![病原生物学与免疫学课程细菌的生长繁殖及代谢教学课件_第1页](http://file4.renrendoc.com/view11/M03/04/15/wKhkGWVuC8-AdvKHAAIMlH4kSbI203.jpg)
![病原生物学与免疫学课程细菌的生长繁殖及代谢教学课件_第2页](http://file4.renrendoc.com/view11/M03/04/15/wKhkGWVuC8-AdvKHAAIMlH4kSbI2032.jpg)
![病原生物学与免疫学课程细菌的生长繁殖及代谢教学课件_第3页](http://file4.renrendoc.com/view11/M03/04/15/wKhkGWVuC8-AdvKHAAIMlH4kSbI2033.jpg)
![病原生物学与免疫学课程细菌的生长繁殖及代谢教学课件_第4页](http://file4.renrendoc.com/view11/M03/04/15/wKhkGWVuC8-AdvKHAAIMlH4kSbI2034.jpg)
![病原生物学与免疫学课程细菌的生长繁殖及代谢教学课件_第5页](http://file4.renrendoc.com/view11/M03/04/15/wKhkGWVuC8-AdvKHAAIMlH4kSbI2035.jpg)
版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领
文档简介
细菌的生长繁殖及代谢授课人:XXX病原生物学与免疫学教学课件目录/CONTENTS01细菌的生长繁殖02细菌的人工培养03细菌的代谢产物及意义细菌是单细胞生物,具有独立的生命活动能力,能不断地从外界环境中摄取营养物质,合成自身组成成分并获得能量,同时排出多种代谢产物,来完成新陈代谢和生长繁殖的过程。这些活动受环境等因素影响较大,当条件适宜时,细菌生长繁殖迅速,代谢旺盛;当条件不适宜时,细菌生命活动受到抑制,甚至死亡。了解细菌生长繁殖条件、生命活动规律及代谢产物,有助于细菌的人工培养、分离鉴定及判断细菌的致病性,同时对细菌性疾病的诊断、治疗及预防也有重要的意义。第一节细菌的生长繁殖细菌的化学组成和物理性状细菌生长繁殖的条件细菌的繁殖方式与速度(一)细菌的化学组成细菌的化学组成和其他生物细胞相似,由水、无机盐、蛋白质、糖类、脂类、核酸等组成。一、细菌的化学组成和物理性状水是细菌的重要组成部分,占菌体重量的80%左右;固体成分占15%~20%,其中蛋白质占50%~80%,糖类占10%~30%,脂类占1%~7%,无机盐占3%~10%。另外,细菌还含有一些特有的化学成分,如磷壁酸、肽聚糖、二氨基庚二酸、D型氨基酸等。(一)细菌的化学组成细菌固体成分的50%~80%是蛋白质,蛋白质具有两性游离的性质,在溶液中可电离成带正电荷的氨基和带负电荷的羧基。当正电荷与负电荷相等时,为等电点。革兰氏阳性菌等电点为2~3,革兰氏阴性菌等电点为4~5,在中性或弱碱性环境中,细菌均带负电荷。细菌的带电现象与细菌的染色反应、凝集反应、抑菌和杀菌等都有密切关系。1.带电现象(二)细菌的物理性状细菌虽菌体微小,但单位体积的表面积远比其他生物要大,这有利于细菌与外界进行物质交换,因此细菌代谢旺盛、生长繁殖迅速。2.表面积(二)细菌的物理性状细菌细胞为半透明体,当光线照射在菌体上时,一部分光被吸收,一部分光被折射,故细菌悬液呈混浊状态。菌数越多,浊度越大。3.光学性质(二)细菌的物理性状细菌的细胞壁和细胞膜都具有半透性,可允许水分子和小分子物质通过,而对其他物质则有选择性通过作用。细菌的半透性有利于其吸收营养物质和排出代谢产物。4.半透性(二)细菌的物理性状细菌体内含有高浓度的营养物质和无机盐,所处环境相对低渗。但细菌有坚韧的细胞壁,能耐受菌体内的高渗透压,并能保护细菌在低渗透压环境中不致膨胀破裂。