最新2第二章细菌的生理PPT文档.ppt
核酸有两种，即核糖核酸RNA（主要在细胞浆与胞浆膜上）和脱氧核糖核酸DNA（主要在核质中）。RNA与蛋白质的合成有关，DNA与细菌的遗传和变异有着密切的关系 糖类 主要以多糖、脂多糖和粘多糖的形式存在。脂类存在于细菌壁、胞浆膜及胞浆内，为菌体内的能量储藏所。其它有机物 生长因子（主要是B族维生素）、色素。,二、细菌的营养 营养物质及其作用 1.水 80%（湿重）营养物质的吸收、排泄及代谢过程中的有关反应均需在有水的条件下进行。2.氮源有机氮化物氨基酸、蛋白胨（供合成碳、原生质和其他构造用）3.碳源 糖类（单糖、多糖、有机酸、醇类、脂类、氨基酸）4.无机盐类钾、钠、钙、镁、磷、硫、铁 5.生长因子 B族维生素、某些氨基酸、嘌呤、嘧啶等。,细菌的营养类型 1.自养菌 本身具有完备的酶系统，合成能力较强，能以简单的无机碳化物作为碳源，合成菌体所需的复杂的有机物质。2.异养菌 无完备的酶系统，合成能力较差，必须利用有机物作为碳源，合成自身所需要的有机物质 细菌摄取营养的方式 1.被动扩散（简单扩散）2.促进扩散3.主动运输 4.基团转位在主动运输营养物质的同时实现营养物质磷酸化的一种特殊运输方式，在细菌细胞膜上有一种磷酸转移酶系统，能使糖分在进入细胞膜的同时发生磷酸化。,自由扩散,细胞膜构造,物质进入细胞的动力是细胞内外的浓度差。这种运输方式不消耗能量,扩散速度慢.没有特异性，被运输物质不与膜上物质发生任何反应，物质不发生化学变化。,单纯扩散(simple diffusion)特点,促进扩散(facilitated diffusion)借助于载体蛋白顺浓度梯度进入细胞的一种物质运送方式,膜载体（载体蛋白）特点:有很强的特异性在运输过程中，本身不发生变化。能加快物质运输的速度。,促进扩散(facilitated diffusion)过程：膜载体在膜外与营养物质亲合力强，与这种物质结合，进入细胞后亲合力降低释放营养物质。像渡船一样，膜外装货，膜内卸货，这种扩散方式比单纯扩散速度快。膜内外亲合力的改变与载体分子构型改变有关。,促进扩散特点物质运输动力是细胞外的浓度差。运输过程不消耗能量。有膜载体参加，膜载体（渗透酶）有特异性。这种运输方式多发生在真核微生物(葡萄糖进入酵母菌)，原核生物少见(但甘油进入大肠杆菌等肠道菌细胞和厌氧菌吸收营养及排泄废物)。,主动运输(active transport),ATP,ADP,+Pi,恢复原构像,再循环,耗能构像 改变,膜上,膜外,膜内,移位,结合,(1)有膜载体参加，膜载体发生构型变化;(2)被运送物质不发生任何变化。(3)被运送的物质可逆浓度梯度进入细胞内要消耗能量，必需有能量参加。(4)运送速度快 运送对象:无机和有机离子等,主动运输特点,指被运送的物质在膜内受到化学修饰，以被修饰的形式进入细胞的一种物质运送方式。基团移位：是在研究糖的运输时发现的一种主动运输方式。运输过程中需要能量，被运输的物质发生化学变化。许多糖就是靠基团移位进行运输的。这种运输方式是微生物通过磷酸转移酶系统来运输营养物质的。,基团移位(group translocation),运输方式：,细菌的酶1.酶的性质和种类 酶的性质酶是有机催化剂。酶具有高度的特异性。酶的主要成分是蛋白质，对热、酸、碱都不稳定。酶的种类可分为胞外酶与胞内酶，胞外酶由细菌产生，分泌于培养基中，大都属于水解酶；胞内酶含于菌体细胞内，大都是氧化还原酶。