對數生長期

根據微生物的生長速率常數（growth rate constant），即每小時的分裂代數的不同，一般將微生物生長典型曲線粗分為延滯期、對數期、穩定期和衰亡期四個時期。對數生長期（logarithmic phase）又叫指數生長期（exponential phase），是指微生物細胞經過延遲期的調整後，細胞數以幾何級數增加，即以2⁰→2¹→2²→···2ⁿ增長的一段時間。

基本介紹

• 中文名：對數生長期
• 外文名：Logarithmic phase
• 來源：微生物（細菌）典型生長曲線
• 套用：微生物培養，發酵工程等生物工程

定義

根據微生物的生長速率常數（growth rate constant），即每小時的分裂代數的不同，一般將微生物生長典型曲線粗分為延滯期、對數期、穩定期和衰亡期四個時期。當微生物在一個密閉系統培養(分批培養)時，根據微生物的生長速度和比生長速度的變化情況，當微生物生長一定階段後，微生物的比生長速度達到最大，此時進入對數生長期，在對數生長期中若沒有抑制或限制微生物生長的因素存在，因而微生物保持一個恆定的最大的比生長速度生長，細胞數量呈指數遞增。

性質

該時期的特點是：

（1）生長速率常數R最大，細胞每分裂一次所需要的時間——代時（generation time，G，又稱增代時間）最短；

（2）細胞進行平衡生長（balanced growth），菌體各部分的成分均勻；

（3）酶系活躍，代謝旺盛；

（4）細胞群體的形態與生理特性最一致；

（5）微生物細胞抗不良環境的能力最強。

在對數期，以下三個參數最為重要：

（1）繁殖代數（n）：

如果在時間t₁時菌數為x₁，經過一段時間為t₂時，繁殖n代後菌數為x₂，則x₂=x₁·2，以對數表示為㏒x₂=㏒x₁+n㏒2

所以 n=（㏒x₂-㏒x₁）/㏒2=3.322（㏒x₂-㏒x₁）

（2）生長速率常數（R）：

R=n/（t_2－t₁）=3.322（㏒x₂-㏒x₁）/（t_2－t₁）

（3）代時（G）：

G=1/R=（t_2－t₁）/3.322（㏒x₂-㏒x₁）

影響代時的主要因素：

（1）菌種：不同微生物代時差別很大，即使是同一種菌種，由於培養及成分和物理條件（如培養溫度、培養基的pH和營養物質的性質）的不同，其對數期的代時也不同。但是，在一定條件下，各種菌的代時是相對穩定的，如表1所示。

表1 不同細菌的代時

細菌	培養基	溫度（℃）	代時（分）
漂浮假單胞菌	肉湯	27-37	9.8
大腸桿菌	肉湯	37	17
蠟狀芽孢桿菌	肉湯	30	18
嗜熱芽孢桿菌	肉湯	55	18.3
枯草芽孢桿菌	肉湯	25	26-32
巨大芽孢桿菌	肉湯	30	31
乳酸鏈球菌	牛乳	37	26
嗜酸乳桿菌	牛乳	37	66-87
傷寒沙門氏菌	肉湯	37	23.5
金黃色葡萄球菌	肉湯	37	27-30
霍亂孤菌	肉湯	37	21-38
丁酸桿菌	玉米繆	30	51
大豆根瘤菌	葡萄糖	25	344-461
結核分枝桿菌	合成	37	792-932
活躍硝化桿菌	合成	27	1200
梅毒密螺旋體	家兔	37	1980
褐球固氮菌	葡萄糖	25	240

（2）營養成分：同種微生物，在營養豐富的培養基中生長，其代時就較短，反之則長。

（3）培養溫度：溫度是影響微生物生長速率的重要物理因素。在微生物最是生長溫度範圍內，代時最短，如表2所示。

表2 大腸桿菌在不同溫度下的代時

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

套用

由於對數期的群體細胞具有生理特性比較一致、細胞各成分平衡增長和生長速率恆定等優點，故是代謝、生理研究的良好材料，也是作為菌種的最佳材料。另外，亦可用於微生物培養，發酵工程等生物工程。