对数生长期

更新时间:2024-03-29 18:16

根据微生物的生长速率常数(growth rate constant),即每小时的分裂代数的不同,一般将微生物生长典型曲线粗分为延滞期、对数期稳定期衰亡期四个时期。对数生长期(logarithmic phase)又叫指数生长期(exponential phase),是指微生物细胞经过延迟期的调整后,细胞数以几何级数增加,即以20→21→22→···2n增长的一段时间。

定义

根据微生物的生长速率常数(growth rate constant),即每小时的分裂代数的不同,一般将微生物生长典型曲线粗分为延滞期、对数期、稳定期衰亡期四个时期。当微生物在一个密闭系统培养(批培养)时,根据微生物的生长速度和比生长速度的变化情况,当微生物生长一定阶段后,微生物的比生长速度达到最大,此时进入对数生长期,在对数生长期中若没有抑制或限制微生物生长的因素存在,因而微生物保持一个恒定的最大的比生长速度生长,细胞数量呈指数递增。

性质

该时期的特点是:

(1)生长速率常数R最大,细胞每分裂一次所需要的时间——代时(generation time,G,又称增代时间)最短;

(2)细胞进行平衡生长(balanced growth),菌体各部分的成分均匀;

(3)酶系活跃,代谢旺盛;

(4)细胞群体的形态与生理特性最一致;

(5)微生物细胞抗不良环境的能力最强。

在对数期,以下三个参数最为重要:

(1)繁殖代数(n):

如果在时间t1时菌数为x1,经过一段时间为t2时,繁殖n代后菌数为x2,则x2=x1·2,以对数表示为x2=㏒x1+n㏒2

所以 n=(㏒x2-㏒x1)/㏒2=3.322(㏒x2-㏒x1)

(2)生长速率常数(R):

R=n/(t2-t1)=3.322(㏒x2-㏒x1)/(t2-t1)

(3)代时(G):

G=1/R=(t2-t1)/3.322(㏒x2-㏒x1)

影响代时的主要因素:

(1)菌种:不同微生物代时差别很大,即使是同一种菌种,由于培养及成分和物理条件(如培养温度、培养基的pH和营养物质的性质)的不同,其对数期的代时也不同。但是,在一定条件下,各种菌的代时是相对稳定的,如表1所示。

表1 不同细菌的代时

(2)营养成分:同种微生物,在营养丰富的培养基中生长,其代时就较短,反之则长。

(3)培养温度:温度是影响微生物生长速率的重要物理因素。在微生物最是生长温度范围内,代时最短,如表2所示。

表2 大肠杆菌在不同温度下的代时

应用

由于对数期的群体细胞具有生理特性比较一致、细胞各成分平衡增长和生长速率恒定等优点,故是代谢、生理研究的良好材料,也是作为菌种的最佳材料。另外,亦可用于微生物培养发酵工程等生物工程

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