细菌生长繁殖与培养
细菌的培养
细菌培养细菌培养是指在体外环境中使用特定培养基和其他条件来促进细菌生长的一种方法。
它可以帮助我们在有限的条件下大量培育细菌，从而进行有关细菌的研究和应用。
细菌培养是一种用人工方法使细菌生长繁殖的技术。
细菌在自然界中分布极广，数量大，种类多，它可以造福人类，也可以成为致病的原因。
大多数细菌可用人工方法培养，即将其接种于培养基上，使其生长繁殖。
培养出来的细菌用于研究、鉴定和应用。
细菌培养是一个复杂的技术。
培养时应根据细菌种类和目的等选择培养方法、培养基，制定培养条件（温度、pH值、时间，对氧的需求与否等）。
一般操作步骤为先将标本接种于固体培养基上，做分离培养。
再进一步对所得单个菌落进行形态、生化及血清学反应鉴定。
培养基常用牛肉汤、蛋白胨、氯化钠、葡萄糖、血液等和某些细菌所需的特殊物质配制成液体、半固体、固体等。
一般细菌可在有氧条件下，37℃中放18～24小时生长。
厌氧菌则需在无氧环境中放2～3天后生长。
个别细菌如结核菌要培养1个月之久。
由于细菌无处不在，因此从制备培养基时开始，整个培养过程必须按无菌操作要求进行，否则外界细菌污染标本，会导致错误结果；而培养的致病菌一旦污染环境，就会引起交叉感染。
以疾病诊断为目的进行的培养，要选择合适的标本（血、尿、便、脓液、分泌物等），并应结合临床情况解释所得结果。
以光合细菌培养方法为例。
光合细菌培养的方法，按次序分为容器、工具的消毒，培养基的制备，接种和培养管理四个步骤。
（一）容器、工具的消毒参考、此处从略。
（二）培养基的制备1．培养用水如果培养的光合细菌是淡水种，菌种培养可用蒸馏水，生产培养可用消毒的自来水（或井水）配制。
如果培养的光合细菌是海水种，则用天然海水配制培养基，注意在海水中加入磷元素时，不能用磷酸氢二钾，应用磷酸二氢钾，不然会产生大量沉淀。
2．灭菌和消毒菌种培养用的培养基应连同培养容器用高压蒸气灭菌锅灭菌。
小型生产性培养可把配好的培养液用普通铝锅或大型三角烧瓶煮沸消毒。
细菌培养的基本原理
细菌培养的基本原理细菌培养的基本原理是通过提供适宜的环境条件来使细菌得到繁殖和生长。
细菌是单细胞微生物，具有较小的体积和简单的构造，对于其生长和繁殖需要提供一定的基础营养物质、水分、温度和pH等基本生长条件。
细菌培养的基本原理可以分为以下几个方面来说明。
首先，提供适宜的培养基。
培养基是指用来培养细菌和其他微生物的营养物质的混合物。
根据细菌的需求和性质的不同，可以制备出不同种类的培养基。
常见的培养基包括富含碳源和氮源的通用培养基、选择性培养基和差异培养基等。
细菌可以利用碳源进行能量代谢和生长，氮源则用于合成细胞组分。
其他元素如磷、硫、镁等也是细菌生长的必需元素，可以通过培养基提供。
其次，细菌培养需要提供适宜的水分。
水分是细菌生长所必需的，也是基质中营养物质的传递和代谢的媒介。
在培养基中，水分的含量要符合细菌生长和代谢的要求，过高或过低的含水量会影响细菌的生长。
细菌需要适度的含水量来实施细胞壁的合成、释放细胞外酶和物质的吸收。
第三，提供适宜的温度。
细菌的生长温度通常与其生态环境有关，不同种类的细菌有不同的生长温度范围。
例如，常见的致病菌如大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的适宜生长温度为37摄氏度，而嗜热菌能在高温环境下生长，嗜冷菌则能在低温环境下生长。
提供适宜的温度可以促进细菌酶的活性，保证细胞内代谢物质的正常循环和能量的产生。
第四，提供适宜的pH条件。
pH值是衡量溶液酸碱性的指标，细菌的生长需要在适宜的pH范围内才能进行。
不同种类的细菌对pH值的适应能力也有差异。
一般而言，大多数细菌的适宜生长pH范围为6.5-7.5。
高于或低于这个范围都会影响细菌的生长和代谢，甚至导致其死亡。
综上所述，细菌培养的基本原理包括提供适宜的培养基、水分、温度和pH条件。
通过满足这些基本条件，可以为细菌提供适宜的环境来进行繁殖和生长。
