细菌学概述授课

关于细菌学概述授课第1页，共101页，2023年，2月20日，星期五细菌（bacterium）概况概念：广义：泛指各类原核细胞型微生物包括细菌、螺旋体、衣原体、支原体、立克次体、放线菌狭义：专指细菌专指数量最大、种类最多，具有代表性、典型的，即通常所说的细菌第2页，共101页，2023年，2月20日，星期五第一节细菌的形态、结构与分类一、细菌的大小与形态二、细菌的大小第3页，共101页，2023年，2月20日，星期五一、细菌的大小与形态大小计量单位是微米（μm）染色革兰染色法形态球形杆形螺形光学显微镜第4页，共101页，2023年，2月20日，星期五菌体大小

（宽x长，常用单位mm）0.5~1

0.5x(1~3)(0.8~1.2)x(1.2~3）(1.5~2)x(10~20)

乳链球菌大肠杆菌枯草杆菌迂回螺菌第5页，共101页，2023年，2月20日，星期五细菌的大小与形态球形杆形螺形球菌杆菌螺形菌直径lm左右大：3～10m长弧菌：2～3m长中：2～3m长小：0.6～1.5m长螺菌：3～6m长第6页，共101页，2023年，2月20日，星期五1.球菌：菌体呈球形或近似球形。

⑴.双球菌：在一个平面上分裂成双排列，如肺炎双球菌、脑膜炎双球菌肺炎双球菌脑膜炎双球菌第7页，共101页，2023年，2月20日，星期五⑵.链球菌：在一个平面上分裂，成链状排列，如溶血性链球菌第8页，共101页，2023年，2月20日，星期五⑶.葡萄球菌：多个不规则平面上分裂，菌体无秩序堆积呈葡萄状排列，如金黄色葡萄球菌第9页，共101页，2023年，2月20日，星期五2.杆菌：菌体多数呈直杆状或弯曲第10页，共101页，2023年，2月20日，星期五不同杆菌的大小、长短、粗细很不一致。炭疽芽胞杆菌3-10μm大中大肠埃希菌2-3μm小布鲁菌0.6-1.5μm第11页，共101页，2023年，2月20日，星期五杆菌的形态多样两端齐平炭疽芽胞杆菌两端尖细白喉棒状杆菌第12页，共101页，2023年，2月20日，星期五3.螺形菌弧菌螺菌螺杆菌第13页，共101页，2023年，2月20日，星期五螺形菌弧菌：菌体只有一个弯曲，呈弧状或逗点状。如霍乱弧菌螺菌：菌体有数个弯曲，如鼠咬热螺菌螺杆菌：菌体细长弯曲呈弧形或螺旋形，如幽门杆菌第14页，共101页，2023年，2月20日，星期五二细菌的结构基本结构：细胞壁、核质、细胞质、细胞膜特殊结构：鞭毛、菌毛、芽胞、荚膜细胞膜细胞壁荚膜核糖体核质菌毛鞭毛第15页，共101页，2023年，2月20日，星期五细菌细胞壁定义是位于细菌细胞膜外的一层坚韧而富有弹性的膜状结构功能1、维持细菌的固有外形2、保护细菌抵抗低渗的外环境3、参与细胞内外的物质交换4、具有免疫原性分类革蓝氏阳性菌(G+)革蓝氏阴性菌(G-)第16页，共101页，2023年，2月20日，星期五革蓝氏染色与细菌细胞壁革蓝氏染色过程固定碘液媒染乙醇脱色结晶紫染色番红复染菌体涂片结果判断

菌体呈紫色者为革蓝氏阳性菌——G+菌体呈红色者为革蓝氏阴性菌——G-第17页，共101页，2023年，2月20日，星期五革兰阳性菌肽聚糖：

聚糖骨架、四肽侧链、五肽交联桥啊啊第18页，共101页，2023年，2月20日，星期五AA第19页，共101页，2023年，2月20日，星期五革兰阳性菌肽聚糖：

聚糖骨架、四肽侧链、五肽交联桥青霉素作用点

溶菌酶作用点N-乙酰葡糖胺

N-乙酰胞壁酸第20页，共101页，2023年，2月20日，星期五革兰阴性菌肽聚糖：

聚糖骨架、四肽侧链第21页，共101页，2023年，2月20日，星期五革兰阴性菌肽聚糖：

聚糖骨架、四肽侧链第22页，共101页，2023年，2月20日，星期五G+菌与G-菌肽聚糖结构比较

第23页，共101页，2023年，2月20日，星期五革兰阳性菌细胞壁特殊组分：

磷壁酸

膜磷壁酸壁磷壁酸第24页，共101页，2023年，2月20日，星期五革兰阳性菌细胞壁结构第25页，共101页，2023年，2月20日，星期五革兰阳性菌与革兰阴性菌细胞壁

