一、细菌个体的生长繁殖 细菌以均等二分裂(binary fission)方式进行无性繁殖。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)。 细菌种类不同其分裂的世代时间有所差异，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,而分枝杆菌等繁殖较慢，需18-24h才分裂一次。 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。 二、细菌群体的生长繁殖 如将细菌接种在液体培养基并置于适宜的温度中，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，可得出一条生长曲线(growth cuve)。曲线显示了细菌生长繁殖的4个期（图2-6）。 (-)迟缓期((lag phase) 9 是细菌植入到新环境后的一个适应阶段。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 对数胡 并不增加。这一过程一般约需14h (二)对数期((logarithmic phase) 细菌此时生长迅速，以恒定速度进行分裂繁 殖，活菌数以几何级数增长，达到顶峰，生长曲线 接近一条斜的直线。一般而言，该期的病原菌致病 图2-6细菌的生长曲线 力最强，其形态、染色特性及生理活性均较典型， 对抗菌药物等的作用较为敏感。大肠杆菌的对数期可持续6~I0h。 （(三)稳定期(stationary phase) 此时因营养的消耗、代谢产物的蓄积等，细菌繁殖速度下降，死亡数逐步上升，新繁殖 的活菌数与死菌数大致持平。该期细菌的形态及生理性状常有改变，革兰氏阳性菌此时可染 成阴性。毒素等代谢产物大多此时产生。大肠杆菌的稳定期持续约8h。 (四)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。 27
27 一、细菌个体的生长繁殖 细菌以均等二分裂（binary fission）方式进行无性繁殖。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）。 细菌种类不同其分裂的世代时间有所差异，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 20 min，而分枝杆菌等繁殖较慢，需 18~24 h 才分裂一次。 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。 二、细菌群体的生长繁殖 如将细菌接种在液体培养基并置于适宜的温度中，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，可得出一条生长曲线（growth curve）。曲线显示了细菌生长繁殖的 4 个期（图 2-6）。 （一）迟缓期（lag phase） 是细菌植入到新环境后的一个适应阶段。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 1~4 h。 （二）对数期（logarithmic phase） 细菌此时生长迅速，以恒定速度进行分裂繁 殖，活菌数以几何级数增长，达到顶峰，生长曲线 接近一条斜的直线。一般而言，该期的病原菌致病 力最强，其形态、染色特性及生理活性均较典型， 对抗菌药物等的作用较为敏感。大肠杆菌的对数期可持续 6~10 h。 （三）稳定期（stationary phase） 此时因营养的消耗、代谢产物的蓄积等，细菌繁殖速度下降，死亡数逐步上升，新繁殖 的活菌数与死菌数大致持平。该期细菌的形态及生理性状常有改变，革兰氏阳性菌此时可染 成阴性。毒素等代谢产物大多此时产生。大肠杆菌的稳定期持续约 8 h。 （四）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。 9 8 7 稳定期 衰亡期 6 5 对数期 4 3 2 1 迟缓期 0 4 8 12 16 20 24 28 32 26 h 图 2-6 细菌的生长曲线
