细菌的繁殖、代谢、培养、消毒课件.ppt

1,第2章 细菌的生理,Physiology of Bacteria,2,1.细菌生长繁殖的条件（1）细菌生长繁殖的基本条件与方式（2）根据对氧需求进行细菌分类2.细菌的分解和合成代谢 由细菌产生并与医学有关的主要合成及分解代谢产物,国家执业医师考试大纲要求,3,3.细菌的人工培养（1）培养基的概念（2）细菌在液体和固体培养基中的生长现象（3）细菌人工培养在医学中的应用,国家执业医师考试大纲要求,4,4.消毒与灭菌（1）消毒、灭菌、无菌、抑菌和防腐的概念（2）热力灭菌法的种类及其应用（3）射线灭菌法的原理和应用（4）常用化学消毒剂的种类、浓度和应用,国家执业医师考试大纲要求,5,一、细菌的化学组成,占细胞总重量75%-90%,碳、氢、氮、氧、磷、硫等,钾、钠、铁、镁、钙、氯等,肽聚糖、胞壁酸、磷壁酸等,水,有机物,无机离子,特有成分,第一节 细菌的理化性状,6,二、细菌的物理性状,光学性质,半透明,表面积,体积小、表面积大,带电现象,G+菌 pI 23G-菌 pI 45,半透性,细胞壁、膜有半透性,渗透压,中性环境带负电荷,G+菌 2025大气压G-菌 56大气压,7,一、细菌的营养物质,水：营养的吸收与代谢均需水碳源：合成菌体成分，提供能量 病原菌主要来源于糖类氮源：合成菌体成分 病原菌主要来源于氨基酸、蛋白胨等无机盐：常用元素（KNaCaMgPSFe)微量元素（CoMn|MoZn)生长因子：生长必需但自身不能合成的物质，如维生素、氨基酸等。,第二节 细菌的营养与生长繁殖,8,二、细菌摄取营养物质的机制,被动扩散 易化扩散主动转运ABC转运离子偶联转运基团转移特异性转运,9,三、细菌营养类型,自养菌（Autotroph）以无机物为原料，合成菌体成分按能量来源，分化能自养菌和光能自养菌 异养菌（Heterotroph）以有机物为原料合成菌体成分分腐生菌(Saprophyte)和寄生菌(Parasite)所有病原菌都是异养菌，大部分为寄生菌,10,四、影响细菌生长的因素,营养物质充足氢离子浓度(pH)多数病原菌最适pH为7.27.6 温度 多数病原菌最适37,11,气体专性需氧菌(Obligate aerobe)专性厌氧菌(Obligate anaerobe)兼性厌氧菌(Facultative anaerobe)微需氧菌(Microaerophilic bacterium)CO2对细菌的生长也很重要。大部分细菌在新陈代谢过程中产生的CO2可满足需要。渗透压一般培养基渗透压适于大多数细菌少数细菌嗜盐，如副溶血性弧菌,12,五、细菌的生长繁殖,二分裂无性繁殖，代时,细菌个体的生长繁殖,对数期,迟缓期,分为四期：迟缓期、对数期、稳定期、衰亡期,细菌的生长曲线,0,5,15,20,25,30,10,6.0,8.5,8.0,7.5,7.0,6.5,9.0,衰亡期,总菌数,活菌数,细菌数的对数,小时,稳定期,菌体增大代谢活跃分裂迟缓,增殖最快形态染色生理活性典型,活菌数恒定芽胞代谢产物产生,死亡自溶形态改变,14,第三节 细菌的新陈代谢,一、细菌的能量代谢生物氧化,发酵：以有机物为受氢体呼吸：以无机物为受氢体需氧呼吸（受氢体：氧）厌氧呼吸（受氢体：硝酸盐、硫酸盐等其他无机物）,细菌的新陈代谢包括分解代谢和合成代谢,15,发酵EMP途径（糖酵解）大多数细菌、专性厌氧菌磷酸戊糖途径（HMP途经）需氧呼吸（需氧菌和兼性厌氧菌）厌氧呼吸（专性、兼性厌氧菌）,以葡萄糖为基质的细菌的能量代谢,16,二、细菌的代谢产物,细菌具有不同的酶，对糖、蛋白质等的分解能力的不同，因而代谢产物各异，根据这一点，利用生物化学方法鉴别不同细菌称为细菌的生化反应试验。