细菌的生长繁殖与培养.ppt

刘潇,第九章 细菌的生长繁殖与培养,病原生物与免疫学,高职高专护理,2023/5/24,学习目标,掌握细菌生长繁殖的条件、繁殖方式及速度；熟悉细菌在培养基中的生长现象及意义；熟悉细菌的代谢产物及意义。,细菌是一大类具有独立生命活动的单细胞微生物，能从外界环境中摄取营养物质，合成自身细胞成分并获得能量，同时不断排出废物，完成新陈代谢，得以生长繁殖。细菌的生长繁殖与环境条件密切相关，条件适宜时，细菌的生长繁殖及代谢旺盛，改变条件时可使细菌生命活动受到抑制或使细菌死亡。,前言,占细胞总重量80%,蛋白质、糖类、脂类、无机盐等；15-20%,肽聚糖、胞壁酸、磷壁酸、D型氨基酸、脂多糖二氨基庚二酸、吡啶二羧酸、2-酮基-3-脱氧辛酸,水：,固体成分：,特有成分：,第一节 细菌的生长繁殖,一、细菌的化学组成,（一）营养物质,水:参与营养的吸收与代谢。碳源:co2、碳酸盐、糖、脂肪 氮源:有机氮、无机氮、游离氮 无机盐:K、Ca、Na、Mg、S、P、Fe等 生长因子(growth factor)：某些细菌生长所必需而又不能自身合成，必须由外界提供的有机化合物。种类：B族维生素 硫胺素、核黄素、生物素、泛酸 某些必须氨基酸、嘌呤、嘧啶、胆碱 因子、因子,二、细菌生长繁殖的条件,（二）酸碱度（三）温度 大多数病原菌：37（四）气体 O2：专性需氧菌：有氧条件，如结核分枝杆菌 专性厌氧菌：无氧条件，如破伤风梭菌 兼性厌氧菌：有氧或无氧，多数致病菌属于此类,二、细菌生长繁殖的条件,大多数病原菌：pH7.2pH7.6 霍乱弧菌:pH8.4pH9.2 结核分枝杆菌:pH6.5pH6.8,（一）细菌个体的生长繁殖,方式：无性二分裂 速度：2030分钟/代,三、细菌生长繁殖的规律,（二）细菌群体的生长繁殖,细菌生长曲线,小时,细菌数目的对数,迟缓期(lag phase)最初培养1-4小时，菌体不分裂，但菌体增大、代谢活跃 对数期(logarithmic phase)一般持续6-8小时。活菌数目呈对数直线上升。细菌形态、染色、生理活性典型，对外界环境敏感 稳定期(stationary phase)细菌繁殖数与死亡数接近。细菌形态、染色、生理活性改变，产生外毒素、抗生素、芽孢 衰退期(decline phase)死亡数超过活菌数。细菌变长、肿胀、畸形、自溶,细菌生长曲线特点,四、细菌的代谢产物及意义,（一）根据细菌具有不同的酶，对糖、蛋白质分解能力及分解后产生的产物不同用生化方法来鉴定细菌,称：细菌的生化反应,甲基红试验（methyl red test，MR）,机理：,大肠杆菌,产气杆菌,葡萄糖乳 糖,PH4.5,PH5.4,甲基红指示剂呈红色,甲基红指示剂呈桔黄色,甲基红试验阳性,甲基红试验阴性,丙酮酸,中性产物,脱羧,丙酮酸,利用分解代谢的产物和能量，合成新的物质,合成产物,毒素和侵袭性酶热原质色素抗生素细菌素维生素,（二）合成代谢产物及医学意义（重点）,毒素和侵袭性酶主要的致病物质，包括外毒素、内毒素、侵袭性酶热原质 细菌合成的，使机体发热的物质耐高温，需蒸馏、吸附才可去除,（二）合成代谢产物及医学意义（重点）,色素两种：脂溶性、水溶性 鉴定细菌，如金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌,抗生素某些细菌、真菌、放线菌产生的能抑制和杀灭其它他微生物和肿瘤细胞的物质。