5.渗透压(二)细菌的物理性状(一)营养物质1.水水是维持细菌细胞结构和生存必不可少的成分,细菌所需营养物质必须先溶于水,营养的吸收、代谢等过程需有水才能进行。二、细菌生长繁殖的条件2.碳源各种含碳的无机或有机化合物都能被细菌吸收利用,是合成菌体所必需的原料,同时也是细菌代谢的主要能量来源。病原菌主要从糖类获得碳。(一)营养物质3.氮源氮用于合成菌体的蛋白质、酶、核酸等。多数病原菌主要以氨基酸、蛋白质等有机氮化物作为氮源。少数细菌(如固氮菌)能以空气中的游离氮或无机氮为氮源。(一)营养物质4.无机盐钾、钠、钙、镁、铁、硫、磷等是细菌生长代谢中所需的无机盐成分。这些无机盐的主要作用包括:①构成菌体成分。②作为酶的组成部分,维持酶的活性。③参与能量的储存和转运。④调节菌体内外的渗透压。⑤某些元素与细菌的生长繁殖和致病作用密切相关。(一)营养物质5.生长因子生长因子是某些细菌生长所必需而自身又不能合成的有机化合物,主要有维生素、某些氨基酸、嘌呤、嘧啶等。有些细菌需特殊的生长因子,如流感嗜血杆菌需要血液中的Ⅹ因子和Ⅴ因子,Ⅹ因子是高铁血红素,Ⅴ因子是辅酶Ⅰ或辅酶Ⅱ,两者在细菌的呼吸中有重要的作用。(一)营养物质大多数病原菌最适pH为7.2~7.6,此时细菌极易生存,生长繁殖速率快。个别细菌如霍乱弧菌最适pH为8.4~9.2,结核分枝杆菌最适pH为6.5~6.8。(二)酸碱度大多数病原菌的最适生长温度为人体体温,即37℃。也有些病原菌,如嗜冷菌在10~20℃生长最好,嗜热菌在50~60℃生长最好。(三)温度专性需氧菌有完善的呼吸酶系统,需要分子氧作为受氢体以完成需氧呼吸,必须在有氧环境中才能生长,如结核分枝杆菌、霍乱弧菌等。1.专性需氧菌(四)气体微需氧菌在低氧压(5%~6%)时生长最好,氧浓度>10%时对其生长可产生抑制作用,如空肠弯曲菌、幽门螺杆菌等。2.微需氧菌(四)气体兼性厌氧菌在有氧及无氧的条件下均能生长繁殖,但有氧时生长较好,大多数病原菌属于此类,如葡萄球菌、伤寒沙门菌等。3.兼性厌氧菌(四)气体专性厌氧菌必须在无氧环境中才能生长,如破伤风梭菌、脆弱类杆菌等。4.专性厌氧菌(四)气体(一)细菌个体的生长繁殖细菌以简单的二分裂方式无性繁殖,其突出的特点为繁殖速度极快。在适宜条件下,大多数细菌每20~30分钟分裂一次,个别细菌较慢,如结核分枝杆菌约18~20小时才分裂一次。三、细菌的繁殖方式与速度在适宜条件下,细菌生长繁殖速度很快,若按每20分钟分裂一次计算,一个细胞经10小时后繁殖数目可达10亿以上;24小时后,细菌繁殖的数量可庞大到4.7×108。但事实上,由于细菌繁殖过程中营养物质的逐渐耗竭,有害代谢产物的逐渐积累,细菌不可能始终保持高速度的无限繁殖。(二)细菌群体的生长繁殖经过一段时间后,细菌活跃增殖的速度逐渐减慢,死亡细菌数渐增,活菌数渐减。将一定数量的细菌接种于适当培养基后,连续定时取样,检查活菌数,可发现其生长过程的规律性。以培养时间为横坐标,培养物中活菌数的对数为纵坐标,可绘制出一条反映细菌增殖规律的曲线,称为生长曲线。(二)细菌群体的生长繁殖迟缓期是细菌进入新环境后的短暂适应阶段,一般为1~4小时。该期菌体增大,代谢活跃,大量合成和积累细菌分裂繁殖所需的酶、能量及中间代谢产物。此期细菌分裂缓慢,繁殖极少。1.迟缓期(二)细菌群体的生长繁殖细菌在对数期生长繁殖迅速,活菌数以固定的几何级数增长,生长曲线图上细菌数的对数呈直线上升,达到顶峰状态,一般持续8~10小时。此期细菌的生物学性状较典型,对外界环境因素的作用敏感。因此,研究细菌形态、大小、染色性、生化反应、药物敏感试验等以此期细菌最好。2.对数期(二)细菌群体的生长繁殖由于培养基中营养物质消耗,有害代谢产物积聚,该期细菌繁殖速度逐渐减慢,死亡数逐渐增加,此期细菌的增殖数和死亡数几乎相等。