,分解代谢产物和细菌的生化反应,17,常见的细菌生化反应,对糖的反应,对蛋白质的反应,枸橼酸盐利用试验,尿素酶试验,甲基红试验,吲哚试验,硫化氢试验,糖发酵试验,VP试验,其他试验,18,细菌的合成代谢产物 及其医学上意义,热原质（Pyrogen)细菌合成的一种注入人体内引起发热反应的物质。大多数是G-菌的脂多糖。热原质耐高温，高压蒸汽灭菌不能破坏（121，20min），250高温干烤才能破坏。注射药品去热原,19,内毒素(Endotoxin)G菌的脂多糖，菌体崩解后释放外毒素(Exotoxin)多数G菌和少数G菌释放的蛋白质侵袭性酶 损伤机体组织，促进细菌侵袭和扩散，如卵磷脂酶（产气荚膜梭菌）、透明质酸酶（A群链球菌）。,毒素和侵袭性酶,20,色素脂溶性色素与水溶性色素有助于细菌鉴别,21,抗生素(Antibiotics)：多粘菌素、杆菌肽细菌素(Bacteriocins)抗菌蛋白，只能杀伤有亲缘关系的细菌，无治疗意义，用于细菌分型、流行病学调查。大肠杆菌产生大肠菌素(Colicin)维生素某些肠道菌合成，如B族维生素、VK。,22,第四节 细菌的人工培养,一、培养细菌的方法,提供充足的营养物质和适宜的环境条件，包括酸碱度、渗透压、温度和气体条件等根据不同标本及不同的培养目的，可选用不同的接种和培养方法。常用的有细菌的分离培养和纯培养发酵培养,23,二、培养基（culture medium）,由人工方法配制而成的，专供微生物生长繁殖使用的混合营养物制品,灭菌后使用。基础培养基 增菌培养基（通用、专用）选择培养基 鉴别培养基 厌氧培养基 液体、固体、半固体培养基 合成培养基、天然培养基,24,1基础培养基(Basic medium)含有细菌生长所需的基本营养成分，是配制其他培养基的基础 如营养肉汤（Nutrient broth），营养琼脂（Nutrient agar),25,2增菌培养基（Enrichment medium）通用增菌培养基 添加葡萄糖、血液、生长因子等，最常用的是血琼脂平板、巧克力血平板等 专用增菌培养基 选择性增菌培养基,26,3.选择培养基（Selective medium）含有抑制剂，抑制标本中杂菌生长 SS琼脂使致病的沙门菌、志贺菌容易分离到,27,4.鉴别培养基（Differential medium）含有底物和指示剂。如：糖发酵管、克氏双糖铁琼脂（KIA）、伊红-美蓝琼脂（EMB）等。,28,5厌氧培养基（Anaerobic medium）疱肉培养基（Cooked meat medium)巯基乙醇酸钠培养基,29,根据成分，培养基可分为合成培养基（Synthetic medium)天然培养基（Complex medium),根据物理状态，培养基可分为液体、半固体和固体培养基赋形剂为琼脂,30,在液体培养基中生长情况,沉淀生长,均匀混浊生长,表面生长,三、细菌在培养基中的生长情况,31,在半固体培养基中生长情况 有鞭毛细菌 扩散生长，云雾状浑浊无鞭毛细菌 沿穿刺线生长，周围清亮,32,在固体培养基中生长情况 分离培养 将标本或培养物划线接种在固体培养基的表面，因划线的分散作用，使许多原混杂的细菌在固体培养基表面上散开。菌落（colony）在固体培养基上，单个细菌分裂繁殖成一堆肉眼可见的细菌集团。