微生物生长曲线的应用实践

作物生产技术专业/教学资源库微生物生长曲线的应用实践三、同步生长（Synchronousgrowth）同步培养:使群体中的所有个体细胞处于同样细胞生长和分裂周期中（即大多数细胞能同时进行生长或分裂）的培养方法。通过同步培养方法获得的细胞被称为同步细胞或同步培养物。问题：如何研究在单个细胞的生理与遗传特性。通过同步培养方法的处理，非同步群体细胞处于同一生长阶段，并能同时进行分裂的生长状态，称为同步生长。同步生长往往只能维持2-3个世代，随后又逐渐转变为随机生长。1.机械筛选法硝酸纤维素滤膜法（膜洗脱法，右图a）同步培养的方法有两类：离心法,右图b过滤法机械法优点：不影响菌体的代谢与活性，细胞保持自然状态。2.环境条件控制法环境环境控制法的缺点：细胞活性受到不同程度的影响。温度培养基成份其他光合细菌：光照和黑暗交替培养；芽孢菌：形成芽孢后加热处理四、连续培养(Continousculture）分批培养（batchculture）封闭培养（closedculture）培养基一次加入，不予补充，不再更换连续培养(Continousculture）在微生物的整个培养期间，通过一定的方式使微生物生长处于平衡生长状态，能以恒定的生长速率生长的一种培养方法。若在一个开放的系统中(恒定容积的流动系统)培养微生物，培养过程中不断补充营养物质和以同样的速率移出培养物，是实现微生物连续培养的基本原则。培养系统中的细胞数量和营养状态恒定，即处于稳态。单细胞微生物的生长符合典型的生长曲线最简单的连续培养装置包括：培养室、无菌培养基储存器和调节流速的控制系统。连续培养的主要参数稀释率D（h-1）：即培养基每小时流过培养容器的体积数。D==培养基的流动速率培养室的容积FV无菌培养基储存器培养室调节流速的控制阀1.连续培养的类型根据控制培养基流入培养容器方式的不同可分两种类型：恒浊器连续培养和恒化器连续培养。A.恒浊培养系统B.恒化培养系统1.盛无菌培养基的容器2.控制流速阀3.培养室4.排出管5.光源6.光电池7.排出物恒浊器：根据培养室内微生物的生长密度，借光电控制系统来控制培养基的流速，以取得菌体密度高、生长速率恒定的微生物细胞的连续培养器。恒化器：培养基流速恒定，通过控制培养基中某一生长限制性底物的浓度来调节微生物的生长速率,使微生物维持恒定生长速率的连续培养装置。两种连续培养系统的比较装置控制对象培养基培养基流速生长速率产物应用恒浊器菌体密度无限制生长因子不恒定最高菌体或与菌体相平行的代谢产物生产恒化器培养基流速有限制生长因子恒定低于最高速率不同生长速率的菌体实验室科研恒化器中的菌体浓度不由稀释率决定，而由生长限制性底物浓度决定。通过控制流速可得到生长速率不同但密度基本恒定的培养物，微生物始终在低于其最高生长速率下进行生长繁殖。遗传学：突变株分离；生理学：不同条件下的代谢变化；生态学：模拟自然营养条件建立实验模型如果根据连续培养器串联的数目分，也可分为两种类型：单级连续培养多级连续培养适用于：代谢产物的产生速率与菌体生长速率相平行的培养微生物代谢产物与菌体生长不平行，例如丙酮、丁醇或某些次级代谢产物（抗生素、维生素等）的生产，应采取多级连续培养法，第一级发酵罐中以培养菌体为主，后几级则以产生大量代谢产物为主。连续培养应用与生产就称为连续发酵。连续发酵的优点：

高效：简化操作单元，缩短生产周期，提高设备利用率；便于自动控制；降低动力消耗及体力劳动强度；产品质量较稳定。杂菌污染机会增多；