微生物不论其在自然条件下还是在人为条件下发挥作用，都是通过“以数取胜”或“以量取胜”的。生长和繁殖就是保证微生物获得巨大数量或生物量的必要前提。而微生物监测的主要核心指标是微生物的生物量。因此，我们的监测人员在持证上岗之前，就必须掌握微生物的生长繁殖规律，其是微生物监测的基本原理。

（一）生长与繁殖

一个微生物细胞在合适的外界环境条件下，会不断地吸收营养物质，并按其自身的代谢方式不断进行新陈代谢。如果同化（合成）作用的速度超过了异化（分解）作用，则其原生质的总量（重量、体积、大小）就不断增加，于是出现了个体细胞的生长。如果这是一种平衡生长，即各种细胞组分是按恰当比例增长时，则达到一定程度后就会引起个体数目的增加，对单细胞的微生物来说，这就是繁殖。不久，原有的个体已经发展成一个群体。随着群体中各个个体的进一步生长、繁殖，就引起了这一群体的生长。群体的生长可用其重量、体积、个体浓度或密度等作指标来测定。所以个体和群体间有以下关系：

个体生长→个体繁殖→群体生长

群体生长=个体生长＋个体繁殖

事实上，微生物个体细胞的生长时间一般很短，很快就进入繁殖阶段，生长和繁殖实际上很难分开。除特定的目标以外，在微生物的研究和应用中，只有群体的生长才有意义。因此，在微生物学中，凡提到“生长”时，一般均指群体生长。

（二）微生物生长的测定

生长是一个复杂的生命活动过程。微生物细胞从环境吸取营养物质，经代谢作用合成新的细胞成分，细胞各组成成分有规律地增长，致使菌体重量增加，这就是生长。随着菌体重量的增加，菌体数量也增多，这就进入到繁殖阶段。生长是繁殖的基础，繁殖是生长的结果。
微生物的生长繁殖是其在内外各种环境因素相互作用下生理、代谢等状态的综合反应，因此有关生长繁殖的数据就可作为研究多种生理、生化、遗传及生态等问题的重要指标，也为我们开展微生物工程、有害微生物防治及环境监测提供必要的技术手段。

既然生长意味着原生质含量的增加，所以测定生长的方法也都直接或间接地以此为根据，而测定繁殖则都要建立在计算个体数目这一基础上。

描述微生物生长，对不同的微生物和不同的生长状态可以选取不同的指标。通常对处于旺盛生长期的单细胞微生物，既可选细胞数，又可以选细胞质量作为生长指标，因为此时这两者是成比例的。对于多细胞微生物的生长（以丝状真菌为代表），则通常以菌丝生长长度或者菌丝重量作为生长指标。

常用的测定或估计微生物生长的方法有以下几种。

1．显微镜计数法

单细胞的微生物，例如细菌，主要采用计数器（又称血球计数板）直接在显微镜下计数。这些计数器的底部都有棋盘式刻度，可以数一定面积内的菌数。对于能运动的细菌，一般可以设法用4％聚乙烯醇停止其运动后计数。

2．平皿活菌计数法

这是采用平皿涂布或混匀的方法，计算固体培养基上长出的菌落数。此法适用于各种好氧菌或异氧菌。其主要操作是把稀释后的一定量菌样通过浇注琼脂培养基或在琼脂平板上涂布的方法，让其内的微生物单细胞一一分散在琼脂平板上（内），待培养后，每一活细胞就形成一个单菌落，此即“菌落形成单位（CFU)"。每一个菌落是由一个细胞繁殖而成。根据每皿上形成的CFU数乘以稀释度就可推算出水样中的含菌数。

3.稀释培养MPN法

最大或然数（MostProbableNumber,MPN）计数又称稀释培养计数，适用于测定在一个混杂的微生物群落中虽不占优势，但却具有特殊生理功能的类群。其特点是利用待测微生物的特殊生理功能的选择性来摆脱其他微生物类群的干扰，并通过该生理功能的表现来判断该类群微生物的存在和丰度。

MPN计数是将待测样品作一系列稀释，一直稀释到将少量（如1ML）的稀释液接种到新鲜培养基中没有或极少出现生长繁殖。根据没有生长的最低稀释度与出现生长的最高稀释度，采用“最大或然数”理论，可以计算出样品单位体积中细菌数的近似值。具体地说，菌液经多次10倍稀释后，一定量菌液中细菌可以极少或无菌，然后每个稀释度取3~5个样品重复接种于适宜的液体培养基中。培养后，将有菌液生长的最后3个稀释度（即临界级数）中出现细菌生长的管数作为数量指标，由最大或然数表上查出近似值，再乘以数量指标第一位数的稀释倍数，即为原菌液中的含菌数。我们开展的总大肠群落和粪大肠菌群项目都是采用稀释培养MPN法。

4．比色（比浊）法

在科学研究和生产过程中，为及时了解培养中微生物的生长情况，需定时测定培养液中微生物的数量，以便适时地控制培养条件，获得最佳的培养物。比浊法是常用的测定方法，是在浊度计或比色计上进行测定培养液中微生物的数量。某一波长的光线，通过混浊的液体后，其光强度将被减弱。入射光与透过光的强度比与样品液的浊度和液体的厚度相关。由于在一定范围内，单细胞微生物的光吸收值与液体中的细胞数量成正比，因此可用作溶液中计算总细胞的技术，但需要用直接显微镜计数法或平板活菌计数法制作标准曲线进行换算。比浊法虽然灵敏度较差，然而却具有简便、快速、不干扰或不破坏样品的优点。

5．干重测定法

干重法一般可以分为粗放的测体积法（在刻度离心管中测沉淀量）和精确的称干重法。将一定量的菌液中的菌体通过离心或过滤分离出来，然后烘干（干燥温度可采用105℃、100℃或80℃)、称重。微生物的干重一般为其湿重的10%~20%。据测定，每个Escherichiacoli（大肠杆菌）细胞的干重为2.8x10-13g，故1颗芝麻中（近3mg）的大肠杆菌团块，其中所含的细胞数目竟可达到100亿个。

6．生理指标法

与微生物生长量相平行的生理指标很多，可以根据实验目的和条件适当选用。最重要的如测含氮量法，一般细菌的含氮量为其干重的12.5%，酵母菌为7.5%，霉菌为6.5%,含氮量乘以6.25即为粗蛋白含量；另有测含碳量以及测磷、DNA,RNA,ATP,DAP（二氨基庚二酸）、几丁质或N-乙酞胞壁酸等含量的；此外，产酸、产气、耗氧、勃度和产热等指标，有时也应用于生长量的测定。