细菌的生理课件

细菌的生理细菌的生理v第一节第一节 细菌生长繁殖细菌生长繁殖v一、细菌的化学组成和物理性状一、细菌的化学组成和物理性状细菌的生理1水水75-90%75-90%蛋白质、糖类、脂质蛋白质、糖类、脂质核酸、无机盐核酸、无机盐(一一)化学组成化学组成肽聚糖、脂多糖、肽聚糖、脂多糖、胞壁酸、磷壁酸、胞壁酸、磷壁酸、D型型AA、DAP、吡啶二羧酸吡啶二羧酸水蛋白质、糖类、脂质(一)化学组成肽聚糖、脂多糖、胞壁酸2v（二）细菌的物理性状v1、带电现象(负电荷)v G+菌等电点低 PH23 v G-菌等电点稍高 PH45v2、表面积v 细菌体积虽小，但其单位体积的细胞表面积总和比其他生物体大（二）细菌的物理性状3v3 3、光学性质、光学性质 细菌细胞为半透明体细菌细胞为半透明体 细菌悬液为混浊状态细菌悬液为混浊状态v4 4、半透性、半透性 选择性通透性作用选择性通透性作用v5 5、渗透压、渗透压 G G+菌渗透压高菌渗透压高 达达20202525个大气压个大气压 G G-菌为菌为5 56 6个大气压个大气压3、光学性质 4二、细菌的营养物质二、细菌的营养物质v水水 生物所必需的，占细菌总量的生物所必需的，占细菌总量的 80 80-90%，细菌的吸收和代谢均需有，细菌的吸收和代谢均需有水才能进行。水才能进行。v碳源碳源 合成菌体成分，作为获得能量的合成菌体成分，作为获得能量的主要来源。主要来源。二、细菌的营养物质水 5v氮源氮源 有机氮化物如氨基酸、蛋白胨有机氮化物如氨基酸、蛋白胨等；菌体的原料。等；菌体的原料。v无机盐无机盐 构成菌体的成分；作为酶的组构成菌体的成分；作为酶的组成部分，维持酶的活性；调节菌体成部分，维持酶的活性；调节菌体内外的渗透压。内外的渗透压。氮源 6 v生长因子生长因子 细菌生长需要但自身不能合细菌生长需要但自身不能合成。如：维生素、嘌呤、嘧啶、成。如：维生素、嘌呤、嘧啶、氨基酸等。氨基酸等。7营养物质营养物质水水碳源碳源（糖）（糖）氮源氮源（氨基酸（氨基酸 蛋白胨蛋白胨）无机盐无机盐生长生长因子因子重要溶剂菌体成分能源菌体成分原料某些菌需之菌体及酶的组分菌体及酶的组分能量储存及转运能量储存及转运调节渗透压调节渗透压与繁殖及致病相关与繁殖及致病相关营养物质水碳源氮源无机盐生长重要溶剂菌体成分菌体成某些菌需之8三、三、细菌的生长繁殖细菌的生长繁殖v（一）细菌生长繁殖的条件（一）细菌生长繁殖的条件v充足的营养充足的营养：水、水、碳源、氮源、无机盐、必要碳源、氮源、无机盐、必要的生长因子。的生长因子。三、细菌的生长繁殖（一）细菌生长繁殖的条件9v适宜的温度适宜的温度 ：寄生菌以人体温度寄生菌以人体温度(37(37)适宜，个别适宜，个别嗜冷嗜冷(鼠疫杆菌鼠疫杆菌28 28 30 30 ）或嗜热）或嗜热（嗜热菌（嗜热菌50 50 60 60 ）金葡菌（金葡菌（55）v合适的酸碱度合适的酸碱度 ：大多数是中性大多数是中性(PH7.2(PH7.27.6)7.6)，个别强，个别强碱性（霍乱杆菌碱性（霍乱杆菌PH8.4PH8.49.29.2）或弱酸性）或弱酸性（结核杆菌（结核杆菌PH5.6PH5.66.8 6.8）。）。适宜的温度：10v必要的气体环境：必要的气体环境：氧气和二氧化碳。氧气和二氧化碳。（1 1）专性需氧菌（）专性需氧菌（aerobeaerobe）（2 2）专性厌氧菌（）专性厌氧菌（anaerobeanaerobe）（3 3）兼性厌氧菌（）兼性厌氧菌（facultative facultative anaerobeanaerobe）（4 4）微需氧菌（）微需氧菌（microaerophilic bacteria）如幽门螺杆菌、空肠弯曲如幽门螺杆菌、空肠弯曲菌菌必要的气体环境：11(二二)细菌的生长繁殖方式和速度细菌的生长繁殖方式和速度v繁殖方式繁殖方式 以二分裂方式进行无性繁殖以二分裂方式进行无性繁殖v繁殖速度（代时）繁殖速度（代时）v 20 203030分钟分裂一次分钟分裂一次 但结核杆菌但结核杆菌1818 