2.细菌的酶类在医学上的意义许多病原菌能合成与该菌毒力有关的酶。利用各种酶的反应，对病原菌的鉴别、疾病的诊断和发病机制的阐述等均有重要意义。,细菌的呼吸 1.专性需氧菌如结核杆菌 2.微需氧菌如牛布氏杆菌 3.兼性厌氧菌如大肠杆菌4.厌氧菌破伤风杆菌 5.专性厌氧菌如肉毒杆菌 厌氧菌厌氧原理缺乏完善的呼吸酶系统。厌氧菌缺乏解毒用的超氧歧化酶、触酶和过氧化物酶，因超氧、过氧化氢酶有杀菌用。,细菌新陈代谢的产物 1.分解代谢产物糖的分解产物 蛋白质的分解产物 脱氨基作用 脱羧基作用 脂类的分解产物,2.合成代谢产物热原质是一种多糖，将它注入人体或动物体内可引起发热反应。它耐高温，不被常规的高压蒸气灭菌法破坏。毒素内毒素是磷脂多糖蛋白质复合物，存在于菌体内，于细菌死亡及菌体崩解时游离出来，毒较低，以革兰氏阴性菌多见。外毒素是某些细菌生长过程中产生的，是一种蛋白质，毒力极强，以革兰氏阳性菌多见。,细菌素是某些细菌产生的一类类似抗菌素的杀菌物质，其作用与放线菌及霉菌所产生的抗菌素类似，但作用范围较狭窄，仅对产生细菌素菌株近缘的细菌有作用。维生素是细菌生繁殖所必需的因子。一些细菌能自行合成维生素。人与动物肠道内某些细菌能合成维生素B及维生素K，对机体有益。在工业上也可以利用某些微生物生产维生素。色素 许多细菌在氧气充足，温度适宜及一定的营养条件下能形成各种色素。有些色素能溶于水，为水溶性色素，使培养基呈一定颜色；另一些色素不溶于水，为脂溶性色素，仅使菌落呈现一定颜色。,三、细菌的生长繁殖细菌生长繁殖的条件 1.营养物质 水、碳水化合物、氮化物、无机盐、生长因子 2.温度：病原菌 37左右。3.PH值：多数 7.2-7.6，而结核杆菌生长的最适PH值 为6.5-6.8，霍乱弧菌生长的最适PH值为8.4-9.2。4.气体：需氧、兼性厌氧、厌氧三种。5.渗透压,活菌数,培养时间,.指数期,.稳定期,.衰亡期,.适应期,细菌数目（个/ml）对数,（二）细菌的生长曲线,、细菌生长曲线在培养基中以培养的时间为横坐标，以活菌的对数为纵坐标得出的曲线。1.适应期（迟缓期）最初期1-4小时，数目不增加，细菌细胞增大，代谢活跃，但不进行分裂。2.对数期 细菌迅速分裂，菌数呈对数增加，一个细菌繁殖n代产生2n 个细菌。代谢最旺盛，繁殖最快，致病力最强，是生理少年期，持续 610小时。3.稳定期 细菌繁殖的数目与死亡的数目几乎相等。4.衰退期 细菌的死亡速度超过分裂速度，培养液中的活细菌因环境不适应而自溶。形态染色不典型。,细菌繁殖方式,细菌一般进行无性繁殖，表现为细胞的横分裂称为裂殖。,大肠杆菌分裂照片,第三节细菌的人工培养,细菌分离培养,一、人工培养细菌时应给予的条件 1.供给足够营养 2.有能被细菌利用的水 3.提供适于细菌生长的PH值 4.给予适宜于细菌生长的温度,由人工配制供微生物生长繁殖或积累代谢产物所用的营养物质叫营养基，科研生产中培养微生物都需要配制培养基。,二、培养基,培养基的分类1.液体培养基：是含有各种营养成分的水溶液，最常用的是肉汤培养基。2.固体培养基：是在液体培养基中加入12%的琼脂并加热融化后冷却凝固而成。3.半固体培养基：是在加热的液体培养基中加入0.3-0.5%左右的琼脂而制成。4.基础培养基：含有细菌所需要的最基本的营养成分，可供大多数细菌生长。5.