辽宁大学学报
自然科学版
第25卷 第1期 1998年JOU RN A L O F L IA ON IN G UN IV ER S IT Y N atu ral S ciences E d ition
V o l.25 N o.1 1998
甘草酸单铵抑制细菌生长的初步研究
李铁民
(辽宁大学生物系,沈阳110036)
宋雪梅
(东北电业中心医院口腔科,沈阳110015)
摘 要 本文采用杯碟法研究了甘草酸单铵(M A G)对六株致病性细菌的抑制作
用.结果显示,M A G对六株细菌均有不同程度的抑菌效果,其中对变形杆菌作用
最强,对伤寒杆菌O作用较弱.另外,实验中还发现一定浓度的M A G对细菌生长
有促进作用.同时,本文对M A G在抗感染中的作用机理进行了探讨.
关键词 甘草酸单铵;抑菌作用.
甘草酸单铵(M onoamm on ium Glycyrrh izinate,M A G)是从甘草中提取的一种有效活性成分,为三萜类化合物,已证实具有增强机体免疫功能及抗病毒活性〔1～2〕.另有报道表明甘草甜素对系统白念菌感染小鼠具有一定的保护作用〔3〕,甘草酸钠有抑制红色毛癣菌生长的作用〔4〕,但尚未见到M A G抑制细菌生长的报道.本文采用杯碟法初步研究了M A G抑制细菌生长的作用.
1 材料和方法
1.1 菌种
金黄色葡萄球菌 (Staph.au reu s)
肠炎杆菌 (S.en teritidis)
八叠球菌 (Sarcina)
变形杆菌 (p.vu lgaris)
大肠杆菌 (E.co li)
沙门氏伤寒杆菌O (S.typ h i O)
上述菌种均由中国医科大学微生物学教研室提供,并采用普通细菌培养基进行培养.
1.2 药物
M A G(新疆天山制药有限公司产品),白色粉未,纯度为99.8%.称取一定量的M A G 本文1997年8月25日收到
用生理盐水溶解,调整pH 7.0,经细菌滤器除菌,保存备用.1.3 其它器材
不锈钢钢圈(内径0.694c m ,外径0.794c m ),微量进样器,游标卡尺等.1.4 菌液制备
每种菌分别接种于肉汤培养基中,置37℃温箱中过夜培养,调整含菌量至105细菌 mL 备用
.1.5 抑菌试验—杯碟法〔5〕
每种细菌以105细菌 mL 含菌量分别混菌制平板,将灭菌的不锈钢圈置于培养基表
面,用微量进样器分别向钢圈中加入不同稀释度的药液200mL ,置37℃温箱中培养24小时后,用游标卡尺测抑菌圈直径.
图 M A G 对六株细菌的不同抑菌效果
2 结果和讨论
本实验初步证实M A G 对六株致病性细菌均具有一定的抑菌作用.从表中可看出M A G 的抑菌效果随药物浓度而变化,其中对变形杆菌的作用最强,对沙门氏伤寒杆菌O 的作用最弱.从图中可看出M A G 在28m g mL 浓度时,除变形杆菌外,对其它五株细菌均未达到最佳抑菌效果,而是在相对低浓度时产生最佳抑菌效果.我们曾在M A G 抗病毒研究中发现,M A G 在一定浓度时对生
长或维持状态的R K 13细胞有促进增殖作用〔2〕.有人证实肾上腺皮质类固醇激素—醋酸肤轻松对霉菌生长有促进作用〔6〕,他们也表明了甘草酸钠在一定浓度促进霉菌生长是甘草酸钠的肾上腺皮质激素样作用所致〔4〕,所以,M A G 在一定浓度促进细菌生长可能是它类似激素作用的缘故,这一问题有待进一步研究.
表 M A G 对六株细菌的抑菌效果
M A G 浓度抑 菌 圈 直 径
m g mL 金黄色葡萄球菌
八叠球菌
大肠杆菌
变形杆菌
肠炎杆菌
沙门氏伤寒杆菌O
28.00.887±0.0610.929±0.0600.929±0.0531.311±0.0700.932±0.0570.909±0.0621.401.161±0.0541.078±0.0631.096±0.0611.156±0.0641.041±0.0600.957±0.0680.351.110±0.0421.024±0.0581.231±0.0701.077±0.0711.037±0.0540.794±0.0570.0881.065±0.0591.006±0.0451.094±0.0611.028±0.0621.046±0.0600.794±0.0590.025
0.985±0.062
0.983±0.066
1.028±0.054
0.969±0.058
0.831±0.057
0.794±0.043
注 1、抑菌圈直径以c m 表示 2、表中数据以X —
±SD 表示 3、钢圈外径为0.794c m 4、n =3
1
7作者:李铁民等 甘草酸单铵抑制细菌生长的初步研究
27辽宁大学学报 自然科学版 1998年 第1期
从实验结果还可看出,M A G对G-、G+菌的抑菌效果没有明显差异,所以M A G的抑菌作用可能与抑制细胞壁合成无关.
我们对M A G抑菌试验摸索了试管法和纸片法均未证实M A G的抑菌作用,然而采用杯碟法证实了M A G具有抑菌作用.这表明杯碟法是一种比较敏感的抑菌试验方法,而上述两种方法适于评价抑菌效果强的药物.
本实验初步证实了M A G具有一定的抑菌作用,由于M A G还具有增强机体免疫功能的效果〔1〕,所以它在体内抗细菌感染中可能具有一定作用,这将有待进一步证实.
参 考 文 献
1 王振刚等.药学学报.1991,18:156～169
2 梁再赋等.中华实验与临床病毒学杂志.1992,6:146～149
3 郭宁如等.中国医学科学院学报.1991,13:380～382
4 李桂明等.重庆医药.1988,17:9～10
5 徐积恩.抗生素.北京:科学出版社,1982:152～155
6 李桂明等.中华皮肤科杂志.1985,18:167
Preli m i nary Study on I nh ibiti ng Bacter i a Growth by
M onoamm on iu m Glycyrrh iz i nate
L i T iem in
D ep a rt m en t of B iology,L iaon ing U n iversity S heny ang110036
Song Xuem ei
D iv ision of O ra l,N ortheast
E lectricity Ind ustry Cen ter H osp ita l,S heny ang110015 ABS TRAC T Inh ib iting the6strain s of bacterium by m onoamm on ium glycyrrh izinate (M A G)w as studied by cup2dish m ethod.T he resu lts show ed that M A G p resen ted w ith a differen t inh ib iti on fo r the bacteria,am ong them P.vu lgaris w as best inh ib ited and S. typh i O w o rst.In additi on,it w as discovered in the study that M A G in certain concen2 trati on enhanced grow th of5strain s of the bacteria.M echan is m of M A G in an ti2infec2 ti on w as also discu ssed.
KEY W O RDS M onoamm on ium glycyrrh izinate,Inh ib iting bacteria.
