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大肠杆菌生长曲线的测定之实验原理与操作步骤及数据处理!

2026-02-05 15:57阅读:
大肠杆菌生长曲线的测定之实验原理与操作步骤及数据处理!



大肠杆菌生长曲线的测定是微生物学研究中常用的实验,通过监测一定时间内细菌数量的变化,绘制生长曲线,可反映其生长规律(迟缓期、对数期、稳定期、衰亡期四个阶段)。以下是详细的实验步骤和注意事项:

一、实验原理

大肠杆菌在适宜的液体培养基中生长时,其数量随时间呈现规律性变化。通过定时取样,测定菌液的吸光度(OD 值) 或活菌数,以时间为横坐标、细菌数量(或 OD 值)为纵坐标,绘制曲线即可反映其生长阶段。

OD 值测定:基于细菌悬液的浊度与细胞数量正相关(在一定范围内),操作简便快速,适用于动态监测。

活菌计数:如平板计数法,结果更直观,但耗时较长。

二、实验材料

菌株:大肠杆菌


培养基:LB 液体培养基(胰蛋白胨 10g、酵母提取物 5g、NaCl 10g,加水定容至 1L,pH 调至 7.0,121高压灭菌 20 分钟)。

仪器与试剂:

摇床(37,恒温振荡)、分光光度计(波长 600nm)、超净工作台、高压灭菌锅。

试管、锥形瓶(250mL)、移液枪及枪头(灭菌)、比色皿(灭菌或用无水乙醇擦拭)。

三、实验步骤

1、种子液制备

无菌操作:在超净工作台中,挑取大肠杆菌单菌落,接种至含 5-10mL LB 液体培养基的试管中。

培养:37、180-200rpm 振荡培养过夜(约 12-16h),至对数期(OD≈0.6-1.0)。

2、接种与培养

250mL 锥形瓶,加入 100mL LB 液体培养基,按 1%(体积比)接种量加入种子液(即 1mL 种子液 + 100mL 培养基),混匀。

标记为“实验组”,同时设置“空白对照”(仅 100mL LB 培养基,用于校正 OD 值)。

将锥形瓶置于 37、180rpm 摇床中培养,同时记录起始时间(0h)。

3、定时取样与 OD 值测定

取样时间:从 0h 开始,每 1-2h 取样一次(前 6h 可密集,后期可延长至 2-4h),持续 24-48h(覆盖完整生长周期)。

取样方法:每次从实验组和空白组中各取 2mL 菌液(无菌操作,避免污染),分别装入灭菌试管中。

OD测定:

分光光度计预热 30 分钟,调波长至 600nm。

用空白培养基(LB)校正分光光度计至 OD 值为 0。

将实验组菌液倒入比色皿,测定 OD值,记录数据。

OD 值超过 0.8(可能偏离线性关系),需用 LB 培养基稀释(如 1:2、1:5),测定后乘以稀释倍数。

4、活菌计数(可选,用于验证)

取不同时间点的菌液,用无菌生理盐水梯度稀释(如 10至 10)。

每个稀释度取 0.1mL 涂布于 LB 固体培养基平板,37培养 16-24h 后计数 CFU,计算每毫升活菌数(CFU/mL = 菌落数 × 稀释倍数 ÷0.1)。

四、数据处理与曲线绘制
绘制曲线:以时间为横坐标,OD值(或 lg (CFU/mL))为纵坐标,用 Excel 或 Origin 绘图,标注四个生长阶段:

迟缓期:OD 值增长缓慢(细菌适应环境,合成酶类)。

对数期:OD 值快速线性增长(细菌以指数方式繁殖,代谢旺盛)。

稳定期:OD 值趋于平稳(繁殖与死亡平衡,营养消耗、代谢产物积累)。

衰亡期:OD 值下降(死亡速率 > 繁殖速率)。

五、注意事项

无菌操作:取样时避免污染,枪头、试管需灭菌,操作在超净台进行。

OD 值线性范围:大肠杆菌 OD在 0.2-0.8 范围内与细胞浓度呈线性,超过需稀释,否则结果偏差。

摇床条件稳定:温度、转速需恒定,避免影响细菌生长速率。

空白校正:每次测定前用 LB 培养基校正,消除培养基本身的浊度干扰。

重复实验:建议做 3 次重复,取平均值,减少误差。

通过以上步骤,可清晰观察大肠杆菌的生长动态,为后续实验(如基因表达、发酵优化等)提供参考(如选择对数期细胞进行实验)。

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