2012年初級(jí)藥士微生物學(xué)輔導(dǎo)：細(xì)菌的生長(zhǎng)繁殖

　　(一)細(xì)菌生長(zhǎng)繁殖的條件$lesson$

　　細(xì)菌的生長(zhǎng)繁殖需要提供合適的環(huán)境條件，不同種類的細(xì)菌，生長(zhǎng)繁殖的條件不完全相同，個(gè)別種類要求特殊的環(huán)境條件。但其基本條件包括營(yíng)養(yǎng)、pH、溫度、氣體等方面。

　　1. 營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)：細(xì)菌在機(jī)體外人工培養(yǎng)，必須按細(xì)菌的種類嗜性滿足其營(yíng)養(yǎng)需要。

　　2. 酸堿度：大多數(shù)病原菌最適的酸堿度為pH7.2～7.6，在此pH下，細(xì)菌的酶活性強(qiáng)，生長(zhǎng)繁殖旺盛。個(gè)別細(xì)菌如霍亂弧菌在pH8.4～9.2的堿性條件下生長(zhǎng)最好，結(jié)核分枝桿菌在pH6.5～6.8最適宜。細(xì)菌代謝過(guò)程中分解糖類產(chǎn)生酸，pH下降，不利于細(xì)菌生長(zhǎng)。

　　3. 溫度：各類細(xì)菌對(duì)溫度的要求不同，大多數(shù)病原菌生長(zhǎng)最適溫度為37℃，故實(shí)驗(yàn)室中常用37℃恒溫箱培養(yǎng)細(xì)菌。個(gè)別細(xì)菌如鼠疫桿菌在28～30℃的條件下生長(zhǎng)最好。嗜熱菌能在50～60℃下生長(zhǎng)，海洋細(xì)菌嗜低溫，可在0～30℃條件下生長(zhǎng)。

　　4. 氣體：細(xì)菌生長(zhǎng)繁殖需要的氣體是氧和二氧化碳。

　　根據(jù)細(xì)菌對(duì)氧的需要情況，可將細(xì)菌分為三類：①專性需氧菌：具有完整的呼吸酶系統(tǒng)，需要分子氧作為受氫體以完成需氧呼吸，必須在有氧的環(huán)境中才能生長(zhǎng)的細(xì)菌，如結(jié)核分枝桿菌。其中有的細(xì)菌在低氧壓(5%～6%)下生長(zhǎng)良好，高氧壓(10%)對(duì)其有抑制作用，稱微需氧菌，如空腸彎曲菌;②專性厭氧菌：缺乏完善的呼吸酶系統(tǒng)，利用氧以外的其他物質(zhì)作為受氫體，只能在無(wú)氧環(huán)境中進(jìn)行發(fā)酵，有游離氧存在時(shí)不但不能利用分子氧，而且因?yàn)槿狈Ψ纸庥卸狙趸鶊F(tuán)的酶，還受其在有氧環(huán)境中產(chǎn)生的H2O2和超氧陰離子(O2―)的毒害，甚至死亡，如破傷風(fēng)芽胞梭菌;③兼性厭氧菌：兼有需氧呼吸與無(wú)氧發(fā)酵兩種功能，在有氧或無(wú)氧環(huán)境中均能生長(zhǎng)，但在有氧時(shí)生長(zhǎng)較好，大多數(shù)病原菌屬此類。一般細(xì)菌在代謝過(guò)程中自身產(chǎn)生的二氧化碳即可滿足需要。某些細(xì)菌如腦膜炎奈瑟菌、淋球菌在初次分離培養(yǎng)時(shí)，必須供給5%～10%的二氧化碳才能生長(zhǎng)。

　　(二)細(xì)菌繁殖的方式和速度

　　1. 細(xì)菌的繁殖方式：細(xì)菌以二分裂方式進(jìn)行無(wú)性繁殖。革蘭陽(yáng)性細(xì)菌生長(zhǎng)到一定時(shí)間，體積增大、染色體復(fù)制并與中介體相連，菌體中介體部位細(xì)胞膜內(nèi)陷形成橫隔，中介體一分為二時(shí)，染色體分屬兩個(gè)子細(xì)胞，最后細(xì)胞壁內(nèi)陷，子細(xì)胞分離，完成一次分裂。革蘭陰性菌無(wú)中介體，染色體直接連接在細(xì)胞膜上，復(fù)制后附著在鄰近，當(dāng)細(xì)菌分裂完成，兩團(tuán)染色體被分隔在兩個(gè)子細(xì)胞中。通常球菌沿不同平面進(jìn)行分裂，桿菌則沿橫軸分裂。個(gè)別細(xì)菌如結(jié)核分枝桿菌通過(guò)分枝方式繁殖。

