微生物的生理.ppt

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1、第三章 微生物的生理特性,第一节 细菌的生理特性,一 细菌的生长繁殖,（一）影响细菌生长的环境因素细菌的生长繁殖条件,营养物质氢离子浓度(pH)温度气体,1、营养物质,细菌的营养物质：水、碳源、氮源、无机盐、生长因子。,2、pH,大多数细菌的最适pH为中性；有些个别细菌的最适pH为碱性或酸性如霍乱弧菌：为8.09.2 结核分枝杆菌：6.56.8。,3、温度,绝大多数细菌的最适生长温度为37。,根据细菌代谢对O2的需要与否，可分为四类：专性需氧菌：微需氧菌：兼性厌氧菌：专性厌氧菌：,大多数病原菌属于此类。,如结核杆菌。,如空肠弯曲菌、幽门螺杆菌。,如破伤风梭菌、脆弱类杆菌。,4、气 体,（二）细

2、菌的生长与繁殖,以二分裂方式进行繁殖。繁殖一代所需时间约2030min，叫做代时.个别细菌较慢，如结核杆菌经18-20小时才分裂一次。,细菌生长曲线,迟缓期,对数期,稳定期,衰退期,时间,细菌数对数,生长曲线,细菌的群体生长繁殖可分为四期：1、迟缓期 此期细菌体积增大，代谢活跃，胞质内积累了足量的酶、辅酶和中间代谢产物。迟缓期长短不一，视菌种、接种菌的菌龄和菌量，以及营养物的不同而异。一般约为1-4小时。,2、对数期 研究细菌的性状（形态染色、生化反应、药物敏感试验等），均应选用该期的细菌。细菌对数期在培养后8-18小时。3、稳定期 该期的出现是由于培养基中的营养物质消耗，有害代谢产物积聚，以

3、及培养基PH下降、需氧菌数过密通气不良等因素影响所致。,4、衰亡期 死菌数活菌数。该期细菌形态显著改变，出现多形态的衰退型，如菌体变长、肿胀或扭曲等。细菌的生理活动也趋于停滞。因此，由陈旧培养基培养的细菌难以鉴定。,二 细菌的新陈代谢,（一）细菌的能量代谢多数细菌通过需氧呼吸和发酵获取能量。,（二）细菌的分解代谢产物 和生化反应,1.糖分解产物及检验糖发酵试验VP试验甲基红试验,糖发酵试验,VP试验,甲基红试验,2.蛋白质分解产物及检验,吲哚试验（靛基质实验）色氨酸 吲哚 玫瑰靛基质,色氨酸酶,靛基质试剂,硫化氢试验,细菌分解 H2S 黑色沉淀含硫氨基酸,醋酸铅,（三）合成代谢产物及医学意义,

4、1.热原质：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组分。热原质耐高温，不被高压灭菌法所破坏。,2.毒素与侵袭性酶：细菌产生外毒素和内毒素两类毒素。侵袭性酶如产气荚膜梭菌的卵磷脂酶，链球菌的透明质酸酶等。,3.色素：细菌的色素有两类水溶性色素：如绿脓杆菌色素。脂溶性色素：如金黄色葡萄球菌色素。不同的细菌可产生不同的色素，有助于鉴别细菌。,4.抗生素：多由放线菌和真菌产生。细菌产生的少，只有多粘菌素、杆菌肽等数种。5.细菌素：与抗生素不同的是其作用范围窄，细菌素的这种狭谱作用特性，可被用来进行某些细菌的分型。,6.维生素：细菌能

5、合成某些维生素除供自身需要外，还能分泌至周围环境中。如B族维生素和维生素K。,四、物理因素对细菌的影响,消毒(disinfection)：杀死物体上病原微生物的方法，并不一定能杀死含芽胞的细菌或非病原微生物。用以消毒的药品称为消毒剂(disinfectant)。灭菌(sterilization)：杀灭物体上所有微生物的方法。灭菌比消毒要求高，包括杀灭细菌芽胞在内的全部病原微生物和非病原微生物。抑菌(bacteriostasis)：抑制体内或体外细菌的生长繁殖。常用的抑菌剂为各种抗生素。防腐(antisepsis)：防止或抑制体外细菌生长繁殖的方法。细菌一般不死亡。无菌(asepsis)：不存在