细菌的生长繁殖包括菌体各组分有规律的增长及菌体数量的增加。细菌以简单的二分裂方式无性繁殖，其突出的特点为繁殖速度极快。细菌分裂倍增的必须时间，称为代时，细菌的代时决定于细菌的种类又受环境条件的影响，细菌代时一般为20～30分钟，个别菌较慢，如结核杆菌代时为18～20小时，梅素螺旋体为33个小时。（一）细菌个体的生长繁殖细菌一般以简单的二分裂法进行无性繁殖，个别细菌如结核杆菌偶有分枝繁殖的方式。在适宜条件下，多数细菌繁殖速度极快，分裂一次需时仅20～30分钟。球菌可从不同平面分裂，分裂后形成不同方式排列。杆菌则沿横轴分裂。细菌分裂时，菌细胞首先增大，染色体复制。在革兰氏阳性菌中，细菌染色体与中价体相连，当染色体复制时，中价体亦一分为二，各向两端移动，分别拉着复制好的一根染色体移到细胞的侧。接着细胞中部的细胞膜由外向内陷入，逐渐伸展，形成横隔。同时细胞壁亦向内生长，成为两个子代细胞的胞壁，最后由于肽聚糖水解酶的作用，使细胞壁肽聚糖的共价键断裂，全裂成为两个细胞。革兰氏阴性菌无中介体，染色体直接连接在细胞膜上。复制产生的新染色体则附着在邻近的一点上，在两点之间形成新的细胞膜，将两团染色体分离在两侧。最后细胞壁沿横膈内陷，整个细胞分裂成两个子代细胞。（二）细菌群体生长繁殖规律细菌繁殖速度之快是惊人的。大肠杆菌的代时为20分钟，以此计算，在最佳条件下8小时后，1个细胞可繁殖到200万上，10小时后可超过10亿，24小时后，细菌繁殖的数量可庞大到难以计数据和程度。但实际上，由于细菌繁殖中营养物质的消耗，毒性产物的积聚及环境PH的改变，细菌绝不可能始终保持原速度无限增殖，经过一定时间后，细菌活跃增殖的速度逐渐减慢，死亡细菌逐增、活菌率逐减。
微生物的生长条件 细菌生长、微生物繁殖需要营养、水、温度、合适的PH及气体。营养成分，温度，水活度值，PH值，化学抑制剂和气体都能用来控制细菌生长。现分述如下： （1）营养成分: 细菌象任何一种活的生物一样，在其生命过程中需要食物和水。营养成分必须溶于水成为溶液后才能转移到细胞内，所以水是必须的。一般而言，细菌也需要碳，氮，硫和磷源。有些微生物具有必要的酶系统将这些少数简单物质转化成生命过程中需要的复杂化合物，而其它微生物则需要某些已合成的化合物。营养需要的特点和营养转移的机理十分重要，而且也是十分有趣的研究课题。但是除非是微生物学家或生物化学家，否则这些内容则显得较为复杂或枯燥的。从实际角度出发，既然微生物需要营养来生长繁殖，那么适宜卫生以除去残留食物，特别是接触的表面则更为关键。另外，由于微生物需要的营养必须通过溶液转移到细胞内，那么食品加工厂的环境在建筑时应考虑避免积水是十分重要的。 细菌具有特有的生长规律: 通过二分体裂解而繁殖，在条件适宜时，每20到30分钟繁殖一代。现在详细叙述细菌生长的4个周期。 Log期：这是细菌生长的第一期，细菌细胞可能在形态上增大但实际细胞数并未增加。细菌在这一期主要是调整代谢适应环境。一般发生于温度出现显著变化或将细菌从一种培养基接种到另一种培养基中。 对数生长期：即对数期。细胞通过二分体裂解，一个细胞变成两个。在这期中，只要有必要的水份，且温度和营养适宜时，细菌会快速呈指数生长。一个细胞生长后变成两个细胞所需的时间为代时间或倍增时间。 静止期：细菌数保持稳定。由于出现营养短缺和废物增长使细菌生长和死亡的数量保持平衡。 死亡期：由于持续营养物的缺乏和有毒代谢产物的增加，细菌数开始减少。 Log期非常重要，如果食品处理适当，细菌就会处于该期中，不会繁殖。适宜卫生非常重要，其能限制可利用的营养成分，从而抑制细菌生长。 （2）温度 另一个影响细菌生长的核心因素是温度。微生物能在很宽的温度范围内生长，从华氏14度到华氏194度。根据其温度生长范围，微生物分为三类。 嗜冷性细菌在冷藏或接近冷藏条件或华氏32-86度下生长。嗜温性细菌在室温下或接近室温下即华氏50-110度下生长。嗜热性细菌在高华氏110度温度下生长。 除以上三个名词外，另外提出一词"Psychrotroph"。这类细菌的最适温度同嗜温性细菌，但能在冷藏条件下生长。和食品公共卫生有关的微生物大都属于嗜温性，他们的最佳生长温度接近人的体温。比较典型的是，温度愈高(在正常生长范围内)，生长速度愈快。出现这种现象可解释为由于酶的催化反应所致，因为温度每升高华氏18度，酶的催化速度增加一倍。 不仅温度是一个问题，而且食品接触这种温度下的总时间也需要控制。目的是减少食品在嗜温性细菌生长温度范围内的接触时间。建议食品保存在华氏40度以下或华氏140度以上。在许多情况下，要完全避免产品接触嗜温性细菌生长温度范围是不可能的。
一、微生物生长繁殖 微生物生长是细胞物质有规律地、不可逆增加，导致细胞体积扩大的生物学过程，这是个体生长的定义。繁殖是微生物生长到一定阶段，由于细胞结构的复制与重建并通过特定方式产生新的生命个体，即引起生命个体数量增加的生物学过程。可以看出微生物的生长与繁殖是两个不同，但又相互联系的概念。生长是一个逐步发生的量变过程，繁殖是一个产生新的生命个体的质变过程。在高等生物里这两个过程可以明显分开，但在低等特别是在单细胞的生物里，由于个体微小，这两个过程是紧密联系很难划分的过程。因此在讨论微生物生长时，往往将这两个过程放在一起讨论，这样微生物生长又可以定义为在一定时间和条件下细胞数量的增加，这是微生物群体生长的定义。 1、细菌的个体生长 细菌的个体生长包括细胞结构的复制与再生、细胞的分裂与控制，染色体DNA的复制和分离 细菌在个体生长过程中通过染色体DNA的复制，使其遗传特性能保持高度的连续性和稳定性。 细胞壁扩增：细胞壁是细胞外的一种“硬”性结构。细菌在生长过程中，细胞壁只有通过扩增，才能使细胞体积扩大。 细菌的分裂：当细菌的各种结构复制完成之后就进入分裂时期。此时在细菌长度的中间位置，通过细胞质膜内陷并伴随新合成的肤聚糖插入，导致横隔壁向心生长，最后在中心会合，完成一次分裂，将一个细菌分裂成两个大小相等的子细菌。 2、细菌的群体生长繁殖 除某些真菌外，我们肉眼看到或接触到的微生物已不是单个，而是成千上万个单个的微生物组成的群体。微生物接种是群体接种，接种后的生长是微生物群体繁殖生长。 细菌接种到均匀的液体培养基后，当细菌以二分裂法繁殖，分裂后的子细胞都具有生活能力。在不补充营养物质或移去培养物，保持整个培养液体积不变条件下，以时间为横坐标，以菌数为纵坐标，根据不同培养时间里细菌数量的变化，可以作出一条反映细菌在整个培养期间菌数变化规律的曲线，这种曲线称为生长曲线(growth cuwe)。一条典型的生长曲线至少可以分为迟缓期、对数期、稳定期和衰亡期等四个生长时期。 ①延迟期 lag phase(停滞期、调整期） 表现：不立即繁殖，生长速率近于0，菌数几乎不变，细胞形态变大。 特点：分裂迟缓，合成代谢活跃，体积增长快，对外界不良环境敏感。 原因：调整代谢，合成新的酶系和中间代谢产物以适应新环境。 消除：增加接种量；采用最适菌龄接种；培养基成分（种子、发酵） ②对数期 log phase
