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1、第二章 细菌的生理,第一节 细菌的生长繁殖,一、细菌的化学组成和物理性状（一）细菌的化学组成 水、无机盐、蛋白质、糖类、脂类、核酸,（二）细菌的物理性状 1 带电现象 2 表面积大 3 光学性质 4 半透性 5 内部渗透压高,二、细菌的营养物质,水份碳源氮源无机盐生长因子 有些细菌需要,三、细菌的生长繁殖,（一）细菌生长繁殖的条件 1 充足的营养 2 适宜的温度 3 合适的酸碱度 4 必要的气体环境 对氧气要求：专性需氧菌 微需氧菌 专性厌氧菌 兼性厌氧菌 对CO2要求：5%-10%CO2,（二）细菌繁殖的方式和速度,一、细菌个体的生长繁殖 细菌的繁殖方式：二分裂 繁殖速度：繁殖一代所需时间（
2、代时）约20-30min。但少数细菌代时较长，如结核分枝杆菌代时为1820小时。,录像,二、细菌群体的生长繁殖 生长曲线（growth curve）：将细菌接种在液体培养基并置于适宜的温度中，定时取样检查活菌数，可发现其生长过程具有规律性。以时间为横坐标，以活菌数的对数为纵坐标，可得出一条生长曲线。,二、群体的生长繁殖：,生长曲线分期：,迟缓期：约-h，菌体增大，代谢活跃，不分裂；适应阶段，准备阶段。对数期：以几何级数快速增殖至顶峰此时细菌形态、染色性、生理活性典型，对抗生素等外环境敏感。稳定期：营养消耗，毒性产物积聚，繁殖数减慢，与死亡数趋于平衡。形态等变异；产生代谢产物如抗生素、外毒素。衰
3、亡期：繁殖减慢或停止，死菌超过活菌，菌体形态改变，代谢活动停滞。,第二节 细菌的人工培养,一、培养基（culture medium）,是人工配制的适合细菌生长繁殖的营养基质。培养基制成后，通常都要经灭菌处理。,(一)按照培养基的成分来分 1.合成培养基 2.天然培养基 3.半合成培养,蔡氏培养基,配方（每升）：硝酸钠 3g 磷酸氢二钾 1g 硫酸镁 0.5g 氯化钾 0.5g 硫酸亚铁 0.01g 蔗糖 30g 琼脂 15g,(二)按照物理状态分 1.固体培养基:1.5%2%琼脂，用于细菌分离纯化。2.半固体培养基:0.5%琼脂，动力、鉴定、保存菌种。3.液体培养:增菌、鉴定细菌,培养基的分类
4、,(三)按用途的不同分为五类 1 基础培养基:基本营养成分 2 营养培养基:在基础培养基中添加一些其它营养物质，如葡萄 糖、血液、血清、生长因子等 3 选择培养基：在培养基中加入某种化学物质，使之抑制一类细菌 生长，而有利于另一类细菌生长。4 鉴别培养基：加入特定底物和指示剂。5 厌氧培养基：专供厌氧菌的分离、培养和鉴别用.将普通培养基放在 无氧环境中培养，或者使培养基本身成为无氧的环境。,培养基的分类,细菌在液体培养基中的生长情况,菌膜,菌沉淀,均匀浑浊,对照,细菌在半固体培养基中的生长情况,1：有动力2：无动力,普通培养基 血液培养基,细菌在固体培养基中的生长情况,固体培养基中,菌落（S型
5、）,菌苔,菌落（R型）,细菌在固体培养基中的生长情况,纯培养(pure culture),液体培养基,斜面培养基,三、细菌人工培养的意义,（一）在医学中的应用1 传染性疾病的病原学诊断2 细菌的鉴定和研究3 生物制品的制备4 细菌毒力分析及细菌学指标的检测（二）在其他方面的应用1 在工农业生产中的应用2 在基因工程中的应用,第三节细菌的代谢产物及意义,细菌的生长繁殖实际上是物质的分解与合成的新陈代谢的过程。两种代谢过程均可生成多种代谢产物，其中有些在医学上具有重要意义。,一、细菌的分解代谢产物及其意义,细菌的生化反应 由于细菌种类不同，所具有的酶不同，因而对底物的分解能力不同，其代谢产物也不同
6、。用生物化学方法测定这些代谢产物，可用来鉴定细菌，这种生化反应测定的方法也称生化反应。,1、糖酵解试验：,+,+,气泡,不发酵,产酸不产气,产酸又产气,糖发酵试验,细菌,分解,糖,发酵 产酸+,发酵 产酸产气,+,不发酵,2、VP试验：,葡萄糖,丙酮酸,乙酰甲基甲醇,二乙酰,红色（+）,OH-,+含胍基化合物,（）,（+）,3、甲基红(methyl red)试验：,（pH值5.4）,（）,（+）,4、枸橼酸盐利用(citrate utilization)试验：,（+）,（）,枸橼酸盐（碳源）,碳酸盐,铵盐（氮源）,氨,培养基变为碱性,兰色（+）,5、吲哚(indol)试验：,（）,（+）,色氨