6、活菌，多是灭菌的结果。无菌操作（antiseptic technique）防止微生物进入人体或物体的操作技术。,基本概念,物理消毒灭菌法,热力灭菌法辐射杀菌法滤过除菌超声波消毒法干燥与低温抑菌法,（一）热力灭菌法,干热灭菌法,湿热灭菌法,干烤,应用烤箱高温灭菌，可杀死一切微生物。1602小时。适用于玻璃器皿等灭菌，并可破坏内毒素（热原质）。,思考题,把干热、湿热灭菌法做个比较？,在同一温度下湿热的杀菌效果比干热好，因为：温热灭菌时菌体蛋白质易变性湿热穿透力大湿热蒸汽有潜热存在,巴氏消毒法（pasteurization）,-61.162.8 30min-71.7 1530秒 杀死液体中的病原菌或

7、某些特定微生物。消毒牛奶、酒类等食品。,煮沸法,煮沸100经5min可杀死一切细菌的繁殖体，一般消毒以煮沸10min为宜。芽胞需12小时才能杀死。用于一般外科器械、胶管和注射器、饮水和食具的消毒。,压力：1.05kg/cm2 温度：121.3时间：1530min效果杀死一切微生物，包括芽胞耐高热、不怕潮湿 的物品,高压蒸汽灭菌法（Autoclaving）,辐射杀菌法,日光和紫外线杀菌波长：240300nm，最适：260266nm杀菌机制：紫外线能干扰DNA的复制，导致细菌死亡或变异。用于物体表面和空气消毒电离射线射线、高能量的电子束（阴极射线）不升高温度且穿透力强适于忌热物品的灭菌或消毒,滤过

8、除菌（filter）,主要用于一些不耐热的血清、毒素、抗生素、药液以及空气等除菌。不能除去病毒、支原体和型细菌。常用的除菌滤器：蔡氏（Seitz）滤器玻璃滤器薄膜滤器,超声波杀菌,每秒钟超过20，000次振动的声波不被人耳感受，称为超声波。可裂解多数细菌，尤其是革兰阴性菌更为敏感，但不彻底，常有残留。,干燥与低温抑菌法,低温可使细菌的新陈代谢减慢，常用作保存细菌菌种。冷冻真空干燥法是目前保存菌种的最好方法。,五、化学因素对细菌的影响化学消毒灭菌法,（一）常用消毒剂的杀菌机制,1、使菌体蛋白变性或凝固2、干扰微生物酶系统和影响其代谢3、损伤细胞膜，提高其通透性,1、高效消毒剂,（二）消毒剂的主要

9、种类,2、中效消毒剂,3、低效消毒剂,1.细菌的群体繁殖分为几期？2.什么是热原质？3.在同一温度下，为什么湿热灭菌法比干热灭菌效果好？4.巴氏消毒法、间歇蒸汽灭菌法、高压蒸汽灭菌法适用于那些物品消毒？消毒、灭菌的所需的条件各是怎样？5.紫外线杀菌的波长、机理以及适用于那些物品消毒？6.何谓滤过除菌法？适用于那些物品消毒？,本章练习,常用沙保氏培养基（SDA）培养浅部病原性真菌的最适温度为2228，生长缓慢。深部病原性真菌培养在37中生长最好，生长较快，经3-4天即长出菌落。,第二节 真菌的生理特性,？,真菌菌落类型,？,酵母型菌落,C.albicans菌落(类酵母型),青霉菌落,曲霉属,第三

10、节 病毒的生理特性,一、复制周期 replication cycle吸附穿入脱壳生物合成装配成熟与释放,？,病毒复制周期,吸附 adsorption,病毒复制周期,穿入 penetration脱壳 uncoating 痘病毒特殊,融合,胞饮,直接穿入,生物合成 病毒核酸复制病毒蛋白合成 类型 ds DNA ss DNA ds RNA(+)ss RNA(-)ss RNA 反转录病毒,病毒复制周期,隐蔽期（eclipse）：病毒进入宿主细胞后的起初一段时间内，感染性病毒颗粒消失，称为隐蔽期。（用血清学方法和电镜检查，在细胞内不能找到病毒颗粒）。,双链DNA病毒的复制周期,病毒复制周期,装配与释放

11、assembly and release,Viral Life Cycle,二、与病毒增殖有关的异常增殖现象,顿挫感染 abortive infection病毒在其中不能合成本身的成分能合成部分或全部病毒成分，但不能装配和释放缺陷病毒 defective virus因病毒基因组不完整或基因发生改变而不能进行正常增殖所产生的子代病毒称为缺陷病毒。,干扰现象（interference）当两种病毒感染同一细胞时，可发生一种病毒抑制另一种病毒增殖的现象，称为病毒的干扰现象。,三、理化因素对病毒的影响,物理因素温度病毒耐冷不耐热pHpH 59射线和UV,化学因素脂溶剂乙醚试验可鉴别病毒有无包膜消毒剂其他

