1. 如何延长微生物生长曲线中的稳定期
稳定期(stationary phase) 又称恒定期或最高生长期.处于稳定期的微生物,新增殖的细胞数与老细胞的死亡数几乎相等,整个培养物中二者处于动态平衡,此时生长速度,又逐渐趋向零.
在一定容积的培养基中,细菌为什么不能按对数期的高速率无限生长呢?这是由于对数期细菌活跃生长引起周围环境条件条件发生了一系列变化,某些营养物质消耗,有害代谢产物的积累,以及诸如pH、氧化还原电位、温度等的改变,限制了菌体细胞继续以高速度进行生长和分裂.
此阶段初期,细菌分裂的间隔时间开始延长,曲线上升逐渐缓慢.随后,部分细胞停止分裂,少数细胞开始死亡,致使细胞的新生与死亡速率处于动态平衡.这时培养物中细胞总数达到最高水平,接着死亡细胞数大大超过新增殖细胞数,曲线出现下降趋势.
稳定期的细胞内开始积累贮藏物,如肝糖、异染颗粒、脂肪粒等,大多数芽孢细菌也在此阶段形成芽孢.如果为了获得大量菌体,就应在此阶段收获,因这时细胞总数量最高;这一时期也是发酵过程积累代谢产物的重要阶段,某些放线菌抗生素的大量形成也在此时期.
从上可以看出,稳定期的微生物,在数量上的达到了最高水平,产物的积累也达到了高峰,此时,菌体的总产量与所消耗的营养物质之间存在着一定关系,这种关系,生产上称为产量常数,可用下式表示:
γ=菌体总生长量/消耗营养物质总量
式中γ值的大小可说明该种细菌同化效率的高低.根据这一原理,可用适当的微生物作为指示,对维生素、氨基酸或核苷酸等进行定量的生物测定.稳定期的长短与菌种和外界环境条件有关.生产上常常通过补料、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.稳定期的长短与菌种和外界环境条件有关.
2. 微生物生长曲线的生长规律
任何生物都有出生、发育、繁殖、衰老和死亡的过程。微生物也不例外。不过,微生物的生长规律和大生物有些不同,大生物通常是以一个个体为对象,而微生物的生长通常指细胞数目的增加。如果把单细胞的微生物接种到体积一定的液体营养液中,在适宜的培养条件下进行培养,这些单细胞微生物就会不断增殖,细胞数目会不断增加,如果把这种增加情况画一个对数曲线,就呈现出一定的规律,叫做单细胞微生物的生长曲线。其纵坐标为每毫升培养液中微生物细胞数目的对数,横坐标为培养时间。生长曲线代表细菌在一个新的适宜的环境中生长繁殖以至衰老死亡的全部过程的动态。
在细菌的对数生长期,有几个重要的指标用来反映微生物生长的情况。分裂的次数:以n表示,即一个单细胞微生物一分为二的次数。生长速率常数:以R表示,指每小时细胞分裂的次数。代时:以G表示,指细胞每分裂一次所需要的时间。下表列出了一些微生物的代时。
一些细菌的代时 细菌种类 培养基 培养温度(℃) 代时(分) 大肠杆菌
(Escherichia coli) 肉汤 37 17 大肠杆菌
(Escherichia coli) 牛奶 37 12.5 产气肠杆菌
(Enterobacter aerogenes) 肉汤,牛奶 37 16-18 产气肠杆菌
(Enterobacter aerogenes) 合成培养基 37 29-44 蕈状芽孢杆菌
(Bacillus mycoides) 肉汤 37 28 蜡样芽孢杆菌
(Bacillus cereus) 肉汤 30 18 嗜热芽孢杆菌
(Bacillus thermophilus) 肉汤 55 18.3 枯草芽孢杆菌
(Baacillus subtilis) 肉汤 25 26-32 巨大芽孢杆菌
(Bacillus megaterium) 肉汤 30 31 嗜酸乳杆菌
(Lactobacillus idophilas) 牛奶 37 66-87 乳酸链球菌
(Streptococcus lactie) 牛奶 37 26 乳酸链球菌
(Streptococcus lactie) 乳糖肉汤 37 48 金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus) 肉汤 37 27-30 丁酸梭菌
(Clostridium butyricum) 玉米醪 30 51 褐球固氮菌
(Azotobacter chroococcum) 葡萄糖 25 240 大豆根瘤菌(Rhizobium japonicum) 葡萄糖 25 344-461 活跃硝化杆菌
(Nitrobacter agilis) 复合培养基 27 1200 漂游假单胞杆菌
(Pseudomonas natriegenes) 合成培养基 27 9.8
