細(xì)菌的個體生長是群體生長的基礎(chǔ),細(xì)菌繁殖速度極快,一般細(xì)菌約20min分裂一次,即為一代,按此速度計算,經(jīng)10h后,一個細(xì)菌將繁殖成10億個菌,細(xì)菌群體將龐大至難以想象的程度。但由于營養(yǎng)物質(zhì)之耗竭,毒性產(chǎn)物之積聚,事實上不可能始終保持這樣的速度無限制地增殖,經(jīng)過一段時間以后,繁殖速度逐漸減慢,死亡菌數(shù)逐漸增多,活菌增長率隨之而趨于停滯以至衰退。
如將一定量的細(xì)菌接種于適宜培養(yǎng)基中進行培養(yǎng),間隔不同時間取樣檢査細(xì)菌數(shù)目??煽吹狡渖L過程具有一定的規(guī)律性。以生長時間為橫坐標(biāo),培養(yǎng)物中菌數(shù)的對數(shù)為縱坐標(biāo),可得出一條曲線,稱為生長曲線
從曲線上看,細(xì)菌群體的生長繁殖可分四期。
1.遲緩期此期中細(xì)菌體積增大,代謝活躍,但不分裂,菌數(shù)并不增多。細(xì)菡尚未開始繁殖,只是為繁殖作準(zhǔn)備。一般認(rèn)為這是細(xì)菌進人新環(huán)境后的適應(yīng)階段,需要合成必需數(shù)量的酶、輔酶和某些中間代謝產(chǎn)物,以供繁殖所需。遲緩期長短不一,從數(shù)小時至數(shù)天不等,視菡種、菌齡與接種菌量和營養(yǎng)物的不同而異。
2.對數(shù)生長期(或指數(shù)期)在此期中細(xì)菌生長迅速,以恒定的速度進行分裂繁殖,菌數(shù)以幾何級數(shù)增長,在生長曲線圖上菌數(shù)的對數(shù)呈直線上升,增長極快,達到顛峰狀態(tài)。此期細(xì)菌的形態(tài)、染色性、生理活性等都比較典S,對外界環(huán)境因素的作用較為敏感,研究細(xì)菌的性狀最好選用此期的細(xì)菌(多數(shù)細(xì)菌約在培養(yǎng)18~24h左右);有些抗菌藥物在這一時期作用于細(xì)菌效果較好。
3.穩(wěn)定期對數(shù)期以后,細(xì)菌繁殖速度漸趨下降,細(xì)菌死亡數(shù)則逐步上升,細(xì)菌繁殖數(shù)與死亡數(shù)幾乎相等,趨于平衡,活菌數(shù)不增不減,保持穩(wěn)定。穩(wěn)定期之出現(xiàn)是由于培養(yǎng)基中營養(yǎng)物質(zhì)消耗,供不應(yīng)求,毒性產(chǎn)物(有機酸、過氧化氫等)積聚,培養(yǎng)基pH改變以及其他種種因素的影響,使細(xì)菌不能繼續(xù)髙速繁殖,并導(dǎo)致部分細(xì)菌的死亡。在此期中,細(xì)菌可出現(xiàn)種種形態(tài)與生理的變異,開始積累貯存物質(zhì)如糖原顆粒、異染顆粒等,革蘭氏陽性菌的染色性可變?yōu)楦锾m氏陰性。細(xì)菌的一些代謝產(chǎn)物如外毒素、抗生素等,多在此期產(chǎn)生;芽孢亦多在此期形成。
4.衰亡期穩(wěn)定期繼續(xù)發(fā)展,細(xì)菌繁殖越來越慢,死亡越來越多,活菌數(shù)急劇減少,死菌數(shù)超過活菌數(shù),但總菌數(shù)(包括活菌與死菌)并不減少。有些細(xì)菌死后發(fā)生自溶,則總菌數(shù)也可下降。此期細(xì)菌形態(tài)顯著改變,出現(xiàn)畸形或衰退型(involutionform)等多形態(tài),菌體變長、腫脹或扭曲,難以辨認(rèn),生理代謝活動也趨于停滯。
細(xì)菌的生長曲線,在研究工作和生產(chǎn)實際中都有指導(dǎo)意義。但必須指出,上述生長曲線僅在體外人工培養(yǎng)的條件下始能出現(xiàn),并受培養(yǎng)基成分、pH、培養(yǎng)溫度等因素的影響。細(xì)菌在人體或動物體內(nèi)生長繁殖,受機體內(nèi)部環(huán)境和免疫因素的多方面影響與制約,情況甚為復(fù)雜,并不存在這樣典型的生長曲線。