單細胞微生物的典型生長曲線特點
單細胞微生物的典型生長曲線主要分為延滯期、指數期、穩定期和衰亡期,各階段的特點如下:
一、延滯期(lag phase)
延滯期的出現是因為將少數單細胞微生物接種至新鮮的培養環境中,這些單細胞微生物需要適應新環境,沒有發生細胞數目增加的一段時期。在這個時期主要的特點是:生長速率為零,細胞的形態增大或變長,細胞內RNA含量增高(尤其是rRNA),原生質嗜堿性,合成代謝活躍(為下一個生長階段作準備),同時很容易受到外界理化因子的影響。
影響延滯期長短的因素除了單細胞自身的菌種生長特點外,還與接種齡、接種量、培養基成分和種子損傷程度有關。
接種齡是接種物或種子的所處的生理年齡,如果接種物處于指數期,那么子代培養物的延滯期就短,反之接種物處于延滯期或衰亡期,子代培養物的延滯期就長。
接種量則是接種物的多少,很明顯,接種量大,其延滯期就短,反之則長。
同樣的,培養基成分與接種物的營養需求越適合和豐富,以及種子損傷程度低,那么其延滯期就短,反之就長。
二、指數期(exponential phase)
指數期是接著在延滯期后面的一個時期,此時期的細胞數能夠以幾何級數進行增長。這一時期的特點主要是:生長速率是最大的,所以細胞進行一次分裂的時間是最短的,細胞進行平衡生長,即菌體各個部分十分均勻,并且酶十分活躍。
影響指數期的因素同樣與菌種有關,并且還有培養環境相關,包括營養成分和濃度,以及培養溫度等條件。營養成分和濃度越適合菌種生長,培養環境也處于最合適的溫度,那么細胞增加一倍所需要的時間很明顯減少。
三、穩定期(stationary phase)
穩定期的出現是新繁殖的細胞和衰亡的細胞數目相同,即正生長和負生長處于一個動態平衡的過程,此時的菌種量達到最高值,此時期的細胞開始以初生代謝物合成次生代謝物。
穩定期的出現是因為培養環境中的營養物質(主要是生長限制因子)出現耗盡,營養物質的比例不平衡以及培養環境中累積了有害的代謝產物等等因素造成的。
四、衰亡期(decline phase或death phase)
衰亡期的出現是因為生長環境已經不適合繼續生長,菌體的分解代謝超過了合成代謝,進而引起菌體出現大量死亡,此時新繁殖的細胞數目明顯少于衰亡的細胞數目,呈現一個負生長的狀態。