细菌的生长繁殖 细菌是非常微小而又原始的生物，所以它们的繁殖方式及在培养基上的生长情况与高等动植物细胞有较大的差异。 一、细菌的繁殖方式 细菌主要以无性二分裂方式繁殖（裂殖）。 细菌繁殖速度快，一般细菌约20~30min便分裂一代。 测定群体生长繁殖的方法 （一）计数法 1.显微计数法 2.比浊法 3.平板计数法 4. 液体稀释法 5.膜滤器法 （二）细胞量的测定 1.测定细胞重量法 （1）湿重 （2）干重 2.测定细胞总氮量 3.DNA含量测定 4.其他生理指标测定 二、微生物的群体生长 微生物的群体是指单一纯培养物的群体。微生物特别是单细胞微生物，体积很小，个体生长很难测定且没有实际应用价值。因此，群体生长更具有科研和生产上的意义。 1.生长曲线 （1）延滞期（lag phase） 影响延滞期长短的因素除菌种本身外，主要有三方面：①菌龄②接种量③培养条件 （2）对数期（logarithmic phase） 细胞代谢活性最强，酶的活力也高，菌体内各成分按比例有规律的增加，细胞平衡生长。最突出的特点是细菌数以几何级数增加，代时最短，活菌数和总菌数非常接近。是研究菌体生物学性状如形态、大小、染色性和基本代谢、生理的良好材料，是噬菌体吸附的最适菌龄，也是发酵生产用作种子的最适菌龄。 （3）稳定期（stationary phase）
菌体产量达到了最高点并维持稳定。细胞开始贮存糖原、异染颗粒和脂肪等贮藏物；多数芽胞杆菌在此期形成大量的芽胞，适于芽胞的收集或菌种的保藏；抗生素等次级代谢产物开始大量形成，抗生素发酵生产中应考虑发酵液在此期放罐。（4）衰亡期（decline phase或death phase） 霉菌的群体生长规律 第三节影响微生物生长的因素 （一）生长繁殖的条件 1、营养物质 C源，N源，无机盐，生长因子，水等 2、pH 大多数：6.8~7.4 嗜酸菌：0~5.5 嗜碱菌:8.5~11.5 3、温度 低温菌 10 ~ 20℃（湖泊，深海，冷藏食品） 中温菌 25 ~ 32℃ (腐生菌）， 37℃（病原菌） 高温菌 50 ~ 55℃（温泉） 4、氧气 （1）专性需氧菌（obligate aerobe）：在有氧气的环境中才能生长，如结核分枝杆菌、枯草芽胞杆菌。 （2）微需氧菌（microaerophilic ）:生长过程仅需要少量氧气，如霍乱弧菌。（3）耐氧菌（aerotolerant）:生长不需氧，氧气存在与否对其生长影响不大，如乳酸菌。 （4）兼性厌氧菌(facultative anaerobe）：在有氧和无氧条件下均能生长，但有氧时生长较好，大多数病原性细菌属于此类。 (5)专性厌氧菌（obligate anaerobe）：在无氧或低氧化还原势的环境下生长（游离氧对其有毒害作用），如破伤风梭菌。 厌氧菌在有氧条件下不能生长的原因是： ①厌氧菌缺乏氧化还原电势很高的细胞色素和细胞色素氧化酶，不能氧化营养物质并获取能量； ②缺乏超氧化物歧化酶（superoxide dismutase, SOD）和过氧化氢酶（或过氧化物酶），不能分解超氧离子（O2-）和过氧化氢（H2O2）。 方式：
细菌的生长繁殖[新课标] 第二节细菌的生长繁殖 细菌生长繁殖的条件：（1）营养（2）酸碱度（3）气体（4）温度根据对氧的需要不同将细菌分为4类： ①专性需氧菌（obligateaerobe） ②微需氧菌（microaerophilicbacterium） ③兼性厌氧菌（facultativeanaerobe） ④专性厌氧菌（obligateanaerobe） 细菌的生物氧化与能量代谢细菌能量代谢活动中主要涉及ATP形式的化学能。细菌的有机物分解或无机物氧化过程中释放的能量通过底物磷酸化或氧化磷酸化合成ATP。 主要有发酵、需氧呼吸、厌氧呼吸等方式。细菌的繁殖方式与速度细菌生长速度很快，一般细菌约20min分裂一次。大肠埃希菌20-30分钟繁殖一代；结核杆菌18-20小时繁殖一代。若按此速度计算，一个细胞经7h可繁殖到约200万个，10h后可达10亿以上，细菌群体将庞大到难以想象的程度。但事实上由于细菌繁殖中营养物质的逐渐耗竭，有害代谢产物的逐渐积累，细菌不可能始终保持高速度的无限繁殖。经过一段时间后，细菌繁殖速度渐减，死亡菌数增多，活菌增长率随之下降并趋于停滞。 将一定数量的细菌接种于适宜的液体培养基中，连续定时取样检查活菌数，可发现其生长过程的规律性。以培养时间为横坐标，培养物中
活菌数的对数为纵坐标，可绘制出一条生长曲线(growthcurve)。 根据生长曲线，细菌的群体生长繁殖可分为四期： 1．迟缓期(lagphase)细菌进入新环境后的短暂适应阶段。该期菌体增大，代谢活跃，为细菌的分裂繁殖合成并积累充足的酶、辅酶和中间代谢产物；’但分裂迟缓，繁殖极少。迟缓期长短不一，按菌种、接种菌的菌龄和菌量，以及营养物等不同而异，一般为1—4h。 2．对数期(1ogarithmicphase)又称指数期(exponentialphase)。细菌在该期生长迅速，活菌数以恒定的几何级数增长，生长曲线图上细菌数的对数呈直线上升，达到顶峰状态。此期细菌的形态、染色性、生理活性等都较典型，对外界环境因素的作用敏感。因此，研究细菌的生物学性状(形态染色、生化反应、药物敏感试验等)应选用该期的细菌。一般细菌对数期在培养后的8—18h。