区别要点革兰阳性菌革兰阴性菌强度较坚韧较疏松厚度厚,20-80nm薄，10-15nm肽聚糖层数多，可达50层少，仅1～3层

肽聚糖含量多，占胞壁干重50-80%少，占胞壁干重10-20%

磷壁酸有无

外膜无有

青霉素、溶菌酶敏感不敏感第26页，共101页，2023年，2月20日，星期五细胞膜（cellmembrane）半透性薄膜功能物质转运生物合成呼吸作用分泌作用第27页，共101页，2023年，2月20日，星期五细胞质核糖体：合成蛋白质的场所，游离于细胞质质粒（plasmid）：染色体外遗传物质胞质颗粒：营养储藏物第28页，共101页，2023年，2月20日，星期五4、核质（拟核、细菌染色体）

-----细菌的遗传物质无定形，无核膜、核仁一条双股环状DNA分子，含少量RNA、RNA聚合酶及蛋白质具有细胞核的功能，决定细菌性状和遗传特征第29页，共101页，2023年，2月20日，星期五（二）细菌细胞的特殊结构荚膜芽孢鞭毛菌毛第30页，共101页，2023年，2月20日，星期五细菌的特殊结构－荚膜（capsule）

某些细菌在其细胞壁外包绕一层粘液性物质，为多糖或多肽的多聚体，用理化方法去除后并不影响细胞的生命活动。

功能抗吞噬作用粘附作用龋齿抗有害物质的损伤作用第31页，共101页，2023年，2月20日，星期五大多数细菌的荚膜是多糖，炭疽芽胞杆菌、鼠疫耶氏菌等少数菌的荚膜为多肽。多糖分子组成和构成的多样化使其结构极为复杂，成为血清学分型的基础。荚膜的形成需要能量，与环境条件有密切关系。有荚膜的细菌形成粘液(M)或光滑(S)菌落，失去荚膜后其菌落边为粗糙型（R）型。1.荚膜的化学组成第32页，共101页，2023年，2月20日，星期五抗吞噬作用：荚膜具有抵抗宿主吞噬细胞的作用，因而荚膜是病原菌的重要毒力因子。粘附作用：荚膜多糖可使细菌彼此之间粘连，也可粘附于组织细胞或无生命物体表面，形成生物膜，是引起感染的重要因素。抗有害物质的损伤作用：荚膜处于细胞的最外层，有保护菌体避免和减少受有害物质的损伤作用。2.荚膜的功能第33页，共101页，2023年，2月20日，星期五细菌的特殊结构－鞭毛（flagellum）成分为蛋白质具有抗原性鞭毛菌分成4类功能液体中能自由游动,

运动器官与致病性有关鉴定细菌和进行分类第34页，共101页，2023年，2月20日，星期五第35页，共101页，2023年，2月20日，星期五细菌的特殊结构－菌毛（pilus）许多革兰阴性菌和少数革兰阳性菌菌体表面存在着一种比鞭毛更细、更短而直硬的丝状物，与细菌的运动无关。蛋白质,菌毛蛋白有抗原性第36页，共101页，2023年，2月20日，星期五分类普通菌毛:数量多，短而细粘附结构，与致病有关性菌毛:少数革兰阴性菌,少粗、长、中空传递某些遗传物质菌毛（pilus）第37页，共101页，2023年，2月20日，星期五细菌的特殊结构－芽胞（spore）概念产生芽胞的都是革兰阳性菌芽胞的大小、形状、位置等随菌种而异第38页，共101页，2023年，2月20日，星期五芽孢定义：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一个圆形或椭圆形小体。第39页，共101页，2023年，2月20日，星期五细菌形成芽胞的能力是由菌体内的芽胞基因决定的。芽胞一般只在动物体外才能形成，其形成条件因菌种而异。一个细菌只形成一个芽胞，一个芽胞发芽也只生成一个菌体，细菌数量并未增加，因而芽胞不是细菌的繁殖方式。与芽胞相比，未形成芽胞而具有繁殖能力的菌体可称为繁殖体(vegetativeform)。1.芽胞的形成与发芽第40页，共101页，2023年，2月20日，星期五细菌芽胞的形态第41页，共101页，2023年，2月20日，星期五芽胞的大小、形状、位置等随菌种而异，有重要的鉴别意义。炭疽芽胞杆菌肉毒梭菌破伤风梭菌第42页，共101页，2023年，2月20日，星期五芽胞形成芽胞