如青霉素、链霉素等。功能：抗菌谱广，广泛用于治疗细菌感染性疾病和肿瘤。维生素 营养机体，可供人体吸收利用。如大肠埃希菌合成的维生素B，K，供人体吸收利用。,（二）合成代谢产物及医学意义（重点）,第二节 细菌的人工培养,一、培养基(culture medium),人工配制适合于细菌生长繁殖的营养基质,“灭菌”,按照物理状态分类：,液体培养基,固体培养基,半固体培养基,2-3%琼脂,0.3-0.5%琼脂,二、细菌在培养基中的生长现象,（一）细菌在液体培养基中的生长现象（重点）,沉淀生长,混浊生长,菌膜生长,（大多数）,（链状菌）,（专性需氧菌）,（二）细菌在固体培养基中的生长现象,菌落(colony)：细菌在固体培养基上出现由单个细菌 生长繁殖形成的肉眼可见的细菌集团意义：鉴别细菌、分离细菌菌苔(mossy)：多个菌落融合形成的细菌集团,三、人工培养细菌的实际意义,1.感染性疾病的诊断和防治,标本,增菌培养,分离培养,纯培养,生化鉴定,显微镜观察,染色,初步诊断,确定诊断,诊断,标本,青,庆,红,链,红,青,链,庆,密聚划线接种,培养,药浸纸片,最敏感药物,治疗,2.细菌的鉴定与研究,例如：嗜肺军团菌,3.生物制品的制备,结核杆菌（有毒）,培养基（胆汁、甘油、马铃薯）,卡介苗（BCG）,接种,13年230代,第十章 细菌的分布与消毒灭菌,刘潇,病原生物与免疫学,高职高专护理,学习目标,掌握正常菌群、条件致病菌及菌群失调、消毒、灭菌、无菌操作的概念；掌握常见的消毒、灭菌、无菌操作的方法；了解细菌的分布及防护原则。,针头上的细菌模式图,抹布和砧板上的细菌模式图,细菌种类多，繁殖快，适应环境的能力强，是自然界中分布最广泛的一群微小生物。了解细菌的分布对医学生加强无菌观念，严格无菌操作，预防医院感染等具有重要意义。,前 言,一、细菌在自然界中的分布,1.土壤中的细菌,土壤是细菌生存的天然场所（因为土壤中有水分、营养物质、空气、一定的PH环境和温度）。自然界中，以土壤的含菌量（种类）最多，土壤素有“天然培养基”之称。土壤中的细菌多数为非病原菌，它们在自然界的物质循环中起着重要的作用，是动植物与人类生存的必要条件之一。,第一节 细菌的分布,使人致病的主要为球菌和芽胞杆菌，如炭疽杆菌、破伤风杆菌、气性坏疽可长期存活。所以，当人体创伤处污染泥土时，要严防破伤风和气性坏疽感染。,土壤中的病原菌从哪里来？,土壤中仅有少数病原菌，它们来自人和动物体（粪、尿、痰、尸体等），多数病菌在土壤中很能容易死亡。,2.水中的细菌,土壤、空气、动植物尸体、人和动物的排泻物、工业及生活污水。通过水体传播的病原微生物主要有沙门氏菌属、志贺氏菌属、霍乱弧菌等。可引起消化系统传染病，甚至爆发流行。因此，做好水的卫生学检查对预防疾病至关重要。,一、细菌在自然界中的分布,3.空气中的细菌,空气中缺乏营养物质与水分，且受日光照射，细菌不易繁殖。但由于人群和各种动物的呼吸道及口腔中的细菌可随唾液、飞沫散布到空气中，极易造成疾病的传播。细菌可随尘埃漂浮在空气中，尤其在人口密集的公共场所或医院，空气中细菌种类和数量显著增多。