,33,四、人工培养细菌的用途,医学中的应用,工农业生产中的应用,基因工程中的应用,感染性疾病的诊断,细菌学研究 病原性诊断 生物制品的制备,制造各种产品,处理垃圾,制造菌肥农药等,表达重组DNA制备产品,34,一、消毒灭菌的常用术语,灭菌（Sterilization）杀灭物体上所有微生物的方法，包括芽胞消毒（Disinfection）杀死物体上或环境中的病原微生物的方法防腐（Antisepsis）防止或抑制微生物生长繁殖的方法,第五节 抑制或杀灭微生物的理化因素,35,清洁（Cleaning）通过除去尘埃和一切污秽以减少微生物数量的过程，消毒灭菌前必需的处理无菌（Asepsis）和无菌操作无菌即无活菌，多是灭菌的结果无菌操作为防止细菌进入人体或其它物品的操作技术,一、消毒灭菌的常用术语,36,二、物理消毒灭菌法,热力、辐射、滤过、干燥和低温等,37,焚烧-最彻底的灭菌方法,烧灼-直接用火焰灭菌方法,干热灭菌法,热力灭菌法,高温杀灭細菌,干烤-加热160-180 2小时,红外线-表面热效应、不均匀,38,湿热灭菌与干热灭菌的比较,同一温度下，湿热灭菌比干热灭菌效果好,1、湿热中细菌菌体蛋白较易凝固,2、湿热的穿透力比干热大,3、湿热的蒸汽有潜热,39,湿热灭菌法,巴氏消毒法（Pasterurization),用较低的温度（62 30分钟或72 15-30秒）杀灭致病菌,40,湿热灭菌法,煮沸法,水煮100 5分钟(繁殖体)-2小时(芽胞),流动蒸汽消毒法,间歇蒸汽灭菌法（Fractional sterilization),水蒸汽100 15-30分钟(繁殖体),反复多次流动蒸汽间歇加热灭菌,41,湿热灭菌法,压力蒸汽灭菌法(Sterilization by pressured steam),最有效的灭菌方法 121 15-20分钟,42,辐射杀菌法,紫外线,杀菌机理：,波长240-300nm的紫外线具有杀菌作用,干扰DNA的复制与转录,紫外线穿透力较弱、损伤眼睛、皮肤,不耐热物品的表面消毒,特 点：,应用范围：,空气消毒 手术室、传染病房、细菌实验室,43,杀菌机理：,应用范围：,电离辐射,包括射线和射线,产生游离基，破坏DNA、胞膜、酶等,一次性医用塑料制品的消毒,食品的消毒不破坏其营养成分,辐射杀菌法,44,微波(Microwave),杀菌机制：热效应 特 点：热效应不均匀 一定含水量 应用范围：食品、非金属器械、检验室用品、食具等,波长为1-1000mm的电磁波,辐射杀菌法,45,滤过除菌法(Filtration),用物理阻留的方法除去液体或空气中的细菌、真菌,以达到无菌目的，不能除去病毒、支原体,滤菌器,含有微细小孔0.45m,最小为0.1m，只允许液体或气体通过，常用的为薄膜滤菌器。,适用范围,血清、毒素、抗生素以及空气等的除菌，空气除菌采用生物洁净技术,46,干燥与低温抑菌法,在低温状态下真空抽去水分,用途：保存菌种,冷冻真空干燥法,47,三、化学消毒灭菌法,化学消毒剂的作用机制促进菌体蛋白质变性或凝固 干扰细菌的酶系统和代谢损伤细菌的细胞膜,化学消毒剂一般对人体组织有害，只能外用或用于环境,48,化学消毒剂分类,1.高效消毒剂（high-level disinfectants）杀灭包括芽胞的所有微生物含氯消毒剂次氯酸钠、二氯异氰酸尿酸钠、漂白粉过氧化物消毒剂过氧化氢（3%）、过氧乙酸（0.1-0.5%）二氧化氯醛类消毒剂戊二醛（2%）、甲醛环氧乙烷,49,2.