細菌生長繁殖的條件與知識解析！
小楊 / 2020-04-27 08:28:14
一、細菌生長繁殖的條件
細菌生長繁殖除需必要的營養(yǎng)物質外還需有適宜的環(huán)境，包括溫度、酸堿度及氣體等。
1、充足的營養(yǎng) 細菌的生長繁殖、新陳代謝必須有充足的營養(yǎng)物質才能提供其菌體所需的原料及能量。
2、適宜的溫度 不同細菌對溫度的要求不同，據此可分為嗜冷菌、嗜溫菌、嗜熱菌三種類型。病原菌均為嗜溫菌，多數病原菌最適生長溫度為35～37℃，少數病原菌如小腸結腸炎耶爾森菌最適溫度為20～28℃，空腸彎曲菌最適溫度為36～43℃。
3、適宜的酸堿度 各類一細菌對于生長環(huán)境中氫離子的濃度要求不同，多數在中性至弱堿性環(huán)境中酶活性高，生長良好，多數病原菌最適pH值范圍為7.2～7.6，個別細菌如結核分枝桿菌最適pH值范圍為6.5～6.8(偏酸性），霍亂弧菌最適pH值范圍為8.4～9.2（偏堿性）。因細菌在生長繁殖過程中可分解糖類產酸，使周圍環(huán)境的pH值下降，故人工培養(yǎng)細菌時應加入緩沖劑，防止培養(yǎng)基酸堿度發(fā)生變化影響分離培養(yǎng)。
4、適宜的氣體細菌生長繁殖時所需的氣體主要是二氧化碳和氧氣。多數細菌在其代謝過程中所產生的CO2即可滿足本身需求，只有少數細菌如奈瑟菌、流感嗜血桿菌等在初次分離培養(yǎng)時需提供5％～10％CO2才能生長。根據細菌對氧分子的需求，將其分為以下幾種。
⑴專性需氧菌（obligate aerobe）一類必須在有氧的環(huán)境中才能生長的細菌，具有完善的呼吸酶系統(tǒng)，以氧分子作為氫受體進行有氧呼吸。如結核分枝桿菌、炭疽芽胞桿菌等。
⑵微需氧菌（microaerophilic bacterium）一類在低壓氧（5％～6％）環(huán)境中生長最好，氧濃度大于10％時生長被抑制的細菌。如空腸彎曲菌、幽門螺桿菌等。
⑶兼性厭氧菌（facultative anae-obe）一類在有氧或無氧環(huán)境中均能生長的細菌，在無氧環(huán)境中進行無氧發(fā)酵，在有氧環(huán)境中進行需氧呼吸，不同環(huán)境中所產生的代謝產物不同。多數病原菌屬此類。
⑷專性厭氧菌（obligate anaerobe）一類只能在無氧環(huán)境中才能生長的細菌，缺乏完善的呼吸酶系統(tǒng)，只能進行無氧酵解，因游離氧對其有毒性作用，在有氧時生長受抑制甚至死亡。如破傷風梭菌、產氣莢膜梭菌、肉毒梭菌等。
二、細菌個體的生長繁殖
細菌以二分裂（binary fission)方式進行無性繁殖。當細菌生長到一定時間后細胞體積增大，染色體復制，細胞膜內陷或新合成橫隔，將細胞新染色體分隔在兩側，新合成的細胞壁沿橫隔生長將細胞分裂成兩個子代細胞。球菌可沿不同平面分裂形成雙球菌、四聯(lián)球菌、八疊球菌或葡萄球菌，桿菌沿橫隔分裂，分枝桿菌可通過分枝方式分裂成子代細菌。
細菌每分裂一次所需的時間稱為代時（generation time)，多數細菌在條件適宜時代時為20～30 min，個別細菌繁殖速度較慢 ，如結核分枝桿菌的代時為12～24 h。
三、細菌群體的生長繁殖
假設細菌代時為20 min，在生長繁殖條件適宜時，一個細菌經10h繁殖的數量可達10億以上，24 h后則達到驚人的數量。但實際上隨著營養(yǎng)物質的消耗，毒性代謝產物的積累，環(huán)境酸堿度的改變，細菌并不能始終保持如此高的速度而無限制繁殖。將一定數量的活菌接種于適宜的培養(yǎng)基中，置于適宜環(huán)境培養(yǎng)，以培養(yǎng)時間為橫坐標，以活菌數的對數為縱坐標，可得出一條反映細菌生長繁殖規(guī)律的曲線，稱為生長曲線（growth curve)，見圖2-1。
根據細菌生長曲線的特點，將細菌生長繁殖過程分為四個期，即遲緩期、對數期、穩(wěn)定期和衰亡期。
1、遲緩期（lag phase）接種于培養(yǎng)基1～4 h后，細菌并不立即分裂繁殖，而是為分裂做準備，菌體增大、代謝活躍，合成新的細胞成分。此期是細菌進入新環(huán)境后的適應期。遲緩期時間長短與細菌本身特性、培養(yǎng)基性質及所處環(huán)境有關。
2、對數期（logarithmic phase）對數期又稱指數期，出現(xiàn)于細菌培養(yǎng)后的8～18 h。此期細菌分裂繁殖迅速，活菌數以幾何級數增長至峰值。對數期細菌形態(tài)、大小、染色性、生理活性等較典型，對外界環(huán)境因素敏感，適用于研究細菌的生物學特性、耐藥性等。
3、穩(wěn)定期（stationary phase）因對數期消耗了大量營養(yǎng)物質，產生了多種代謝產物，從而導致毒性產物聚積、培養(yǎng)基pH值下降，使得細菌分裂繁殖速度減緩，死亡菌數增加與活菌數處于動態(tài)平衡。此期細菌形態(tài)、染色性、生理特性等發(fā)生改變。由于代謝產物大量積聚，故提取外毒素、抗生素等細菌代謝產物多選擇在穩(wěn)定期。芽胞也多在此期形成。
4、衰亡期（decline phase）隨著培養(yǎng)基生長環(huán)境越來越惡劣，死亡菌數逐漸多于活菌數，細菌發(fā)生變形甚至自溶，生理代謝也逐漸趨于停滯。此期細菌難以鑒定。
A～B：遲緩期；B～C：對數期；C～D：穩(wěn)定期;D～E；衰亡期
了解細菌生長曲線有助于人們培養(yǎng)細菌、研究和利用細菌。例如鑒定細菌及做藥敏試驗宜選用對數期細菌，培養(yǎng)益生菌時應及時補充營養(yǎng)，以利于其快速生長繁殖。
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