,一、细菌在自然界中的分布,常见的病原菌如金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌、链球菌、结核分枝杆菌、白喉棒状杆菌及脑膜炎奈瑟菌等，可引起伤口或呼吸道感染。空气中的非致病菌，常可造成生物制品、药物制剂及培养基的污染。因此，医院的手术室、病房、制剂室、实验室等要经常进行空气消毒，并严格按照有关制度和无菌技术进行医疗操作，以防止疾病的传播及医院感染。,你知道吗？,正常人体的体表以及与外界相通的腔道（如口腔、鼻咽腔、肠道、泌尿生殖道等黏膜）表面存在着一定数量和不同种类的细菌，这些通常对人体无害甚至有益的细菌，称为正常菌群（normal flora）。,二、人体正常菌群及分布,（一）正常菌群,生物拮抗作用：即对病原菌的拮抗作用，如大肠菌素可抑制痢疾杆菌生长；唾液链球菌产生的H2O2抑制脑膜炎球菌生长。营养作用：大肠杆菌及乳链球菌能合成VitB1、B12、泛酸、叶酸及VitC、K等，供机体利用；双岐杆菌产酸造成酸性环境可促进对VitD、Ca、Fe的吸收。免疫作用：微生物具有免疫原性、促分裂和佐剂的作用，可剌激机体免疫系统发育和成熟。,正常菌群的生理意义,正常菌群与人体间的平衡状态，在某种特定条件下被打破，使原来不致病的正常菌群也能引起疾病，这些能引起疾病的微生物称为条件致病菌或机会致病菌。,（二）条件致病菌,二、人体正常菌群及分布,机体免疫机能低下：如大面积烧伤，过度疲劳，受凉，长期患消耗性疾病。正常菌群寄居部位发生变迁：如外伤，手术，留置导尿管等使大肠杆菌进入腹腔、泌尿道或血液等。不适当的抗菌素药物治疗导致菌群失调：如长期或滥用抗菌素治疗。,条件致病菌致病的特定条件,菌群失调：指机体、菌群、环境三者之间的动态平衡发生改变，导至体内正常菌群中各种细菌的数量和比例发生大幅度的变化，生态体系表现出的不平衡状态。菌群失调症：指严重的菌群失调使机体发生功能紊乱表现出明显临床症状者。菌群失调症又叫菌群交替症（二次感染）。菌群失调经常发生而菌群失调症则少见。患二重感染的机体抵抗力很弱，细菌对抗菌素药物不敏感，治疗难度大，应严加预防，避免发生。,菌群失调及菌群失调症,消毒（disinfection）：杀死物体上病原微生物的方法，但不一定杀死细菌芽胞。灭菌（sterilization）：杀死物体上包括芽胞在内的所有病原性和非病原性微生物的方法。防腐（antisepsis）：防止或抑制细菌生长繁殖的方法，细菌一般不死亡。无菌（asepsis）：不含活菌的意思。防止微生物进入机体或物体的操作方法，称为无菌操作或无菌技术。进行微生物实验、外科手术及医疗技术操作等过程，均需进行严格的无菌操作。,第二节 消毒灭菌,热力灭菌法分干热灭菌和湿热灭菌两大类。在同一温度下，后者效力比前者为大，这是因为：（1）湿热的穿透力比干热大；（2）湿热中细菌菌体蛋白较易凝固；（3）湿热的蒸汽有潜热存在。水由气态变为液态时释放出的潜热，可迅速提高被灭菌物体的温度。,一、物理消毒灭菌法（重点）,（一）热力灭菌法,1、湿热灭菌法,高压蒸气灭菌法：一种最常用、最有效的灭菌方法。利用密闭的容器加热产生的蒸汽灭菌，通常103.4kPa（1.05kg/cm2）的蒸汽压力下，容器内温度可达121.3，维持1530分钟，即可达到灭菌的目的。