细菌形态、染色性和生理性状常发生改变。细菌外毒素、内毒素和抗生素等在此期产生,芽胞也在此期形成。3.稳定期(二)细菌群体的生长繁殖随着稳定期的发展,细菌繁殖越来越慢,活菌数与培养时间成反比关系。该期细菌形态显著改变,甚至菌体自溶,难以辨认形态,生理代谢活动趋于停滞。掌握细菌生长规律可以有目的地研究控制病原菌的生长,更为有效地利用对人类有益的细菌。4.衰亡期(二)细菌群体的生长繁殖第二节细菌的人工培养培养基细菌在培养基中的生长现象人工培养细菌的用途和意义细菌的人工培养是指用人工方法提供细菌必需的营养物质和适宜的生长环境来培养细菌。这对于细菌生物学性状的研究、生物制品的制备及传染性疾病的诊断和治疗等都具有重要的意义。概述.培养基(culturemedium)是人工配制的适合细菌生长繁殖的混合营养物制品。培养基种类繁多,一般根据所含成分、物理状态及用途不同等分成若干类型。一、培养基合成培养基的各种成分完全是已知的各种化学物质。这种培养基的化学成分清楚,组成成分精确,重复性强,但价格较高,而且微生物在此类培养基中生长较慢,如蔡氏培养基。1.合成培养基(一)按成分不同划分天然培养基由天然物质制成,如蒸熟的马铃薯和普通牛肉汤,前者用于培养霉菌,后者用于培养细菌。这类培养基的化学成分很不恒定,也难以确认,但配制方便,营养丰富,所以常被采用。2.天然培养基(一)按成分不同划分半合成培养基是在天然有机物的基础上适当加入已知成分的无机盐,或在合成培养基的基础上添加某些天然成分。如培养真菌用的马铃薯葡萄糖琼脂培养基。这类培养基能更有效地满足微生物对营养物质的需要。3.半合成培养基(一)按成分不同划分液体培养基中不加任何凝固剂,成分均匀,微生物能充分接触和利用养料。可用于增菌培养和鉴定细菌,工业上绝大多数发酵都采用液体培养基。1.液体培养基(二)按物理状态不同划分半固体培养基是在液体培养基中加入0.2%~0.5%的琼脂而使之呈半固体状态。可用于观察细菌的运动、鉴定菌种和保存菌种。2.半固体培养基(二)按物理状态不同划分固体培养基是在液体培养基中加入2%~5%的琼脂而使之呈固体状态。常用于微生物分离、鉴定、计数和菌种保存等。3.固体培养基(二)按物理状态不同划分基础培养基中只含有普通细菌生长繁殖所需要的基本营养成分。它是配制特殊培养基的基础,也可作为一般培养基使用,常用的有肉汤培养基和普通琼脂培养基。1.基础培养基(三)按用途不同划分营养培养基是在基础培养基中加入血液、血清、酵母浸膏等特殊营养物质,以供营养要求较高的细菌生长。如溶血性链球菌需在含血液或血清的培养基中才能很好地生长。2.营养培养基(三)按用途不同划分在培养基中加入某些化学物质,抑制某些细菌的生长,促进另一类细菌的生长繁殖,从而有选择地将目的菌分离出来,这类培养基称为选择培养基。如培养肠道致病菌的SS琼脂平板,其中枸橼酸钠和煌绿能抑制大肠埃希菌生长,胆盐能抑制革兰氏阳性菌生长,从而使致病沙门菌和志贺菌分离出来。3.选择培养基(三)按用途不同划分鉴别培养基是用于培养和区分不同细菌种类的培养基。根据各种细菌对糖和蛋白质的分解能力及其代谢产物的不同,在培养基中加入特定的作用底物和指示剂,观察细菌生长后对底物的分解情况,从而鉴别细菌。如常用的糖发酵管、三糖铁培养基等。4.鉴别培养基(三)按用途不同划分厌氧培养基是专供厌氧菌的分离、培养和鉴别使用的培养基。培养基内部为无氧环境,如疱肉培养基、硫乙醇酸盐培养基等,并在液体培养基表面加入凡士林或液体石蜡以隔绝空气。5.厌氧培养基(三)按用途不同划分(一)在液体培养基中的生长现象大多数细菌在液体培养基中生长繁殖呈均匀混浊状态,如葡萄球菌;少数链状细菌或厌氧菌则呈沉淀生长,如链球菌;专性需氧菌呈表面生长,常形成菌膜,如枯草芽胞杆菌。二、细菌在培养基中的生长现象(二)在半固体培养基中的生长现象半固体培养基琼脂含量少,黏度低,常用来检查细菌的动力。