶類、ATP及其他細胞成分
(2)對數期:快速分裂(2n),代謝旺盛,形態及生理特性比較穩定,常作為生產菌種和科研的材料
(3)穩定期:繁殖速率與死亡速率相等(營養消耗、有害代謝產物積累、PH變化)活菌數目最多,代謝產物尤其是次級代謝產物積累,某些細菌開始形成芽孢
(4)衰亡期:死亡速率大於繁殖速率,細胞會出現多種形態,有些細菌開始解體,釋放出代謝產物等
⑹ 什麼是微生物有哪些主要類群
微生物包括:細菌、病毒、真菌以及一些小型的原生生物、顯微藻類等在內的一大類生物群體,它個體微小,與人類關系密切。涵蓋了有益跟有害的眾多種類,廣泛涉及食品、醫葯、工農業、環保、體育等諸多領域。
在中國大陸地區及台灣的教科書中,均將微生物劃分為以下8大類:細菌、病毒、真菌、放線菌、立克次氏體、支原體、衣原體、螺旋體。有些微生物是肉眼可以看見的,像屬於真菌的蘑菇、靈芝、香菇等。還有微生物是一類由核酸和蛋白質等少數幾種成分組成的「非細胞生物」,但是它的生存必須依賴於活細胞。
(6)什麼是微生物的群體生長擴展閱讀:
相比於大型動物,微生物具有極高的生長繁殖速度。大腸桿菌能夠在12.5-20分鍾內繁殖1次。不妨計算一下,1個大腸桿菌假設20分鍾分裂1次,1小時3次,1晝夜24小時分裂24×3=72次,大概可產生4722366500萬億個(2的72次方),這是非常巨大的數字。
但事實上,由於各種條件的限制,如營養缺失、競爭加劇、生存環境惡化等原因,微生物無法完全達到這種指數級增長。 已知大多數微生物生長的最佳pH范圍為7.0 (6.6~7.5)附近,部分則低於4.0。
微生物的這一特性使其在工業上有廣泛的應用,如發酵、單細胞蛋白等。微生物是人類不可或缺的好朋友。
⑺ 細菌的群體生長
細菌(英文:germs;學名:bacteria)廣義的細菌即為原核生物是指一大類細胞核無核膜包裹,只存在稱作擬核區(nuclear region)(或擬核)的裸露DNA的原始單細胞生物,包括真細菌(eubacteria)和古生菌(archaea)兩大類群。其中除少數屬古生菌外,多數的原核生物都是真細菌。可粗分為6種類型,即細菌(狹義)、放線菌、螺旋體、支原體、立克次氏體和衣原體。人們通常所說的即為狹義的細菌,狹義的細菌為原核微生物的一類,是一類形狀細短,結構簡單,多以二分裂方式進行繁殖的原核生物,是在自然界分布最廣、個體數量最多的有機體,是大自然物質循環的主要參與者。細菌主要由細胞壁、細胞膜、細胞質、核質體等部分構成,有的細菌還有莢膜、鞭毛、菌毛等特殊結構。絕大多數細菌的直徑大小在0.5~5μm之間。可根據形狀分為三類,即:球菌、桿菌和螺形菌(包括弧菌、螺菌、螺桿菌)。 按細菌的生活方式來分類,分為兩大類:自養菌和異養菌,其中異養菌包括腐生菌和寄生菌。按細菌對氧氣的需求來分類,可分為需氧(完全需氧和微需氧)和厭氧(不完全厭氧、有氧耐受和完全厭氧)細菌。按細菌生存溫度分類,可分為喜冷、常溫和喜高溫三類。細菌的發現者:荷蘭商人安東·列文虎克。
細菌是生物的主要類群之一,屬於細菌域。細菌是所有生物中數量最多的一類,據估計,其總數約有 5×10的三十次方個。細菌的個體非常小,目前已知最小的細菌只有0.2微米長,因此大多隻能在顯微鏡下看到它們。細菌一般是單細胞,細胞結構簡單,缺乏細胞核、細胞骨架以及膜狀胞器,例如粒線體和葉綠體。基於這些特徵,細菌屬於原核生物(Prokaryota)。原核生物中還有另一類生物稱做古細菌(Archaea),是科學家依據演化關系而另闢的類別。為了區別,本類生物也被稱做真細菌(Eubacteria)。
細菌廣泛分布於土壤和水中,或者與其他生物共生。人體身上也帶有相當多的細菌。據估計,人體內及表皮上的細菌細胞總數約是人體細胞總數的十倍。此外,也有部分種類分布在極端的環境中,例如溫泉,甚至是放射性廢棄物中,它們被歸類為嗜極生物,其中最著名的種類之一是海棲熱袍菌(Thermotoga maritima),科學家是在義大利的一座海底火山中發現這種細菌的。然而,細菌的種類是如此之多,科學家研究過並命名的種類只佔其中的小部份。細菌域下所有門中,只有約一半包含能在實驗室培養的種類。
細菌的營養方式有自營及異營,其中異營的腐生細菌是生態系中重要的分解者,使碳循環能順利進行。部分細菌會進行固氮作用,使氮元素得以轉換為生物能利用的形式。
⑻ 試述微生物群體生長規律生產中如何用這種規律提高產品的產量和質量
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細菌群體生長規律
細菌接種到均勻的液體培養基後,當細菌以二分裂法繁殖,分裂後的子細胞都具有生活能力。在不補充營養物質或移去培養物,保持整個培養液體積不變條件下,以時間為橫坐標,以菌數為縱坐標,根據不同培養時間時細菌數量的變化,可以作出一條反映細菌在整個培養期間菌數變化規律的曲線,這種曲線稱為生長曲線稱為生長曲線 (growth curve) 。一條典型的生長曲線至少可以分為遲緩期、對數期、穩定期和衰亡期等四個生長時期。
1 .遲緩期 (1ag phase) .
