生長繁殖的三大要素。掌握細菌生長繁殖的條件、影響因素及規(guī)律對臨床醫(yī)學及基礎(chǔ)研究均有重要意義。
一、細菌生長繁殖的條件
1．充足的營養(yǎng)：必須有充足的營養(yǎng)物質(zhì)才能為細菌的新陳代謝及生長繁殖提供必需的原料和足夠的能量。
2．適宜的溫度：細胞生長的溫度極限為-7℃～90℃。各類細菌對溫度的要求不同，可分為嗜冷菌（Psychrophiles),最適生長溫度為（10℃～20℃)；嗜溫菌（Mesophiles),20℃～40℃;嗜熱菌（Thermophiles),在高至56℃～60℃生長最好。病原菌均為嗜溫菌，最適溫度為人體的體溫，即37℃，故實驗室一般采用37℃培養(yǎng)細菌。
有些嗜溫菌低溫下也可生長繁殖，如5℃冰箱內(nèi)，金黃色葡萄球菌緩慢生長釋放毒素，故食用過夜冰箱冷存食物，可致食物中毒。醫(yī)學全在線網(wǎng)站www.med126.com
3．合適的酸堿度：在細菌的新陳代謝過程中，酶的活性在一定的PH范圍才能發(fā)揮。多數(shù)病原菌最適PH為中性或弱堿性（pH7.2～7.6)。人類血液、組織液PH為7.4，細菌極易生存。胃液偏酸，絕大從數(shù)細菌可被殺死。個別細菌在堿性條件下生長良好，如霍亂孤菌在PH8.4～9.2時生長最好;也有的細菌最適pH偏酸，如結(jié)核桿菌（pH6.5～6.8)、乳本鄉(xiāng)桿菌（pH5.5)。細菌代謝過程中分解糖產(chǎn)酸，PH下降，影響細菌生長，所以培養(yǎng)基中應加入緩沖劑，保持PH穩(wěn)定。
4．必要的氣體環(huán)境：氧的存大與否和生長有關(guān)，有些細菌僅能在有氧條件下生長；有的只能在無氧環(huán)境下生長；而大多數(shù)病原菌在有氧及無氧的條件下均能生存。一般細菌代謝中都需CO2，但大多數(shù)細菌自身代謝所產(chǎn)生的CO2即可滿足需要。有些細菌，如腦膜炎雙球菌在初次分離時需要較高濃度的CO2（5～10%)，否則生長很差甚至不能生長。
二、細菌生長繁殖的方式與速度
細菌的生長繁殖包括菌體各組分有規(guī)律的增長及菌體數(shù)量的增加。
細菌以簡單的二分裂方式無性繁殖，其突出的特點為繁殖速度極快。細菌分裂倍增的必須時間，稱為代時（Generation time),細菌的代時決定于細菌的種類又受環(huán)境條件的影響，細菌代時一般為20～30分鐘，個別菌較慢，如結(jié)核桿菌代時為18～20小時，梅素螺旋體為33個小時。
�。ㄒ�)細菌個體的生長繁殖
細菌一般以簡單的二分裂法進行無性繁殖，個別細菌如結(jié)核桿菌偶有分枝繁殖的方式。在適宜條件下，多數(shù)細菌繁殖速度極快，分裂一次需時僅20～30分鐘。球菌可從不同平面分裂，分裂后形成不同方式排列。桿菌則沿橫軸分裂。細菌分裂時，菌細胞首先增大，染色體復制。在革蘭氏陽性菌中，細菌染色體與中價體相連，當染色體復制時，中價體亦一分為二，各向兩端移動，分別拉著復制好的一根染色體移到細胞的側(cè)。接著細胞中部的細胞膜由外向內(nèi)陷入，逐漸伸展，形成橫隔。同時細胞壁亦向內(nèi)生長，成為兩個子代細胞的胞壁，最后由于肽聚糖水解酶的作用，使細胞壁肽聚糖的共價鍵斷裂，全裂成為兩個細胞。革蘭氏陰性菌無中介體，染色體直接連接在細胞膜上。復制產(chǎn)生的新染色體則附著在鄰近的一點上，在兩點之間形成新的細胞膜，將兩團染色體分離在兩側(cè)。最后細胞壁沿橫膈內(nèi)陷，整個細胞分裂成兩個子代細胞。
