细菌生长繁殖必须的四个基本条件

（一）化学组成和物理性状

1．细菌由水、无机盐、蛋白质、糖类、脂类、核酸（核糖核酸和脱氧核糖核酸）等组成，还含有一些特有化学物质。

2．物理性状。①带电现象：G＋菌等电点低，pH为2～3，G－菌的等电点高，pH为4～5，带电现象与细菌的染色反应、血清凝集反应、抑菌和杀菌作用有密切关系；②表面积：表面积大，有利于菌体内外界的物质交换，故细菌生长繁殖迅速；③光学性质：细菌悬液呈浑浊状态；④半透性与渗透性：细胞壁和细胞膜都有半透性，使细菌与外界进行物质交换。

（二）营养和生长繁殖

1．营养类型及机制

（1）营养类型。①自营菌：以简单的无机碳化合物、氮化物作为碳源、氮源，合成所需的大分子，其能量来自无机物的氧化或通过光合作用而获得；②异营菌：不能以无机碳化合物作为唯一的碳源，须利用有机物作为碳源和氮源，合成所需的大分子，所需的能量大多从有机物质氧化而获得。所有致病菌都是异营菌。

（2）营养机制。①被动扩散：细菌依靠菌体表面细胞壁和细胞膜的半透性来调节各种营养物质的摄取；②主动吸收：细菌可以将许多营养物质以高于细胞外浓度积累在细胞内；③基团转位：一种需要消耗能量的运输营养的方式，依靠胞外酶将糖类等物质与一种耐热蛋白（HPr）与磷酸结合，使糖类等磷酸化而运送到菌体内，再与HPr解离。

2．生长繁殖的条件 ①营养物质：细菌进行新陈代谢的物质基础；②pH：大多数细菌合适的pH为7．2～7．6，少数细菌对pH的需要不同；③温度：细菌的生长温度有最适温度与容许温度两种，按最适温度的范围可分为嗜冷菌（0～20℃）、嗜温菌（30～37℃）与嗜热菌（50～60℃）；病原菌属于嗜温菌，最适温度为37℃；④气体：主要是氧气，有的细菌还需要CO2。可分为需氧菌、微需氧菌、厌氧菌和兼性厌氧菌。

3．繁殖

（1）细菌个体的生长繁殖：细菌一般以二分裂方式进行无性繁殖，个别细菌如结核分枝杆菌可以通过分枝方式繁殖。大多数细菌繁殖每20～30min分裂一次，称为一代。

（2）细菌群体的生长繁殖：将细菌（细菌群体）接种在液体培养基中或琼脂平板上进行培养，细菌群体就会一代一代地生长繁殖。

（3）细菌数的测定。测定细菌生长繁殖后数量的方法有：①比浊法；②测定活菌数。

（4）细菌的生长曲线：将一定量的细菌接种于液体培养基中进行培养，在不同时间取样检查细菌数，以生长时间为横坐标，培养物中菌数的对数为纵坐标，可以做出一条反映细菌生长数变化的规律曲线，称为细菌的生长曲线。①迟缓期：细菌适应新环境时期。合成必需的酶、辅酶及某些中间代谢产物。细菌体积增大，代谢活跃，但不分裂；②对数期：此期细菌以几何级数增长，增长极快。此期细菌的形态、染色性、生理活性较典型，对外界环境的作用较敏感，一些抗菌药物此期杀菌效果好，是研究细菌性状的最佳时期；③稳定期：营养物质消耗，毒性产物积聚，pH下降使细菌繁殖速度下降，细菌死亡数逐渐上升，细菌繁殖数与死亡数大致平衡。可出现各种形态和生理变异，并开始积累某些贮存物（糖原颗粒、异染颗粒），产生代谢产物（抗生素、外毒素），芽胞多在此期产生；④衰亡期：细菌繁殖逐渐减慢，死亡逐渐增多，死菌数超过活菌数。细菌形态显著改变，出现畸形、衰退型细菌。

（三）分解代谢

1．对糖类的分解代谢 细菌分泌胞外酶，将菌体外的多糖分解成单糖（葡萄糖），进而转化为丙酮酸。对丙酮酸的进一步代谢，需氧菌和厌氧菌则不相同。需氧菌将丙酮酸经三羧酸循环彻底分解成CO2和水。厌氧菌则发酵丙酮酸，产生各种酸类、醛类、醇类和酮类。不同细菌具有不同的酶，对糖类的分解能力和代谢产物也不同，借此可以鉴别细菌。

2．对蛋白质的分解代谢 蛋白质分子在细菌分泌的胞外酶（蛋白质水解酶）的作用下分解为短肽，再由胞内酶将短肽分解为氨基酸。氨基酸的分解有脱氨与脱羧两种方式。①不同细菌在不同条件下的脱氨基作用的方式及代谢产物不同，可借此鉴别细菌。如使色氨酸氧化脱氨基，生成吲哚、CO2和H2O；②用脱羧酶使氨基酸脱羧，生成胺类（如组胺）和CO2。

3．对其他物质的分解代谢 ①有机物：乙型副伤寒沙门菌和变形杆菌都具有脱硫氢基作用，使含硫氨基酸分解成氨和H2S；②无机物：产气肠杆菌可分解柠檬酸盐生成碳酸盐，并分解铵盐生成氨。细菌还原硝酸盐为亚硝酸盐、氨和氮气的作用，称为硝酸盐还原作用。

4．细菌的合成代谢及其产物的意义 ①热原质：多为革兰阴性菌合成的菌体脂多糖，注入人体或动物体内能引起发热反应；②毒素和侵袭性酶：毒素包括内毒素和外毒素，毒素和侵袭性酶是细菌重要的致病物质；③色素：有水溶性色素（铜绿假单胞菌）和脂溶性色素（金黄色葡萄球菌），用于鉴别细菌；④抗生素：由某些微生物代谢过程中产生、能抑制或杀死另一些微生物和癌细胞的微量生物活性物质，多由放线菌和真菌产生，细菌较少，只有多黏菌素、杆菌肽等；⑤细菌素：某些细菌产生的一类具有抗菌作用的蛋白质，作用范围狭窄，仅对与产生菌有亲缘关系的细菌有杀伤作用，如大肠菌素、绿脓菌素、变形菌素和弧菌素等；⑥维生素。