7、酸,吲哚（靛基质）,玫瑰吲哚（红色）,+二甲基氨基苯甲醛,IMViC：常用于肠道杆菌的鉴定 吲哚(indol)、甲基红(methyl red)、VP及枸橼酸盐利用(citrate utilization)试验的合称yibangzi,6、硫化氢试验：,（）,（+）,含硫氨基酸,硫化氢,硫化铁或硫化铅（黑色，+）,+铁离子或铅离子,甲基红试验,葡萄糖,丙酮酸,脱羧,乙酰甲基甲醇,产气杆菌：甲基红试验阴性,甲基红,pH大于5.4甲基红橘黄色（阴性）,大肠杆菌：甲基红试验阳性,pH小于4.5甲基红红色（阳性）,应用：是肠道杆菌常用的生化反应试验，主要用于区别大肠肝菌和产气肠杆菌,葡萄糖,甲酸、乙酸、乳
8、酸,丙酮酸,VP试验,产气杆菌：VP试验阳性,丙酮酸,脱羧,乙酰甲基甲醇,KOH,双乙酰+胍基,红色（VP阳性）,应用：是肠道杆菌常用的生化反应试验，主要用于区别大肠肝菌和产气肠杆菌,葡萄糖,大肠杆菌：VP试验阴性,吲哚试验,色氨酸,吲哚（无色）,+,对二甲氨基苯甲醛,玫瑰吲哚（红色 阳性）,应用：用于肠道杆菌的鉴定 大肠杆菌：阳性 伤寒杆菌：阴性,H2S试验,含硫氨基酸,H2S+FeSO4,FeS（黑色 阳性）,应用：用于肠杆菌科菌属间的鉴定,二、细菌的合成代谢产物及意义,细菌的合成代谢过程中，除合成菌体的自身物质和必需成分外，还合成一些复杂的特殊产物。这些物质存在于菌细胞成分中，或分泌到菌
9、体外。这些产物有些与细菌的致病性有关，有些在医药和制药工业上有重要价值。,合成代谢产物及其在医学上的意义,1、热原质（pyrogen)，又称致热原（1）概念：是细菌合成的一种注入人体或动物体内能引起发热的物质。,热源质,体温上升,（2）特点：耐高温（3）消除方法：250高温干烤；用吸附剂和特殊石棉滤板吸附液体中的热原质；蒸馏法除之。,2、毒素与侵袭性酶,（1）毒素：包括内毒素和外毒素，是细菌重要的致病物质。内毒素(endotoxin)：G-菌细胞壁的脂多糖，菌体死亡崩解后游离出来；外毒素(exotoxin)：多数G+菌和少数G-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。（2）侵袭
10、性酶：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。,3、色素,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，有两类：（1）水溶性色素（2）脂溶性色素,金黄色,红色,柠檬色,白色,4、抗生素(antibiotic)：某些微生物在代谢过程中产生一些能抑制或杀死某些其他微生物或肿瘤细胞的物质，称抗生素。,5、细菌素(bactericin)：某些菌株产生的一类具有抗菌作用的蛋白质，其作用范围比抗生素狭窄，仅对与产生菌有亲缘关系的细菌有杀伤作用。,6、维生素：细菌在代谢过程中能产生一些维生素，除供自身所用外，还能分泌到周围环境。,毒素与侵袭性酶：外毒素(
11、exotoxin)是多数G+菌和少数G-菌在生长繁殖过程中释放到菌 体外的蛋白质 内毒素(endotoxin)是革兰阴性菌的脂多糖 血浆凝固酶、透明质酸酶热原质(pyrogen)：或称致热原。是细菌合成的一种注入人体或动物体内能引起发热反应物质。产生热原质的细菌大多是G-菌，热原质即其细胞壁的脂多糖。,（二）合成代谢产物,抗生素：某些微生物在代谢过程中产生的一类能抑制或杀死某些微生物和肿瘤细胞的化学物质。多由放线菌或真菌产生，少数由细菌产生。维生素：某些细菌能合成自身所需的维生素，并能分泌到菌体外供人体吸收利用。,（二）合成代谢产物,色素：有些细菌代谢过程中能合成色素。水溶性 脂溶性细菌素：某
12、些细菌产生的仅对近缘菌株有抗菌作用的蛋白质。多用于细菌的分型鉴定和流行病调查。,（二）合成代谢产物,细菌的分类传统分类 依据形态和生理特征 表型分类、数值分类种系分类 依据细菌发育关系 化学分析法、核酸分析法,第四节 细菌的分类与命名,细菌的分类层次：界、门、纲、目、科、属、种。在细菌常用属和种。种（species）生物学性状基本相同的细菌群体，是细菌分类的基本单位。同一菌种的各个细菌，虽性状基本相同，但在某些方面仍有一定差异。差异明显亚种（变种）；差异小型（血清型、噬菌体型、细菌素型等）；属（genus)性状相近、关系密切的若干菌种组成一个菌属。株（strain)对不同来源的同一菌种的细菌称为该菌的不同菌株。标准菌株：具有某种细菌典型特征的菌株。,细菌的分类与命名,细菌的命名法,细菌的命名采用拉丁双名法，每个菌名由两个拉丁字组成，前一字为属名，名词，大写；后一字为种名，形容词，小写。中文名则相反，种名在前，属名在后。,细菌的命名,拉丁双名法 Escherichia coli（E.coli）属名 种名中文：大肠 埃希菌 种名 属名,
