细菌的生长繁殖与变异

1、细菌的生长繁殖与变异概念：是某些细菌在一定环境条件下，细胞质脱水浓缩，在菌体内形成的圆形或椭圆形的小体。形成条件：特点：芽胞营养物质的缺乏抵抗力强含水量少多层厚膜结构含耐热的吡啶二羧酸钙盐核心部分内膜芽胞壁外膜芽胞壳芽胞外壁原因细胞膜肽聚糖膜磷壁酸壁磷壁酸细胞膜胞质周围间隙肽聚糖脂蛋白脂质双层脂多糖外膜磷壁酸外 膜：革兰阳性菌革兰阴性菌肽聚糖：立体结构、层数多。平面结构、层数少。 肽聚糖：脂蛋白、脂质双层、脂多糖。G+ 菌与G- 菌细胞壁的比较细胞壁 革兰阳性菌革兰阴性菌 强度 较坚韧 较疏松 厚度 2080nm 1015nm肽聚糖层数可多达50层 12层肽聚糖含量50%80% 10%20%

2、磷壁酸 有 无 外膜 无 有学习目标1、掌握热原质的概念2、掌握细菌生长繁殖的条件3、掌握细菌的繁殖方式：二分裂方式4、掌握细菌合成代谢产物及意义5、熟悉细菌的人工培养 自养菌 autotroph 以简单的无机物为原料，利用CO2等作为碳源，利用 N2 、 NH3等作为氮源，合成菌体成分。为自然界正常菌群。 异养菌 heterotroph 只能以有机物为原料，如蛋白质、糖类等合成菌体成分获得能量。 腐生菌 saprophyte 以动植物尸体等腐败物为营养物。 寄生菌 parasite 寄生于活的宿主机体内，获取营养。 病原菌都是异养菌。 细菌的营养类型及营养物质 Nutritional Typ

3、e and Substance of Bacteria一、 细菌的生长繁殖（一）细菌生长繁殖的条件1、充足的营养： 水、 碳源、氮源、无机盐、必要的生长因子。营养物质水碳源（糖）氮源（氨基酸 蛋白胨）无机盐生长因子重要溶剂菌体成分能源菌体成分原料某些菌需之菌体及酶的组分能量储存及转运调节渗透压与繁殖及致病相关细菌所需营养物质细菌的营养物质水 生物所必需的，占细菌总量的 80-90% ，细菌的吸收和代谢均需有水才能进行。碳源 合成菌体成分，作为获得能量的主要来源。氮源 有机氮化物如氨基酸、蛋白胨等；菌体的原料。无机盐 构成菌体的成分；作为酶的组成部分，维持酶的活性；调节菌体内外的渗透压。 生长因

4、子 细菌生长需要但自身不能合成的有机化合物。如：维生素B、嘌呤、嘧啶、氨基酸等。2、适宜的温度 ： 寄生菌以人体温度(37)适宜，个别嗜冷(鼠疫杆菌28 30 ）或嗜热（嗜热菌50 60 ） 金葡菌（5）3、合适的酸碱度 ： 大多数是中性7.6)，个别强碱性（霍乱杆菌）或弱酸性（结核杆菌6.8 ）。4、必要的气体环境： 氧气和二氧化碳（1）专性需氧菌（aerobe）结核分枝杆菌（2）专性厌氧菌（anaerobe）破伤风芽胞梭菌（3）兼性厌氧菌（facultative anaerobe）葡萄球菌 （4）微需氧菌（microaerophilic bacteria）幽门螺杆菌、空肠弯曲菌 (二)细菌

5、的生长繁殖方式和速度1、繁殖方式 以二分裂方式进行无性繁殖2、繁殖速度（代时） 2030分钟分裂一次 但结核杆菌18 20小时才分裂一次 细菌数目的对数培养时间细菌总数活菌数1234 迟缓期12对数生长期23稳定期34衰退期455细菌的生长曲线细菌不同生长期意义迟缓期对数期稳定期衰亡期lag phaselog phasestationary phasedecline phase适应阶段为生长繁殖做准备形态染色理化特性典型药敏实验死亡增加形成芽胞/抗生素/细菌素发生变异形态显著改变死亡速度大于繁殖速度（三）细菌的人工培养一、培养基 人工配制的适合细菌生长繁殖的营养基质。按成分来分合成培养基： 成

6、分是已知的各种化学物质。如蔡氏培养基 天然培养基： 天然物质制成，化学成分不恒定、不确定，配制方便，营养丰富，较常用。半合成培养基： 在天然物质的基础上加入某些已知成分。如培养真菌的马铃薯葡萄糖琼脂培养基。按物理性状分: 液体培养基： 不加凝固剂，主要用于增菌培养和鉴定细菌。 半固体培养基： 液体培养基中加入0.2%-0.5%的琼脂，用于观察细菌动力、鉴定菌种和保存菌种。固体培养基： 液体培养基中加入2%-5%的琼脂，用于微生物分离、鉴定及保存菌种等。液体培养基+2-5%琼脂固体培养基:细菌的分离培养0.2-0.5%琼脂半固体培养基：用于大量繁殖细菌+动力检查按用途分:基础培养基： 如肉汤培养

