细菌的生理.ppt
第二章 细菌的生理,细菌的生理活动包括摄取和合成营养物质，进行新陈代谢及生长繁殖。,第一节 细菌的生长繁殖第二节 细菌的人工培养第三节 细菌的新陈代谢,学习要求,掌握细菌生长繁殖的条件、方式与速度；细菌合成代谢产物的种类；菌落的概念；熟悉细菌的生长曲线；细菌在不同培养基中的生长现象，各种培养基的用途；了解细菌的生化反应。,第一节 细菌的生长繁殖,一、细菌的化学组成和物理性状,细菌的化学组成：水、蛋白质、糖类、脂质、核酸和无机盐等。细菌的物理性状：,二、细菌的营养物质,水：菌体成分、溶媒碳源：菌体成分、提供能量氮源：菌体成分、参与代谢无机盐：菌体成分、调节渗透压、维持酸碱平衡等 生长因子growth factor：细菌生长必需，而自身不能合成的化合物。如维生素、某些氨基酸、嘌呤、嘧啶等 流感嗜血杆菌 X因子（高铁血红素）V因子（辅酶或）,三、细菌的生长繁殖,（一）细菌的生长繁殖的条件营养物质pH：细菌生长的最适PH为7.0-7.6。温度：细菌生长的最适温度为37（致病菌）。气体环境:氧气、二氧化碳,二分裂方式（binary fission）代时(generation time)：细菌分裂数量倍增所需要的时间称为代时。多数细菌繁殖一代所需时间约为2030 min。但少数细菌代时较长，如结核分枝杆菌代时为1820小时。,（二）细菌个体的繁殖方式与速度:,（三）细菌群体的生长繁殖,迟缓期(lag phase)对数期(logarithmic phase)稳定期(stationary phase)衰亡期(decline phase),生长曲线（growth curve）将一定量的细菌接种于定量的液体培养基中,间隔不同时间取样检查活菌数,以培养时间为横坐标,培养物中活菌数的对数为纵坐标,绘制得出的一条反映细菌增殖规律的曲线。,细菌的生长曲线growth curve,活菌数的对数,培养时间,迟缓期,对数期,衰亡期,稳定期,：迟缓期（lag phase）,体积增大，代谢活跃，但繁殖极少，主要为细菌的分裂繁殖合成并积累充足的酶、辅酶和中间代谢产物。一般为1-4小时。,：对数期（logarithmic phase）,又称指数期（exponential phase）。该期细菌生长迅速,细菌的形态、染色性及生理活性、药物敏感性等都较典型,研究细菌的生物学性状应该选用该期细菌。一般818小时。,：稳定期（stationary phase),细菌生长速度渐减，死亡数增加，细菌形态、染色性和生理性状发生改变，细菌的芽胞、外毒素及抗生素等代产物一般在此期产生。,：衰亡期（decline phase）,细菌繁殖速度越来越慢，细菌形态发生显著改变，出现衰退型或菌体自溶，代谢活动趋于停滞。此期细菌难以鉴定。,第二节 细菌的人工培养,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。培养基的分类：按其营养组成和用途 按其物理状态 基础培养基 营养培养基 选择培养基 鉴别培养基 厌氧培养基,液体培养基 固体培养基 半固体培养基,一、培养基,二、细菌在培养基中的生长情况,液体培养基：,半固体培养基：,无动力 有动力,固体培养基：菌落，菌苔,细菌在固体培养基中的生长情况,培养基的用途,液体培养基：大量繁殖细菌固体培养基：分离纯化，增菌半固体培养基：动力检测，保种,第三节 细菌的新陈代谢,细菌的代谢产物,分解代谢产物合成代谢产物,细菌的酶不一样，对营养物质的分解能力不一样，因而其代谢产物也各异。