细菌的生长繁殖与变异

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1、第二节细菌的生长繁殖与变异（一）细菌生长繁殖的条件1.营养物质2.温度3.pH4.气体一、细菌的生长繁殖1.营养物质细菌生长繁殖需要丰富的营养物质，包括水、碳水化合物、氮化物、无机盐、生长因子等。2.温度依据细菌对温度的需求不同，可以将其分为嗜冷菌、嗜温菌、嗜热菌三大类。病原菌一般为嗜温菌，适宜的生长温度为15～40℃，并且大多数病原菌的最适温度为37℃。3.pH大多数细菌的最适pH为7.2～7.6，许多细菌在代谢过程中分解糖，产生酸，使pH下降，抑制细菌生长。4.气体与细菌生长繁殖有关的气体主要是氧气和二氧化碳，此外，有些固氮菌能够固定空气中的氮气。

2、根据细菌对氧的需要情况分为：专性需氧菌（aerobe）:必须在有氧的环境中才能生长繁殖。如结核分枝杆菌专性厌氧菌（anaerobe）:缺乏呼吸酶，只有在无氧状态下才能生长。如破伤风芽胞梭菌兼性厌氧菌（facultativeanaerobe）:在有氧或无氧状态下均能生长，但在有氧时生长较好。大多数病原菌属于此类。微需氧菌:在低氧状态下生长最好。（二）细菌生长繁殖的方式与速度细菌主要以二分裂方式进行无性繁殖，一个细菌分为两个菌体所需的时间称为世代时间，简称世代。在适宜的人工条件下，多数细菌的世代为20～30min。如果按20min繁殖一代计算，10h后，一个

3、细菌可以繁殖10亿个以上的细菌。细菌细胞的分裂是从染色体的复制开始的。为了使遗传物质能均等地分配给两个子代细胞，染色体的复制与细胞分裂需要配合密切。（三）细菌群体生长及生长曲线细菌生长曲线是专指单细胞微生物的。它是将少量的单细胞微生物接种纯种到一定容积的液体培养基后，在适宜的条件下培养，定时取样测定细胞数量。以细胞增长数目的对数做纵坐标，以培养时间做横坐标，绘制一条如图所示的曲线，我们称这条曲线为细菌的生长曲线。根据生长曲线的变化规律，可以把生长曲线分为四个时期：延迟期、对数期、稳定期、衰亡期。1.延迟期又称停滞期，是微生物细胞进入一个新环境的适应时期。

4、此时的微生物数量不增加，细胞的形态变大或者变长。处在延迟期的细胞代谢能力强，对外界的理化因素敏感，细胞代谢活跃，积累了足够的酶、辅酶和中间代谢产物。为细胞分裂增殖做准备。2.对数期又称指数期，是细菌细胞适应了新的环境后生长最为旺盛的一个时期，在此时期细胞的数目以几何级数增长，故称对数期。对数期有以下几个特点：1）生长速率常数最大2）细胞平衡生长，菌体内的成分最为均匀3）酶系活跃，代谢旺盛从以上几个特点可以看出，此时期是研究菌体的最佳时期。3.稳定期又称恒定期或最高生长期。这个时期的特点是生长速率常数为0，即新繁殖的细胞数目与死亡的细胞数目相等。这时菌体的

5、产量达到最高点。在稳定期，细胞开始储藏糖原、异染粒和脂肪等贮藏物，多数的芽孢菌在这时产生芽孢，有些微生物在稳定期时还开始合成抗生素等次生代谢产物。4.衰亡期在衰亡期中，个体的死亡速度超过个体的新生速度，因此，整个群体就呈现负增长，活细胞的数目明显下降。这时，细胞形态多样，例如会产生很多膨大、不规则的退化形态；有些微生物因蛋白水解酶活力的增强而发生自溶；有些微生物会在此时期释放对人类有用的抗生素等次生代谢产物；在芽孢杆菌中，芽孢的释放往往也发生在这一时期。微生物生长规律对工业生产的指导：（1）缩短延迟期延迟期的存在则使发酵周期延长，为提高设备的使用率及降低

6、生产成本则需缩短延迟期。（2）把握对数期连续投放或补加发酵原料，会使菌体随营养浓度增加而生长速率上升，从而可获得大量的菌体。微生物生长规律对工业生产的指导：（3）延长稳定期对于合成产物与微生物细胞的形成过程同步的，稳定期的末期为最佳收获期，因此，延长稳定期可以获得更多的产品。（4）监控衰亡期微生物在衰亡期，细胞活力明显下降，同时由于逐渐积累的代谢毒物可能会与代谢产物起某种反应或影响提纯，或使其分解。因而必须掌握时间，在适当的时候结束发酵。（三）细菌的人工培养培养基：用人工方法配制的适合于细菌生长繁殖的营养物质。一、培养基（一）按培养基的物理性状不同分类液

7、体培养基半固体培养基固体培养基（二）按培养基的用途不同分类：基础培养基营养培养基选择培养基鉴别培养基厌氧培养基二、细菌在液体培养基中的生长现象菌膜生长沉淀生长混浊生长对照二、细菌在半固体培养基中的生长现象沿穿剌线生长向四周扩散生长二、细菌在固体培养基中的生长现象菌落：由单个细菌分裂繁殖后形成一堆肉眼可见的细菌集团。可根据菌落大小、形状、颜色、边缘、气味、透明度、表面光滑度、湿润度及溶血情况等特片初步鉴定细菌。各种细菌的菌落三、人工培养细菌的意义：细菌性疾病的诊断细菌的鉴定与研究生物制品的制备细菌学指标的检测在工农业生产和基因工程中的应用二细菌的代谢产物

8、一、与致病有关的代谢产物1.毒素（toxins）包括内毒素和外毒素外毒素(exo