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 细菌的生长繁殖与变异课件 《细菌的生长繁殖与变异》说课稿尊敬的评委老师，大家好！我参评的说课题目是《细菌的生长繁殖与变异》。 它是由吕瑞芳老师主编的《病原生物与免疫学基础》第二章第二节的内容。 我将从教材、学情、教法与学法、教学过程及效果评价五个方面阐述我的教学构思。 一、说教材（一）教材地位、内容和作用分析《细菌的生长繁殖与变异》是吕瑞芳主编人卫版《病原生物与免疫学基础》细菌概述部分第二节，主要讲解了细菌的生长繁殖、代谢产物以及细菌的遗传和变异。 本节内容为细菌概述的重要组成部分，保证了教学体系的连续性和科学性。 它即为以后细菌个论的学习奠定了基础，起到了提纲挈领的作用，又有助于学生无菌观念的建立和慎独精神的培养，为各项护理技能的训练和良好职业操守的培养打下了坚实的理论基础，有着不可或缺的地位。 （二）教学目标： 根据本教材配套的教学大纲，遵循新课程改革中关注学生发展的核心理念，结合护理专业需要，同时参照护士执业资格和考试大纲，本着让学生学会、会学、乐学的原则，我制定了以下教学 1 / 7
目标： 1. 知识目标 1. 1 掌握： 细菌生长繁殖的条件、方式和速度；细菌的合成代谢产物及意义；细菌在培养基中的生长现象。 1. 2 熟悉： 培养基的种类；常见的细菌变异现象。 1. 3 了解： 细菌的分解代谢产物及意义；细菌遗传变异在医学上的应用。 2. 能力目标 2. 1 能充分利用所学知识解释并处理生活中的一些问题。 2. 2 能用所学知识指导护理技能操作，争取做到知其然，也知其所以然。 3. 情感目标通过本节内容的学习使学生认同无菌操作的必要性，能自觉培养慎独精神，为培养良好的职业素养打下坚实的理论基础。 （三）教学重点、难点： 围绕教学目标，结合教材内容、学生接受能力和未来发展需求我确定了以下教学重、难点。 1. 教学重点： 1. 1 细菌的生长繁殖（条件、方式、速度和生长现象） 1. 2 细菌的合成代谢产物及意义 2. 教学难点： 细菌的合成代谢产物及意义二、说学情本次课授课对象
第三章细菌的繁殖与代谢 细菌具有独立的生命活动能力，可从外界环境中摄取营养物质，获得能量，具有代谢（Metabolism）旺盛、繁殖（Multiplication）迅速的特点。细菌代谢过程中，可产生多种对人类的生活及医字实践有重要意义的代谢产物。 第一节细菌的营养 细菌从周围环境中吸收作为代谢活动所必需的有机或无机化合物称为营养物质。一种物质可否作为细菌的营养物质，决定于两个因素：①该物质能否经一定的方式进入细胞；②细菌是否具有相应的酶，使进入细胞的物质用于细菌的新陈代谢。 细菌的营养物质有两方面作用：①用于组成细菌细胞的各种成分；②供给细菌新陈代谢中所需能量。 一、细菌的营养物质 各类细菌对营养物质的要求差别很大。包括水、碳源、氮源、无机盐和生长因子等。其主要营养元素及其生理功能见表1。 表3-1 细菌的主要营养元素及功能 1．水：细菌湿重的80～90%为水。细菌代谢过程中所有的化学反应、营养的吸收和渗透、分泌、排泄均需有水才能进行。
2．碳源：各种无机或有机的含碳化合物（CO2、碳酸盐、糖、脂肪等）都能被细菌吸收利用，作为合成菌体所必需的原料，同时也作为细菌代谢的主要能量来源。致病性细菌主要从糖类中获得碳，己糖是组成细菌内多糖的基本成分，戊糖参与细菌核酸组成。 3．氮源：从分子态氮到夏杂的含氮化合物都可被不同的细菌利用。但多数病原菌是利用有机氮化物如氨基酸、蛋白胨作为氮源。少数细菌（如固氮菌）能以空气中的游离氮或无机氮如硝酸盐、铵盐等为氮源，主要用于合成菌体细胞质及其他结构成分。 4．无机盐：钾、钠、钙、镁、硫、磷、铁、锰、锌、钴、铜、钼等是细菌生长代谢中所需的无机盐成份。除磷、钾、钠、镁、硫、铁需要量较多外，其他只需微量。各类无机盐的作用为：①构成菌体成份；②调节菌体内外渗透压；③促进酶的活性或作为某些辅酶组分；④某些元素素与细菌的生长繁殖及致病作用密切相关。如白喉杆菌产毒株其毒素产量明显受培养基中铁含量的影响。培养基中铁浓度降至7mg/L时，可显著增加毒素的产量，故在培养产毒株白喉杆菌PW2制备类毒素的生产中，多采用含铁很少的培养基，其毒素产量可达细菌产生蛋白量的5%以上，约占细菌外分泌总蛋白的75%以上，使培养基含毒素量达500ug/L 研究认为低铁可影响细胞壁的通透性，利于毒素释放。亦有人认为宿主含铁蛋白可抑制白喉毒素基因，故低铁时可导致白喉毒素产量增高。 5．生长因子：很多细菌在其生长过程中还必需一些自身不能合成的化合物质，称为生长因子（Growth factor）。生长因子必须从外界得以补充，其中包括维生素、某些氨基酸、脂类、嘌呤、嘧啶等。 各种细菌对生长因子的要求不同，如大肠杆菌很少需要生长因子，而有些细菌如肺炎球菌则需要胱氨酸、谷氨酸、色氨酸、天冬酰胺、核黄素、腺嘌呤、尿嘧啶、泛酸、胆碱等多种生长因子。致病菌合成能力差，生长繁殖过程必需供复杂的营养物质以使其获得相应的生长因子。有些生长因子仅为少数细菌所需，如流行性感冒杆菌需V、X两种因子，而金黄色葡萄球菌生长过程可合成较多的V 因子。 二、营养物质的吸收与运转 细菌的细胞膜具有选择性透过物质的作用，这对保证细菌有一个稳定的内在环境及在生长过程中不断获得各类营养物质十分重要。 水及小分子溶质可经过半透膜性质的细胞壁及细胞膜进入菌体。大分子的营养物质如蛋白质、多糖和脂类必须在细菌分泌的胞外酶（Exoenzyme）作用下，分解为小分子可溶性物质后才被吸收。 营养物质进入菌体的方式有：易化扩散、主动运转及基团移位。 1．易化扩散（Facilitated diffusion）:又称简单扩散。物质进入菌体仅以该物质在菌体内外之浓度差而透入，为一种不需能量的被动吸收。
