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    臨床助理醫(yī)師考試

    2013臨床助理醫(yī)師考試:細(xì)菌生長繁殖的方式與速度

      細(xì)菌的生長繁殖包括菌體各組分有規(guī)律的增長及菌體數(shù)量的增加。

      細(xì)菌以簡單的二分裂方式無性繁殖,其突出的特點(diǎn)為繁殖速度極快。細(xì)菌分裂倍增的必須時(shí)間,稱為代時(shí)(Generation time),細(xì)菌的代時(shí)決定于細(xì)菌的種類又受環(huán)境條件的影響,細(xì)菌代時(shí)一般為20~30分鐘,個(gè)別菌較慢,如結(jié)核桿菌代時(shí)為18~20小時(shí),梅素螺旋體為33個(gè)小時(shí)。

      (一)細(xì)菌個(gè)體的生長繁殖

      細(xì)菌一般以簡單的二分裂法進(jìn)行無性繁殖,個(gè)別細(xì)菌如結(jié)核桿菌偶有分枝繁殖的方式。在適宜條件下,多數(shù)細(xì)菌繁殖速度極快,分裂一次需時(shí)僅20~30分鐘。球菌可從不同平面分裂,分裂后形成不同方式排列。桿菌則沿橫軸分裂。細(xì)菌分裂時(shí),菌細(xì)胞首先增大,染色體復(fù)制。在革蘭氏陽性菌中,細(xì)菌染色體與中價(jià)體相連,當(dāng)染色體復(fù)制時(shí),中價(jià)體亦一分為二,各向兩端移動(dòng),分別拉著復(fù)制好的一根染色體移到細(xì)胞的側(cè)。接著細(xì)胞中部的細(xì)胞膜由外向內(nèi)陷入,逐漸伸展,形成橫隔。同時(shí)細(xì)胞壁亦向內(nèi)生長,成為兩個(gè)子代細(xì)胞的胞壁,最后由于肽聚糖水解酶的作用,使細(xì)胞壁肽聚糖的共價(jià)鍵斷裂,全裂成為兩個(gè)細(xì)胞。革蘭氏陰性菌無中介體,染色體直接連接在細(xì)胞膜上。復(fù)制產(chǎn)生的新染色體則附著在鄰近的一點(diǎn)上,在兩點(diǎn)之間形成新的細(xì)胞膜,將兩團(tuán)染色體分離在兩側(cè)。最后細(xì)胞壁沿橫膈內(nèi)陷,整個(gè)細(xì)胞分裂成兩個(gè)子代細(xì)胞。

      (二)細(xì)菌群體生長繁殖規(guī)律

      細(xì)菌繁殖速度之快是驚人的。大腸桿菌的代時(shí)為20分鐘,以此計(jì)算,在最佳條件下8小時(shí)后,1個(gè)細(xì)胞可繁殖到200萬上,10小時(shí)后可超過10億,24小時(shí)后,細(xì)菌繁殖的數(shù)量可龐大到難以計(jì)數(shù)據(jù)和程度。但實(shí)際上,由于細(xì)菌繁殖中營養(yǎng)物質(zhì)的消耗,毒性產(chǎn)物的積聚及環(huán)境PH的改變,細(xì)菌絕不可能始終保持原速度無限增殖,經(jīng)過一定時(shí)間后,細(xì)菌活躍增殖的速度逐漸減慢,死亡細(xì)菌逐增、活菌率逐減。

      將一定數(shù)的細(xì)菌接咱適當(dāng)培養(yǎng)基后,研究細(xì)菌生長過程的規(guī)律,以培養(yǎng)時(shí)間為橫坐標(biāo),培養(yǎng)物中活菌數(shù)的對數(shù)以縱坐標(biāo),可得出一條生長曲線(圖3-1)。

      1.遲緩期(Lag phase):細(xì)菌接種至培養(yǎng)基后,對新環(huán)境有一個(gè)短暫適應(yīng)過程(不適應(yīng)者可因轉(zhuǎn)種而死亡)。此期曲線平坦穩(wěn)定,因?yàn)榧?xì)菌繁殖極少。遲緩期長短因素種、接種菌量、菌齡以及營養(yǎng)物質(zhì)等不同而異,一般為1~4小時(shí)。此期中細(xì)菌體積增大,代謝活躍,為細(xì)菌的分裂增殖合成、儲(chǔ)備充足的酶、能量及中間代謝產(chǎn)物。

      2.對數(shù)期(Logarithmicphase):又稱指數(shù)期(Exponential phage)。此期生長曲線上活菌數(shù)直線上升。細(xì)菌以穩(wěn)定的幾何級數(shù)極快增長,可持續(xù)幾小時(shí)至幾天不等(視培養(yǎng)條件及細(xì)菌代時(shí)而異)。此期細(xì)菌形態(tài)、染色、生物活性都很典型,對外界環(huán)境因素的作用敏感,因此研究細(xì)菌性狀以此期細(xì)菌最好。抗生素作用,對該時(shí)期的細(xì)菌效果最佳。

      3.穩(wěn)定期(Stationaryphase):該期的生長菌群總數(shù)處于平坦階段,但細(xì)菌群體活力變化較大。由于培養(yǎng)基中營養(yǎng)物質(zhì)消耗、毒性產(chǎn)物(有機(jī)酸、H2O2等)積累PH下降等不利因素的影響,細(xì)菌繁殖速度漸趨下降,相對細(xì)菌死亡數(shù)開始逐漸增加,此期細(xì)菌增殖數(shù)與死亡數(shù)漸趨平衡。細(xì)菌形態(tài)、染色、生物活性可出現(xiàn)改變,并產(chǎn)生相應(yīng)的代謝產(chǎn)物如外毒素、內(nèi)毒素、抗生素、以及芽胞等。

      4.衰亡期(Declinephase):隨著穩(wěn)定期發(fā)展,細(xì)菌繁殖越來越慢,死亡菌數(shù)明顯增多;罹鷶(shù)與培養(yǎng)時(shí)間呈反比關(guān)系,此期細(xì)菌變長腫脹或畸形衰變,甚至菌體自溶,難以辯認(rèn)其形。生理代謝活動(dòng)趨于停滯。故陳舊培養(yǎng)物上難以鑒別細(xì)菌。

      體內(nèi)及自然界細(xì)菌的生長繁殖受機(jī)體免疫因素和環(huán)境因素的多方面影響,不會(huì)出現(xiàn)象培養(yǎng)基中那樣典型的生長曲線。掌握細(xì)菌生長規(guī)律,可有目的地研究控制病原菌的生長,發(fā)現(xiàn)和培養(yǎng)對人類有用的細(xì)菌。

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