細(xì)菌生長(zhǎng)繁殖的條件與知識(shí)解析！
小楊 / 2020-04-27 08:28:14
一、細(xì)菌生長(zhǎng)繁殖的條件
細(xì)菌生長(zhǎng)繁殖除需必要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)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(yíng)養(yǎng) 細(xì)菌的生長(zhǎng)繁殖、新陳代謝必須有充足的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)才能提供其菌體所需的原料及能量。
2、適宜的溫度 不同細(xì)菌對(duì)溫度的要求不同，據(jù)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(shù)病原菌最適生長(zhǎng)溫度為35～37℃，少數(shù)病原菌如小腸結(jié)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(xì)菌對(duì)于生長(zhǎng)環(huán)境中氫離子的濃度要求不同，多數(shù)在中性至弱堿性環(huán)境中酶活性高，生長(zhǎng)良好，多數(shù)病原菌最適pH值范圍為7.2～7.6，個(gè)別細(xì)菌如結(jié)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(xì)菌在生長(zhǎng)繁殖過(guò)程中可分解糖類產(chǎn)酸，使周?chē)h(huán)境的pH值下降，故人工培養(yǎng)細(xì)菌時(shí)應(yīng)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(xì)菌生長(zhǎng)繁殖時(shí)所需的氣體主要是二氧化碳和氧氣。多數(shù)細(xì)菌在其代謝過(guò)程中所產(chǎn)生的CO2即可滿足本身需求，只有少數(shù)細(xì)菌如奈瑟菌、流感嗜血桿菌等在初次分離培養(yǎng)時(shí)需提供5％～10％CO2才能生長(zhǎng)。根據(jù)細(xì)菌對(duì)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(zhǎng)的細(xì)菌，具有完善的呼吸酶系統(tǒng)，以氧分子作為氫受體進(jìn)行有氧呼吸。如結(jié)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(zhǎng)最好，氧濃度大于10％時(shí)生長(zhǎng)被抑制的細(xì)菌。如空腸彎曲菌、幽門(mén)螺桿菌等。
⑶兼性厭氧菌（facultative anae-obe）一類在有氧或無(wú)氧環(huán)境中均能生長(zhǎng)的細(xì)菌，在無(wú)氧環(huán)境中進(jìn)行無(wú)氧發(fā)酵，在有氧環(huán)境中進(jìn)行需氧呼吸，不同環(huán)境中所產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物不同。多數(shù)病原菌屬此類。
⑷專性厭氧菌（obligate anaerobe）一類只能在無(wú)氧環(huán)境中才能生長(zhǎng)的細(xì)菌，缺乏完善的呼吸酶系統(tǒng)，只能進(jìn)行無(wú)氧酵解，因游離氧對(duì)其有毒性作用，在有氧時(shí)生長(zhǎng)受抑制甚至死亡。如破傷風(fēng)梭菌、產(chǎn)氣莢膜梭菌、肉毒梭菌等。
二、細(xì)菌個(gè)體的生長(zhǎng)繁殖
細(xì)菌以二分裂（binary fission)方式進(jìn)行無(wú)性繁殖。當(dāng)細(xì)菌生長(zhǎng)到一定時(shí)間后細(xì)胞體積增大，染色體復(fù)制，細(xì)胞膜內(nèi)陷或新合成橫隔，將細(xì)胞新染色體分隔在兩側(cè)，新合成的細(xì)胞壁沿橫隔生長(zhǎng)將細(xì)胞分裂成兩個(gè)子代細(xì)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(guò)分枝方式分裂成子代細(xì)菌。
細(xì)菌每分裂一次所需的時(shí)間稱為代時(shí)（generation time)，多數(shù)細(xì)菌在條件適宜時(shí)代時(shí)為20～30 min，個(gè)別細(xì)菌繁殖速度較慢 ，如結(jié)核分枝桿菌的代時(shí)為12～24 h。
三、細(xì)菌群體的生長(zhǎng)繁殖
假設(shè)細(xì)菌代時(shí)為20 min，在生長(zhǎng)繁殖條件適宜時(shí)，一個(gè)細(xì)菌經(jīng)10h繁殖的數(shù)量可達(dá)10億以上，24 h后則達(dá)到驚人的數(shù)量。但實(shí)際上隨著營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消耗，毒性代謝產(chǎn)物的積累，環(huán)境酸堿度的改變，細(xì)菌并不能始終保持如此高的速度而無(wú)限制繁殖。將一定數(shù)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(shí)間為橫坐標(biāo)，以活菌數(shù)的對(duì)數(shù)為縱坐標(biāo)，可得出一條反映細(xì)菌生長(zhǎng)繁殖規(guī)律的曲線，稱為生長(zhǎng)曲線（growth curve)，見(jiàn)圖2-1。
根據(jù)細(xì)菌生長(zhǎng)曲線的特點(diǎn)，將細(xì)菌生長(zhǎng)繁殖過(guò)程分為四個(gè)期，即遲緩期、對(duì)數(shù)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(xì)菌并不立即分裂繁殖，而是為分裂做準(zhǔn)備，菌體增大、代謝活躍，合成新的細(xì)胞成分。此期是細(xì)菌進(jìn)入新環(huán)境后的適應(yīng)期。遲緩期時(shí)間長(zhǎng)短與細(xì)菌本身特性、培養(yǎng)基性質(zhì)及所處環(huán)境有關(guān)。
2、對(duì)數(shù)期（logarithmic phase）對(duì)數(shù)期又稱指數(shù)期，出現(xiàn)于細(xì)菌培養(yǎng)后的8～18 h。此期細(xì)菌分裂繁殖迅速，活菌數(shù)以幾何級(jí)數(shù)增長(zhǎng)至峰值。對(duì)數(shù)期細(xì)菌形態(tài)、大小、染色性、生理活性等較典型，對(duì)外界環(huán)境因素敏感，適用于研究細(xì)菌的生物學(xué)特性、耐藥性等。
3、穩(wěn)定期（stationary phase）因?qū)?shù)期消耗了大量營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，產(chǎn)生了多種代謝產(chǎn)物，從而導(dǎo)致毒性產(chǎn)物聚積、培養(yǎng)基pH值下降，使得細(xì)菌分裂繁殖速度減緩，死亡菌數(shù)增加與活菌數(shù)處于動(dòng)態(tài)平衡。此期細(xì)菌形態(tài)、染色性、生理特性等發(fā)生改變。由于代謝產(chǎn)物大量積聚，故提取外毒素、抗生素等細(xì)菌代謝產(chǎn)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(zhǎng)環(huán)境越來(lái)越惡劣，死亡菌數(shù)逐漸多于活菌數(shù)，細(xì)菌發(fā)生變形甚至自溶，生理代謝也逐漸趨于停滯。此期細(xì)菌難以鑒定。
A～B：遲緩期；B～C：對(duì)數(shù)期；C～D：穩(wěn)定期;D～E；衰亡期
了解細(xì)菌生長(zhǎng)曲線有助于人們培養(yǎng)細(xì)菌、研究和利用細(xì)菌。例如鑒定細(xì)菌及做藥敏試驗(yàn)宜選用對(duì)數(shù)期細(xì)菌，培養(yǎng)益生菌時(shí)應(yīng)及時(shí)補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)，以利于其快速生長(zhǎng)繁殖。
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