微生物靶向防控之“二十四节气”: 大寒(Major Cold)

浏览:3687 作者: 来源:微信公众号文章 时间:2024-02-22 分类:节气
细菌繁殖的速度为什么这么快?

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大寒雪未消,闭户不能出。

可怜切云冠,局此容膝室。


——《大寒》宋 · 陆游


大寒,是二十四节气中的最后一个节气。大寒与小寒的意义一致,都表示天气寒冷的程度,而大寒则表示天气寒冷到极致,是一年中的最寒冷时节。


这次的节气科普,我们带大家了解细菌的繁殖速度。


什么是细菌的繁殖?


细菌的繁殖是细胞分裂的结果,也是细胞生命过程中的最终目的。细菌的繁殖有多种形式,如二分裂、出芽等。


无论哪种繁殖形式,结果是一致的:细胞复制遗传物质,后一分为二,将遗传物质平均分配到两个细胞,宏观表现上,细菌的数量增加。


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图源:Brock Biology of Microorganisms 15th


单个细胞完成繁殖行为前,需要做的工作是复制遗传物质,并构建子细胞所需的主要结构。


细菌相比于真核生物或高等生物,完成复制遗传物质时所需要的能量很少,是因为具有遗传信息少、转录翻译简单等特点。同时,单个细菌完成一代繁殖所需要的时间非常短,在适宜条件下,大多数细菌是20-30分钟分裂一次因为细菌有巨大的比表面积,能够和环境进行高频的能量信息交换。


细菌“一分为二”的繁殖方式,配合细菌对能量利用的高效比,造就了细菌惊人的繁殖速度。举个例子,1个细菌,若每0.5小时分裂一次,在第三个小时,会繁殖出64(26)个细菌,但在第24小时就会繁殖出将近三百万亿(248)个细菌。

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图源:Brock Biology of Microorganisms 15th



Bacterial Reproduction



实际情况下,当一个细菌落入新环境后,繁殖趋势要更加复杂,细菌数量的增长会较为缓慢,属于迟缓期。因为最开始初始细菌数量少,且对新环境仍在适应期。


短暂的迟缓期之后,细菌会以几何级数恒定快速增殖,进入“爆炸式”增长


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图源:Brock Biology of Microorganisms 15th


菌数量并不会无限制扩张,在固定环境中,随着时间延长,营养等必需物质不断被消耗,有害代谢产物不断积累,细菌繁殖越发受影响,因此死亡数量在逐步增加,进入平稳期,最后转入衰减期。




总体来说,细菌繁殖速度快,在筛选工程菌或构建细菌工厂时,有助于提高效率。


但也有不利的一面,在工业中,应当针对不同的应用场景,在合适的时机进行有效的防控。否则细菌的快速繁殖,一旦不受控,通常会导致产品变质,甚至对人员的健康造成危害。


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微生物靶向防控之“二十四节气”是汉宁化学在2022年全新推出的微生物防控科普栏目。我们将以中国传统的二十四节气为时间线,定期推出相关主题的微生物防控科普短文。“四季有序,万物有时”,让我们“寄知识于时节”,一起探索微生物世界:汉宁与您应时相约、不见不散!

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