除特定目的外，在微生物研究和應(yīng)用中，只有群體生長才有實(shí)際意義，因此，在微生物學(xué)中，“生長”一般指群體生長。

第一節(jié) 測定生長繁殖的方法

測生長量：直接法→稱干重；間接法→比濁法、生長指標(biāo)法

計(jì)繁殖數(shù)：直接法→血球計(jì)數(shù)板；間接法→平板菌落計(jì)數(shù)法

(具體參考實(shí)驗(yàn)書) 

第二節(jié)    微生物的生長規(guī)律

一單細(xì)胞微生物的典型生長曲線

定量描述液體培養(yǎng)基中微生物群體生長規(guī)律的實(shí)驗(yàn)曲線，稱生長曲線（growth curve）。

將少量純培養(yǎng)單細(xì)胞微生物接種到一定容積的液體培養(yǎng)基中，在適宜條件下培養(yǎng)，定時(shí)取樣測定細(xì)胞的數(shù)量，以培養(yǎng)時(shí)間作橫坐標(biāo)，以細(xì)胞數(shù)的對數(shù)值為縱坐標(biāo)，作出的曲線，即微生物的典型生長曲線。

根據(jù)微生物的生長速率常數(shù)，即每小時(shí)的分裂次數(shù)（R）的不同，一般將典型生長曲線分為延遲期、對數(shù)期、穩(wěn)定期和衰亡期4個(gè)階段。(參考課本P153圖)

1.延遲期(lag phase)

又稱停滯期、調(diào)整期或適應(yīng)期。

特點(diǎn)：分裂遲緩、代謝活躍。具體：

① R = 0；②細(xì)胞形態(tài)變大或增長；③細(xì)胞內(nèi)RNA尤其是rRNA含量增高，原生質(zhì)呈嗜堿性；④ 合成代謝活躍，易產(chǎn)生誘導(dǎo)酶；⑤ 對外界不良條件反應(yīng)敏感。

影響延遲期長短因素：菌種、接種齡、接種量和培養(yǎng)基成分等。

發(fā)酵工業(yè)上，采用對數(shù)期“種子”接種、增大接種量、使用營養(yǎng)豐富的天然培養(yǎng)基、并使種子和發(fā)酵培養(yǎng)基的成分盡量接近等措施以縮短延遲期，提高生產(chǎn)效率。

2.對數(shù)期(logarithmic phase)

 又稱指數(shù)期。

特點(diǎn)：① R最大，代時(shí)(G)最短；② 細(xì)胞平衡生長，菌體各成分最為均勻；③ 酶系活躍，代謝旺盛。

對數(shù)期有關(guān)的三個(gè)參數(shù) (參考課本P154圖)：

① 繁殖代數(shù)（n）  x₂＝x₁·2ⁿ 　   lg x₂ ＝ lgx₁ + nlg₂     n ＝ (lg x₂— lgx₁)／lg2 ＝ 3.322(lg x₂ — lgx₁)

② 生長速率常數(shù)（R）  R ＝ n／(t₂ —t₁) ＝ 3.322(lg x₂— lgx₁)／(t₂—t₁)

③ 代時(shí)（G）    G ＝ 1／R ＝ (t₂—t₁)／3.322(lg x₂— lgx₁)

影響代時(shí)長短的因素：菌種、  營養(yǎng)成分、營養(yǎng)物濃度、培養(yǎng)溫度等。

          在較低濃度范圍內(nèi)就能影響生長速率和菌體產(chǎn)量的營養(yǎng)物，稱生長限制因子。

3.穩(wěn)定期(stationary phase) 

又稱恒定期或最高生長期。  

特點(diǎn)：①R = 0；②菌體產(chǎn)量最高；③細(xì)胞開始積累貯存物，芽孢桿菌開始形成芽孢，有的微生物開始合成抗生素等次生代謝產(chǎn)物。

生長產(chǎn)量常數(shù)或生長得率（Y）

Y =（X – X₀）／（C₀ - C） = （X – X₀）／C₀

X、X₀ 分別為穩(wěn)定期和剛接種時(shí)的細(xì)胞干重（g/L）；

C（在穩(wěn)定期時(shí)為0）、C₀分別為穩(wěn)定期和剛接種時(shí)的限制性營養(yǎng)物（生長限制因子）濃度（g/L）

穩(wěn)定期到來的原因：①營養(yǎng)物尤其是生長限制因子的耗盡；②營養(yǎng)物比例如C/N等失調(diào)；③有害代謝產(chǎn)物如酸、醇、毒素、H₂O₂等的積累；④pH、氧化還原電位(Eh)等物化條件越來越不適宜。

