微生物の概要－細菌の増殖 Bacterial growth ①細菌の増殖に関する

微生物の概要－細菌の増殖 Bacterial growth
①細菌の増殖に関するTerminology（専門用語）（微生物全般に適用可）
培養 (Culture; Cultivation, Incubation)
: 実験室内等の定まった条件下で人工的に微生物を増殖させること。
純粋培養 (Pure culture)；単種培養(Axenic culture)
: 一種類の微生物からなる培養。
混合培養(Mixed culture)
:二種類以上の微生物を含む培養。
分離（単離）(Isolation)
:自然界に存在する混合微生物群の中から特定の微生物だけを得る
こと。→分離“株“ (Isolate(s); strain(s))
培地(Medium, 複数Media)
:微生物を培養するための栄養素を含む培養基。
微生物の概要－細菌の増殖様式
二分裂(Binary fission)
指数関数的増殖(Exponential growth)
：母細胞が二分裂し、まったく同
じ大きさの娘細胞が2つ生じる
Bf=Bi×2n 、 n=(tf-ti)/GT
log10Bf=log10Bi+0.3((tf-ti)/GT)
Bf：(tf-ti)時間後の菌数、
Bi：初期菌数、
n：世代、 GT：世代時間
微生物の概要－細菌増殖曲線 Growth curve （回分培養下）
遅滞期
誘導期
対数増殖期
定常期
死滅期
微生物の概要－細菌増殖曲線 Growth curve
細菌の増殖曲線は次の4つのステージから成る。
1.Lag phase 遅滞期・誘導期：細菌細胞が新しい環境（培地）に接種されると、細菌は
すぐに分裂を開始せず、新しい環境に適応する時間が必要である。この時期を誘
導期と呼ぶ。この時期には細胞数の増加は認められないが、細胞の代謝は極め
て活発である。分裂の準備期間といえる。なお、細菌細胞の状態がすでに活発な
状態であり、新しい培地への適応が必要なければ、誘導期は極めて短い。
2.Logarithmic phase 対数増殖期：誘導期での分裂の準備が整うと、細菌細胞は2分
裂により指数関数的に最大増殖速度で増加する。この時期を対数増殖期と呼ぶ。
しかし、対数増殖期は、栄養分の枯渇あるいは代謝過程で生じた有害産物の蓄積
により、増殖速度が低下し、終焉をむかえる。
3. Stationary phase 定常期：対数増殖期が終わると見かけの細菌数が変化しない時
期になる。これを定常期と呼ぶ。この時期には細菌細胞の代謝活性が低下し、増
殖速度が下がる。分裂せずに生きている状態となっている。多くの代謝産物の産
生量が最大となる。芽胞形成菌であれば、芽胞形成が始まる。栄養制限が厳しい
環境（外洋など）では、多くの細菌細胞がこの状態にあると考えられている。
4. Death phase死滅期：劣悪な環境が続けば、細菌細胞数は減少し始め、死滅期に
入る。この時期には自己溶解酵素が産生され、細胞が損傷する。この状態では、
新しい培地に接種しても、増殖することは難しい。
微生物の概要－細菌の増殖 連続培養
（自然界に一般に見られる培養形態）
微生物の概要－細菌の栄養要求
代謝(Metabolism)の基礎
異化(Catabolism)－酸化(Oxidation)
同化(Anabolism)－還元(Reduction)
微生物の概要－細菌の栄養要求
代謝(metabolism)の基礎
エネルギーを無駄にしないために
電子（還元力）の有効利用
ATP (adenosine triphosphate)
Electron carriers:
NAD, NADP, FAD
微生物の概要－細菌のエネルギーと炭素源の獲得様式
表　微生物の栄養区分
Table Nutritional categories among microorganisms
栄養区分
Category
光合成独立栄養細菌
光合成従属栄養細菌
Photoautotrophs
エネル Energy
ギー源 source
光
Light
炭素源 Carbon
source
二酸化 CO2
炭素
Photoheterotroph
光
有機化 Organic
Photosynthetic
合物
compounds bacteria
化学合成独立栄養細菌 Cemoautotrophs
(Lithoautotrophs)
Light
無機化 Inorganic
二酸化 CO2
合物 compounds 炭素
Representative
Microbes
Cyanobacteria,
photosynthetic
bacteria, algae
Sulfur-, iron-,
and ammoniaoxidizing
bacteria; several
types of methanproducing
bacteria
化学合成従属栄養細菌 Chemoheterotrophs 有機化 Organic
有機化 Organic
Protozoa; fungi;
合物 compounds 合物
compounds most bacteria
微生物の概要－細菌の増殖温度特性
高温菌（好熱菌）
中温菌
低温菌（好冷菌）
微生物の概要－細菌の酸素要求
1)
2)
3)
4)
偏性嫌気性菌
通性嫌気性菌
微好気性菌
好気性菌
微生物の概要－嫌気培養法
グローブボックス
Glove box)
ガスパック (GasPak)
微生物の概要－培地 Medium
人工的に細菌（微生物）を増殖させるための栄養成分がバランス
よく充分含まれた培養基
合成培地
C源
N源
P源
S源
固形化剤
複合培地、天然培地
ビタミン
エネルギー源
C, N源
固形化剤