第七章 微生物的生长及其控制
个体生长 个体繁殖 群体生长
平衡生长
量 数 量
群体生长 = 个体生长 + 个体繁殖
第一节 测定微生物繁殖的方法
一、测生长量
直接法
间接法
比例计数法
血球计数法
测体积
称干重
比浊法
生理指标法
直接法
间接法 液体稀释法 平板菌落计数法
二、测繁殖数
第二节 微生物的生长规律
一、细菌的个体生长和同步生长
1,同步培养（ synchronous
culture）：即设法使群体中的所有
细胞尽可能都处于同样细胞生长和
分裂同期中，然后分析此群体的各
种生物化学特 征，从而了解单个细
胞所发生的变化。
2、同步生长（ synchronous growth）：
通过同步培养而使细胞群体处于分
裂步调的状态，就称 同步生长。
二、典型生长曲线
? 1、典型生长曲线,
将菌种接种在液体培养基
中隔一定时间取样，计算菌数，
以菌数的对数为纵坐标，生长
时间为横坐标作图。
? 包括 延滞期、指数期、稳定期
和衰亡期等四个时期
? R(生长速率常数 )=分裂次数
(代 )/单位时间
霉菌的生长曲线是否是典型生长曲线？
固体培养基表面菌落是否为典型生长曲线？
？
（一）延滞期（ las phase）
1 特点,
? 细胞数目不增加 (R=0)
? 细胞长、大
? 代谢旺盛 (RNA含量增加 )
? 诱导酶迅速合成
? 对不良条件敏感，抵抗力降低
2 影响因素
? 菌种
? 接种龄,即, 种子, 的群体生长年龄，即处在生长曲线上的 哪一个阶段，
这是一种生理年龄。
? 接种量：接种量的大小明显影响延滞期的长短。
? 种子培养基成分,接种到营养丰富的天然培养基中的微生物，要比接种
到营养单调的组分 培养基中的延滞期短。
（二）指数期（ exponential phase）
1 特点,
? 生长速率常数最大,繁殖数 > 死亡数
? 代时短，即 细胞每分裂一次所需的代时 G（增代时间,generation
time）或原生质增加一倍所需的倍增时间（ doubling time）最短,
? 成分均匀
? 酶活力高，酶系活跃，代谢旺盛。
2 三个重要参数
（三）稳定期（ stationary phase）
1 特点,
? 细胞数目不增加 (R=0),即处于新繁殖的细胞数与衰亡的细胞数相等，
或正生长与负生长相等的动态平衡之中。
? 菌体产量达到了最高点，而 且菌体产量与营养物质的消耗间呈现出
一定的比例关系
? 细胞长、大
? 代谢旺盛 (RNA含量增加 )
? 诱导酶迅速合成
? 对不良条件敏感，抵抗力降低
2 稳定期到来的原因主要是,
? 营养物尤其是生长限制因子的耗尽；
? 营养物的比例失调，如 C／ N比值不合适；
? 酸、醇、毒素或 H20等有害代谢产物的累积；
? pH、氧化还原势 等物化条件越来越不适宜。
3 应用
稳定期是以生产菌体或与
菌体生长相平行的代谢产物，
例如单细胞蛋白、乳酸等为
目的的一些发酵生产的最佳
收获期，也是对某些生长因
子例如维生素和氨基酸等进
行生物测定的 必要前提。此
外，由于对稳定期到来的原
因进行研究，还促进了连续
培养技术的设计和研究 。
（四）衰亡期（ decline Phase或 death Phase）
1 特点,
? 个体死亡的速度超过新生的速度 (繁殖数 <死亡数 )，整个群体就呈现
出负生长（ R<0）。
? 细胞形态多样，例如会产生很多膨大、不规则的退化形态；
? 有的微生物因蛋白水解酶活力的增强就发生自溶（ autolysis）；
? 有的微生物在这时产生或释放对人类有用的抗生素等次生代谢产物；
? 在芽抱杆菌中，芽抱释放往往也发生在这一时期。
2 影响因素
? 环境不利，分解代谢速度 >>合成速度
三 微生物的连续培养
? 连续培养 （ continuous culture） 又
称开放培养 （ open culture）, 是相对
于上述绘制典型生长 曲线时所采用的那
种单批培养 （ batch culture） 或密闭培养
（ closed culture） 而言的 。
? 原理,通过认识稳定期到来, 并采取相
应的 有效措施：反, 稳定期, 的到来 。
? 。
? 恒法器（ turbidostat）这是根据培养器内微生物的生长密
度，并借光电控制系统来控制培养液流速，以取得菌体密
度高、生长速度恒定的微生物细胞的连续培养器。 在恒浊
器中的微生物，始终能以最高生长速率进行生长，并可在