细菌在半固体培养基中有两种生长现象:有鞭毛的细菌能运动,可沿穿刺线向四周扩散呈放射状或云雾状生长,穿刺线模糊不清;无鞭毛的细菌不能运动,沿着穿刺线生长,穿刺线周围的培养基澄清透明。二、细菌在培养基中的生长现象(三)在固体培养基中的生长现象细菌在固体培养基上经过18~24小时分离培养后,由单个细菌分裂繁殖后形成肉眼可见的细菌集团,称为菌落(colony)。多个菌落融合成片,称为菌苔(lawn)。细菌种类不同,其菌落的大小、形状、颜色、边缘、气味、透明度、表面光滑度、湿润度,以及在血平板上是否溶血等情况均不相同,这些有助于鉴别细菌。二、细菌在培养基中的生长现象(一)在医学中的应用细菌培养在疾病的诊断、预防、治疗和科学研究等方面都具有重要的作用。1.细菌性疾病的诊断和治疗取患者标本,进行细菌分离培养、鉴定和药物敏感试验,是诊断细菌性疾病最可靠的依据,同时可指导临床治疗。三、人工培养细菌的用途和意义2.细菌学研究研究细菌的形态、生理、遗传变异、致病性、免疫性和耐药性等,均需人工培养细菌才能实现。(一)在医学中的应用3.生物制品的制备将分离出的纯种细菌制成诊断菌液,供传染病诊断使用;制备疫苗、类毒素供预防传染病使用;将制备的疫苗或类毒素注入动物体内,获取免疫血清或抗毒素,用于传染病治疗。上述制备的制剂统称生物制品,在医学上有广泛的用途。(一)在医学中的应用4.细菌学指标检测通过定量培养技术,对饮用水、食品等进行微生物学卫生指标的检测。(一)在医学中的应用细菌在培养过程中产生多种代谢产物,经过加工处理,可制成抗生素、维生素、氨基酸、有机溶剂、酒、酱油、味精等产品。细菌培养物还可用于处理废水和垃圾、制造菌肥和农药及生产酶制剂等。(二)在工农业生产中的应用因为细菌具有繁殖快、易培养的特点,故常用细菌作为基因受体细胞。如将带有外源性基因的重组DNA转化给受体菌,使其在菌体内获得表达,现在用此方法已成功制备出胰岛素和干扰素等生物制剂。(三)在基因工程中的应用第三节细菌的代谢产物及意义细菌的分解代谢产物及其意义细菌的合成代谢产物及其意义细菌的新陈代谢包括分解代谢和合成代谢。分解代谢是将复杂的营养物质分解为简单的化合物,为合成菌体成分提供原料,同时获得能量;合成代谢是将简单的化合物合成复杂的菌体成分或其他物质,同时消耗能量。细菌代谢过程中产生多种分解代谢产物和合成代谢产物,在医学上具有重要意义。概述.各种细菌所具有的酶不完全相同,对各种营养物质的分解能力及分解产物也不相同,可以此鉴别细菌。各代谢产物可通过生化实验的方法检测,通常称为细菌的生化反应。一、细菌的分解代谢产物及其意义不同细菌分解糖类的能力和分解产物不同,以此可鉴别细菌。例如,大肠埃希菌能发酵葡萄糖和乳糖;伤寒沙门菌可发酵葡萄糖,但不能发酵乳糖。1.糖发酵试验(一)糖的分解代谢产物及其意义产气杆菌能使丙酮酸脱羧生成中性的乙酰甲基甲醇,此物质在碱性溶液中被空气中的氧氧化成二乙酰,二乙酰与含胍基化合物反应生成红色化合物,为VP试验阳性。而大肠埃希菌不能生成乙酰甲基甲醇,VP试验阴性。2.VP试验(一)糖的分解代谢产物及其意义产气杆菌使丙酮酸脱羧后形成中性产物,培养液pH>5.4,甲基红指示剂呈橘黄色,为甲基红试验阴性;大肠埃希菌分解葡萄糖产生丙酮酸,培养液pH<5.4,甲基红指示剂呈红色,为甲基红试验阳性。3.甲基红试验(一)糖的分解代谢产物及其意义能利用枸橼酸盐作为唯一碳源的细菌(如产气杆菌),分解枸橼酸盐生成碳酸盐,并分解铵盐生成氨,使培养基变为碱性,培养基中的指示剂溴麝香草酚蓝(BTB)由淡绿色转为深蓝色,此为枸橼酸盐利用试验阳性。4.枸橼酸盐利用试验(一)糖的分解代谢产物及其意义1.吲哚试验含有色氨酸酶的细菌(如大肠埃希菌、变形杆菌等)可分解色氨酸生成吲哚(无色),若加入二甲基氨基苯甲醛,与吲哚结合,可形成玫瑰吲哚而呈红色,称吲哚试验阳性。