细菌的生长繁殖

细菌的生长繁殖

细菌是非常微小而又原始的生物，所以它们的繁殖方式及在培养基上的生长情况与高等动植物细胞有较大的差异。

一、细菌的繁殖方式

细菌主要以无性二分裂方式繁殖（裂殖）。

细菌繁殖速度快，一般细菌约20~30min便分裂一代。

测定群体生长繁殖的方法

（一）计数法

1.显微计数法

2.比浊法

3.平板计数法

4. 液体稀释法

5.膜滤器法

（二）细胞量的测定

1.测定细胞重量法

（1）湿重

（2）干重

2.测定细胞总氮量

3.DNA含量测定

4.其他生理指标测定

二、微生物的群体生长

微生物的群体是指单一纯培养物的群体。微生物特别是单细胞微生物，体积很小，个体生长很难测定且没有实际应用价值。因此，群体生长更具有科研和生产上的意义。

1.生长曲线

（1）延滞期（lag phase）

影响延滞期长短的因素除菌种本身外，主要有三方面：①菌龄②接种量③培养条件

（2）对数期（logarithmic phase）

细胞代谢活性最强，酶的活力也高，菌体内各成分按比例有规律的增加，细胞平衡生长。最突出的特点是细菌数以几何级数增加，代时最短，活菌数和总菌数非常接近。是研究菌体生物学性状如形态、大小、染色性和基本代谢、生理的良好材料，是噬菌体吸附的最适菌龄，也是发酵生产用作种子的最适菌龄。

（3）稳定期（stationary phase）

菌体产量达到了最高点并维持稳定。细胞开始贮存糖原、异染颗粒和脂肪等贮藏物；多数芽胞杆菌在此期形成大量的芽胞，适于芽胞的收集或菌种的保藏；抗生素等次级代谢产物开始大量形成，抗生素发酵生产中应考虑发酵液在此期放罐。（4）衰亡期（decline phase或death phase）

霉菌的群体生长规律

第三节影响微生物生长的因素

（一）生长繁殖的条件

1、营养物质

C源，N源，无机盐，生长因子，水等

2、pH

大多数：6.8~7.4

嗜酸菌：0~5.5

嗜碱菌:8.5~11.5

3、温度

低温菌 10 ~ 20℃（湖泊，深海，冷藏食品）

中温菌 25 ~ 32℃ (腐生菌）， 37℃（病原菌）

高温菌 50 ~ 55℃（温泉）

4、氧气

（1）专性需氧菌（obligate aerobe）：在有氧气的环境中才能生长，如结核分枝杆菌、枯草芽胞杆菌。

（2）微需氧菌（microaerophilic ）:生长过程仅需要少量氧气，如霍乱弧菌。（3）耐氧菌（aerotolerant）:生长不需氧，氧气存在与否对其生长影响不大，如乳酸菌。

（4）兼性厌氧菌(facultative anaerobe）：在有氧和无氧条件下均能生长，但有氧时生长较好，大多数病原性细菌属于此类。

(5)专性厌氧菌（obligate anaerobe）：在无氧或低氧化还原势的环境下生长（游离氧对其有毒害作用），如破伤风梭菌。

厌氧菌在有氧条件下不能生长的原因是：

①厌氧菌缺乏氧化还原电势很高的细胞色素和细胞色素氧化酶，不能氧化营养物质并获取能量；

②缺乏超氧化物歧化酶（superoxide dismutase, SOD）和过氧化氢酶（或过氧化物酶），不能分解超氧离子（O2-）和过氧化氢（H2O2）。

方式：

加入还原剂如谷胱甘肽、硫基醋酸盐等；深层液体培养；用石蜡油封存；半固体穿刺培养；烛罐法（氧耗去，约有7% CO2留存）；厌氧培养箱等

第四节微生物的培养方法

（一）菌落和纯培养

菌落（colony）：将细菌接种于琼脂平板培养基表面，经过一段时间的培养，可见由单个细菌繁殖形成的肉眼可见的集团，称为菌落。“菌落”已互相连成一片，这就是菌苔（bacterial lawn）。

纯培养（pure culture）：菌落由一个细菌细胞发育而来，是同种的纯菌，将其接种于新鲜培养基获得的培养物，可认为是纯培养。细菌菌落特征是细菌菌种鉴定的重要依据，在细菌分类学上具有重大意义。