细胞分裂

繁殖体周期子代细胞

第43页，共101页，2023年，2月20日，星期五强大的抵抗力

可在自然界中存在多年，是重要的传染源。芽胞并不直接引起疾病，只有发芽成为繁殖体后,才能迅速大量繁殖而致病。有重要的鉴别意义。芽胞是否被杀死作为判断灭菌效果的指标芽胞（spore）第44页，共101页，2023年，2月20日，星期五胞质颗粒核糖体菌毛拟核细胞壁细胞膜质粒鞭毛荚膜细菌结构总结第45页，共101页，2023年，2月20日，星期五第二节细菌的物理性质一、胶体性质1）带电现象细菌的等电点溶液pH值<等电点时，细菌带（+）电荷；溶液pH值>等电点时，细菌带（-）电荷。2）比面积等于表面积/体积，即单位体积所具有的表面积3）布朗运动不发生移位的颤动，称为布郎运动第46页，共101页，2023年，2月20日，星期五细菌的物理性质二、细菌的比重和重量1）细菌的比重=1.07-1.192）细菌的重量：以单位体积细菌群体的干种来表示的。第47页，共101页，2023年，2月20日，星期五细菌的物理性质三、细菌的光学性质细菌是一个半透明体，光线不能全部透过，而被吸收一部分，因此，有透光度和光吸收值四、细胞膜的半渗透性将细菌置于清水中，可吸收水分，细菌膨胀，破裂，称胞浆压出将细菌置于高渗溶液中，可排除水分，胞质皱缩，细菌变小，称质壁分离第48页，共101页，2023年，2月20日，星期五第三节细菌的营养与生长繁殖第49页，共101页，2023年，2月20日，星期五1.细菌细胞的化学组成2.细菌所需的营养物质3.吸收营养物质的方式4.细菌的营养类型5.细菌的生长繁殖（掌握）6.细菌的人工培养（熟悉）

第50页，共101页，2023年，2月20日，星期五营养物质（nutrient）：细菌生长繁殖、进行生理活动所需的物质，是细菌生存的重要物质基础。营养（nutrition）：获得和利用营养物质的过程，是细菌维持和延续其生命形式的一种生理过程。第51页，共101页，2023年，2月20日，星期五一、细菌细胞的化学组成1.化学元素（chemicalelements）主要化学元素微量化学元素化学元素

C、H、O、N、S、P

结构组成

Na、K、Ca

渗透压、电势

Mg、Fe、Mn

辅酶第52页，共101页，2023年，2月20日，星期五组分所占比重存在形式主要功能水细菌重量70-90%结合水参与有机物组成游离水溶媒，参与各种生理活动蛋白质固形成分40-80%简单蛋白细胞结构的基本物质、酶组分，参与各种生命活动复合蛋白核酸干重3%DNA遗传的物质基础RNA参与控制蛋白质的生物合成糖类固形成分10-30%复杂组分细菌细胞壁、荚膜等结构游离形式贮藏性能源脂类固形成分1-7%脂肪酸、磷脂等各种膜成分，细胞壁成分，能源性物质维生素维生素B族辅酶前体2、化学组分(chemicalcomponents)第53页，共101页，2023年，2月20日，星期五二、细菌需要的营养物质营养物质nutrient碳源carbonsource氮源nitrogensource无机盐inorganicsalt生长因子growthfactor水water第54页，共101页，2023年，2月20日，星期五1.碳源：合成菌体的必需原料，获取能量的来源

无机碳源和有机碳源

各种有机碳源中，容易被细菌吸收的是糖类物质如：葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、果糖、甘露醇等2.氮源：合成菌体蛋白（结构、功能）、核酸

无机氮源、有机氮源和氮气分子大多数利用前两种

固氮菌有固氮作用，可以借助特殊的酶将分子态的氮转化成氨和其他氮化物第55页，共101页，2023年，2月20日，星期五3.无机盐：细胞生长必需的各种金属元素及微量元素酶或辅酶的组分调节酶活性调节胞内渗透压、氧化还原电位特殊类型细菌的能源维持生物大分子和细胞结构的稳定性

