微生物的生长 繁殖与生存因子
基本要求： 了解微生物生长繁殖的概念及研究微生物生长的方法 、细菌生长曲线在污（废）水微生物处理的应用、掌 握微生物生长量的测定方法；弄清微生物的生存因子 以及其他不利环境因子对微生物的影响；微生物与微 生物之间的关系；以及菌种的复壮与保藏方法。
重 点： 1、细菌各生长阶段的特点以及细菌生长曲线在污、废 水微生物处理中的应用； 2、微生物生长量的测定方法； 3、微生物的生存因子以及紫外辐射对微生物的影响； 4、微生物与微生物之间的关系； 5、菌种的常用保藏方法。
分的过程。
一个微生物细胞
合适的外界条件，吸收营养物质，进行代谢。 如果同化作用的速度超过了异化作用
个体的生长 原生质的总量（重量、体积、大小）就不断增加
如果各细胞组分是按恰当的比例增长时，则达到一定程度后就 会发生繁殖，引起个体数目的增加。
群体内各个个体的进一步生长
群体的生长
一、细菌的群体生长繁殖
在实际工作中如接种菌种以启动 新的水处理设施，投加新鲜污泥 时，接种的细菌不习惯于新环境， 会出现或长或短的迟缓期，迟缓 期的出现会增加操作时间，降低 工作效率
提问：我们可以通过哪些手段缩短迟缓期呢？
采用处于高效菌群对数期的菌种、增大接种量
、尽量保持接种前后所处的培养介质和条件一
致等方法来缩短或消除迟缓期
微生物的特点： 个体微小
肉眼看到或接触到的微生物是成千上万个 单个的微生物组成的群体。
微生物接种是群体接种，接种后的生长是微生物群体繁殖生长。
对细菌群体生长规律的了解是对其进行研究与利用的基础
1、生长曲线
在微生物学中提到的“生长”，均指群体生长。
生长曲线(Growth Curve)：
细菌接种到定量的液体培养基中，定时取样测定细胞量， 以培养时间为横座标，以菌数为纵座标作图，得到的一条反映细 菌在整个培养期间菌数变化规律的曲线。
对数生长期(Log phase)：
又称指数生长期(Exponential phase) 以最大的速率生长和分裂，细菌数量呈对数增加， 细菌内各成分按比例有规律地增加，表现为平衡生长。
对数生长期的细菌个体形态、化学组成和生理特性等均较一致，代谢旺盛、生长 迅速、代时稳定，所以是研究微生物基本代谢的良好材料。它也常在生产上用作 种子，使微生物发酵的迟缓期缩短，提高经济效益。
细菌的生长曲线一般用菌数的对数为纵坐标作图
一条典型的生长曲线至少可以分为 停滞期，对数期，静止期和衰亡期等四个生长时期
细菌数量生长曲线
生
长 速
+
对 数 期
率0 _
细 菌
停
数
滞
目
期
的
对
数
值0
稳定期
总菌数
衰 老 期
活菌数
时间t
细菌的数量很大，都是10的n次方，取对数作图时方便， 0~10代表1～1010
将少量菌种接入新鲜培养基后，在开始一段时间内菌数不立即增加， 或增加很少，生长速度接近于零。也称延缓期、适应期。
停滞期的特点： 分裂迟缓、代谢活跃
细胞形态变大或增长，例如巨大芽孢杆菌，在迟缓期末，细胞 的平均长度比刚接种时长6倍。一般来说处于迟缓期的细菌细胞 体积最大
细胞内RNA，尤其是rRNA含量增高，合成代谢活跃，核糖体、 酶类和ATP的合成加快，易产生诱导酶。
第一节 微生物的生长繁殖
生长：
生物个体物质有规律地、不可逆增加，导致个体 体积扩大的生物学过程。
繁殖：
生物个体生长到一定阶段，通过特定方式产生新的 生命个体，即引起生命个体数量增加的生物学过程。
生长是一个逐步发生的量变过程， 繁殖是一个产生新的生命个体的质变过程。
在高等生物里这两个过程可以明显分开，但在低等特别是在单 细胞的生物里，由于细胞小，这两个过程是紧密联系又很难划
• 提问：根据上述原因选择接种何种状态的细菌 迟缓期会较长？
• 菌对种数本期身的的细遗菌传、特稳性定（期如或转衰基亡因期高、效受菌损）细和胞接、种 数富量集也培会养影基响的迟细缓菌期的长短。
• 后三种
稳定期细胞基 本耗尽了各种 辅酶或其他细 胞成分
受损细 胞养伤 修复
富集培养基细 菌需要合成“ 自力更生”酶
对数期（青年）
dX KX dt
K— — 比 例 常 数
ln X Kt X0
• 所有细菌均繁殖
细菌数目X增长率倍率的
对数与时间成正比。
故称对数期。（相当于重量法细菌曲
线的增长率上升阶段）
特点
繁殖速度最快
最短 • 平均代时（繁殖一代的时间）
• 提问：细菌的代时与哪些因素有关？ 种类遗传 、个体健康情况(营养、环境条件)
生长情况用活细菌生长曲线来描述 活细菌重量变化曲线
曲线：群体重量W(mg/l)——时间t
增长率上 增长率下 细菌内源呼吸 升阶段 降阶段 及细菌大量死亡阶段
mg/L 活 细
? 曲线t`点切线斜率值=
菌
t`重量增长速率
重
量
0 t`
时间 t
①增长速率上升阶段
• 为什么培养初期细菌群体重量增长速率随时间不断增大？ • A.营养物丰富，细菌增殖；B.细菌在细胞内以糖原、油
对外界不良条件反应敏感。
细胞处于活跃生长中，只是分裂迟缓 在此阶段后期，少数细胞开始分裂，曲线略有上升。
缓慢期－“万事开头难”
• 特征： 代谢活跃，个体体积、重量增
高，不立即进行细胞分裂、增殖，数量 不变甚至减少
细 菌缓 数慢 目期 的 对 数 值
0
时间t
提问：为什么会出现迟缓 期呢？
适应环境（合成相应的 酶），营养储备（用于复 制合成）
细 菌 数 目
对 数 期
的
对
数
值
0
如大肠杆菌在20℃时其代 时是35℃条件下的2倍；
0
时间 t
③内源呼吸及死亡阶段
• ———内源呼吸+毒物浓度更高
•
（个体）瘦→死
•
（群体）死亡率大于出生率
• 从曲线上反映为活细菌重量的进一步持续下降。
• 此时细菌的出生率是否为零呢？为什么？
• 不是，利用死亡细菌的残体营养
各种生物具有类似的规律
实验室通常采用细菌的数量变化绘制生长曲线。
停滞期(Lag phase)：
滴等形式储存营养物，细菌个体重量增大
增长率 上升阶段 mg/mL 活 细 胞 重 量
0
时间 t
②增长速率下降阶段
• 为什么增长速率较前下降了？
营养物浓度（好氧细菌还包括氧气）下降
代谢产物积累对细菌的某些酶产生抑制
mg/mL 活 细 胞 重 量
增长率下 降阶段
这些限制性因素还不
是十分严重，细菌的代 谢速度变慢，没有停止