微生物生長生理

微生物生長生理

微生物培養的生長週期

 

當一定量液體培養基經接種菌株後進行培養時，細菌族群的生長可分為幾個階段，這樣的培養方式稱為批次培養從接種細菌開始進行培養之後共會經歷下列幾個階段：

接種後微生物需重新調適其代謝生化活動所需的時間，長短視接種菌過去的生長史及年齡等因素影響。這一段時間內培養基內的菌總數與密度均維持不變。

 

菌株完成調適而進入穩定生長狀態，此時每一個細胞由誕生至下一次分裂的時間維持穩定，此時間與培養液中菌數加倍所需的時間相同，代表細菌在此生長條件下一個世代所經歷的時間，因此稱為世代時間，也稱為加倍時間。

生長速度代表菌液中單位時間內增加的個體數，在環境維持穩定的條件下，生長速度與族群個體數成正比，

當 培養基中養分逐漸耗盡且代謝廢物逐漸堆積至可影響生長的程度時，生長速度即逐漸減緩而至停止，在這一階段的細胞非僅停止生長，而是在代謝功能，基因表現， 甚至構造上都發生改變以適應較不利的生長環境。實際上在末期培養基中養分下降，生長環境逐漸逐漸惡化之際，細菌細胞就開始調整其生理狀態與代謝機制，並開 始將養分儲存在細胞質內。當細胞內儲存的養分用盡時即進入死亡期，此時細胞數呈幾何級數遞減。

 

影響生長速度的因素

 

微生物在同一生長環境中互相競爭時，生長速度是決定勝敗的主要因素。生長速度受溫度，滲透壓，酸鹼度，營養方式等因素影響，大部分微生物在溫度為26-37ºC之間，pH接 近中性時生長最佳，但是也有一些細菌適合在較極端的環境下生長，對大多數微生物而言，養分的品質與豐富度是決定生長最主要的因素，也是環境因素中最容易發 生變化的一項。細菌生長所需的主要元素為碳、氫、氧、氮、硫、磷，在細菌培養基中這一些元素通常以分子的型態出現；其餘需求量較少的微量元素大多為金屬離 子，如鈉、鎂、鈣、鐵、鋅、鈷、鉬、鎳…等。由於碳和氮是需求量最大的元素，這兩種元素也經常是限制微生物生長的主要因素，提供微生物碳元素的營養素稱為 碳源，例如葡萄糖；提供氮元素的營養素則稱為氮源，例如胺基酸。碳源除了提供合成生物質所需的碳元素之外，同時也是異營性微生物生長所需的能量來源。在其 他條件均維持不變的情形下，養分的種類與濃度可決定生長速度，

生長速度隨著養分濃度增加而上升，但是當養分濃度超過一定值時，生長速度也趨近飽和而不再隨著養分濃度發生明顯的變化。

 

培養液的流速等於細胞的生長速度，因此可以藉著控制培養液流速來控制細胞的生長速度。

，因此在養分充足時能有較高的生長速率，因此在養分充裕的環境中較具優勢