第七章微生物的生长及其控制习题 一、名词解释 1．微生物连续培养 2．抗微生物剂 3．抗生素 4．抗代谢物 5．微生物的抗药性 6．灭菌 7．消毒 8．生长曲线 9.深层液体培养： 二、填空题 1．一条典型的生长曲线至少可分为、、和4个生长时期。 2．测定微生物的生长量常用的方法有、、和。而测定微生物数量变化常用的方法有、、和；以生物量为指标来测定微生物生长的方法有、和。 3．获得细菌同步生长的方法主要有（1）和（2），其中（1）中常用的有、和。 4．控制连续培养的方法有和。 5．影响微生物生长的主要因素有、、、和等。 6．对玻璃器皿、金属用具等物品可用或进行灭菌；而对牛奶或其他液态食品一般采用灭菌，其温度为，时间为。 7．通常，细菌最适pH的范围为，酵母菌的最适pH范围为，霉菌的最适pH值范围是。 8．杀灭或抑制微生物的物理因素有、、、、和 等。 9．抗生素的作用机制有、、和。 10．抗代谢药物中的磺胺类是由于与相似，从而竞争性地与二氢叶酸合成酶结合，使其不能合成。 三、选择题 1．以下哪个特征表示二分裂？（） A、产生子细胞大小不规则 B、隔膜形成后染后体才复制 C、子细胞含有基本等量的细胞成分 D、新细胞的细胞壁都是新合成的。 2．代时为0.5h的细菌由103个增加到109个时需要多长时间？（）
A、40h B、20h C、10h D、3h 3．如果将处于对数期的细菌移至相同组分的新鲜培养基中，该批培养物将处于哪个生长期？（） A、死亡期 B、稳定期 C、延迟期 D、对数期 4．细菌细胞进入稳定期是由于：①细胞已为快速生长作好了准备；②代谢产生的毒性物质发生了积累；③能源已耗尽；④细胞已衰老且衰老细胞停止分裂；⑤在重新开始生长前需要合成新的蛋白质（）。 A、1，4 B、2，3 C、2，4 D、1，5 5．对生活的微生物进行计数的最准确的方法是（）。 A、比浊法 B、显微镜直接计数 C、干细胞重量测定 D、平板菌落记数 6．下列哪咱保存方法全降低食物的水活度？（） A、腌肉 B、巴斯德消毒法 C、冷藏 D、酸泡菜 7．连续培养时培养物的生物量是由（）来决定的。 A、培养基中限制性底物的浓度 B、培养罐中限制性底物的体积 C、温度 D、稀释率 8．常用的高压灭菌的温度是（）。 A、121℃ B、200℃ C、63℃ D、100℃ 9．巴斯德消毒法可用于（）的消毒。 A、啤酒 B、葡萄酒 C、牛奶 D、以上所有 10．（）能通过抑制叶酸合成而抑制细菌生长。 A、青霉素 B、磺胺类药物 C、四环素 D、以上所有 11．某细菌悬液经100倍稀释后，在血球计数板上，计得平均每小格含菌数为7.5个，则每毫升原菌悬液的含菌数为( ) A、3.75×107个； B、3.0×109个； C、2.35×107个； D、3.2×109个 四、是非题 1．在群体生长的细菌数量增加一部所需时间为代时。 2．最初细菌数为4个，增殖为128个需经过5代。 3．一般显微镜直接计数法比稀释平板涂布法测定的菌数多。 4．一切好氧微生物都含有超氧化物歧化酶。 5．分批培养时，细菌首先经历一个适应期，所以细胞数目并不增加，或增加很少。 6．特定温度下杀死某一样品中90%微生物或孢子及芽孢所需的时间为热致死时间。 7．巴斯德消毒法不能杀死细菌的芽孢。 8．对热敏感的溶液可采用巴斯德消毒法来灭菌。 9．酸泡菜较鲜肉更易受大肠菌污染而腐败。 10．四环素能抑制细菌细胞壁的合成，青霉素能抑制细菌蛋白质的合成。 五、简答题 1．试述单个细菌细胞的生长与细菌群体生长的区别。
细菌的生长繁殖与代谢练习题（综合） 一、填空题： 1 、大多数细菌生长繁殖需要的最适 pH 为，最适温度为，而结核杆菌生长需要的最适 pH 为，霍乱弧菌生长需要的最适 pH 为。 2、根据细菌对氧的需要将细菌分为、、和 四类。 3、细菌群体生长的曲线可分为、、和 四个时期。 4、细菌在液体培养基中生长可出现、和三种生长现象。 5、半固体培养基常用于检查细菌的，无鞭毛的细菌呈生长，有鞭毛的细菌呈生长。 6、细菌生长繁殖的条件包括、、和 等。 7、细菌人工培养的意义、、。 8 、按培养基的物理性质可将培养基分为、和 三类。 9 、细菌的合成代谢产物中对人有害的是、和，与治疗有关的是和。 二、选择题： 1、细菌的生长分之条件不包括 A、营养物质 B、气体 C、温度 D、光线 E、酸碱度 2、属于专性需氧菌的是 A、葡萄球菌 B、肺炎球菌 C、结核分枝杆菌 D、大肠杆菌 E、伤寒杆菌 3、属于专性厌氧菌的是 A、破伤风杆菌 B、大肠杆菌 C、痢疾杆菌 D、炭疽杆菌 E、脑膜炎球菌 4 、与细菌致病作用有关的代谢产物不包括 A、热原质 B、细菌素 C、内毒素 D、外毒素 E、侵袭性酶 5、与细菌致病性有关的代谢产物是 A、细菌素 B、抗生素 C、毒素与酶 D、维生素 E、色素
6、与鉴别细菌有关的代谢产物是 A、毒素 B、抗生素 C、侵袭性酶 D、维生素 E、色素 7 、多数细菌生长繁殖的代时是（） A、5-10分钟 B、10-20分钟 C、20-30分钟 D、30-40分钟 8、研究细菌性状最好选用哪个生长期的细菌 A、迟缓期 B、对数期 C、稳定期 D、衰亡期 E、以上均可 9、细菌繁殖方式是 A.二分裂 B.出芽 C.芽胞形成 D.复制 E.分枝 10、下列那一种物质不是细菌的代谢产物 A、细菌素 B、抗毒素 C、色素 D、抗生素 E、维生素 11、与鉴别细菌及细菌分型有关的细菌代谢产物是 A、毒素、抗生素 B、色素、热质原 C、细菌素、色素 D、维生素、抗生素 E、抗生素、色素 12、与细菌致病作用有关的代谢产物是 A.维生素 B.热原质 C.色素 D.细菌素 E.抗生素 13、G-菌的热原质是细胞壁中的 A.脂蛋白 B.粘肽 C.磷脂 D.脂多糖 E.类脂A 14、细菌代谢旺盛的其中一个原因（） A.带电 B.表面积大 C.能够透光 D.具有细胞壁能对细菌起到保护作用 15、去除热原质的最好的方法是（） A、蒸馏水 B、高压蒸汽灭菌法 C、滤过法 D、巴氏消毒法 E、干烤法 16、大多数病原菌生长最适宜的酸碱度是 A、pH 值 4.5~4.8 B、pH 值 6.5~6.8 C、pH 值 7.2~7.6 D、pH 值 8.8~9.2 E、pH 值 10.4~11.2 17、下列哪一项不是抗生素范畴（） A、可由真菌产生 B、可由放线菌产生 C、可由细菌产生 D、只对产生菌有近缘菌有杀伤作用 E、对微生物有抑制作用 18、细菌合成抗生素、外毒素多在（） A、迟缓期 B、对数期 C、稳定期 D、衰亡期 E、任何时期 19、菌落是指 A.不同种细菌在培养基上生长繁殖而形成肉眼可见的细胞集团 B.细菌在培养基上繁殖而形成肉眼可见的细胞集团 C.单个细菌在培养基上生长繁殖而形成肉眼可见的细胞集团