第56页，共101页，2023年，2月20日，星期五4.生长因子：菌体自身不能合成或合成量不足,需要外源加入的、微量即可的营养物质。如：维生素、氨基酸等

营养缺陷型细菌

流感嗜血杆菌需X（高铁血红素）,V因子（辅酶Ⅰ或Ⅱ），而金葡可产生，

两者共培养时出现卫星菌落现象5.水：菌体重要成分

功能

细胞组分、溶媒、参与代谢、适宜反应温度的保障、维持大分子构象稳定第57页，共101页，2023年，2月20日，星期五

三、吸收营养物质的方式

借助细胞壁和细胞膜的结构和功能完成第58页，共101页，2023年，2月20日，星期五营养物质运输方式简单扩散

运输方式浓度方向载体动力构型变化营养物质简单扩散高→低—浓度梯度—水、脂肪酸促进扩散高→低载体浓度梯度+氨基酸、单糖主动运输低→高特异性渗透酶能量＋离子、糖类、氨基酸基团转移低→高磷酸转移酶系高能磷酸键＋糖类、脂肪酸、核苷基团转移促进扩散主动运输第59页，共101页，2023年，2月20日，星期五

四、细菌的营养类型按照碳源、能源及电子供体性质的差异分类营养类型光能营养型化能营养型光能自养型光能异养型化能自养型化能异养型腐生型寄生型第60页，共101页，2023年，2月20日，星期五五、细菌的生长繁殖（一）细菌生长繁殖的条件主要环境因素：营养物质、温度、pH值、氧气等1.营养物质：提供原料、能量2.酸碱度：即pH值细菌细胞借此调节胞膜的状态以保证酶促反应的进行大多数细菌的最适pH值是6.8-7.4

特殊

如：偏酸性的结核杆菌，PH为6.5-6.8

偏碱性的霍乱弧菌，PH值为8.8-9.0第61页，共101页，2023年，2月20日，星期五3.温度：对细菌的生长速度影响最大致病菌一般37℃，过高杀菌，过低抑菌细菌以此分为：嗜冷菌：－5℃-30℃

最适10℃-20℃

嗜温菌:10℃-50℃

最适30℃-37℃

嗜热菌：25℃-80℃

最适50℃-60℃4.气体：CO2

、O2

CO2:数细菌初次分离培养需5-10%CO2

获得方法：烛缸法、CO2培养箱

第62页，共101页，2023年，2月20日，星期五O2:

代谢时对氧分子的需求程度不同分为：需氧菌：有完善的呼吸酶系统，仅在有氧时生长，如：结核杆菌微需氧菌：低氧分压时长势良好，过高则抑制，如:空肠弯曲菌耐氧菌：一般不需要O2

，O2存在也影响不大如：乳酸菌第63页，共101页，2023年，2月20日，星期五兼性厌氧菌：兼有需氧呼吸和无氧发酵两种功能，有无O2的环境下皆可生长，但以有氧时生长态势较好，大多数病原菌都属此类；专性厌氧菌：O2对其生长有毒害作用

如：破伤风梭菌专性厌氧菌在有氧条件下不能生长的原因：缺乏细胞色素和细胞色素氧化酶——不能获得营养物质缺乏超氧化物歧化酶、过氧化氢酶——超氧阴离子、

超氧化物歧化酶-生成H2O2

过氧化物酶-分解H2O2第64页，共101页，2023年，2月20日，星期五（二）细菌的繁殖方式细菌多无性繁殖细菌以简单的二分裂方式进行繁殖，繁殖一代所需时间约20~30min；但少数细菌代时较长，如:结核分枝杆菌代时为18h-24h。第65页，共101页，2023年，2月20日，星期五第66页，共101页，2023年，2月20日，星期五六、细菌的人工培养（一）培养基(medium)

人工配制的满足细菌及其他微生物生长繁殖或积累代谢产物的营养基质。配制注意事项合适配方注意成分浓度比例pH适宜

无菌第67页，共101页，2023年，2月20日，星期五培养基的类型按主要营养物质的来源：天然培养基和合成培养基按物理状态：固体、液体、半固体培养基按用途：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第68页，共101页，2023年，2月20日，星期五（二）细菌的培养方法及生长现象

1.固体培养法：细菌的分离、纯化、鉴定、保存、计数

2.液体培养法：收集菌体、获得发酵产物、菌种鉴定

3.半固体培养法：观察运动、保种、测定生化反应

4.厌氧培养法：厌氧菌的培养第69页，共101页，2023年，2月20日，星期五细菌在固体培养基中的生长情况光滑型菌落粗糙型菌落粘液型菌落第70页，共101页，2023年，2月20日，星期五液体培养基中沉淀生长混浊生长表面生长第71页，共101页，2023年，2月20日，星期五菌膜菌沉淀均匀浑浊对照第72页，共101页，2023年，2月20日，星期五混浊生长沿穿刺线生长无鞭毛细菌半固体培养基中有鞭毛细菌第73页，共101页，2023年，2月20日，星期五（三）细菌的生长繁殖规律

