细胞生长的物质时,细胞的比生长速率和限制性基质浓度S的关系可用Monod方程来表示:Р当限制性基质浓度很低时,增加该基质浓度可明显提高细胞的比生长速率,但若该基质浓度与Ks相比已相当高时,再增大其浓度就不能明显地增加细胞的比生长速率。这时,细胞的比生长速率接近“饱和”。Р 在培养动植物细胞和微生物细胞生产代谢产物时,产物的最大生产速率往往是在生长受到抑制的情况下得到的。采用适当的限制性基质限制细胞生长,有时会有利于产物的积累。如:酵母菌Y33::YFD71-3是一株腺嘌呤、组氨酸和亮氨酸缺陷的基因工程菌.Р 在进行摇瓶培养时,菌体生长受腺嘌呤限制时菌体分泌的蛋白明显增加,而菌体生长受亮氨酸限制时,蛋白的生产受到影响。如下表所示。这是因为生长受到腺嘌呤的限制时,过量存在的氨基酸可用于蛋白质合成,而生长受亮氨酸限制时,蛋白质的合成也受到了限制。Р腺嘌呤、组氨酸、亮氨酸对酵母菌(Y33::YFD71-3)生长和蛋白质合成的影响Р方程进一步变换形式后即为: X = Xme-αt ? ? 式中Xm为静止期细胞浓度,g/L;α为细胞比死亡速率,s-1;t 为进入衰亡期时间,s。Р④稳定期或静止期? 由于营养物质耗尽或有害物质的大量积累,使细胞浓度不再增加,这一阶段称为稳定期或静止期。在稳定期细胞的浓度达到最大值。如果这是由某种营养基质的耗尽所致,而且在细胞的生长过程中细胞的得率系数Yx/s不变,那么,在稳定期达到的最大细胞浓度为: ? Xm = X0 + Y x/s S0 ? ?式中 Xm 为最大细胞浓度;X0为接种后的细胞浓度;S0为限制性基质的初始浓度。所以,Xm与限制性基质的初始浓度成线性关系,当X0很低时X0与S0成正比。Р⑤哀亡期? 由于环境恶化,细胞开始死亡,活细胞浓度不断下降,这一阶段称为衰亡期。有关衰亡期的研究不多,因多数分批培养在衰亡期前就结束了。可以认为在衰亡期中:
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