凡耐高温、耐潮湿的物品，如手术器械、敷料和一般培养基等，均可用此法灭菌。煮沸法：水温100经5分钟可杀死细菌繁殖体，常用于食具、刀剪、注射器等的消毒，细菌芽胞需煮沸12小时才被杀灭。水中加入2%碳酸氢钠，可使沸点达105，既可促进杀灭芽胞，又能防止金属器械生锈。,（一）热力灭菌法,流通蒸气法：利用蒸笼或阿诺蒸锅进行消毒。流通蒸汽法温度不超过100，经1530分钟可杀死细菌繁殖体；把流通蒸汽加热的物品放置37温箱过夜，促使芽胞发育成繁殖体，次日再经流通蒸汽加热，如此重复3次，可达到灭菌的目的，称为间歇灭菌法，常用于不耐高温的材料如培养基的灭菌。巴氏消毒法：用较低温度杀灭液体中病原菌或特定微生物，而不影响其营养成分及香味的消毒法，常用于牛奶、酒类的消毒。,1、湿热灭菌法,（一）热力灭菌法,焚烧：直接点燃或在焚烧炉内焚烧，是一种彻底的灭菌方法，但仅适用于废弃物品或尸体等。烧灼：直接用火焰灭菌，适用于微生物学实验室的接种环、试管口、瓶口等的灭菌（图3-2）。干烤：用烤箱灭菌。一般加热至160170经2小时。适 用于高温下不变质、不蒸发的物品，如玻璃器皿、瓷器等。,2、干热灭菌法,（一）热力灭菌法,紫外线：紫外线的杀菌作用与其波长有关，通常紫外线波长为240280nm时具有杀菌作用，其中 以260nm最强，这与细菌DNA吸收光谱范围相一致。紫外线杀菌机理主要是作用于细菌DNA，干扰细菌DNA的复制与 转录，导致细菌的死亡或变异。紫外线穿透力差，故只适用于空气及不耐热物品的表面消毒。电离辐射：高速电子、X 射线和射线等在足够剂量时，对各种细菌均有致死作用。其机制在于产生游离基，破坏细菌DNA。电离辐射常用于大量一次性医用塑料制品的消毒。,（二）紫外线与射线灭菌法,滤过除菌：用物理阻留的方法将液体或空气中的细菌除去，以达到无菌的目的。所用的器具是滤菌器。主要用于一些不耐高温灭菌的血清、细菌毒素、抗生素，以及空气等的除菌。滤菌器的种类很多，目前常用的有滤膜滤菌器、石棉滤菌器（亦称Seitz滤菌 器）、玻璃滤菌器等。,（三）滤过除菌,化学消毒剂对细菌和人体细胞都有毒性作用，主要用于人体体表、医疗器械和周围环境的消毒。常用消毒剂的作用机制：1.使菌体蛋白质变性或凝固2.干扰或破坏细菌酶系统及代谢3.改变细菌细胞壁或细胞膜的通透性,二、化学消毒灭菌法,（一）消毒剂,消毒剂作用的效果受消毒环境、微生物种类及消毒剂性质等因素影响。常见影响因素有：消毒剂的性质、浓度和作用时间：一般消毒剂浓度越大，作用时间越长，消毒效果也愈强（醇类例外）；细菌的种类、数量与状态：有荚膜细菌抵抗力强；芽胞比繁殖体抵抗力强；老龄菌比幼龄菌抵抗力强。细菌数量越多，所需消毒时间越长；环境因素的影响：排泄物、分泌物中的病原菌常受到有机物的保护，而影响消毒效果。故进行皮肤和器械消毒时，需先洗净再消毒。对痰液、粪便等的消毒，宜选择受有机物影响较小的消毒剂，如漂白粉、酚类化合物等。此外，影响消毒效果的因素还有温度、酸碱度、湿度等。,你知道吗？,某些消毒剂低浓度时可用作防腐剂。在生物制品中，如疫苗、类毒素等加入防腐剂，以抑制杂菌生长。常用的防腐剂有0.01%硫柳汞、0.5%石碳酸和0.1%0.2%甲醛等。,（二）防腐剂,二、化学消毒灭菌法,