微生物的细胞是极其微小的，但是它与一切其他细胞和个体（病毒例外）一样，也有一个自小到大的生长过程。在整个生长过程中，微小的细胞内同样发生着阶段性的极其复杂的生物化学变化和细胞学变化。其中单细胞微生物（例如：细菌）的生长曲线尤为典型。

定量描述液体培养基中微生物群体生长规律的实验曲线，称为生长曲线。如以细胞数目对数值作为纵坐标，以培养时间作横坐标，就可画出一条曲线，这就是微生物的典型生长曲线。生长曲线代表了细菌在新的环境中从开始生长、分裂直至死亡的整个动态变化过程。每种细菌都有各自的典型生长曲线，但它们的生长过程却有着共同的规律性。根据微生物的生长速率常数，即每小时分裂次数的不同，一般可以将典型生长曲线划分为延滞期、指数期、稳定期和衰亡期等4个时期。

图3.44微生物的典型生长曲线

1．延滞期

又称停滞期、调整期、适应期。指将少量菌种接入新鲜培养基后，在开始一段时间内菌数不立即增加或增加很少，生长速度接近于零，细胞形态变大或增多；酶合成迅速，为物质合成做准备，细胞内的RNA尤其是rRNA含量增高，原生质呈嗜碱性；合成代谢十分活跃，核糖体、酶类和ATP额合成加速，易产生各种诱导酶；对外界不良条件敏感，细胞在适应环境。

(1)特点：分裂迟缓、代谢活跃。生长速率常熟为零、菌体粗大、RNA含量增加、代谢活力强、对不良环境的抵抗能力下降。

(2)原因：调整代谢。微生物刚刚接种到培养基之上，其代谢系统需要适应新的环境，同时要合成酶、辅酶及其他代谢中间代谢产物等，所以此时期的细胞数目没有增加。

(3)实践意义：通过遗传学方法改变种的遗传特性使延滞期缩短；利用对数生长期的细胞作为种子；尽量使接种前后所使用的培养基组成不要相差太大；适当扩大接种量。

2．指数期

又称对数期，指在生长曲线中，紧接着延滞期的一段细胞数以几何级增长的时期。这一阶段，菌体细胞代谢旺盛，生长速率最快（常数R最大），数量急剧增加，代时最短；细菌内各成分按比例有规律地增加，酶系活跃代谢旺盛。

(1)特点：生长速率最快、代谢旺盛、酶系活跃、活细菌数和总细菌数大致接近、细胞的化学组成形态理化性质基本一致。

(2)原因：经过调整期的准备，为此时期的微生物生长提供了足够的物质基础，同时外界环境也是最佳状态。

(3）实践意义：适宜作发酵菌种或提取初级代谢产物。

3．稳定期

又称恒定期或最高生长期。细胞重要的分化调节阶段，储存糖原等细胞质内含物，芽抱杆菌在此阶段形成芽抱或建立自然感受态等。该期是发酵过程积累代谢产物的重要阶段，某些放线菌抗生素的大量形成也在此时期。

(1)特点：活细菌数保持相对稳定、总细菌数达到最高水平、细胞代谢产物积累达到最高峰、是生产的收获期、芽抱杆菌开始形成芽抱。

(2)成因：营养的消耗使营养物比例失调、有害代谢产物积累、PH值EH值等理化条件不适宜。

(3)实践意义：稳定期是产物的最佳收获期，也是最佳测定期，通过对稳定期到来原因的研究还促进了连续培养原理的提出和工艺技术的创建。生产上常通过补充营养物质（补料）或取走代谢产物、调节PH、调节温度、对好氧菌增加通气、搅拌或振荡等措施延长稳定生长期，以获得更多的菌体物质或积累更多的代谢产物。

4．衰亡期

营养物质耗尽和有毒代谢产物的大量积累，细菌死亡速率超过新生速率，整个群体呈现出负增长。该时期死亡的细菌以对数方式增加，但在衰亡期的后期，由于部分细菌产生抗性也会使细菌死亡的速率降低，仍有部分活菌存在。细菌代谢活性降低，细菌衰老并出现自溶，产生或释放出一些产物，如氨基酸、转化酶、外肤酶或抗生素等。细胞

呈现多种形态，有时产生畸形，细胞大小悬殊，有些革兰氏染色反应阳性菌变成阴性反应等。

(1)特点：细菌死亡速度大于新生成的速度、整个群体出现负增长、细胞发生多行化，开始畸形、细胞死亡出现自溶现象。

(2)成因：主要是外界环境对继续生长越来越不利、细胞的分解代谢大于合成代谢，继而导致大量细菌死亡。

(3)实践意义：生产过程中要控制连续培养的速率及条件，避免或延迟消亡期的出现。

表3.3微生物生长4个阶段的比较