细菌培养是微生物学和生物技术研究中的重要手段，可以用于研究细菌生长规律、代谢途径、细胞组分及其功能等方面的问题，也可以用于制备生物工程和生物药品等。
细菌的繁殖和细菌培养特征
土壤中分离的放线菌
卡拉霉素链霉菌
游动放线菌
诺尔斯氏链霉菌
放线菌的形态构造
放线菌是具有菌丝、以孢子进行繁殖、G+ 的一类原核微生物，属于真细菌范畴。
多核的单细胞，大多由分枝发达的菌丝组成 菌丝直径与杆菌类似，约1mm 细胞壁组成与细菌类似， G+ （少数阴性） 细胞的结构与细菌基本相同
产生种类繁多的抗生素（在已报道过的近万种抗生素中，约 70%由放线菌产生；而其中90%由链霉菌属产生） 。
产生维生素（B12）、酶制制(葡萄糖异构酶，蛋白酶)；在甾 体转化、石油脱蜡、烃类发酵、污水处理等方面也有应用。
少数寄生型放线菌可引起人、动物（皮肤、脑、肺和脚部感 染）、植物（如马铃薯和甜菜的疮痂病）的疾病。
5. 双歧杆菌（Bifidobacterium）
• 形态：G+ 、弯曲和常分叉的杆菌，专性厌氧 （哺乳婴儿粪便，能在肠道定植的益生菌） • 最适生长温度：37℃ • 用途：微生态调节剂
6. 大肠埃希氏菌（大肠杆菌） （Escherichia coli）
• 形态：G- ，短杆 • 最适生长温度：37 ℃ • 用途：食品卫生重要指示菌，
2.2.1.6食品中常见的细菌 （自己阅读）
1.假ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ胞杆菌属（Pseudomonas）
形态：G-杆状，一根鞭毛， 运动，不产芽孢。 生长温度：最低5℃或更低
作用：致病；冷藏食品 变质 用途：分解有机物质 （如污染物）能力强
铜绿假单胞菌菌落图及形态图
2. 醋酸杆菌属（Acetobacter）
• 个体形态：G-，短杆，老龄菌G+ ，单生、成对或链状，无 芽孢，有鞭毛，培养时间长易形成丝状、弯曲、棒状 等多 种畸形。专性需氧菌。 •最适生长温度： 30-35℃ •最适pH：5.4~6.3 •用途：醋酸发酵 恶臭醋杆菌（AS.1.41）巴氏醋酸菌（沪 酿1.01）
微生物细菌的生长
稳定生长期到来的原因
① 营养物尤其是生长限制因子的耗尽；
② 营养物的比例失调，例如C／N比值不合适等； ③ 酸、醇、毒素或H2O2等有害代谢产物的累积； ④ pH、氧化还原势等理化条件越来越不适宜等。
（四）衰亡期（ decline phase或death phase）
在衰亡期中，个体死亡的速度超过新生的速度，整个群体呈现负 生长状态（R为负值）。 产生衰亡期的原因 外界环境对继续生长越来越不利，Eg.营养物质耗尽和有毒代谢产物 的大量积累等，从而引起细胞内的分解代谢大大超过合成代谢，继而 导致菌体死亡。 该时期死亡的细菌以对数方式增加，但在衰亡期的后期，由于部分细 菌产生抗性也会使细菌死亡的速率降低，仍有部分活菌存在。
细菌的生长曲线
• 定量描述液体培养基中微生物群体生长规律的实验曲
线，称为生长曲线（growth curve）。 • 在微生物学中提到的“生长”，均指群体生长。
根据微生物的生长速率常数（growthrateconstant ），即每小时的分裂次数 （R）的不同，一般可把典型生长曲线粗分为 迟缓期 、指数生长期 、稳定 生长期和衰亡期等4个时期 。
图 5 － 2 S treptococcus pyogenes 细胞壁的合成延伸 （引自 Robert F. Boyd ， 1984 ， p337 ）
图 5 — 3 细胞壁生长区与扩增方向 （引自 Michael T. Madigan ， 2003 ，第 141 页）
细菌的繁殖
细菌可以以无性或者遗传重组两种方式繁殖，最主要的方式是 以二分裂法这种无性繁殖的方式：一个细菌细胞细胞壁横向分 裂，形成两个子代细胞。 并且单个细胞也会通过如下几种方式发生遗传变异：突变（细 胞自身的遗传密码发生随机改变），转化（无修饰的DNA从一个 细菌转移到溶液中另一个细菌中），转染（病毒的或细菌的DNA ，或者两者的DNA，通过噬菌体转移到另一个细菌中），细菌接 合（一个细菌的DNA通过两细菌间形成的特殊的蛋白质结构，接 合菌毛，转移到另一个细菌）。细菌可以通过这些方式获得DNA ，然后进行分裂，将重组的基因组传给后代。许多细菌都含有 包含染色体外DNA的质粒。