7、基和普通琼脂培养基。 营养培养基：加入营养物质，如血平板 选择培养基：加入某些化学物质，抑制杂菌生长，如SS琼脂培养基。鉴别培养基： 用于培养和鉴别细菌。如糖发酵管等。 厌氧培养基：用于厌氧菌的分离、培养和鉴别，如疱肉培养基。 二、细菌在培养基中的生长现象1、液体培养基: 浑浊生长、沉淀生长、菌膜生长 在液体培养基中的生长情况 多数呈均匀混浊状态少数链状菌呈沉淀生长专性需氧菌则在表面生长，常形成菌膜菌膜2、半固体培养基:检查细菌动力 有鞭毛的细菌：可扩散，呈放射状或云雾状无鞭毛的细菌：沿穿刺线生长在半固体培养基中的生长情况： 常用于观察细菌动力 有鞭毛的细菌可沿穿刺线呈羽毛状或云雾状混浊生长无

8、鞭毛细菌则只能沿穿刺线呈明显的线状生长3、固体培养基: 形成菌落 菌落：单个细菌分裂繁殖后形成的肉眼可见的细菌集团。菌苔：多个菌落融合成片。纯培养：挑取一个菌落转种到另一个培养基中。在固体培养基中的生长情况： 划线接种18-24小时培养后,可见菌落细菌在各种培养基上的生长现象三、人工培养细菌的意义（一）在医学中的应用1.细菌的鉴别与研究2.细菌性疾病的诊断和治疗3.生物制品的制备4.细菌毒力分析及细菌学指标的检测（二）其他方面的应用1.在工农业生产中的应用2.在基因工程中的应用 二、 细菌的代谢产物及意义（一） 细菌的分解代谢产物1糖分解代谢产物 糖被细菌利用后可产生丙酮酸，丙酮酸进一步分解后

9、产生各类酸、酮、 醇及气体，不同的细菌产生的产物不同可用于鉴别细菌。如糖发酵试验。2蛋白质的代谢产物 细菌分解蛋白质和氨基酸的能力不同，产物不同，基于这特点来鉴别细菌。如靛基质试验；硫化氢试验。 二、细菌的代谢产物及意义（二）细菌合成的代谢产物：毒素和侵袭性的酶热原质（引起发热反应） 致病抗生素维生素 治疗色素细菌素 鉴别 1、 热原质（pyrogen)，又称致热原 概念：是细菌合成的一种注入人体或动物体内能引起发热的物质。热源质体温上升 特点：耐高温 消除方法：250高温干烤；用吸附剂和特殊石棉滤板吸附液体中的热原质；蒸馏法除之。 蒸馏最好 2、 毒素：包括内毒素和外毒素，是细菌重要的致病物

10、质。 内毒素(endotoxin)：G- 菌细胞壁的脂多糖，菌体死亡崩解后游离出来； 外毒素(exotoxin)：多数G+ 菌和少数G- 菌在生长繁殖过程中释放到菌体外的蛋白质，毒性强于内毒素。侵袭性酶： 亦为细菌重要的致病物质，能损伤机体组织，促使细菌的侵袭和扩散。色素 一般在营养丰富、氧气充足、温度适宜的条件下产生，功能尚不清楚，有助于鉴别细菌。有两类：水溶性色素和脂溶性色素金黄色红色白色柠檬色三、细菌的遗传与变异细菌的遗传 概念：细菌在一定的环境条件下，亲代将其生物学性状传给子代，而且代代相传，称为遗传。 意义：保持种属的相对稳定。细菌的变异 概念：子代与亲代或子代与子代之间出现差异，称

11、为变异。 意义：不断形成新的变种或新种。 种类：遗传性变异和非遗传性变异。（一）细菌变异的现象 1.形态结构的变异2.毒力变异3.耐药性变异4.菌落免疫特殊结构的变异 42 43炭疽杆菌 失去形成芽胞能力, 毒性降低 1020天 基本结构的变异 青霉素、溶菌酶正常形态细菌 L型变异 (失去细胞壁)形态变异 3% 6%食盐鼠疫耶尔森菌 多形性 陈旧培基物毒力变异增强 棒状噬菌体白喉棒状杆菌 获得白喉毒素 减弱 胆汁、甘油、马铃薯培养基结核分枝杆菌 卡介苗 13年230代耐药性变异细菌对某种抗菌药物由敏感变成耐药的变异称为耐药性变异。有些细菌还同时耐受多种抗菌药物，即多重耐药性，甚至产生药物依赖性。 含链霉素培基痢疾杆菌 依链株 长期培养菌落变异 在陈旧培养基中长期培养光滑型菌落 粗糙型菌落 S型 R型 染色体 质粒（plasmi