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。
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。
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。
图源：Brock Biology of Microorganisms 15th
但细菌数量并不会无限制地扩张，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。
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！