—生长曲线生长曲线（growthcurve）

描述细菌群体在整个培养期间的菌数变化规律的曲线。典型的生长曲线可分为延迟期、对数期、稳定期和衰亡期。第74页，共101页，2023年，2月20日，星期五2、细菌群体的生长繁殖

迟缓期

(lagphase):适应、活化期

对数期

(logphase)：迅速生长期，典型性

稳定期

(stationaryphase)：新生、死亡平衡特征产物积累期

衰亡期

(declinephase)：营养少，代谢物蓄积，菌体死亡第75页，共101页，2023年，2月20日，星期五细菌群体的生长曲线（growthcurve）

——以此指导对细菌的研究和生产实践第76页，共101页，2023年，2月20日，星期五（四）细菌生长量的测定测定依据：细菌的数目、重量及生理指标1.计数法：直接计数、间接计数、比浊法

2.重量法：湿重法、干重法3.生理指标法：呼吸强度、耗氧量、酶活性等第77页，共101页，2023年，2月20日，星期五复习题目1.营养；营养物质；培养基；生长曲线2.专性厌氧菌在有氧环境下不能生长的原因。3.试述细菌群体生长繁殖的规律。4.细菌生长量的测定方法有哪些？第78页，共101页，2023年，2月20日，星期五

第四节细菌的新陈代谢

细菌的新陈代谢(metabolism)是指菌体细胞内分解代谢与合成代谢的总和，其显著特点是

代谢旺盛和代谢类型的多样化

比表面积（表面积/体积）：人——0.024

细菌——5000

名词：

分解代谢(catabolism)

合成代谢(anabolism)第79页，共101页，2023年，2月20日，星期五细菌的酶存在部位产生方式专一性限制与修饰系统第80页，共101页，2023年，2月20日，星期五二、细菌的产能方式主要以糖类为底物，通过氧化或酵解释放能量，并以高能磷酸键的形式（ADP、

ATP）储存起来。具体的产能方式及其途径如下：第81页，共101页，2023年，2月20日，星期五（1）糖分解

A、EMP（糖酵解）

1×G＝2×丙酮酸＋2×（NADH+H+）+2×ATP

B、磷酸戊糖途径（一磷酸己糖途径）

1己糖——1×甘油醛-＋6×（NADPH+H+

）+3CO2

P第82页，共101页，2023年，2月20日，星期五（2）呼吸：

EMP＋三羧循环＋电子传递链（呼吸酶系）

1×G——CO2+H2O+38×ATP（3）发酵

1×G——乳酸＋2×ATP第83页，共101页，2023年，2月20日，星期五3、细菌的代谢过程：

分解代谢与合成代谢（1）分解代谢产物和细菌的生化反应细菌的生化反应实验：酶系不同对底物分解能力不同最终代谢产物不同第84页，共101页，2023年，2月20日，星期五对糖的分解：

需氧TCAC：CO2、H2O多糖—胞外酶

单糖丙酮酸

厌氧酸、醛、醇等对蛋白质的分解：

脱氨基酶NH3+酸Pr.—胞外酶

短肽、AA

脱羧基酶胺+CO2第85页，共101页，2023年，2月20日，星期五常见的生化反应对糖的发酵对蛋白质的发酵枸橼酸盐利用试验尿素酶试验甲基红试验吲哚试验硫化氢试验单糖发酵试验VP试验其他试验第86页，共101页，2023年，2月20日，星期五糖发酵：

单糖甲酸CO2+H2O硫化氢试验：胱氨酸醋酸铅硫化铅硫化氢甲硫氨酸硫酸亚铁硫化亚铁第87页，共101页，2023年，2月20日，星期五尿素酶试验：

尿素——尿素酶氨

（酚红指示剂变红）吲哚试验（霍乱红反应）：色氨酸靛基质+对二甲基氨

玫瑰靛基质

（吲哚）基苯甲醛（红色）第88页，共101页，2023年，2月20日，星期五糖发酵试验不同细菌分解糖类的能力和代谢产物不同。乳糖：大肠埃希菌可分解，而致病性肠道杆菌则不能。第89页，共101页，2023年，2月20日，星期五糖—VP试验阴性阳性大肠杆菌：-产气杆菌：+二分子丙酮酸+乙酰甲基甲醇二乙酰胍基化合物（红色沉淀）第90页，共10