高考申論題
109年
[化學安全] 環境微生物學
第 二 題
二、請分別以微生物數目與時間的關係以及微生物生長速度與時間的關係，解釋微生物批次培養過程的遲滯期、對數期及穩定期。（25分）
📝 此題為申論題
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作答時應先在腦海中勾勒出標準的批次培養生長曲線（以時間為橫軸，細胞數對數值及生長速率為縱軸）。接著針對遲滯期、對數期、穩定期，依序從『微生物生理代謝機制』切入，分別精確描述『數目-時間』與『速率-時間』的數學關係，最後務必扣緊環境工程實務（如活性污泥法之操作參數與污泥減量）進行應用舉例，以展現高考所需的實務深度。
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【破題】 微生物批次培養（Batch culture）係指在一個封閉系統內，給予固定量營養基質的培養方式。隨著時間推移，基質消耗與代謝物累積會改變環境條件，微生物的生長軌跡可依其生理狀態與增殖動力學特徵，劃分為不同時期。 【論述】
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微生物批次培養動力學
💡 掌握微生物在封閉系統中各階段的生理狀態、菌數變化與生長率。
| 比較維度 | 對數期 (Log Phase) | VS | 穩定期 (Stationary Phase) |
|---|---|---|---|
| 菌數變化 (N) | 呈幾何級數指數增加 | — | 達到最高值並維持動態平衡 |
| 比生長速率 (μ) | 維持最大值 (μ_max) | — | 淨比生長率趨近於零 |
| 生理代謝 | 二分裂法繁殖，代謝最強 | — | 內生呼吸，分泌次級代謝產物 |
| 工程優點 | 特定菌種快速擴增(植菌) | — | 產生EPS，污泥沉降性佳 |
💬對數期著重增殖效率，穩定期則有利於活性污泥法的固液分離與水質穩定。
