细菌之所以繁殖速度快,是因为繁殖方式简单,速度惊人,而且数目庞大。细菌生长繁殖的方式:细菌以简单的二分裂无形繁殖。其突出的特别为繁殖速度特别快。细菌分裂倍增的必须时间,称为代时。
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。
分布
细菌是非常古老的生物,大约出现于37亿年前。真核生物细胞中的两种细胞器:线粒体和叶绿体,通常被认为是来源于内共生细菌。
微生物大量分布于有食物,潮湿,合适的温度,适于它们繁殖和生长的地方。细菌可以被气流从一个地方带到另一个地方。人体是大量细菌的栖息地;可以在皮肤表面、肠道、口腔、鼻子和其他身体部位找到。
它们存在于人类呼吸的空气中,喝的水中,吃的食物中。细菌广泛分布于土壤和水中,或者与其他生物共生。归类为嗜极生物其中最著名的种类之一是海栖热袍菌,只有约一半包含能在实验室培养的种类。细菌的营养方式有自营及异营。
二、细菌生长繁殖的方式与速度
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(Generation time),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。
将一定数的细菌接咱适当培养基后,研究细菌生长过程的规律,以培养时间为横坐标,培养物中活菌数的对数以纵坐标,可得出一条生长曲线(图3-1)。
图3-1 细菌的生长曲线
细菌群体的生长繁殖可分为四期:
1.迟缓期(Lag phase):细菌接种至培养基后,对新环境有一个短暂适应过程(不适应者可因转种而死亡)。此期曲线平坦稳定,因为细菌繁殖极少。迟缓期长短因素种、接种菌量、菌龄以及营养物质等不同而异,一般为1~4小时。此期中细菌体积增大,代谢活跃,为细菌的分裂增殖合成、储备充足的酶、能量及中间代谢产物。
2.对数期(Logarithmic phase):又称指数期(Exponential phage)。此期生长曲线上活菌数直线上升。细菌以稳定的几何级数极快增长,可持续几小时至几天不等(视培养条件及细菌代时而异)。此期细菌形态、染色、生物活性都很典型,对外界环境因素的作用敏感,因此研究细菌性状以此期细菌最好。抗生素作用,对该时期的细菌效果最佳。
3.稳定期(Stationary phase):该期的生长菌群总数处于平坦阶段,但细菌群体活力变化较大。由于培养基中营养物质消耗、毒性产物(有机酸、H2O2等)积累PH下降等不利因素的影响,细菌繁殖速度渐趋下降,相对细菌死亡数开始逐渐增加,此期细菌增殖数与死亡数渐趋平衡。细菌形态、染色、生物活性可出现改变,并产生相应的代谢产物如外毒素、内毒素、抗生素、以及芽胞等。
4.衰亡期(Decline phase):随着稳定期发展,细菌繁殖越来越慢,死亡菌数明显增多。活菌数与培养时间呈反比关系,此期细菌变长肿胀或畸形衰变,甚至菌体自溶,难以辩认其形。生理代谢活动趋于停滞。故陈旧培养物上难以鉴别细菌。
体内及自然界细菌的生长繁殖受机体免疫因素和环境因素的多方面影响,不会出现象培养基中那样典型的生长曲线。掌握细菌生长规律,可有目的地研究控制病原菌的生长,发现和培养对人类有用的细菌。
细菌之所以繁殖速度快,是因为繁殖方式简单,速度惊人,而且数目庞大。
1.
细菌生长繁殖的方式:细菌以简单的二分裂无形繁殖。其突出的特别为繁殖速度特别快。细菌分裂倍增的必须时间,称为代时。
2.
细菌繁殖具体步骤: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骇,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。
3.
细菌种类影响繁殖速度:当然细菌的种类也是影响细菌繁殖速度的,比如细菌代时一般为二十到三十分钟,但是有的细菌也比较慢。比如结核杆菌代时为十八到二十分钟,霉素螺旋体为三十三小时。
细菌在进入一个新的化境后,它的生长是有4个时期的:调整期
生长期
稳定期
衰亡期
。
在生正期细菌增长成指数形式
繁殖速度超级快
但是到了稳定期,由于细菌数目的增多
营养物质有限
造成细菌出生率近似等于死亡率
细菌的数目基本不变
随后
由于营养物质进一步消耗
有害物质的积累
造成细菌负增长
最后逐渐衰亡。但是
这是一个封闭的环境下
也就是说
物质是有限的
如果细菌是在一个无限空间和物质的环境下
那么它的增长速度就是相当惊人的
体积与外界接触面积比例大!新陈代谢旺盛!
新陈代谢快,结构简单