3. 微生物生长曲线按顺序排列分为那四个时期( )。
A
答案解析:
微生物生长曲线按顺序排列分为迟滞期、对数期、稳定期、衰亡期。
4. 微生物生长曲线各个时期的特点
迟滞期:1.生长速率常数为0;2.细胞形态变大或增长,许多杆菌可长成丝状;3.细胞内的RNA尤其是rRNA含量增高,原生质呈嗜碱性;4.合成代谢十分活跃;5.对外界不良条件敏感。
指数期:生长速率常数R最大代时最短;2.细胞进行平衡生长;3.酶系活跃,代谢旺盛。
稳定期:生长速率常数R等于0。
衰亡期:个体死亡速度大于新生速度,整个群体呈现负增长状态。
5. 微生物生长曲线分为什么四个时期
单细胞微生物典型生长曲线分为延滞期(适应期)、指数期、稳定期和衰亡期 4 个时期。各个时期的特点是:停滞期:(1)细胞物质开始增加;(2)有的细胞开始不适应环境而死亡;(3)细菌总数下降;(4)停滞期末期,细胞代谢活动能力强,细胞中RNA含量高,嗜碱性强。对不良环境条件较敏感,呼吸速度、核酸及蛋白质的合成速度接近对数细胞,并开始细胞分裂。对数期:(1)菌体以几何数增加,增长速度快;(2)细胞代谢能力最强;(3)细菌很少死亡或不死亡。稳定期:(1)生长速率下降,死亡率上升;(2)细胞数达到最大值,新生的细菌数和死亡的细菌数相当。衰亡期:(1)死亡率增加,细菌少繁殖或不繁殖;(2)细菌常出现多形态、畸形或衰退型,有的会产生芽孢。
6. 微生物生长曲线数据如何处理
一共四个阶段:迟缓期,对数期,稳定期和衰老期。根据微生物的生长曲线可以明确微生物的生长规律,对生产实践具有重大的指导意义。故根据对数期的生长规律可以得到培养菌种时缩短工期的方法:接种对数期的菌种,采用最适菌龄,加大接种量,用与培养菌种相同组成的培养基。又如,根据稳定期的生长规律,可知稳定期是产物的最佳收获期,也是最佳测定期,通过对稳定期到来原因的研究还促进了连续培养原理的提出和工艺技术的创建。
7. 微生物生长曲线中延滞期的特点是什么如何缩短延滞期
微生物培养在延滞期有以下特点:
(1)细胞物质开始增加;
(2)有的细胞因不适应环境而死亡;
(3)微生物细胞总数有所下降;
(4)延滞期末期,细胞代谢活动能力开始增强,并开始细胞分裂。
以下方法可缩短延滞期:
(1)用对数生长期的微生物进入接种;
(2)培养基成分尽可能与种子培养基成分相同;
(3)增大接种量。
8. 分批发酵过程中微生物生长曲线主要包括哪几个阶段
微生物生长曲线是以微生物数量(活细菌个数或细菌重量)为纵坐标,培养时间为横坐标画得的曲线。在发酵中,通常是用比浊法得到的曲线来监测微生物生长情况的。
比浊法的原理是:微生物的生长引起培养物混浊度的增高。通过分光光度计测定一定波长下的吸光值,判断微生物的生长状况。该法主要用于发酵工业菌体生长监测。以此得出的吸光光度值称为“OD值”。
典型的微生物生长曲线包括四个时期:迟缓期、对数期、稳定期、衰亡期。
迟缓期(迟滞期、调整期)特点:生长速率常数为零。微生物刚刚接种到培养基之上,其代谢系统需要适应新的环境,同时要合成酶、辅酶、其他代谢中间代谢产物等,所以此时期的细胞数目没有增加。
对数期(对数生长期)特点:生长速率最快、代谢旺盛、活细菌数和总细菌数大致接近、细胞的化学组成形态理化性质基本一致。这是因为经过调整期的准备,为此时期的微生物生长提供了足够的物质基础,同时外界环境也是最佳状态。但此阶段基本没有发酵产物积累。
稳定期特点:活细菌数保持相对稳定、总细菌数达到最高水平、发酵产物大量积累,是生产的收获期。营养物质的消耗使营养物比例失调、有害代谢产物积累、PH值EH值等理化条件越来越不适宜。
衰亡期特点:细菌死亡速度大于新生成的速度、整个群体出现负增长、细胞开始畸形、细胞死亡出现自溶现象。这是因为随着发酵产物和其他代谢产物的大量积累,生长环境对继续生长越来越不利、细胞的分解代谢大于合成代谢、继而导致大量细菌死亡。
微生物生长曲线
9. 如何延长微生物生长曲线中的稳定期
如前面回答的,稳定期主要的是由于“对数期细菌活跃生长引起周围环境条件条件发生了一系列变化,某些营养物质消耗,有害代谢产物的积累,以及诸如pH、氧化还原电位、温度等的改变,限制了菌体细胞继续以高速度进行生长和分裂。”
如果是pH、溶氧等理化条件,可以流加酸碱、改善通气、控温(一般适当降低温度,有利延长,这个在抗生素发酵中很常见)等等方法,营养物的消耗可以通过流加补料解决。总之就是满足微生物正常生长的要求和条件,必要时可适当采用降温等手段,减弱新陈代谢,延长时间。这样可能产物合成速率有一定的下降,但是时间延长了,总量还是增加的。特别对抗生素这些次级代谢产物很明显。