细菌的生长繁殖与代谢 一、名次解释： 抗生素 二、填空题： 1、大多数细菌生长繁殖需要的最适pH 为，最适温度为，而结核杆菌生长需要的最适pH为，霍乱弧菌生长需要的最适pH为。 2、根据细菌对氧的需要将细菌分为、、和微须氧菌四类，大多数病原菌属于。 3、细菌群体生长的曲线可分为、、、四个时期。 4、细菌在液体培养基中生长可出现、、 三种生长现象。 5、半固体培养基常用于检查细菌的，无鞭毛的细菌呈生长，有鞭毛的细菌呈生长。 6、细菌生长繁殖的条件包括、、、等。 7、细菌人工培养的意义有、、。 8、按培养基的物理性状可分为、和三类。 9、细菌的合成代谢产物中对人有害的是、和，与治疗有关的是、。 三、选择题： （一）单项选择题 1、细菌的生长分之条件不包括 A、营养物质 B、气体 C、温度 D、光线 E、酸碱度 2、属于专性需氧菌的是 A、葡萄球菌 B、肺炎球菌 C、结合杆菌 D、大肠杆菌 E、伤寒杆菌 3、属于专性厌氧菌的是 A、破伤风杆菌 B、大肠杆菌 C、痢疾杆菌 D、炭疽杆菌 E、脑膜炎球菌 4、与细菌致病作用有关的代谢产物不包括 A、热原质 B、细菌素 C、内毒素 D、外毒素 E、侵袭性酶 5、与细菌致病性有关的代谢产物是 A、细菌素 B、抗生素 C、毒素与酶 D、维生素 E、色素 6、与鉴别细菌有关的代谢产物是 A、毒素 B、抗生素 C、侵袭性酶 D、维生素 E、色素 7、与细菌致病作用有关的代谢产物不包括 A、热质原
B、细菌素 C、内毒素 D、外毒素 E、侵袭性酶 8、研究细菌性状最好选用哪个生长期的细菌 A、迟缓期 B、对数期 C、稳定期 D、衰亡期 E、以上均可 9、细菌繁殖方式是 A.二分裂 B.出芽 C.芽胞形成 D.复制 E.分枝 10、下列那一种物质不是细菌的代谢产物 A、细菌素 B、抗毒素 C、色素 D、抗生素 E、维生素 11、与鉴别细菌及细菌分型有关的细菌代谢产物是 A、毒素、抗生素 B、色素、热质原 C、细菌素、色素 D、维生素、抗生素 E、抗生素、色素 12、与细菌致病作用有关的代谢产物是 A.维生素 B.热原质 C.色素 D.细菌素 E.抗生素 13、G-菌的热原质是细胞壁中的 A.脂蛋白 B.粘肽 C.磷脂 D.脂多糖 E.类脂 14、细菌的繁殖方式为 A.无性二分裂 B.有性二分裂 C.二分裂 D.复制方式 E.出芽方式 A、pH值4.5~4.8 B、pH值6.5~6.8 C、pH值7.2~7.6 D、pH值8.8~9.2 E、pH值10.4~11.2 15、霍乱弧菌生长最适宜的酸碱度是 16、大多数病原菌生长最适宜的酸碱度是 17、结核杆菌生长最适宜的酸碱度是 18、需用抗酸染色法进行初步诊断的细菌是 A.白喉杆菌 B.炭疽杆菌 C.鼠疫杆菌 D.结核杆菌 E、破伤风杆菌 19、菌落是指 A.不同种细菌在培养基上生长繁殖而形成肉眼可见的细胞集团 B.细菌在培养基上繁殖而形成肉眼可见的细胞集团 C.一个细菌在培养基上生长繁殖而形成肉眼可见的细胞集团 D.一个细菌细胞 E.从培养基上脱落的细菌 20、在培养基上的“菌落”是指 A.多种细菌在培养基上混合生长形成的
微生物的生长繁殖 Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】
一、微生物生长繁殖 微生物生长是细胞物质有规律地、不可逆增加，导致细胞体积扩大的生物学过程，这是个体生长的定义。繁殖是微生物生长到一定阶段，由于细胞结构的复制与重建并通过特定方式产生新的生命个体，即引起生命个体数量增加的生物学过程。可以看出微生物的生长与繁殖是两个不同，但又相互联系的概念。生长是一个逐步发生的量变过程，繁殖是一个产生新的生命个体的质变过程。在高等生物里这两个过程可以明显分开，但在低等特别是在单细胞的生物里，由于个体微小，这两个过程是紧密联系很难划分的过程。因此在讨论微生物生长时，往往将这两个过程放在一起讨论，这样微生物生长又可以定义为在一定时间和条件下细胞数量的增加，这是微生物群体生长的定义。 1、细菌的个体生长 细菌的个体生长包括细胞结构的复制与再生、细胞的分裂与控制，染色体DNA的复制和分离 细菌在个体生长过程中通过染色体DNA的复制，使其遗传特性能保持高度的连续性和稳定性。 细胞壁扩增：细胞壁是细胞外的一种“硬”性结构。细菌在生长过程中，细胞壁只有通过扩增，才能使细胞体积扩大。 细菌的分裂：当细菌的各种结构复制完成之后就进入分裂时期。此时在细菌长度的中间位置，通过细胞质膜内陷并伴随新合成的肤聚糖插入，导致横隔壁向心生长，最后在中心会合，完成一次分裂，将一个细菌分裂成两个大小相等的子细菌。 2、细菌的群体生长繁殖 除某些真菌外，我们肉眼看到或接触到的微生物已不是单个，而是成千上万个单个的微生物组成的群体。微生物接种是群体接种，接种后的生长是微生物群体繁殖生长。 细菌接种到均匀的液体培养基后，当细菌以二分裂法繁殖，分裂后的子细胞都具有生活能力。在不补充营养物质或移去培养物，保持整个培养液体积不变条件下，以时间为横坐标，以菌数为纵坐标，根据不同培养时间里细菌数量的变化，可以作出一条反映细菌在整个培养期间菌数变化规律的曲线，这种曲线称为生长曲线(growthcuwe)。一条典型的生长曲线至少可以分为迟缓期、对数期、稳定期和衰亡期等四个生长时期。 ①延迟期lagphase(停滞期、调整期） 表现：不立即繁殖，生长速率近于0，菌数几乎不变，细胞形态变大。 特点：分裂迟缓，合成代谢活跃，体积增长快，对外界不良环境敏感。 原因：调整代谢，合成新的酶系和中间代谢产物以适应新环境。 消除：增加接种量；采用最适菌龄接种；培养基成分（种子、发酵） ②对数期logphase