2020小时才分裂一次小时才分裂一次 (二)细菌的生长繁殖方式和速度12 13细菌生长繁殖曲线：细菌生长繁殖曲线：510152025小时细菌数的对数迟缓期迟缓期(lag phase)(lag phase)衰亡期(dicline phase)稳定期(stationary phase)对数期对数期(logarithmic phase)(logarithmic phase)细菌生长曲线(growth curve)细菌生长繁殖曲线：510152025小时细菌数的对数迟缓期衰14v生长曲线生长曲线v细菌的群体生长可分四个时期：细菌的群体生长可分四个时期：迟缓期：迟缓期：适应过程，为生长适应过程，为生长繁殖作准备。繁殖作准备。对数期对数期 ：生理特性较典型，研生理特性较典型，研究生物学性状药敏实验。究生物学性状药敏实验。稳定期稳定期 ：芽胞、内、外毒素、芽胞、内、外毒素、抗生素等产生。抗生素等产生。发生变异发生变异。衰亡期：衰亡期：细菌死亡速度大于繁细菌死亡速度大于繁殖速度。殖速度。生长曲线15 第二节第二节 细菌的人工培养细菌的人工培养一、培养基一、培养基 人工配制的适合细菌生长繁殖的营养基质。人工配制的适合细菌生长繁殖的营养基质。（一）按成分来分（一）按成分来分1.1.合成培养基：合成培养基：成分是已知的各种化学物质。如蔡氏培养基成分是已知的各种化学物质。如蔡氏培养基 2.2.天然培养基：天然培养基：天然物质制成，化学成分不恒定、不确定，天然物质制成，化学成分不恒定、不确定，配制方便，营养丰富，较常用。配制方便，营养丰富，较常用。3.3.半合成培养基：半合成培养基：在天然物质的基础上加入某些已知成分。如在天然物质的基础上加入某些已知成分。如培养真菌的马铃薯葡萄糖琼脂培养基。培养真菌的马铃薯葡萄糖琼脂培养基。第二节 细菌的人工培养一、培养基 16（二）按物理性状分（二）按物理性状分:1.1.液体培养基：液体培养基：不加凝固剂，主要用于增菌培养和鉴定细不加凝固剂，主要用于增菌培养和鉴定细菌。菌。2.2.半固体培养基：半固体培养基：液体培养基中加入液体培养基中加入0.2%-0.5%0.2%-0.5%的琼脂，用的琼脂，用于观察细菌动力、鉴定菌种和保存菌种。于观察细菌动力、鉴定菌种和保存菌种。3.3.固体培养基：固体培养基：液体培养基中加入液体培养基中加入2%-5%2%-5%的琼脂，用于微的琼脂，用于微生物分离、鉴定及保存菌种等生物分离、鉴定及保存菌种等。（二）按物理性状分:17液体培养基液体培养基+2-5%2-5%琼脂琼脂固体培养基固体培养基:细菌的分离培养细菌的分离培养0.2-0.5%0.2-0.5%琼脂琼脂半固体培养基：半固体培养基：用于大量繁殖细菌+动力检查动力检查液体培养基+2-5%琼脂固体培养基:0.2-0.5%琼脂半固18（三）按用途分（三）按用途分:1.1.基础培养基：基础培养基：如肉汤培养基和普通琼脂培养基。如肉汤培养基和普通琼脂培养基。2.2.营养培养基营养培养基：加入营养物质，如血平板：加入营养物质，如血平板 3.3.选择培养基选择培养基：加入某些化学物质，抑制：加入某些化学物质，抑制杂菌生长，如杂菌生长，如SSSS琼脂培养基。琼脂培养基。4.4.鉴别培养基鉴别培养基：用于培养和鉴别细菌。如糖发酵管等。用于培养和鉴别细菌。如糖发酵管等。5.5.厌氧培养基厌氧培养基：用于厌氧菌的分离、培养：用于厌氧菌的分离、培养和鉴别，如疱肉培养基。和鉴别，如疱肉培养基。