营养培养基：在基础培养基中添加一些其他营养物质，如葡萄糖、血液、血清、酵母浸膏等，可供营养要求较高的细菌在其中生长。,液体培养基,固体培养基,半固体培养基,6.鉴别培养基：利用各种细菌分解糖类、蛋白质的能力及其代谢产物不同，在培养基中加入某种特殊成分和指示剂，便于观察细菌生长后的变化，从而鉴别细菌。7.选择培养基：在培养基中加入某种化学物质，抑制某一类细菌生长，而有利于另一类细菌生长，从而把后者筛选出来，这种培养基叫选择培养基。8.厌氧培养基：凡适用于厌氧菌生长的培养基叫厌氧培养基。,三、细菌在培养基上的生长特征（一）在固体培养基上的生长特征：各种细菌，在一定条件下形成的菌落特征具有一定的稳定性和专一性，这是衡量菌种纯度，辨认和鉴定菌种的重要依据。菌落特征包括大小，形状(圆形、假根状、不规则状等)，隆起形状(扩展、台状、低凸、凸面、乳头状等)边缘情况(整齐、波状、裂叶状、锯齿状等)，表面状态(光滑、皱褶、颗粒状、龟裂状、同心环状等)，表面光泽(闪光、金属光泽、无光泽等)，质地(油脂状、膜状、粘、脆等)，颜色，透明程度等 菌落形态大小也受邻近菌落影响。菌落靠得太近，由于营养物有限，有害代谢物的分泌与积累，生长受到抑制。靠近的菌落小，分散的大。,在固体培养基上：多生于培养基表面，光滑或粗糙、干燥或湿润，有不同气味，但菌落菌苔易于被挑起。血琼脂：透明溶血环 半透明带绿色不溶血,半透明带绿色,透明溶血环,细菌在斜面上的生长现象,（二）在半固体培养基上的生长特征：用穿刺接种方法，如该细菌有鞭毛，能运动则沿穿刺线扩散生长，若无鞭毛不能运动，只在穿刺线处生长。,（三）在液体体培养基上的生长特征：,在液体培养基上:1.多数细菌呈现均匀浑浊（表现均匀生长）。2.部分形成菌膜(专性需氧菌），在液体培养基表面上形成菌膜，液体透明或者稍浑浊。3.形成菌环，在液体中间形成一圈环状物。4.形成沉淀，在液体底部形成沉淀。,细菌在肉汤培养基中的生长特征,表面,浮膜状,沉淀,均匀混浊,中间,四、微生物的分离和纯培养,无菌技术微生物的分离方法微生物的保藏技术 显微观察样品的制备,（一）无菌技术,无菌技术：在分离、转接及培养纯培养(物)时防止其被其他微生物污染的技术。1、对使用的器皿及用具的灭菌2、对培养基的灭菌通常使用的方法有：高温蒸汽灭菌高温干热灭菌火焰灭菌法和干热空气灭菌法135-1403-5h160-1702-4h,高压蒸汽灭菌锅121 下维持15-30min.注意事项：排净冷空气；灭菌终了，缓慢降压；灭菌结束，趁热取出物品。,3、无菌的环境（1）在操作过程中的无菌要求：接种、分离过程的无菌效果（在火焰上部进行操作）。（2）在超净工作台、无菌室和无菌箱中进行操作。使用甲醛、紫外线、75%的乙醇等进行预处理及其他的必要措施。（3）如进行好氧培养需对空气进行处理，实验室用多层纱布、棉塞和硅胶塞过滤空气，工业中使用空气过滤器过滤空气。,倒平板技术,（二）微生物的分离方法 1、平皿划线分离法,特点：快速、方便。分区划线：适用于浓度较大的样品；连续划线：适用于浓度较小的样品；,2、稀释倒平板法和涂布平板法,3、单细胞（单孢子）挑取法,采用显微分离法从混杂群体中直接分离单个细胞或单个个体进行培养以获得纯培养的方法。该方法要在显微镜下进行。毛细管法：用毛细管提取微生物个体，适合于较大微生物。显微操作仪：用显微针、钩、环等挑取单个细胞或孢子以获得纯培养。小液滴法：将经过适当稀释后的样品制成小液滴，在显微镜下选取只含一个细胞的液滴来进行纯培养物的分离。