（二)細菌群體生長繁殖規(guī)律
細菌繁殖速度之快是驚人的。大腸桿菌的代時為20分鐘，以此計算，在最佳條件下8小時后，1個細胞可繁殖到200萬上，10小時后可超過10億，24小時后，細菌繁殖的數(shù)量可龐大到難以計數(shù)據(jù)和程度。但實際上，由于細菌繁殖中營養(yǎng)物質(zhì)的消耗，毒性產(chǎn)物的積聚及環(huán)境PH的改變，細菌絕不可能始終保持原速度無限增殖，經(jīng)過一定時間后，細菌活躍增殖的速度逐漸減慢，死亡細菌逐增、活菌率逐減。
將一定數(shù)的細菌接咱適當培養(yǎng)基后，研究細菌生長過程的規(guī)律，以培養(yǎng)時間為橫坐標，培養(yǎng)物中活菌數(shù)的對數(shù)以縱坐標，可得出一條生長曲線（圖3-1)。
圖3-1 細菌的生長曲線
細菌群體的生長繁殖可分為四期：
1．遲緩期（Lag phase):細菌接種至培養(yǎng)基后，對新環(huán)境有一個短暫適應過程（不適應者可因轉(zhuǎn)種而死亡)。此期曲線平坦穩(wěn)定，因為細菌繁殖極少。遲緩期長短因素種、接種菌量、菌齡以及營養(yǎng)物質(zhì)等不同而異，一般為1～4小時。此期中細菌體積增大，代謝活躍，為細菌的分裂增殖合成、儲備充足的酶、能量及中間代謝產(chǎn)物。
2.對數(shù)期(Logarithmic phase):又稱指數(shù)期(Exponential phage)。此期生長曲線上活菌數(shù)直線上升。細菌以穩(wěn)定的幾何級數(shù)極快增長，可持續(xù)幾小時至幾天不等（視培養(yǎng)條件及細菌代時而異)。此期細菌形態(tài)、染色、生物活性都很典型，對外界環(huán)境因素的作用敏感，因此研究細菌性狀以此期細菌最好�？股刈饔茫瑢υ摃r期的細菌效果最佳。
3．穩(wěn)定期（Stationary phase):該期的生長菌群總數(shù)處于平坦階段，但細菌群體活力變化較大。由于培養(yǎng)基中營養(yǎng)物質(zhì)消耗、毒性產(chǎn)物（有機酸、H2O2等)積累PH下降等不利因素的影響，細菌繁殖速度漸趨下降，相對細菌死亡數(shù)開始逐漸增加，此期細菌增殖數(shù)與死亡數(shù)漸趨平衡。細菌形態(tài)、染色、生物活性可出現(xiàn)改變，并產(chǎn)生相應的代謝產(chǎn)物如外毒素、內(nèi)毒素、抗生素、以及芽胞等。
4．衰亡期（Decline phase):隨著穩(wěn)定期發(fā)展，細菌繁殖越來越慢，死亡菌數(shù)明顯增多。活菌數(shù)與培養(yǎng)時間呈反比關(guān)系，此期細菌變長腫脹或畸形衰變，甚至菌體自溶，難以辯認其形。生理代謝活動趨于停滯。故陳舊培養(yǎng)物上難以鑒別細菌。
體內(nèi)及自然界細菌的生長繁殖受機體免疫因素和環(huán)境因素的多方面影響，不會出現(xiàn)象培養(yǎng)基中那樣典型的生長曲線。掌握細菌生長規(guī)律，可有目的地研究控制病原菌的生長，發(fā)現(xiàn)和培養(yǎng)對人類有用的細菌。