12、 抗生素 中草药,第四节 细菌遗传与变异,遗传(heredity)：使细菌的性状保持相对稳定，且代代相传，使其菌种得以保存。变异(variation)：在一定条件下，子代与亲代之间以及子代与子代之间的生物学性状出现的差异。,基本概念,遗传性变异：是细菌的基因结构发生了改变，故又称基因型变异。常发生于个别的细菌，不受环境因素的影响，变异发生后是不可逆的，产生的新性状可稳定地遗传给后代。非遗传性变异：细菌在一定的环境条件影响下产生的变异，其基因结构未改变，称为表型变异。凡在此环境因素作用下的所有细菌都出现变异，而且当环境中的影响因素去除后，变异的性状又可复原，表型变异不能遗传。,细菌的变异分类：,

13、一、与遗传变异有关的物质,（一）细菌染色体,细菌的染色体即核质，为一条双股环状DNA分子，缺乏组蛋白。携带有细菌的大部分基因。,（二）质 粒,是细菌染色体外能够自主复制并控制细菌某些生物学性状的环状闭合双链DNA。,医学上重要的质粒,1.致育质粒（F质粒）编码细菌的性菌毛。2.耐药性质粒（R质粒）编码细菌对抗菌药物的耐药性。3.毒力质粒（Vi质粒）编码与该菌致病性有关的毒力因子。4.细菌素质粒（Col质粒）编码细菌产生细菌素。,质粒的特征,质粒具有自我复制的能力；质粒赋予细菌某些性状特征；质粒可自行丢失与消除；质粒的转移性；质粒可分为相容性与不相容性两种。,（三）转位因子,是存在于细菌染色体或

14、质粒DNA分子上的一段特异性核苷酸序列片段，它能在DNA分子中移动，不断改变它们在基因组中的位置，能从一个基因组转移到另一基因组中。转位因子有三类：插入序列(IS)、转座子(Tn)、转座噬菌体。我是个活跃分子噢！,三 细菌变异的机制,突变(mutation)：是细菌遗传物质的结构发生突然而稳定的改变，导致细菌性状的遗传性变异。,1.突变范围 小突变、大突变 2.突变诱因 自然突变、诱发突变 3.突变方式 碱基置换、移码突变。,基因转移(gene transfer)：外源性的遗传物质由供体菌进入某受体菌细胞内的过程。基因重组(rebination)：转移的基因与受体菌DNA整合在一 起，使受体菌

15、获得供体菌某些特性。细菌的基因转移和重组可通过转化、接合、转导、溶原性转换和细胞融合等方式进行。,基因的转移和重组,受体菌直接摄取供体菌DNA片段并整合到自己的基因组中，从而获得新的遗传性状的过程。,转化 transformation,接合(conjugation),接合：是细菌通过性菌毛相互连接沟通，将遗传物质（主要是质粒DNA）从供体菌转移给受体菌。能通过接合方式转移的质粒称为接合性质粒，不能通过性菌毛在细菌间转移的质粒为非接合性质粒。,接合性质粒,F质粒、R质粒、Col质粒、毒力质粒等。（1）F质粒,R质粒的接合,细菌的耐药性与耐药性的基因突变及R质粒的接合转移等有关。R质粒有耐药传递因

16、子(RTF)和耐药决定子(r)两部分组成。RTF功能与F质粒相似，R决定子能编码对抗菌药物的耐药性。,R因子的结构,R质粒决定耐药的机制：使细菌产生灭活抗生素的酶类；R质粒改变药物作用的靶部位；R质粒可改变细菌细胞对药物的通透性。,转导：是以温和噬菌体为载体，将供体菌的一段DNA转移到受体菌内，使受体菌获得新的性状。根据转导基因片段的范围，可将转导分为两类：普遍性转导（转导的DNA可是供菌染色体上的任何部分）和局限性转导（转导的DNA只限供菌染色体上的特定基因）。,转导(transduction),普遍性转导(generalized transduction),普遍性转导,普遍性转导,完全转导外源性DNA片段与受体菌的染色体整合，并随染色体而传代，称完全转导 流产转导外源性DNA片段游离在胞质中,既不能与受体菌染色体整合，也不能自身复制，称为流产转导,局限性转导,普遍性转导与局限性转导的区别,溶原性转换(lysogenic conversion),当噬菌体感染细菌时，宿主菌染色体中获得了噬菌体的DNA片段，而使细菌获得新的性状。,