又稱延滯期、適應期。細菌接種到新鮮培養基而處於一個新的生長環境,因此在一段時間里並不馬上分裂,細菌的數量維持恆定,或增加很少。此時胞內的 RNA 、蛋白質等物質含量有所增加,相對地此時的細胞體最大,說明細菌並不是處於完全靜止的狀態。產生遲緩期的原因,認為是微生物接種到一個新的環境,暫時缺乏足夠的能量和必需的生長因子,「種子」老化 ( 即處於非對數生長期 ) 或未充分活化,接種時造成的損傷等。在工業發酵和科研中遲緩期會增加生產周期而產生不利的影響,但是遲緩期無疑也是必需的,因為細胞分裂之前,細胞各成分的復制與裝配等也需要時間,因此應該採取一定的措施: ① 通過遺傳學方法改變種的遺傳特性使遲緩期縮短; ② 利用對數生長期的細胞作為「種子」; ③ 盡量使接種前後所使用的培養基組成不要相差太大; ④ 適當擴大接種量等方式縮短遲緩期,克服不良的影響。
2 .對數生長期 (log phase)
又稱指數生長期 (exponential Phase) 。細菌經過遲緩期進入對數生長期,並以最大的速率生長和分裂,導致細菌數量呈對數增加,而且細菌內各成分按比例有規律地增加,此時期內的細菌生長是平衡生長。對數生長期細菌的代謝活性、酶活性高而穩定,大小比較一致,生活力強,因而它廣泛地在生產上用作「種子」和在科研上作為理想的實驗材料。
3 .穩定生長期 (stationary phase)
由於營養物質消耗,代謝產物積累和 pH 等環境變化,逐步不適宜於細菌生長,導致生長速率降低直至零 ( 即細菌分裂增加的數量等於細菌死亡數量 ) ,結束對數生長期,進入穩定生長期。穩定生長期的話細菌數最高並維持穩定。如果及時採取措施,補充營養物質或取走代謝產物或改善培養條件,如對好氧菌進行通氣、攪拌或振盪等可以延長穩定生長期,獲得更多的菌體物質或代謝產物。
4 .衰亡期 (decline 或 death Phase)
營養物質耗盡和有毒代謝產物的大量積累,細菌死亡速率逐步增加和活細菌逐步減少,標志進入衰亡期。該時期細菌代謝活性降低,細菌衰老並出現自溶。該時期死亡的細菌以對數方式增加,但在衰亡期的後期,由於部分細菌產生抗性也會使細菌死亡的速率降低。
此外,不同的微生物,甚至同一種微生物對不同物質的利用能力是不同的。有的物質可直接被利用 ( 例如葡萄糖或 NH 4 + 等 ) ;有的需要經過一定的適應期後才能獲得利用能力 ( 例如乳糖或 NO 3 - 等 ) 。前者通常稱為速效碳源 ( 或氮源 ) ,後者稱為遲效碳源 ( 或氮源 ) 。當培養基中同時含有這兩類碳源 ( 或氮源 ) 時,微生物在生長過程中會產生二次生長現象。連續培養 (continous culture of microorganisms) 是在微生物的整個培養期間,通過一定的方式使微生物能以恆定的比生長速率生長並能持續生長下去的一種培養方法。根據生長曲線,營養物質的消耗和代謝產物的積累是導致微生物生長停止的主要原因。因此在微生物培養過程中不斷的補充營養物質和以同樣的速率移出培養物是實現微生物連續培養的基本原則。
提高產品的產量和質量:
在連續培養里,培養容器中細菌的數量一方面以比生長速率的數量增加,同時又在以稀釋率的數量減少。
連續培養有兩種類型,恆化器連續培養和恆濁器連續培養。前者是在整個培養過程中通過控制培養基中某種營養物質的濃度基本恆定的方式,保持細菌的比生長速率恆定,使生長「不斷」進行。培養基中的某種營養物質通常是作為細菌比生長速率的控制因子,這類因子一般是氨基酸、氨和銨鹽等氮源,或是葡萄糖、麥芽糖等碳源或者是無機鹽,生長因子等物質。恆化器連續培養通常用於微生物學的研究,篩選不同的變種。後者主要是通過連續培養裝置中的光電系統控制培養液中菌體濃度恆定、使細菌生長連續進行的一種培養方式。菌液濃度大小通過光電系統調節稀釋率來維持菌數恆定,此種培養方式一般用於菌體以及與菌體生長平行的代謝產物生產的發酵工業,從而獲得更好的經濟效益。
連續培養如用於生產實踐上,就稱為連續發酵,連續發酵與單批發酵相比有許多優點: ① 高效,它簡化了裝料,滅菌、生產時間和提高了設備的利用率; ② 自控,便於利用各種儀表進行自動控制; ③ 產品質量較穩定; ④ 節約了大量動力、人力等資源。
連續培養或連續發酵也有其缺點。最主要的是菌種易於退化。其次易遭雜菌污染。此外營養的利用率一般亦低於單批培養。
在生產實踐上,連續培養技術已廣泛用於酵母菌體的生產,乙醇、乳酸和丙酮 - 丁醇等發酵。以及用假絲酵母進行石油脫蠟或是污水處理中。