,4、选择性培养分离法,当某一种微生物所存在的数量与其他微生物相比非常少时，单采用一般的平板稀释方法几乎是不可能分离到该种微生物的，或者，为了从混杂的微生物群体中分离出某种微生物，可以根据该微生物的特点，包括营养、生理、生长条件等，采用选择培养的方法进行分离。,利用选择培养基进行直接分离富集培养,利用选择培养基进行直接分离 根据微生物的特点，在培养基中加入一些抑制剂，使不需要的菌不生长，需要的菌生长后有一定特征，然后挑取单菌落。如金黄色葡萄球菌在含10%一15%氯化钠培养基中亦能生长,故可用高盐培养基分离全黄色葡萄球菌；要分离某种抗生素抗性菌株，可在加有抗生素的平板上进行分离。,富集培养 主要是指利用不同微生物间生命活动特点的不同，制定特定的环境条件，使仅适应于该条件的微生物旺盛生长，从而使其在群落中的数量大大增加，更容易从混杂的群体中分离到特定的微生物。富集条件可从多方面选择，如温度、pH、紫外线、高压、光照、氧气、营养等等。例如：分离产芽孢细菌，可以对样品进行高温处理，然后在进行培养。,（三）微生物的保藏技术 目的：存活，不丢失，不污染 防止优良性状丧失 随时为生产、科研提供优良菌种原理：选用优良的纯种，（最好是休眠体，如分生孢子、芽胞等），创造降低微生物代谢活动强度，生长繁殖受抑制，难以发生突变的环境条件。（其环境要素是干燥、低温、缺氧、缺营养 以及添加保护剂等）,菌 连续在培养基上（内）移种 种 生活态 传代培养保藏法 连续在活宿主上（内）移种 保 固体斜面 藏 湿法 半固体琼脂柱 方 休眠态 液体介质（蒸馏水、糖液、其它溶液）法 干法 藏在玻璃管内 吸附在合适的载体上,微生物菌种保藏的方法,1、传代培养保藏方法：（琼脂斜面、半固体、液体）低温保藏法方法：菌种管置4冰箱保藏，定时传代 原理：低温下，微生物代谢强度明显下降。石蜡油低温保藏法：橡皮塞取代棉塞、加石蜡油。2、冷冻保藏低于70,液氮超低温保藏法将菌种置于保护剂中，预冻后保存在液氮超低温冰箱中（-196）。或低温冰箱适用于各种微生物的较理想的保藏方法,3、干燥保藏法真空冷冻干燥法加有保护剂的菌悬液在冻结状态下予以真空干燥。适用于各种微生物，便于大量保藏，菌种存活时间长，是目前最好的保藏方法。干燥保藏法将菌种置于土壤、细纱、滤纸、硅胶等干燥材料上保藏。如砂土管法，适用于放线菌、芽孢菌和某些真菌保藏，保藏时间几至几十年。,(四)显微观察样品的制备,压滴法：将菌悬液滴于载玻片上，加盖盖玻片后立即进行显微镜观察。悬滴法：在盖玻片中央加一小滴菌悬液后反转置于特制的凹载玻片上后进行显微镜观察，为防止液滴蒸发变干，一般还应在盖玻片四周加封凡士林。菌丝埋片法：将无菌小块玻璃纸铺于平板表面，涂布放线菌或霉菌孢子悬液，经培养，取下玻璃纸置于载玻片上，用显微镜对菌丝的形态进行观察。,1、活体观察,2、染色观察,固定的目的：杀死细菌并使菌体粘附于坡片上。增加细菌对染料的亲和力。常用的方法有酒精灯火焰加热和化学固定二种。,细菌染色法,死菌,正染色,负染色：,简单染色法,鉴别染色法,革兰氏染色法,抗酸性染色法,芽 孢 染 色 法,荚膜染色法等,活菌:用美蓝或TTC（氯化三苯基四氮唑）等 作活菌染色,姬姆萨染色法,染色观察,涂片,干燥,固定,染色1min,水洗、吸干,镜检,简单染色,制备涂片标本染色,革兰氏染色,作业,每3人为一小组，以小组为单位设计一个从环境中分离微生物的方案。,