4.衰亡期（decline phase）

 特點(diǎn)：① R ＜ 0； ② 細(xì)胞形態(tài)多樣；③ 有的微生物進(jìn)一步合成或釋放抗生素等次生代謝產(chǎn)物，芽孢桿菌釋放芽孢。 

產(chǎn)生衰亡期的原因：外界環(huán)境對細(xì)胞生長越來越不利，從而引起細(xì)胞內(nèi)的分解代謝明顯超過合成代謝，導(dǎo)致細(xì)胞大量死亡。

二連續(xù)培養(yǎng)  
微生物的連續(xù)培養(yǎng)(continuous culture)是相對于分批培養(yǎng)或單批培養(yǎng)而言的。

連續(xù)培養(yǎng)是指在深入研究單批培養(yǎng)中生長曲線形成的內(nèi)在機(jī)制的基礎(chǔ)上，開放培養(yǎng)系統(tǒng)，不斷補(bǔ)充營養(yǎng)液、解除抑制因子、優(yōu)化生長代謝環(huán)境的培養(yǎng)方式。由于培養(yǎng)系統(tǒng)的相對開放性，因此，連續(xù)培養(yǎng)也稱為開放培養(yǎng)。連續(xù)培養(yǎng)模式應(yīng)用于發(fā)酵工業(yè)則稱之為連續(xù)發(fā)酵。相對于連續(xù)培養(yǎng)的，則稱單批培養(yǎng)，即將微生物置于一定容積的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，最后一次收獲，又稱密閉培養(yǎng)。

在連續(xù)培養(yǎng)過程中，根據(jù)研究目的與研究對象不同，分別采用不同的連續(xù)培養(yǎng)方法。 (參考課本P157圖)。

1.恒濁器

根據(jù)培養(yǎng)器內(nèi)菌體生長密度，借助光電系統(tǒng)控制培養(yǎng)液流速，以獲得生長速率高、菌體密度恒定的連續(xù)培養(yǎng)器。  當(dāng)培養(yǎng)基流速低于微生物生長速度時(shí)，菌體密度增高，這時(shí)通過光電控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)，可促使培養(yǎng)液流速加快，反之亦然，并以此來達(dá)到恒密度的目的。

2.恒化器

通過控制某一營養(yǎng)物濃度，使其始終成為生長限制因子，并使培養(yǎng)基流速保持不變，微生物始終在低于最高生長速率的條件下進(jìn)行恒定生長的連續(xù)培養(yǎng)器。 一方面菌體密度會(huì)隨時(shí)間的增長而增高，另一方面，限制生長因子的濃度又會(huì)隨時(shí)間的增長而降低，兩者互相作用的結(jié)果，出現(xiàn)微生物的生長速率正好與恒速流入的新鮮培養(yǎng)基流速相平衡。這樣，既可獲得一定生長速率的均一菌體，又可獲得雖低于最高菌體產(chǎn)量，卻能保持穩(wěn)定菌體密度的菌體。 

恒濁器與恒化器的比較參課本P158表。

三同步生長

使某一群體中的所有微生物個(gè)體細(xì)胞盡可能處于同一生長和分裂周期中，從而使細(xì)胞群體中各個(gè)體處于分裂步調(diào)一致的生長狀態(tài)，稱為同步生長(synchronous growth) 。

同步培養(yǎng)：使某一群體中的所有個(gè)體細(xì)胞盡可能都處于同樣的細(xì)胞生長和分裂周期中的培養(yǎng)技術(shù)。

獲得同步生長的方法：環(huán)境條件誘導(dǎo)法，如細(xì)菌芽孢誘導(dǎo)發(fā)芽等。機(jī)械篩選法，如膜洗脫法等。

四 微生物的高密度培養(yǎng)

微生物的高密度培養(yǎng)（high cell-density culture,　HCDC）也稱高密度發(fā)酵，一般指微生物在液體培養(yǎng)中細(xì)胞群體密度超過常規(guī)培養(yǎng)10倍以上時(shí)的生長狀態(tài)或培養(yǎng)技術(shù)。主要通過優(yōu)化培養(yǎng)條件、補(bǔ)料和去除有害代謝產(chǎn)物等措施來實(shí)現(xiàn)。