（三）按用途分:19v二、细菌在培养基中的生长现象二、细菌在培养基中的生长现象1 1、液体培养基液体培养基:浑浊生长、沉淀生长、菌膜生长浑浊生长、沉淀生长、菌膜生长 二、细菌在培养基中的生长现象20在液体培养基中的生长情况在液体培养基中的生长情况 多数呈均匀混浊状态少数链状菌少数链状菌呈沉淀生长呈沉淀生长专性需氧菌则在表面专性需氧菌则在表面生长，常形成菌膜生长，常形成菌膜菌膜菌膜在液体培养基中的生长情况 多数呈均匀少数链状菌专性需氧菌则在212 2、半固体培养基半固体培养基:检查细菌动力检查细菌动力 有鞭毛的细菌：可扩散，呈放射状或有鞭毛的细菌：可扩散，呈放射状或云雾状云雾状无鞭毛的细菌：沿穿刺线生长无鞭毛的细菌：沿穿刺线生长2、半固体培养基:22在半固体培养基中的生长情况：在半固体培养基中的生长情况：常用于观察细菌动力常用于观察细菌动力 有鞭毛的细菌可沿穿刺线有鞭毛的细菌可沿穿刺线呈羽毛状或云雾状混浊生长呈羽毛状或云雾状混浊生长无鞭毛细菌则只能沿穿无鞭毛细菌则只能沿穿刺线呈明显的线状生长刺线呈明显的线状生长在半固体培养基中的生长情况：有鞭毛的细菌可沿穿刺线无鞭毛细菌233 3、固体培养基、固体培养基:形成菌落形成菌落 菌落：单个细菌分裂繁殖后形成的肉眼菌落：单个细菌分裂繁殖后形成的肉眼可见的细菌集团。可见的细菌集团。菌苔：多个菌落融合成片。菌苔：多个菌落融合成片。纯培养：挑取一个菌落转种到另一个培纯培养：挑取一个菌落转种到另一个培养基中。养基中。3、固体培养基:形成菌落 24在固体培养基中的生长情况：在固体培养基中的生长情况：划线接种划线接种18-2418-24小时培养后小时培养后,可见菌落可见菌落在固体培养基中的生长情况：划线接种18-24小时培25细菌的生理课件26菌落菌落(colony)colony)纯培养纯培养(pure culture)(pure culture)液体液体培养基培养基斜面斜面培养基培养基菌落(colony)纯培养液体斜面27菌落菌落(colony)(colony)纯培养纯培养(pure culture)(pure culture)斜面培养基斜面培养基液体培养基液体培养基菌落(colony)纯培养(pure culture)斜面培28菌落的类型菌落的类型：（1 1）S S型菌落型菌落(smooth colony)(smooth colony)（2 2）R R菌落菌落(rough colony)(rough colony)（3 3）M M菌落菌落(mucoid colony(mucoid colony)菌落的类型：（1）S型菌落(smooth colony)（29三、人工培养细菌的意义三、人工培养细菌的意义v（一）在医学中的应用（一）在医学中的应用v 1.1.细菌的鉴别与研究细菌的鉴别与研究v 2.2.细菌性疾病的诊断和治疗细菌性疾病的诊断和治疗v 3.3.生物制品的制备生物制品的制备v 4.4.细菌毒力分析及细菌学指标细菌毒力分析及细菌学指标的检测的检测三、人工培养细菌的意义（一）在医学中的应用30v（二）其他方面的应用（二）其他方面的应用v 1.1.在工农业生产中的应用在工农业生产中的应用v 2.2.在基因工程中的应用在基因工程中的应用细菌的生理课件31第三节第三节 细菌的代谢产物及意义细菌的代谢产物及意义v一、细菌的分解代谢产物及生化反应一、细菌的分解代谢产物及生化反应v（一）（一）细菌对糖和蛋白质的分解细菌对糖和蛋白质的分解v（二）细菌的生化反应（二）细菌的生化反应第三节 细菌的代谢产物及意义一、细菌的分解代谢产物及生化反应32生化反应生化反应 主要用于革兰阴性细菌的鉴别主要用于革兰阴性细菌的鉴别 糖发酵试验、甲基红试验、糖发酵试验、甲基红试验、V-PV-P试验、吲哚试验、硫化氢试验试验、吲哚试验、硫化氢试验v v 吲哚（吲哚（I I）甲基红（）甲基红（M M），），VPVP（V V），枸橼酸盐利用试验（），枸橼酸盐利用试验（C C）合称为合称为IMVCIMVC试验，试验，用于鉴别肠道杆用于鉴别肠道杆菌菌。