允许范围内控制不同的 菌体密度。
? 恒化器 （ chemostat或 bactosen） 与恒浊器相反, 恒化器
是一种设法使培养液流速保持不变, 并使微生物始终在低
于其最高生长速率条件下进行生长繁殖的一种连续培养装
置 。 这 B一种通过控制某一种营养物的浓度, 使其始终成
为生长限制因子的条件下体到的,
第三节 理化因子对微生物生长的影响
一 温度
生长温度的三基点
最低温度
最适温度
最高温度
最适温度：某菌分裂代时最短、
生长速率最高的温度。
嗜冷菌,< 20℃
中温菌,20~45 ℃
嗜热菌,>45 ℃
二 氧气
1 微生物与 O2关系
2厌氧菌受氧毒害机制
三 pH值
缓冲液
内源性
备用碱, CaCO3
外加调节：直接加酸、碱 (工业适用 )
等克分子量,pH值为 6.8 KH2PO4 K
2HPO4
一 基本概念
第二节 有害微生物的控制
1 灭菌
2 消毒
3防腐
4化疗
二 高温灭菌
湿热灭菌效力高的 原因,
1)有水，蛋白质易凝固
2)热蒸汽的穿透力强
3)蒸汽有潜热存在
三 化学杀菌剂
(一 )表面消毒剂
? 对一切活细胞都有毒性、不能用作活细胞内的化学治疗用
的化学药剂
? 石炭酸系数,在一定时间内被试药剂能杀死全部供试菌的
最高稀释度与达到同效石炭酸的最高稀释度的比率。
(二 )化学治疗剂
? 抗代谢药物 --磺胺类
? 嘌呤对抗物 --6-巯基嘌呤
? 氨基酸对抗物 --5-甲基色嘌呤
? 吡哆醇对抗物 --异烟肼
抗代谢药物一磺脓类药物
? 1934年德国 Domagk对各
种偶氮染料进行抗菌试
验 -- ‘百浪多息 ’ 可治疗
人的链球菌病及儿童的
丹毒
? 磺胺 是 PABA的 结构类似
物,发生竞争性桔抗作
用，形成“假二氢叶酸”
(三 )抗生素
? 由生物在其生命活动中产生的一种次
生代谢物，在低浓度时可抑制或杀死
其它的微生物。
? 抗菌谱,抗生素对微生物作用的范围。
? 抗生素的作用方式
? 抑制细胞壁的形成：青霉素、杆菌肽、
环丝氨酸
? 阻碍核酸的合成：利福霉素、丝裂霉素、
博莱霉素
? 干扰蛋白质的合成：链霉素、红霉素、
四环素
? 损伤细胞膜的功能：多粘菌素、短杆菌
素
多粘菌素
萘啶酸、诺氟沙星、环丙沙星
个体生长 个体繁殖 群体生长
平衡生长
量 数 量
群体生长 = 个体生长 + 个体繁殖
第一节 测定微生物繁殖的方法
一、测生长量
直接法
间接法
比例计数法
血球计数法
测体积
称干重
比浊法
生理指标法
直接法
间接法 液体稀释法 平板菌落计数法
二、测繁殖数
第二节 微生物的生长规律
一、细菌的个体生长和同步生长
1,同步培养（ synchronous
culture）：即设法使群体中的所有
细胞尽可能都处于同样细胞生长和
分裂同期中，然后分析此群体的各
种生物化学特 征，从而了解单个细
胞所发生的变化。
2、同步生长（ synchronous growth）：
通过同步培养而使细胞群体处于分
裂步调的状态，就称 同步生长。
二、典型生长曲线
? 1、典型生长曲线,
将菌种接种在液体培养基
中隔一定时间取样，计算菌数，
以菌数的对数为纵坐标，生长
时间为横坐标作图。
? 包括 延滞期、指数期、稳定期
和衰亡期等四个时期
? R(生长速率常数 )=分裂次数
(代 )/单位时间
霉菌的生长曲线是否是典型生长曲线？
固体培养基表面菌落是否为典型生长曲线？
？
（一）延滞期（ las phase）
1 特点,
? 细胞数目不增加 (R=0)
? 细胞长、大
? 代谢旺盛 (RNA含量增加 )
? 诱导酶迅速合成
? 对不良条件敏感，抵抗力降低
2 影响因素
? 菌种
? 接种龄,即, 种子, 的群体生长年龄，即处在生长曲线上的 哪一个阶段，
这是一种生理年龄。
? 接种量：接种量的大小明显影响延滞期的长短。
? 种子培养基成分,接种到营养丰富的天然培养基中的微生物，要比接种
到营养单调的组分 培养基中的延滞期短。
（二）指数期（ exponential phase）
1 特点,
? 生长速率常数最大,繁殖数 > 死亡数
? 代时短，即 细胞每分裂一次所需的代时 G（增代时间,generation
time）或原生质增加一倍所需的倍增时间（ doubling time）最短,
? 成分均匀
? 酶活力高，酶系活跃，代谢旺盛。
2 三个重要参数
（三）稳定期（ stationary phase）
1 特点,
