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第四节 细菌的生长与培养
一、 生长繁殖的条件
细菌生长繁殖的必要条件是营养物质、能量和适宜的环境。
（一） 营养物质
一般细菌所需营养物质有水分、无机盐类、蛋白胨（或氨基酸）和糖等。对营养要求高的细菌还需要某些生长因子。这些营养物质是细菌进行新陈代谢的物质基础，可为细菌的生长繁殖提供必要的原料和能量。
（二） 酸碱度
营养物质的吸收、分解以及能量的产生都需要酶来参与反应。酶活性必须在一定的酸碱度和温度下才能发挥作用。绝大多数细菌和放线菌生长最适宜的pH为中性或弱碱性（pH 7.0～7.6），个别细菌在pH 8.0～9.2的环境中生长良好。
（三） 温度
细菌生长的最适宜温度随细菌的种类而不同。嗜冷菌在10～18℃，嗜热菌在45～58℃，嗜温菌在20～44℃，真菌一般在22～28℃生长良好。
（四） 气体环境
根据细菌代谢时对氧气的需要与否分为四类：
1. 专性需氧菌（obligate aerobe）
具有完善的呼吸酶系统，需要分子氧作为受氢体以完成需氧呼吸，在无游离氧的环境中不能生长。
2. 微需氧菌（microaerophilic bacterium）
在低氧压（5%～6%）环境中生长最好，氧压大于10%对其有抑制作用。
3. 兼性厌氧菌（facultative anaerobe）
兼有需氧呼吸和发酵两种功能，不论在有氧或无氧环境中都能生长，但以有氧时生长较好。大多数病原菌都属兼性厌氧菌。
4. 专性厌氧菌（obligate anaerobe）
缺乏完善的呼吸酶系统，利用氧以外的其他物质作为受氢体，只能在无氧的环境中进行发酵。在有游离氧存在时，不但不能利用分子氧，且还将受其毒害，甚至死亡。
CO 2对细菌的生长也很重要。大部分细菌在新陈代谢过程中产生的CO 2已可满足需要。有些细菌在从标本初次分离和培养时，需人工供给5%～10%的CO 2才能生长良好，并可促进细菌迅速繁殖。
（五） 渗透压
一般培养基的NaCl浓度和渗透压对大多数细菌是安全的，少数细菌如嗜盐菌（halophilic bacterium）需要在高浓度的NaCl环境中生长良好。
二、 生长方式与速度
（一） 生长方式
细菌以简单的二分裂法繁殖。细菌在营养物质充足、其他生长繁殖条件适宜的情况下，其繁殖速度相当快。大多数细菌的代时（繁殖一代所需的时间）约20～30min。
（二） 生长曲线
细菌生长速度很快，细菌分裂数量倍增，由于营养物质的逐渐耗竭，有害代谢物的逐渐积累，细菌繁殖速度渐减，死菌数量增加，活菌增长率随之下降并趋于停滞。将一定量的细菌接种于合适的培养基中，在适宜的温度培养时，细菌的生长过程具有规律性。以细菌的对数为纵坐标，生长时间为横坐标，画得的曲线叫生长曲线（图1-9）。生长曲线可人为地分4个期。
图1-9 大肠埃希菌的生长曲线
①～②迟缓期；②～③对数期；③～④稳定期；④～⑤衰亡期
1. 迟缓期
是细菌为适应新环境，为不断的增殖作准备所需要的时间。处于迟缓期的细菌，其代谢活跃，体积增大，胞质内储积了足够量的酶、辅酶和中间代谢产物，但并不分裂繁殖。迟缓期的长短随接种细菌种类、菌龄和数量而异，一般为数小时。
2. 对数期
是细菌分裂繁殖最快的时期，一般仅有几个小时。进入对数期，细菌的生长繁殖先经历一个短暂的加速期，然后进入对数期。菌数以几何级数增长。活菌数直线上升。此期细菌的形态、染色性及生理活动都比较典型，对外界环境的影响也较为敏感。研究细菌的性状时应选用该期的细菌。
3. 稳定期
细菌的繁殖数与死亡数几乎相等，活菌数保持稳定。在这个时期中，细菌的形态和生理活动可出现变异。
4. 衰亡期
此期细菌的繁殖越来越慢，活菌数急剧减少，死菌数超过活菌数。此期细菌形态显著改变，出现畸形或衰退形，细菌的生理活动也趋于停滞。