生化反应33（1）糖酵解糖酵解试验试验：+气泡不发酵产酸不产气产酸又产气（1）糖酵解试验：+气泡不发酵产酸不产气产酸又产气34（2）甲基红）甲基红(methyl red)试验：试验：葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸乙酰甲基甲醇（红色）乙酰甲基甲醇（红色）（pH值值5.4）（pH4.5）（）（+）大肠杆菌大肠杆菌产气肠杆菌产气肠杆菌（2）甲基红(methyl red)试验：葡萄糖丙酮酸乙酰35（3）VP试验试验：葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸乙酰甲基甲醇乙酰甲基甲醇二乙酰二乙酰红色（红色（+）OH-+含胍基含胍基化合物化合物（）（+）产气肠杆菌产气肠杆菌大肠杆菌大肠杆菌（3）VP试验：葡萄糖丙酮酸乙酰甲基甲醇二乙酰红色（+）OH36（4）枸橼酸盐利用）枸橼酸盐利用(citrate utilization)(citrate utilization)试验：试验：（+）（）枸橼酸盐枸橼酸盐（碳源）（碳源）碳酸盐碳酸盐铵盐铵盐（氮源）（氮源）氨氨培养基变为碱性培养基变为碱性兰色（兰色（+）产气肠杆菌产气肠杆菌大肠杆菌大肠杆菌（4）枸橼酸盐利用(citrate utilization)37（5）吲哚）吲哚(indol)(indol)试验试验：（）（+）色氨酸色氨酸吲哚（靛基质）吲哚（靛基质）玫瑰吲哚（红色）玫瑰吲哚（红色）+二甲基氨二甲基氨基苯甲醛基苯甲醛大肠杆菌大肠杆菌伤寒杆菌伤寒杆菌（5）吲哚(indol)试验：（）（+）色氨酸吲哚（靛基质38（6）硫化氢试验）硫化氢试验：（）（+）含硫氨基酸含硫氨基酸硫化氢硫化氢硫化铁或硫化铅硫化铁或硫化铅（黑色，（黑色，+）+铁离子或铁离子或铅离子铅离子伤寒杆菌伤寒杆菌痢疾杆菌痢疾杆菌（6）硫化氢试验：（）（+）含硫氨基酸硫化氢硫化铁或硫化铅39（7）尿素酶试验）尿素酶试验：（）（+）尿素尿素氨氨培养基变碱性培养基变碱性（红色，（红色，+）大肠杆菌大肠杆菌变形杆菌变形杆菌（7）尿素酶试验：（）（+）尿素氨培养基变碱性大肠杆菌变形40二、细菌的代谢产物及意义二、细菌的代谢产物及意义v合成代谢产物：毒素和侵袭性的酶热原质（引起发热反应）致病抗生素维生素 治疗色素细菌素 鉴别二、细菌的代谢产物及意义合成代谢产物：41 毒素：包括毒素：包括内毒素内毒素和和外毒素外毒素，是细菌，是细菌重要的致病物质。重要的致病物质。内毒素内毒素(endotoxin)(endotoxin)：G G-菌细胞壁菌细胞壁的脂多糖，菌体死亡崩解后游离出来；的脂多糖，菌体死亡崩解后游离出来；外毒素外毒素(exotoxin)(exotoxin)：多数：多数G G+菌和少菌和少数数G G-菌在生长繁殖过程中释放到菌体外菌在生长繁殖过程中释放到菌体外的蛋白质，毒性强于内毒素。的蛋白质，毒性强于内毒素。毒素：包括内毒素和外毒素，是细菌重要的致病物质。42侵袭性酶：侵袭性酶：亦为细菌重要的致病物质，能损伤亦为细菌重要的致病物质，能损伤机体组织，促使细菌的侵袭和扩散机体组织，促使细菌的侵袭和扩散。侵袭性酶：43 热原质热原质（pyrogen)pyrogen)，又称，又称致热原致热原 概念：是细菌合概念：是细菌合成的一种注入人体成的一种注入人体或动物体内能引起或动物体内能引起发热的物质。发热的物质。热源质热源质体温上升体温上升 热原质（pyrogen)，又称致热原热源质体温44 特点：耐高温特点：耐高温 消除方法：消除方法：250250高温干烤；用吸附剂和高温干烤；用吸附剂和特殊石棉滤板吸附液体中的热原质；蒸馏法特殊石棉滤板吸附液体中的热原质；蒸馏法除之。除之。蒸馏最好蒸馏最好 特点：耐高温45色素色素 一般在营养丰富、氧气充足、温度适宜的条件下一般在营养丰富、氧气充足、温度适宜的条件下产生，功能尚不清楚，有助于鉴别细菌。产生，功能尚不清楚，有助于鉴别细菌。有两类：水溶性色素和脂溶性色素有两类：水溶性色素和脂溶性色素金黄色金黄色红色红色色素 一般在营养丰富、氧气充足、温度适宜的条件下产生，46白色白色柠檬色柠檬色白色柠檬色47第四节 细菌的分类和命名v细菌分类层次是界、门、纲、目、细菌分类层次是界、门、纲、目、科、属、种科、属、种v基本单位基本单位 种种:生物学性状基本相同的细菌群体生物学性状基本相同的细菌群体构成一个菌种。构成一个菌种。亚种、型亚种、型 属属:性状相似的若干菌种。性状相似的若干菌种。株株:不同来源的同一菌种。不同来源的同一菌种。第四节 细菌的分类和命名细菌分类层次是界、门、纲、目、科、48