细菌生长繁殖条件
细菌生长繁殖条件细菌生长繁殖条件是指细菌在特定的环境条件下，能够获得足够的营养物质，从而实现生长和繁殖的条件。
细菌生长繁殖的条件主要有温度、pH值、氧气、营养物质、抑菌物质等几个方面。
首先，温度是细菌生长繁殖的重要条件。
不同细菌对温度的适宜范围不同，一般来说，温度越高，细菌的生长繁殖速度越快，但也有一些细菌对温度的适宜范围较窄，如果温度超出其适宜范围，细菌就会死亡。
一般来说，细菌的最适宜温度范围在20℃~45℃之间，其中有些细菌的最适宜温度范围可以达到60℃。
其次，pH值也是细菌生长繁殖的重要条件。
不同细菌对pH值的适宜范围也不同，一般来说，pH值越接近中性，细菌的生长繁殖速度越快，但也有一些细菌对pH值的适宜范围较窄，如果pH值超出其适宜范围，细菌就会死亡。
一般来说，细菌的最适宜pH值范围在5.5~7.5之间，其中有些细菌的最适宜pH值范围可以达到9.0。
再次，氧气也是细菌生长繁殖的重要条件。
不同细菌对氧气的适宜范围也不同，一般来说，氧气越多，细菌的生长繁殖速度越快，但也有一些细菌对氧气的适宜范围较窄，如果氧气超出其适宜范围，细菌就会死亡。
一般来说，细菌的最适宜氧气范围在0.5%~20%之间，其中有些细菌的最适宜氧气范围可以达到100%。
此外，营养物质也是细菌生长繁殖的重要条件。
不同细菌对营养物质的需求也不同，一般来说，营养物质越丰富，细菌的生长繁殖速度越快，但也有一些细菌对营养物质的需求较少，如果营养物质不足，细菌就会死亡。
一般来说，细菌的最适宜营养物质范围包括氮源、碳源、磷源、微量元素等，其中有些细菌还需要有机物质作为营养物质。
最后，抑菌物质也是细菌生长繁殖的重要条件。
不同细菌对抑菌物质的适宜范围也不同，一般来说，抑菌物质越少，细菌的生长繁殖速度越快，但也有一些细菌对抑菌物质的适宜范围较窄，如果抑菌物质超出其适宜范围，细菌就会死亡。
一般来说，细菌的最适宜抑菌物质范围包括抗生素、抗菌素、抗真菌素等，其中有些细菌还需要有机物质作为抑菌物质。
细菌的生长繁殖
渗透压
（二） 生长方式与速度 细菌个体的生长繁殖
繁殖方式----细菌以简单的二分裂方式进行繁殖。 繁殖方式 细菌以简单的二分裂方式进行繁殖。 细菌以简单的二分裂方式进行繁殖 繁殖速度----繁殖一代所需时间（代时） 繁殖速度 繁殖一代所需时间（代时）约20-30min。 繁殖一代所需时间 。 但少数细菌代时较长，如结核分枝杆菌代时为18小时。 小时。 但少数细菌代时较长，如结核分枝杆菌代时为 小时
光滑型菌落 (S型） 型
粗糙型菌落 （R型） 型 粘液型菌落 （M型） 型
（三）. 细菌在半固体培养基中的生 情况——动力试验 长 情况 动力试验
1、3：有动力 、 ： 2：无动力 ：
培养细菌的方法
根据不同标本及不同培养目的，可选用 根据不同标本及不同培养目的， 不同的接种和培养方法。 不同的接种和培养方法。常用的有分离培 养和纯培养两种方法。 养和纯培养两种方法。 病原菌的人工培养一般采用35-37℃，培 ℃ 病原菌的人工培养一般采用 养时间多数为18-24h，但有时需根据菌种 养时间多数为 ， 及培养目的作最佳选择。 及培养目的作最佳选择。
O2 ：根据细菌代谢时对氧气的需要与否分四类： 根据细菌代谢时对氧气的需要与否分四类：
有氧环境不能生长的原因 1.缺乏细胞色素及细胞色素氧化酶 缺乏细胞色素及细胞色素氧化酶 2.缺乏超氧化物歧化酶 缺乏超氧化物歧化酶
C O2 ：对细菌生长也很重要，大部分细菌在代谢中产 对细菌生长也很重要，
可满足需要， 生的 C O2可满足需要，个别细菌初次分离时需人工 供给5-10%C O2 供给
细菌的生长繁殖与培养