? 细胞数目不增加 (R=0),即处于新繁殖的细胞数与衰亡的细胞数相等，
或正生长与负生长相等的动态平衡之中。
? 菌体产量达到了最高点，而 且菌体产量与营养物质的消耗间呈现出
一定的比例关系
? 细胞长、大
? 代谢旺盛 (RNA含量增加 )
? 诱导酶迅速合成
? 对不良条件敏感，抵抗力降低
2 稳定期到来的原因主要是,
? 营养物尤其是生长限制因子的耗尽；
? 营养物的比例失调，如 C／ N比值不合适；
? 酸、醇、毒素或 H20等有害代谢产物的累积；
? pH、氧化还原势 等物化条件越来越不适宜。
3 应用
稳定期是以生产菌体或与
菌体生长相平行的代谢产物，
例如单细胞蛋白、乳酸等为
目的的一些发酵生产的最佳
收获期，也是对某些生长因
子例如维生素和氨基酸等进
行生物测定的 必要前提。此
外，由于对稳定期到来的原
因进行研究，还促进了连续
培养技术的设计和研究 。
（四）衰亡期（ decline Phase或 death Phase）
1 特点,
? 个体死亡的速度超过新生的速度 (繁殖数 <死亡数 )，整个群体就呈现
出负生长（ R<0）。
? 细胞形态多样，例如会产生很多膨大、不规则的退化形态；
? 有的微生物因蛋白水解酶活力的增强就发生自溶（ autolysis）；
? 有的微生物在这时产生或释放对人类有用的抗生素等次生代谢产物；
? 在芽抱杆菌中，芽抱释放往往也发生在这一时期。
2 影响因素
? 环境不利，分解代谢速度 >>合成速度
三 微生物的连续培养
? 连续培养 （ continuous culture） 又
称开放培养 （ open culture）, 是相对
于上述绘制典型生长 曲线时所采用的那
种单批培养 （ batch culture） 或密闭培养
（ closed culture） 而言的 。
? 原理,通过认识稳定期到来, 并采取相
应的 有效措施：反, 稳定期, 的到来 。
? 。
? 恒法器（ turbidostat）这是根据培养器内微生物的生长密
度，并借光电控制系统来控制培养液流速，以取得菌体密
度高、生长速度恒定的微生物细胞的连续培养器。 在恒浊
器中的微生物，始终能以最高生长速率进行生长，并可在
允许范围内控制不同的 菌体密度。
? 恒化器 （ chemostat或 bactosen） 与恒浊器相反, 恒化器
是一种设法使培养液流速保持不变, 并使微生物始终在低
于其最高生长速率条件下进行生长繁殖的一种连续培养装
置 。 这 B一种通过控制某一种营养物的浓度, 使其始终成
为生长限制因子的条件下体到的,
第三节 理化因子对微生物生长的影响
一 温度
生长温度的三基点
最低温度
最适温度
最高温度
最适温度：某菌分裂代时最短、
生长速率最高的温度。
嗜冷菌,< 20℃
中温菌,20~45 ℃
嗜热菌,>45 ℃
二 氧气
1 微生物与 O2关系
2厌氧菌受氧毒害机制
三 pH值
缓冲液
内源性
备用碱, CaCO3
外加调节：直接加酸、碱 (工业适用 )
等克分子量,pH值为 6.8 KH2PO4 K
2HPO4
一 基本概念
第二节 有害微生物的控制
1 灭菌
2 消毒
3防腐
4化疗
二 高温灭菌
湿热灭菌效力高的 原因,
1)有水，蛋白质易凝固
2)热蒸汽的穿透力强
3)蒸汽有潜热存在
三 化学杀菌剂
(一 )表面消毒剂
? 对一切活细胞都有毒性、不能用作活细胞内的化学治疗用
的化学药剂
? 石炭酸系数,在一定时间内被试药剂能杀死全部供试菌的
最高稀释度与达到同效石炭酸的最高稀释度的比率。
(二 )化学治疗剂
? 抗代谢药物 --磺胺类
? 嘌呤对抗物 --6-巯基嘌呤
? 氨基酸对抗物 --5-甲基色嘌呤
? 吡哆醇对抗物 --异烟肼
抗代谢药物一磺脓类药物
? 1934年德国 Domagk对各
种偶氮染料进行抗菌试
验 -- ‘百浪多息 ’ 可治疗
人的链球菌病及儿童的
丹毒
? 磺胺 是 PABA的 结构类似
物,发生竞争性桔抗作
用，形成“假二氢叶酸”
(三 )抗生素
? 由生物在其生命活动中产生的一种次
生代谢物，在低浓度时可抑制或杀死
其它的微生物。
? 抗菌谱,抗生素对微生物作用的范围。
? 抗生素的作用方式
? 抑制细胞壁的形成：青霉素、杆菌肽、
环丝氨酸
? 阻碍核酸的合成：利福霉素、丝裂霉素、
博莱霉素
? 干扰蛋白质的合成：链霉素、红霉素、
四环素
? 损伤细胞膜的功能：多粘菌素、短杆菌
素
多粘菌素
萘啶酸、诺氟沙星、环丙沙星