中效消毒剂（intermediate-level disinfectants）不能杀灭细菌的芽胞，但能杀灭细菌的繁殖体（包括分枝杆菌）、真菌和大多数病毒含碘消毒剂：碘酊（2%）碘伏（0.3-0.5%）醇类消毒剂：乙醇、异丙醇,50,3.低效消毒剂（low-level disinfectants）多数细菌繁殖体，但对分枝杆菌、芽胞、抵抗力强的真菌、病毒无效季铵盐类：苯扎溴铵（0.05-0.1%）氯己定（洗必泰）（0.02-0.05%）高锰酸钾（0.1%）,51,高危器械物品 进入无菌组织的物品，如手术器械，应该灭菌 中危器械物品不进入无菌组织但接触黏膜的器械，采用消毒低危器械物品只接触未损伤皮肤不进入无菌组织和不接触黏膜的物品，一般用后清洗、消毒即可快速周转的医疗器械瞬时灭菌、微波、高效消毒剂快速处理、中、低效消毒剂与低热协同作用,（一）医疗器械物品的消毒灭菌,四、消毒灭菌的运用,52,（二）室内空气消毒灭菌 物理消毒法 紫外线照射（1.5W/m3，1h）最常用滤过除菌：空气通过孔径小于0.2m的高效过滤装置以除去细菌和带菌尘埃化学消毒法：化学消毒剂喷雾和熏蒸过氧乙酸喷雾、熏蒸；过氧化氢喷雾；二氧化氯溶液喷洒；中草药点燃烟熏；,四、消毒灭菌的运用,53,四、消毒灭菌的运用,（三）手和皮肤的消毒用肥皂和流动水经常并正确洗手病原微生物污染时应用消毒剂消毒。,（四）黏膜的消毒过氧化氢、洗必泰、高锰酸钾（五）患者排泄物与分泌物的消毒灭菌次氯酸钠、漂白粉,54,（六）患者污染物品的消毒 煮沸、流通蒸汽消毒过氧乙酸、过氧化氢、含氯消毒剂（七）饮水的消毒氯气、漂白粉（八）环境的消毒过氧乙酸、生石灰、含氯消毒剂,四、消毒灭菌的运用,55,各种消毒剂的应用,56,五、影响消毒灭菌效果的因素,消毒剂,微生物,环境,性质,浓度,作用时间,生理状态,种类,有机物,温度,酸碱度,数量,57,第六节 细菌的分类,传统分类（人为分类）以生物学性状为依据 种系分类(自然分类)以细菌的发育进化关系为基础 细菌分类鉴定的具体方法表型分类、分析分类、基因型分类,一、细菌的分类原则与层次,58,表型分类以形态、生理特征等生物学性状为依据数值分类：借助计算机按性状相似程度归类（种的水平相似度80%）分析分类分析菌体成分、代谢产物组成与图谱等特征基因型分类分析细菌遗传物质，揭示细菌进化的信息 DNA碱基组成（G+C mol%）、核酸分子杂交、16S rRNA 最新伯杰氏系统细菌学手册（2004年）已收集4000多种模式菌株16S rRNA序列，将原核生物分为古生菌域（2个门）、细菌域（24个门）,59,种(Species)：生物学性状基本相同的细菌群体 70%或70%以上DNA同源性，5或更低的Tm属(Genus)：性状相近，关系密切的若干菌种组成亚种(subspecies,subsp.)或变种（variety,var.)型(type):生物型/血清型/噬菌体型/细菌素型菌株(Strain)：不同来源的同一菌种的细菌标准菌株或模式菌株：具有某种细菌的典型特征,门、纲、目、科、属、种,一、细菌的分类原则与层次,60,二、细菌的命名法,采用拉丁双名法，即由一个属名（名词）和一个种名（形容词）构成。,中文译名：种名在前，属名在后。如：Mycobacterium tuberculosis（结核分枝杆菌）Salmonella typhi（沙寒沙门菌）S.typhi,Salmonella sp.(泛指，单数）Salmonella spp.（泛指，复数）,61,The End,