(二)蛋白质的分解代谢产物及其意义2.硫化氢试验变形杆菌、乙型副伤寒杆菌等能分解含硫氨基酸(如胱氨酸、甲硫氨酸等),生成硫化氢,硫化氢遇铅或铁离子生成黑色的硫化铅或硫化亚铁沉淀物,此为硫化氢试验阳性。(二)蛋白质的分解代谢产物及其意义.细菌在合成代谢中,除可合成菌体自身成分外,还可合成一些与医学有关的产物,其中有的产物与细菌的致病性有关,有的可用于鉴别细菌,有的可用于防治疾病。二、细菌的合成代谢产物及其意义热原质(pyrogen)即菌体的脂多糖,大多由革兰氏阴性菌产生,注入人或动物体内能引起发热反应,故名热原质。热原质耐高热,高压蒸汽灭菌(121℃20分钟)不能使其破坏,加热(180℃4小时、250℃45分钟、650℃1分钟)才使热原质失去作用。热原质可通过一般细菌滤器,但没有挥发性,因此除去热原质最好的方法是蒸馏。药液、水等被细菌污染后,即使经高压灭菌或滤过除菌仍可有热原质存在,输注机体后可引起严重发热反应。生物制品或注射液制成后除去热原质比较困难,因此必须使用无热原质水制备。(一)热原质二、细菌的合成代谢产物及其意义细菌可产生内、外毒素及侵袭性酶,与细菌的致病性密切相关。内毒素是革兰氏阴性菌细胞壁的脂多糖,菌体死亡崩解后才能释放出来。外毒素是由革兰氏阳性菌及少数革兰氏阴性菌在生长代谢过程中释放至菌体外的蛋白质,其毒性强。某些细菌可产生具有侵袭性的酶,能损伤机体组织,促进细菌的侵袭、扩散,是细菌重要的致病因素。(二)毒素和侵袭性酶二、细菌的合成代谢产物及其意义某些细菌能合成维生素(vitamin),除供自身所需外,还能分泌到菌体外,人体可吸收利用。如人肠道中的大肠埃希菌能合成B族维生素和维生素K。(三)维生素二、细菌的合成代谢产物及其意义某些微生物代谢过程中可产生一种能抑制或杀死其他微生物或肿瘤细胞的物质,称抗生
温馨提示
- 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
- 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
- 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
- 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
- 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
- 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
最新文档
- 2024小产权房买卖双方关于交易进度跟踪合同
- 2024年度大数据应用与服务合同2篇
- 2024医用耗材标准化采购合同范本版
- 2024年影视制作公司视频拍摄外包合同2篇
- 2024年标准型推土机租赁合同书样本版
- 2024建安施工合同文本
- 2024成都市房屋买卖(适用于存量房屋)合同书
- 2024年度酒类电子商务平台建设与运营合同3篇
- 碳排放权交易咨询合同
- 电动车租赁跨境合同
- 浙江省金丽衢十二校2024-2025学年高三上学期第一次联考政治试题含答案
- 2024年版房地产项目融资协议3篇
- 头部内伤病中医护理方案
- 专题15 机械振动与机械波(讲义)(解析版)-2024年高考二轮复习
- 中国经济思想史试题
- 苏州大学《应用回归分析》2023-2024学年第一学期期末试卷
- 胰腺炎营养治疗课件
- 七年级语文上册任务三 记叙与动物的相处课件
- 2020年广东省深圳市第七届“鹏程杯”八年级邀请赛数学试卷
- 2024深圳离婚协议书模版
- 军棋教案课件教学课件
评论
0/150
提交评论