第六章微生物的生长繁殖及其控制 计划学时：5 重点：细菌生长曲线的定义、各时期的特点、应用及生产指导意义。控制微生物生长繁殖及控制微生物生长的条件及原理。 第一节细菌纯培养的群体生长规律 一、细菌纯培养的群体生长规律 以培养时间为横坐标，以细菌数目的对数或生长速度为纵坐标作图，可以得到如图6-6的曲线，称为繁殖曲线根据细菌生长繁殖速率的不同，可将生长曲线大致分为延迟期、对数期、调整期或滞留适应期。 （一）延迟期 处于延迟期细菌细胞的特点可概括为8个字：分裂迟缓、代谢活跃。 延迟期出现的原因，可能是为了调整代谢。 延迟期的长短与菌种的遗传性、菌龄以及移种前后所处的环境条件等因素有关。在生产实践中，通常采取的措施有增加接种量，在种子培养中加入发酵培养基的某些营养成分，采用最适种龄(即处于对数期的菌种)的健壮菌种接种以及选用繁殖快的菌种等措施，以缩短延迟期，加速发酵周期，提高设备利用率。 (二) 对数期(log phase) 对数期又称指数期(exponential phase)。 在此期中，细胞代谢活性最强，组成新细胞物质最快，所有分裂形成的新细胞都生活旺盛。这一阶段的突出特点是细菌数以几何级数增加，代时稳定，细菌数目的增加与原生质总量的增加，与菌液混浊度的增加均呈正相关性。 处于对数期的微生物，其个体形态、化学组成和生理特性等均较一致，代谢旺盛，生长迅速，代时稳定，所以是研究基本代谢的良好材料，也是发酵生产的良好种子，如果用作菌种，往往延迟期很短以至检查不出，这样可在短时间内得到大量微生物，以缩短发酵周期。 (三) 稳定期(stationary phase) 又称恒定期或最高生长期。处于稳定期的微生物，新增殖的细胞数与老细胞的死亡数几乎相等，整个培养物中二者处于动态平衡，此时生长速度，又逐渐趋向零。 稳定期的细胞内开始积累贮藏物，如肝糖、异染颗粒、脂肪粒等，大多数芽孢细菌也在此阶段形成芽孢。 生产上常常通过补料、调节pH、调整温度等措施，延长稳定期，以积累更多的代谢产物。 (四) 衰亡期(decline hpase)
微生物各种细菌存活条 件 TTA standardization office【TTA 5AB- TTAK 08- TTA 2C】
大肠菌群1、大肠菌群为人和动物肠道中的常居菌，在一定条件下可引起肠道外感染。若水中或食品中发现有大肠菌群，即可证实已被粪便污染，也可能就有肠道病原菌存在。据此，可以认为含有大肠菌群的水或食品是不安全的。 2、生存环境大肠菌群在自然界中分布广泛，在15—46℃均可生长，最适生长温度为37℃.在水和土壤中大量存在，对自然环境有较强的抵抗力。主要污染的食品是肉类、水产品、蔬菜等。85℃热水1~3分钟内杀灭本菌。300ppm次氯酸纳溶液1~3分钟内杀灭本菌。金黄色葡萄球菌繁殖条件金黄色葡萄球菌能在12~45℃生长繁殖，最适生长温度为37℃，由于常引起人和动物化脓性疾病，又称化脓性球菌。杀灭条件加热80℃30分钟才能杀死，煮沸可迅速使它死亡。 沙门氏菌 1、生存环境该菌在水中不易繁殖，但可生存2—3周，冰箱中可生存3—4个月，在—25℃可存活10个月，在自然环境的粪便中可存活1—2个月。 2、繁殖条件沙门氏菌最适繁殖温度为37℃，在20℃以上即能大量繁殖，因此，低温储存食品是一项重要预防措施。生熟食品严格分开，防止交叉污染也是防止该菌污染的至为重要的措施。沙门氏菌 3、污染渠道沙门氏菌的来源主要是患病的人和动物，及人和动物的带菌者。，其中在肉类中最为多见。淡水鱼虾有时带菌，海产鱼虾一般带菌者较小。菌不耐热。 4、杀灭条件沙门氏菌对热及外界环境的抵抗力属于中等，60℃20—30分钟、75℃5分钟即被杀死，100℃条件下该菌立即被杀死。 真菌（霉菌、酵母菌） 1、生存环境和繁殖条件霉菌在自然界中分布极为广泛，土壤、空气、水、和生物体内外到处都有，其最适生长温度是25℃，在20—30℃大部分霉菌都能生长，小于10℃和大于30℃时霉菌生长显着减弱，在0℃时几乎不生长 2、污染渠道由于霉菌种类多且分布广，物体水分含量高时，容易滋生霉菌。霉菌中的毛霉常在果实、果酱、蔬菜、糕点、乳制品、肉类等食品上生长，引起食品的腐败变
第二章复习思考题及答案 1. 细菌有哪几种基本形态？其大小及繁殖方式如何？ 答：细菌按其个体形态，基本上可分为球状、杆状、螺旋状三种，分别称为球菌、杆菌和螺旋菌。 球菌大小以其直径表示, 大多数球菌的直径为0.5~1μm；杆菌大小以其宽度和长度表示, 多数杆菌的宽度与球菌直径相近，其长度则为宽度的1倍至几倍(约0.5~5μm)；螺旋菌大小也以其宽度和长度表示, 但长度一般是指菌体两端点间的距离, 并非真正的长度。多数螺旋菌大小为0.3 ~ 1 ? 1 ~ 50μm。 细菌一般进行无性繁殖, 最主要的无性繁殖方式是裂殖，即一个细胞通过分裂(二分分裂或折断分裂)，结果由一个母细胞形成大小基本相等的两个子细胞。有少数芽生细菌能象酵母菌一样进行芽殖, 即在母细胞一端先形成一个小突起, 待其长大后再与母细胞分离的一种繁殖方式。此外，还有极少数细菌种类（主要是大肠杆菌），在实验室条件下能通过性菌毛进行有性接合。 2. 试述细菌细胞的一般结构、化学组成及其主要生理功能。 答：一般结构是指一般细菌细胞共同具有的结构，包括细胞壁、细胞质膜、核质体和细胞质等。 (1) 细胞壁革兰氏阳性细菌细胞壁较厚(20 ~ 80 nm), 机械强度较高, 化学组成较简单, 主要含肽聚糖和磷壁酸；革兰氏阴性细菌细胞壁较薄, 机械强度较低, 但层次较多, 成分较复杂, 主要成分除蛋白质、肽聚糖和脂多糖外, 还有磷脂质、脂蛋白等。细胞壁的主要功能是：①维持细胞外形，保护细胞免受外力（机械性或渗透压）的损伤；②作为鞭毛运动的支点；③为细胞的正常分裂增殖所必需；④具有一定屏障作用，对大分子或有害物质起阻拦作用；⑤与细菌的抗原性、致病性及对噬菌体的敏感性密切相关。 (2) 细胞质膜细胞质膜的结构可表述为液态镶嵌模型(fluid mosaic model)，即由具有高度定向性的磷脂双分子层中镶嵌着可移动的膜蛋白构成。其化学组成主要是蛋白质（占50%~70%）和脂类（占20%~30%），还有少量的核酸和糖类。脂类主要是磷脂，每一个磷脂分子由一个带正电荷的亲水极性头（含氮碱、磷酸、甘油）和两条不带电荷的疏水非极性尾（长链饱和与不饱和脂肪酸）组成。非极性尾的长度和饱和度因细菌种类和生长温度而异。 细胞质膜的生理功能主要是：①具有高度的选择透性，控制营养物质的吸收及代谢产物的排除, 是维持细胞内正常渗透压的结构屏障; ②含有各种呼吸酶系，是氧化磷酸化或光合磷酸化产生ATP的部位；③是细胞壁和糖被的各种组分生物合成的场所；④质膜上的间体与DNA复制分离及细胞间隔形成密切相关；⑤是鞭毛的着生点并为其运动提供能量。 (3) 核质体核质体实际上是一条很长的环状双链DNA 与少量类组蛋白及RNA结合, 经有组织地高度压缩缠绕而成的一团丝状结构，通常称之为细菌染色体（图2 –12）。细菌染色体中心有膜蛋白核心构架，构架上结合着几十个超螺旋结构的DNA环，而类核小体环不规则分布在DNA链上。其功能是起贮存遗传信息和传递遗传性状的重要作用。