　　2. 細(xì)菌的繁殖速度：細(xì)菌的繁殖速度與細(xì)菌的種類及其所處的環(huán)境條件有關(guān)，條件適宜時(shí)，細(xì)菌繁殖快。多數(shù)細(xì)菌每20～30min分裂一次，稱為一代，有的細(xì)菌繁殖較慢，如結(jié)核分枝桿菌約18～20h才分裂一次，故結(jié)核病人標(biāo)本培養(yǎng)需要較長(zhǎng)時(shí)間。

　　3. 細(xì)菌的繁殖規(guī)律：細(xì)菌繁殖速度極快，如按20min繁殖一代計(jì)算，1個(gè)細(xì)菌1h后經(jīng)3次分裂成8個(gè)，10h后1個(gè)細(xì)菌可達(dá)10億以上。但實(shí)際上，由于營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消耗，毒性代謝產(chǎn)物的積累，以及環(huán)境pH的改變，細(xì)菌不可能無(wú)限高速增殖，而有一定的規(guī)律。將一定量的細(xì)菌接種于定量的液體培養(yǎng)基中培養(yǎng)，間隔不同時(shí)間取樣檢查活菌數(shù)目，以培養(yǎng)時(shí)間為橫坐標(biāo)，活菌數(shù)的對(duì)數(shù)為縱坐標(biāo)，可繪出一條反映細(xì)菌增殖規(guī)律的曲線，稱為生長(zhǎng)曲線。

　　生長(zhǎng)曲線分為4個(gè)時(shí)期：

　?、龠t緩期：為細(xì)菌進(jìn)入新環(huán)境的適應(yīng)階段，約1～4h.此期細(xì)菌體積增大，代謝活躍，但不分裂，主要是合成各種酶、輔酶和代謝產(chǎn)物，為今后的增殖準(zhǔn)備必要的條件;

　?、趯?duì)數(shù)期：細(xì)菌培養(yǎng)至8～18h，則以幾何級(jí)數(shù)恒定快速增殖，在曲線圖上，活菌數(shù)的對(duì)數(shù)直線上升至頂峰。此期細(xì)菌的大小、形態(tài)、染色性、生理活性等都較典型，對(duì)抗生素等外界環(huán)境的作用也較為敏感，細(xì)菌的鑒定等選用此期為佳;

　　③穩(wěn)定期：由于培養(yǎng)基中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消耗，毒性代謝產(chǎn)物積聚，pH下降，使細(xì)菌的繁殖速度漸趨減慢，死亡數(shù)逐步上升，此時(shí)，細(xì)菌繁殖數(shù)與死亡數(shù)趨于平衡。此期細(xì)菌形態(tài)和生理特性發(fā)生變異，如革蘭陽(yáng)性菌可能被染成陰性菌;同時(shí)細(xì)菌產(chǎn)生和積累代謝產(chǎn)物，如外毒素、抗生素等;芽胞也多在此期形成;

　?、芩ネ銎冢杭?xì)菌繁殖速度減慢或停止，死菌數(shù)迅速超過(guò)活菌數(shù)。此期細(xì)菌形態(tài)顯著改變，菌體變長(zhǎng)、腫脹或扭曲，出現(xiàn)畸形或衰退型等多形態(tài)，有的菌體自溶，難以辯認(rèn)，代謝活動(dòng)停滯。芽胞也多在此期形成;④衰亡期：細(xì)菌繁殖速度減慢或停止，死菌數(shù)迅速超過(guò)活菌數(shù)。此期細(xì)菌形態(tài)顯著改變，菌體變長(zhǎng)、腫脹或扭曲，出現(xiàn)畸形或衰退型等多形態(tài)，有的菌體自溶，難以辯認(rèn)，代謝活動(dòng)停滯。

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