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。 第三节细菌的人工培养 用人工方法，提供细菌在自然环境或动物体内生长繁殖需要的基本条件，达到细菌培养、 鉴定及进一步利用的目的。人工培养细菌，除需提供充足的营养物质外，尚需有合适的酸碱 度、适宜的温度及必要的气体环境。在营养丰富、生长繁殖条件适宜时，细菌生长繁殖最为 迅速。 一、细菌的营养需要 细菌种类紫多，营养需要千差万别，但其基本营养要求不外水分、无机盐类、含碳化合 物和含氮化合物，个别细菌还需要生长因子等特殊物质。 (一)水分 水虽不属于严格的营养物质，但细菌生长繁殖需要大量的水分。水除是细菌的主要组成 成分之一外，同时又是一种良好的溶剂，许多物质溶解于水中才能被细菌吸收，细菌的渗透、 分泌和排泄以及水解和许多生化反应等作用都以水为媒介。另外，水的比热大，利于热的吸 收和散发，可有效地调节细胞与所处环境的温度。 (二)无机盐类 无机盐类可提供细菌生长所需的一些元素，根据对其需要量可分为常量元素和微量元素。 一般情况下，这些元素在所供给的水、营养物质中含有，不需特殊提供。但有些细菌，如嗜 盐菌对Na和CI有特殊需要 （三)含碳化合物 细菌合成碳水化合物，进一步合成多糖、脂类、蛋白质、核酸等组成成分需要碳素营养， 自养菌是以CO2或碳酸盐为碳源，异养菌则以有机含碳化合物为碳源，也需要少量的C02 可由分解代谢所产生的C02满足其需要。有些异养菌在培养开始时，需先加一些CO以促进 其生长。异养菌最常利用的碳源是糖类，另外还有有机酸、醇类、脂类以及氨基酸等。糖类 以单糖（己糖）主要是葡萄糖和果糖，几乎所有异养菌均可利用：双糖中的蔗糖、乳糖、麦芽 糖等某些细菌可利用：多糖中的淀粉，病原菌往往可能利用，而纤维素、果胶等只能为某些 自然界的细菌所利用。细菌能利用什么种类的糖类物质或含碳物质并产生什么样的产物，这 可作为细菌鉴定的依据。 在培养细菌时，因细菌可利用氨基酸中的碳素，往往不需添加任何糖类。 28
28 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。 第三节 细菌的人工培养 用人工方法，提供细菌在自然环境或动物体内生长繁殖需要的基本条件，达到细菌培养、 鉴定及进一步利用的目的。人工培养细菌，除需提供充足的营养物质外，尚需有合适的酸碱 度、适宜的温度及必要的气体环境。在营养丰富、生长繁殖条件适宜时，细菌生长繁殖最为 迅速。 一、细菌的营养需要 细菌种类繁多，营养需要千差万别，但其基本营养要求不外水分、无机盐类、含碳化合 物和含氮化合物，个别细菌还需要生长因子等特殊物质。 （一）水分 水虽不属于严格的营养物质，但细菌生长繁殖需要大量的水分。水除是细菌的主要组成 成分之一外，同时又是一种良好的溶剂，许多物质溶解于水中才能被细菌吸收，细菌的渗透、 分泌和排泄以及水解和许多生化反应等作用都以水为媒介。另外，水的比热大，利于热的吸 收和散发，可有效地调节细胞与所处环境的温度。 （二）无机盐类 无机盐类可提供细菌生长所需的一些元素，根据对其需要量可分为常量元素和微量元素。 一般情况下，这些元素在所供给的水、营养物质中含有，不需特殊提供。但有些细菌，如嗜 盐菌对 Na＋和 Cl－有特殊需要 （三）含碳化合物 细菌合成碳水化合物，进一步合成多糖、脂类、蛋白质、核酸等组成成分需要碳素营养， 自养菌是以 CO2 或碳酸盐为碳源，异养菌则以有机含碳化合物为碳源，也需要少量的 CO2， 可由分解代谢所产生的 CO2 满足其需要。有些异养菌在培养开始时，需先加一些 CO2 以促进 其生长。异养菌最常利用的碳源是糖类，另外还有有机酸、醇类、脂类以及氨基酸等。糖类 以单糖(己糖)主要是葡萄糖和果糖，几乎所有异养菌均可利用；双糖中的蔗糖、乳糖、麦芽 糖等某些细菌可利用；多糖中的淀粉，病原菌往往可能利用，而纤维素、果胶等只能为某些 自然界的细菌所利用。细菌能利用什么种类的糖类物质或含碳物质并产生什么样的产物，这 可作为细菌鉴定的依据。 在培养细菌时，因细菌可利用氨基酸中的碳素，往往不需添加任何糖类