细菌生长繁殖的条件 细菌的生长繁殖需要提供合适的环境条件，不同种类的细菌，生长繁殖的条件不完全相同，个别种类要求特殊的环境条件。但其基本条件包括营养、pH、温度、气体等方面。 1. 营养物质：细菌在机体外人工培养，必须按细菌的种类嗜性满足其营养需要。 2. 酸碱度：大多数病原菌最适的酸碱度为pH7.2～7.6，在此pH下，细菌的酶活性强，生长繁殖旺盛。个别细菌如霍乱弧菌在pH8.4～9.2的碱性条件下生长最好，结核分枝杆菌在pH6.5～6.8最适宜。细菌代谢过程中分解糖类产生酸，pH下降，不利于细菌生长。 3. 温度：各类细菌对温度的要求不同，大多数病原菌生长最适温度为37℃，故实验室中常用37℃恒温箱培养细菌。个别细菌如鼠疫杆菌在28～30℃的条件下生长最好。嗜热菌能在50～60℃下生长，海洋细菌嗜低温，可在0～30℃条件下生长。 4. 气体：细菌生长繁殖需要的气体是氧和二氧化碳。 根据细菌对氧的需要情况，可将细菌分为三类：①专性需氧菌：具有完整的呼吸酶系统，需要分子氧作为受氢体以完成需氧呼吸，必须在有氧的环境中才能生长的细菌，如结核分枝杆菌。其中有的细菌在低氧压（5%～6%）下生长良好，高氧压（10%）对其有抑制作用，称微需氧菌，如空肠弯曲菌；②专性厌氧菌：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，只能在无氧环境中进行发酵，有游离氧存在时不但不能利用分子氧，而且因为缺乏分解有毒氧基团 的酶，还受其在有氧环境中产生的H 2O 2 和超氧阴离子（O2-的毒害，甚至死亡，如 破伤风芽胞梭菌；③兼性厌氧菌：兼有需氧呼吸与无氧发酵两种功能，在有氧或无氧环境中均能生长，但在有氧时生长较好，大多数病原菌属此类。一般细菌在代谢过程中自身产生的二氧化碳即可满足需要。某些细菌如脑膜炎奈瑟菌、淋球菌在初次分离培养时，必须供给5%～10%的二氧化碳才能生长。 （二）细菌繁殖的方式和速度 1. 细菌的繁殖方式：细菌以二分裂方式进行无性繁殖。革兰阳性细菌生长到一定时间，体积增大、染色体复制并与中介体相连，菌体中介体部位细胞膜内陷形成横隔，中介体一分为二时，染色体分属两个子细胞，最后细胞壁内陷，子细胞分离，完成一次分裂。革兰阴性菌无中介体，染色体直接连接在细胞膜上，复制后附着在邻近，当细菌分裂完成，两团染色体被分隔在两个子细胞中。通常球菌沿不同平面进行分裂，杆菌则沿横轴分裂。个别细菌如结核分枝杆菌通过分枝方式繁殖。 2. 细菌的繁殖速度：细菌的繁殖速度与细菌的种类及其所处的环境条件有关，条件适宜时，细菌繁殖快。多数细菌每20～30min分裂一次，称为一代，有的细菌繁殖较慢，如结核分枝杆菌约18～20h才分裂一次，故结核病人标本培养需要较长时间。 3. 细菌的繁殖规律：细菌繁殖速度极快，如按20min繁殖一代计算，1个细菌1h后经3次分裂成8个，10h后1个细菌可达10亿以上。但实际上，由于营养物质的消耗，毒性代谢产物的积累，以及环境pH的改变，细菌不可能无限高速增殖，而有一定的规律。将一定量的细菌接种于定量的液体培养基中培养，间隔不同时间取样检查活菌数目，以培养时间为横坐标，活菌数的对数为纵坐标，
“微生物群体生长曲线”一图多变 曾小军（ 江西省泰和县第二中学 343700） 例 图1是细菌培养过程中的生长曲线，a 、b 、c 、d 分别表示细菌的不同生长时期。下列对细菌不同生长时期的表达中，正确的是（ ） A ．a 时期细菌代谢不活跃，生长和繁殖速度慢 B ．b 时期细菌适宜作为科研材料 C ．c 时期细菌分裂速率稳定，活菌数达到最高峰 D ．d 时期细菌大量积累次级代谢产物 解析 这是“在恒定容积、一定量培养液的培养基条件下，以时间为横坐标，以活菌体数目的对数为纵坐标”作图得到的生长曲线。a 时期为调整期，b 时期（代数期）的细菌代谢旺盛，个体的形态和生理特性稳定，适宜 作为科研材料，故B 正确；c 时期（稳定期）由于营养物质的消耗、有害代谢产物的积累、PH 值的变化等，培养基中新增加的细菌数和死亡的细菌数达到动态平衡，因此被误认为细菌的分裂速率稳定，事实上从进入稳定期到稳定期结束，细菌的分裂速率不断下降，其稳定和平衡仅是相对而言。答案选B 。 变式1 图2表示某一定容器中培养的微生物的生长速率曲线。图中①段 表示_________期， 处于该时期的微生物表现出的特点是_________。如果想获得大量次级代谢产物，则应使曲线保持在______段。 解析 这是“在恒定容积、一定量培养液的培养基条件下，以时间为横坐标，以菌体生长速度为纵坐标”作图得到的生长曲线 。题中给出的图象与上题图的区别在于纵坐标不同，所以先转换为熟悉的图来解就比较 容易。 答案 调整期 细菌的代谢活跃，体积增大较快，大量合成细胞分裂 所需要的酶类、ATP 及其他细胞成分 ③ 变式2 将少量的某种细菌接种到恒定容积的液体培养基中，并置于适宜条件下培养，然后定期取样测定单位体积培养基中的菌体干重。若以时间为横坐标，以菌体干重的对数为纵坐标作图（右图3），正确的曲线 是 （ ） 解析 这是“在恒定容积、一定量培养液的培养基条件下，以时间为横坐标，以菌体干重的对数为纵坐标”作图得到的生长曲线 。单位体积培养基中的菌体干重是指活菌和死菌的总干重，而曲线C 反映的是活菌干重的变化。所以正确的曲线是A 。 变式3 图4甲是大肠杆菌在复合培养基中的生长曲线，复合培养基中含有葡萄糖和乳糖。 （1）图甲中a~d 所指的生长期的正确名称依次是 。 （2）曲线的变化可体现微生物代谢调节的方式之一是___ 。 时间 生长速度 （+） （-） 时间 ① ② ③ ④ 图2 时间 图3 细胞数目培养时间/h 图4