（一）生长繁殖的条件 营养物质 碳源、氮源、 水、碳源、氮源、无机盐及生长因子为细菌的代谢 及生长繁殖提供必需的原料和充足的能量 酸碱度(pH) 酸碱度 多数病原菌最适PH为 多数病原菌最适 为7.2----7.6 温度 病原菌最适温度为37度 病原菌最适温度为 度
细菌的生长繁殖
细菌的生长繁殖一、细菌生长繁殖的条件细菌生长繁殖除需须要的养分物质外还需有相宜的环境，包括温度、度及气体等。
1．充沛的养分细菌的生长繁殖、新陈代谢必需有充沛的养分物质才干提供其菌体所需的原料及能量。
2．相宜的温度不同细菌对温度的要求不同，据此可分为嗜冷菌、嗜温菌、嗜热菌三种类型。
病原菌均为嗜温菌，多数病原菌最适生长温度为35～37℃，少数病原菌如最适温度为20～28℃，空肠弯曲菌最适温度为36～43℃。
3．相宜的酸碱度各类一细菌对于生长环境中氢离子的浓度要求不同，多数在中性至弱碱性环境中酶活性高，生长良好，多数病原菌最适pH值范围为7.2～7.6，个别细菌如结核分枝杆菌最适pH 值范围为6.5～6.8(偏酸性），霍乱弧菌最适pH值范围为8.4～9.2（偏碱性）。
因细菌在生长繁殖过程中可分解糖类产酸，使周围环境的pH 值下降，故人工培养细菌时应加入缓冲剂，防止培养基酸碱度发生变幻影响分别培养。
4．相宜的气体细菌生长繁殖时所需的气体主要是和氧气。
多数细菌在其代谢过程中所产生的CO2即可满足本身需求，惟独少数细菌如、等在初次分别培养时需提供5％～10％CO2才干生长。
按照细菌对氧分子的需求，将其分为以下几种。
(1）专性需氧菌（obligate aerobe）一类必需在有氧的环境中才干生长的细菌，具有完美的呼吸酶系统，以氧分子作为氢受体举行有氧呼吸。
如结核分枝杆菌、炭疽芽胞杆菌等。
(2）微需氧菌（microaerophilic bacterium）一类在低压氧（5％～6％）环境中生长最好，氧浓度大于10％时生长被抑制的细菌。
如、等。
(3)兼性厌氧菌（facultative anae-obe）一类在有氧或无氧环境中均能生长的细菌，在无氧环境中举行无氧发酵，在有氧环境中举行需氧呼吸，不同环境中所产生的代谢产物不同。
多数病原菌属此类。
(4)专性厌氧菌（obligate anaerobe）一类只能在无氧环境中才干生长的细菌，缺乏完美的呼吸酶系统，只能举行无氧酵解，因游离氧对其有毒性作用，在有氧时生长受抑制甚至死亡。
细菌的繁殖、代谢、培养、消毒ppt课件
细胞壁、膜有半透性 G+菌 20~25大气压 G-菌 5~6大气压
6
渗透压
2019
第二节 细菌的营养与生长繁殖
一、细菌的营养物质
水：营养的吸收与代谢均需水 碳源：合成菌体成分，提供能量 病原菌主要来源于糖类 氮源：合成菌体成分 病原菌主要来源于氨基酸、蛋白胨等 无机盐：常用元素（K\Na\Ca\Mg\P\S\Fe) 微量元素（Co\Mn|Mo\Zn) 生长因子：生长必需但自身不能合成的物质， 如维生素、氨基酸等。
有助于细菌鉴别
2019
-
20
抗生素(Antibiotics)：多粘菌素、杆菌肽
细菌素(Bacteriocins)
抗菌蛋白，只能杀伤有亲缘关系的细菌， 无治疗意义，用于细菌分型、流行病学调 查。
大肠杆菌产生大肠菌素(Colicin)
维生素
某些肠道菌合成，如B族维生素、VK。
21
2019
第一节 细菌的理化性状
一、细菌的化学组成
水 占细胞总重量75%-90%
有机物 碳、氢、氮、氧、磷、硫等
无机离子 钾、钠、铁、镁、钙、氯等 特有成分
2019
肽聚糖、胞壁酸、磷壁酸等
5
二、细菌的物理性状
光学性质 表面积 带电现象 半透性 半透明 体积小、表面积大 G+菌 pI 2~3 G-菌 pI 4~5 中性环境 带负电荷
2019
-
9
四、影响细菌生长的因素
营养物质充足 氢离子浓度(pH)
多数病原菌最适pH为7.2～7.6
温度
多数病原菌最适37℃
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