微生物分批培養(yǎng)時為什么會出現(xiàn)遲緩期?
- 教育綜合
- 2022-12-29 12:58:48
分批培養(yǎng)微生物生長分哪四個階段?出現(xiàn)比生長速率下降的原因有哪些?
分批培養(yǎng)微生物生長分為以下幾個階段: 1、遲滯期,生物種子接入培養(yǎng)基后對環(huán)境有一個適應(yīng)階段,此階段細胞的總量和濃度保持不變,即細胞不生長也不合成產(chǎn)品, 2、加速生長期,細胞適應(yīng)新環(huán)境開始生長和繁殖,細胞的個體差異造成細胞的逐步增加。 3、指數(shù)生長期,又稱對數(shù)期,細胞的數(shù)量每隔一段時間固定的時期就會翻一翻。 4、減數(shù)生長期,細胞的生長繁殖造成營養(yǎng)物質(zhì)的稀少,代謝產(chǎn)物對其生長造成的影響并受到限制,因襲增長速度減緩。 5、平衡生長期,細胞的增長和死亡速率相等,達到平衡。 6、負生長期,在營養(yǎng)和代謝產(chǎn)物的共同作用下,細胞的死亡速率大于生長速率,細胞數(shù)量成降低趨勢。哪些原因?qū)е陆臃N后使微生物液體培養(yǎng)物有較長的延遲期
菌種:繁殖速度較快的菌種的延遲期一般較短; 接種物菌齡:用對數(shù)生長期的菌種接種時,其延遲期較短,甚至檢查不到延遲期; 接種量:一般來說,接種量增大可縮短甚至消除延遲期(發(fā)酵工業(yè)上一般采用1/10的接種量); 培養(yǎng)基成分:在營養(yǎng)成分豐富的天然培養(yǎng)基上生長的延滯期比在合成培養(yǎng)基上生長時短;接種后培養(yǎng)基成分有較大變化時,會使延滯期加長,所以發(fā)酵工業(yè)上盡量使發(fā)酵培養(yǎng)基的成分與種子培養(yǎng)基接近。分批發(fā)酵過程中微生物生長曲線主要包括哪幾個階段?
微生物生長曲線是以微生物數(shù)量(活細菌個數(shù)或細菌重量)為縱坐標,培養(yǎng)時間為橫坐標畫得的曲線。在發(fā)酵中,通常是用比濁法得到的曲線來監(jiān)測微生物生長情況的。
比濁法的原理是:微生物的生長引起培養(yǎng)物混濁度的增高。通過分光光度計測定一定波長下的吸光值,判斷微生物的生長狀況。該法主要用于發(fā)酵工業(yè)菌體生長監(jiān)測。以此得出的吸光光度值稱為“OD值”。
典型的微生物生長曲線包括四個時期:遲緩期、對數(shù)期、穩(wěn)定期、衰亡期。
遲緩期(遲滯期、調(diào)整期)特點:生長速率常數(shù)為零。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,同時要合成酶、輔酶、其他代謝中間代謝產(chǎn)物等,所以此時期的細胞數(shù)目沒有增加。
對數(shù)期(對數(shù)生長期)特點:生長速率最快、代謝旺盛、活細菌數(shù)和總細菌數(shù)大致接近、細胞的化學(xué)組成形態(tài)理化性質(zhì)基本一致。這是因為經(jīng)過調(diào)整期的準備,為此時期的微生物生長提供了足夠的物質(zhì)基礎(chǔ),同時外界環(huán)境也是最佳狀態(tài)。但此階段基本沒有發(fā)酵產(chǎn)物積累。
穩(wěn)定期特點:活細菌數(shù)保持相對穩(wěn)定、總細菌數(shù)達到最高水平、發(fā)酵產(chǎn)物大量積累,是生產(chǎn)的收獲期。營養(yǎng)物質(zhì)的消耗使營養(yǎng)物比例失調(diào)、有害代謝產(chǎn)物積累、PH值EH值等理化條件越來越不適宜。
衰亡期特點:細菌死亡速度大于新生成的速度、整個群體出現(xiàn)負增長、細胞開始畸形、細胞死亡出現(xiàn)自溶現(xiàn)象。這是因為隨著發(fā)酵產(chǎn)物和其他代謝產(chǎn)物的大量積累,生長環(huán)境對繼續(xù)生長越來越不利、細胞的分解代謝大于合成代謝、繼而導(dǎo)致大量細菌死亡。
微生物生長分哪些時期,每個時期有何特點?