（二）纯培养的获得方法

1．稀释法

（1）平板划线或平板涂布法

（2）倾注倒平板法

（3）液体稀释法

2.单细胞（或单孢子）分离法

富集培养法

分批培养

连续培养

微生物的分解代谢与鉴定反应

一、、分解性产物与细菌鉴定IMViC试验：是四种生理生化试验的总称，分别指吲哚试验（Indole test）、甲基红试验（Methyl red test）、 V-P试验（Vog es-Proskauer test）、枸橼酸盐利用试验（Citrate utilization）

（一）碳源利用试验（carbohydrate utilization test）

（二）糖发酵试验（carbohydrate fermentation test）

（三）枸橼酸盐利用试验（citrate utilization test）

（四）VP试验（Voges-Proskauer test，VP test）

（五）甲基红试验（methyl red test，MR test）

二、蛋白质与氨基酸的分解

（一）明胶液化试验（gelatin liquefaction test）

（二）吲哚试验（靛基质试验，Indole test）

（三）硫化氢试验（hydrogen sulfide test）

合成代谢的特殊产物

（一）热原质

许多革兰阴性菌在生长中能产生一种耐热物质，将它注入人体或动物体内，可以引起发热反应，这种物质被称为热原质（致热原）（pyrogen）。

在制剂工作中，应严密防止热原质污染水，配料及其容器等，以避免由热原质引起的不良输液反应

（二）毒素

外毒素（exotoin）的化学本质是蛋白质，是微生物（尤其是G＋细菌）在代谢过程分泌到胞外的，其毒性很强素，免疫性也很强。如肉毒杆菌产生的肉毒毒素、破伤风杆菌产生的破伤风毒素及白喉杆菌产生的白喉毒素等。真菌毒素如黄曲霉毒素、寄生曲霉毒素等是一类毒性很强的外毒素，能诱发肝癌等病变。

内毒素（endotoxin）主要是G－细菌细胞壁的脂多糖（LPS）,只有当细菌菌体崩解后才释放出来，其毒性和免疫性都不强。

（三）细菌素

（四）色素

细菌致病性

细菌虽然在医药工业上具有重要作用，但它又能使动物和人类致病，而且相当部分人畜疾病是由细菌引起的，所以它对人类的健康带来严重的危害。凡能引起人体或动物疾病的细菌称为致病菌或病原菌（pathogenic bacteria）。而传染(infection)是指病原菌侵入机体后，在一定的部位生长繁殖，进一步表现出临床症状。病原菌的致病作用取决于它的毒力、入侵数量和入侵途径。

（一）毒力(virulence)

是指病原菌致病性的强弱程度，具有菌株或型的差异，一般以半数致死量(L )表示，即采用一定途径感染实验动物使其半数死亡所需的最小细菌量。毒力D

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与细菌的侵袭力和细菌毒素有关。致病菌首先需借助于其表面结构，如菌毛、鞭毛或荚膜等粘附到宿主细胞表面，并侵入宿主细胞。有些病原菌可产生一些侵袭性酶类，如血浆凝固酶、透明质酸酶、链激酶、胶原酶、SIgA（分泌型免疫球蛋白A）酶等，病原菌借助于这些酶类感染宿主并进行大量繁殖并产生内毒素或外毒素，对机体产生致病作用。

1．侵袭力是病原菌破坏机体防御功能而在体内迅速生长繁殖和扩散蔓延的能力，它主要包括三个方面，即病原菌的吸附与侵入能力、繁殖与扩散能力和对宿主细胞防御机能的抵抗力。

（1）吸附与侵入能力病原菌可通过外伤、蚊虫叮咬或与宿主细胞直接吸附而侵入机体。G-细菌通常借助于菌毛，G+细菌则常借助于其细胞表面的毛发样突出物（如A族链球菌的膜磷壁酸）。细菌吸附具有组织特异性，如痢疾杆菌吸附于结肠粘膜上，A族链球菌吸附于咽喉部，吸附作用的组织特异性与宿主细胞表面致病菌的特异性受体有关，它是致病菌感染机体的开始。

（2）繁殖与扩散能力由于机体的自我保护作用，细菌由侵入部位向周围和深层组织扩散必须破坏机体组织屏障，这是通过细菌产生的一些侵袭性酶类来实现的，如：