对数生长期

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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、稳定期和衰亡期四个时期[1]。当微生物在一个密闭系统培养(分批培养)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[2]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[1]不同细菌的代时

细菌 培养基 温度(℃) 代时(分)
漂浮假单胞菌 肉汤 27-37 9.8
大肠杆菌 肉汤 37 17
蜡状芽孢杆菌 肉汤 30 18
嗜热芽孢杆菌 肉汤 55 18.3
枯草芽孢杆菌 肉汤 25 26-32
巨大芽孢杆菌 肉汤 30 31
乳酸链球菌 牛乳 37 26
嗜酸乳杆菌 牛乳 37 66-87
伤寒沙门氏菌 肉汤 37 23.5
金黄色葡萄球菌 肉汤 37 27-30
霍乱孤菌 肉汤 37 21-38
丁酸杆菌 玉米缪 30 51
大豆根瘤菌 葡萄糖 25 344-461
结核分枝杆菌 合成 37 792-932
活跃硝化杆菌 合成 27 1200
梅毒密螺旋体 家兔 37 1980
褐球固氮菌 葡萄糖 25 240

(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[1]大肠杆菌在不同温度下的代时

温度(℃) 代时(分) 温度(℃) 代时(分)
10 860 35 22
15 120 40 17.5
20 90 45 20
25 40 47.5 77
30 29

应用

细菌 培养基 温度(℃) 代时(分)
漂浮假单胞菌 肉汤 27-37 9.8
大肠杆菌 肉汤 37 17
蜡状芽孢杆菌 肉汤 30 18
嗜热芽孢杆菌 肉汤 55 18.3
枯草芽孢杆菌 肉汤 25 26-32
巨大芽孢杆菌 肉汤 30 31
乳酸链球菌 牛乳 37 26
嗜酸乳杆菌 牛乳 37 66-87
伤寒沙门氏菌 肉汤 37 23.5
金黄色葡萄球菌 肉汤 37 27-30
霍乱孤菌 肉汤 37 21-38
丁酸杆菌 玉米缪 30 51
大豆根瘤菌 葡萄糖 25 344-461
结核分枝杆菌 合成 37 792-932
活跃硝化杆菌 合成 27 1200
梅毒密螺旋体 家兔 37 1980
褐球固氮菌 葡萄糖 25 240

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