检测细菌对各种基质的代谢作用及代谢产物,借以鉴别细菌种类的生化试验，称为细菌的生化反应。,一、分解代谢产物和细菌的生化反应,糖发酵试验甲基红试验VP试验枸橼酸盐利用试验吲哚试验硫化氢试验尿素酶试验自动化仪器分析,细菌的生化反应,糖发酵试验 葡萄糖 HCOOH 脱氢酶 CO2+H2,M-甲基红（methyl red）实验,-+,甲基红试验,葡萄糖,丙酮酸,乙酰甲基甲醇,甲基红,丙酮酸,阴性,阳性,脱羧,不脱羧,甲基红,(pH4.5),(pH5.4),（大肠埃希菌）,(产气肠杆菌),VP（Voges-Proskauer）试验,葡萄糖丙酮酸乙酰甲基甲醇 二乙酰+胍基化合物 红色化合物 VP阳性葡萄糖丙酮酸 乙酰甲基甲醇 VP阴性,-+,C-枸橼酸盐利用（citrate utilization）试验,利用枸橼酸盐生长+不能利用,+,I-吲哚（indol）试验色氨酸吲哚玫瑰吲哚 吲哚试剂,-+,（对二甲基氨基苯甲醛）,IMViC试验：用于鉴定肠道杆菌I-吲哚（indol）试验M-甲基红（methyl red）试验V-VP（Voges-Proskauer）试验C-枸橼酸盐利用（citrate utilization）试验,I M Vi C试验 大肠埃希菌+-产气杆菌-+,硫化氢试验 阳性（FeS黑色）,糖发酵试验甲基红试验VP试验枸橼酸盐利用试验吲哚试验硫化氢试验尿素酶试验自动化仪器分析,细菌的生化反应,API细菌鉴定系统,API 20E(肠杆菌科)可在24小时内鉴定革兰阴性杆菌:108种不同的菌种或项(肠杆菌科、弧菌科、非发酵革兰阴性杆菌）。,API 1OS 可在24小时内对常见的革兰阴性杆菌进行鉴定:49种不同的菌种或项(肠杆菌科，弧菌科，非发酵革兰阴性杆菌）。,全自动微生物鉴定/药敏分析系统,二、合成代谢产物及医学意义,热原质（pyrogen）或称致热原 细菌合成的一种注入人体或动物体内能引起发热反应的物质。多由革兰阴性细菌产生，即其细胞壁的脂多糖。特点：耐高温 去除方法：250干烤、蒸馏、吸附剂等 制备和使用注射药品过程无菌操作；生物制品检测指标,毒素与侵袭性酶：抗生素：某些微生物代谢过程中产生的一类能抑制或杀死某些微生物或肿瘤细胞的物质。维生素:如大肠杆菌可合成VitB、K等。色素：分为水溶性色素、脂溶性色素，有助于细菌的鉴定。细菌素：某些菌株产生的具有抗菌作用的蛋白质。抗菌谱窄,The End!,氧,专性需氧菌(obligate aerobe)：具有完善的呼吸酶系统，仅能在有氧环境下生长。如结核分枝杆菌。微需氧菌（microaerophilic bacterium）：氧浓度56%生长最好，如空肠弯曲菌、幽门螺杆菌。兼性厌氧菌(facultative anaerobe)：兼有有氧呼吸和无氧发酵两种功能，但以有氧时生长较好。大多数病原菌。专性厌氧菌(obligate anaerobe)：缺乏完善的呼吸酶系统（氧化还原电势高的呼吸酶、分解有毒氧基团的酶），只能在无氧环境中进行发酵。如破伤风梭菌、肉毒梭菌 缺乏氧化还原电势（Eh)高的呼吸酶：细胞色素、细胞色素氧化酶 缺乏分解有毒氧基团的酶：SOD、触酶、过氧化物酶,2O2+2H+SOD H2O2+O2 2H2O2 触酶 2H2O+O2H2O2+AH2 过氧化物酶 2H2O+A,毒素和侵袭性酶 细菌致病中重要物质毒素外毒素 exotoxin 内毒素 endotoxin（二者区别在致病性章中详述）侵袭性酶细菌在机体内生长时产生如透明质酸酶、卵磷脂酶等,