典型的微生物生長曲線包括四個時期:遲緩期、對數(shù)期、穩(wěn)定期、衰亡期。
1、遲緩期
該期菌體增大,代謝活躍,為細菌的分裂繁殖合成并積累充足的酶、輔酶和中間代謝產(chǎn)物;遲緩期長短不一,按菌種本身的遺傳特性、菌齡和菌量,以及營養(yǎng)物等不同而異,一般為1~ 4小時。
2、對數(shù)期
生長速率常數(shù)R最大,細胞每分裂一次所需要的時間——代時(generation time,G,又稱增代時間)最短;細胞進行平衡生長(balanced growth),菌體各部分的成分均勻;酶系活躍,代謝旺盛;細胞群體的形態(tài)與生理特性最一致;微生物細胞抗不良環(huán)境的能力最強。
3、穩(wěn)定期
生長速率常數(shù)等于0,即新增細胞數(shù)和死亡細胞數(shù)幾乎相等,二者處于動態(tài)平衡,活菌數(shù)保持相對穩(wěn)定并達到最高水平,菌體產(chǎn)量也達到最高點;細菌分裂速度降低,代時逐漸延長,細胞代謝活力逐漸減退,開始出現(xiàn)形態(tài)和生理特征的改變;
細胞內(nèi)開始積累貯藏物質(zhì),如肝糖粒、異染顆粒、脂肪粒等;多數(shù)芽孢細菌在此期形成芽孢;許多重要的發(fā)酵產(chǎn)物主要在此期間大量積累并達到最高峰。
4、衰亡期
細胞形態(tài)發(fā)生變化(表現(xiàn)為多形態(tài),如膨大或不規(guī)則的退化形態(tài)),甚至畸形;細胞代謝活力明顯降低,有的微生物因蛋白水解酶活力的增強導(dǎo)致菌體死亡并伴隨著菌體自溶,釋放代謝產(chǎn)物;有些革蘭氏陽性菌染色反應(yīng)反應(yīng)變?yōu)殛栃裕?/p>
有的微生物在此期間進一步合成或釋放對人體有益的抗生素等次級代謝產(chǎn)物,而芽孢桿菌在此期間釋放芽孢。
擴展資料
1、遲緩期
在生產(chǎn)實踐中,通常采取的措施有增加接種量、在種子培養(yǎng)中加入某些營養(yǎng)成分、采用最適種齡(即處于對數(shù)期的菌種)的健壯菌種接種以及選用繁殖快的菌種等措施,以縮短遲緩期,加速菌種生長周期,提高利用率。
2、對數(shù)期
由于對數(shù)期的群體細胞具有生理特性比較一致、細胞各成分平衡增長和生長速率恒定等優(yōu)點,故是代謝、生理研究的良好材料,也是作為菌種的最佳材料。另外,亦可用于微生物培養(yǎng),發(fā)酵工程等生物工程。
3、穩(wěn)定期
穩(wěn)定期產(chǎn)生的原因:營養(yǎng)素特別是生長限制因子的耗盡,營養(yǎng)物質(zhì)的比例失調(diào),例如C/N比值不合適等;酸、醇、毒素或過氧化氫等有害代謝產(chǎn)物的積累;pH、氧化還原勢等環(huán)境條件越來越不適應(yīng)等。
4、衰亡期
產(chǎn)生的原因:主要是外界環(huán)境對細菌細胞繼續(xù)生長越來越不利,從而引起細胞內(nèi)的分解代謝明顯超過合成代謝,繼而引起大量菌體死亡。
參考資料來源:百度百科-遲緩期
參考資料來源:百度百科-對數(shù)生長期
參考資料來源:百度百科-穩(wěn)定期
參考資料來源:百度百科-衰亡期