第二节  细菌的生长繁殖

一、细菌生长和繁殖的条件 

细菌细胞生长发育，成熟后进行繁殖。细菌必须在有符合要求的营养条件下才能生长繁殖，这些条件包括合适的营养成分、温度、pH，渗透压以及气体条件。按照各种细菌生长与繁殖的条件要求，可以人工制备各种适合的培养基，并安排适宜的环境以培养细菌。

二、细菌的繁殖方式 

细菌以二等分裂法（biary fission）进行无性繁殖。细菌细胞生长过程中，染色体复制，生长成熟时细胞体积增大，复制的染色体DNA附着于细胞膜相邻的两个位点上，两个位点间细胞膜增长，推动两个染色体各向细胞两极移动，最后在细胞中部产生环状隔膜将菌体分为两半。有的细菌分裂后便形成两个独立的新细胞。有些细菌的隔膜闭合不全，两个子细胞之间留有原浆带，可连成各种排列。

三、细菌的繁殖速度与生长曲线 

细胞新个体的形成即细菌的生长繁殖，分别表现为个体和群体两方面：

细菌个体的生长繁殖：已知大肠杆菌菌体的分裂过程涉及30多个基因的调控。一个菌体分裂为两个菌体所需的时间称为世代时间（generation time）。大肠杆菌及许多其他病原菌在适宜的条件下，分裂一次仅需20min，而细菌染色体DNA的复制约需40min。之所以能如此，是因为在上一轮的复制还未完成时，下一轮的细胞分裂已经启动。此外，染色体DNA存在多个复制叉，可使子代的染色体DNA同时开始部分复制。

    某些抗生素可抑制细菌聚合作用及组装，如使用非致死浓度的这些抗生素，可影响细胞的分裂，导致菌体形态异常，如使用抗生素的样本中的大肠杆菌，往往呈长丝状。

细菌群体的生长繁殖：外界环境因素对细菌的生长繁殖有很大的影响和制约，使得细菌不能无限制生长繁殖下去，在特定环境或培养基（特别是液体培养基）内，定时取样检查活菌数，可发现其生长过程具有规律性。以时间为横坐标，以活菌数的对数为纵坐标，，常呈现一定的生长曲线（growth curve），并可区分为4个时期。在不同时期中，细菌的繁殖速度不同，形态和生理特性也会有变化（包括外形、大小、染色反应、发酵活力、代谢产物、抵抗力等）。了解这些情况，对培养、观察、利用和控制细菌是有意义的。   

  迟缓期（1ag phase）  是细菌对新环境的适应时期。此时菌体增大，代谢活跃，合成并积累所需酶系统。RNA含量明显增多，但DNA的量无变化，此时细菌数并不增加。这一过程一般约需1-4h。

    对数期（logarithmic phase）  此期内菌体繁殖速度最快，细菌数依几何级数增加，生长曲线接近一条斜的直线。其形态、菌体大小、染色特性及生理活性均较典型，对不良理化因素和抗菌药物敏感。该期内病原菌的致病力最强。大肠杆菌的对数期可持续6-10h。

    稳定期（stationary phase）  这一时期因营养的消耗、代谢产物的积累等，细菌繁殖速度下降，死亡增多，新繁殖的活菌数与死菌数大致平衡。该期细菌的形态及生理性状常有改变，革兰氏阳性菌可染成阴性，毒素等代谢产物此时期积累多。大肠杆菌的稳定期持续约8h。

    衰亡期（decline phase）  细菌开始大量死亡，死菌数超过活菌数。如不移植到新的培养基，最终可全部死亡。此期细菌的菌体变形或自溶，染色不典型，难以进行鉴定。

细菌的生长曲线是在体外人工培养条件下观察到的，在动物体内因受诸多因素的制约，未必能出现此种典型的曲线，但对细菌的生长规律的研究及实践有重要的参考价值。