《医学免疫学与医学微生物学》课件第十章-细菌的生理

细菌虽小，但也有完整的细胞结构，具有独特的生命活动，主要包括对营养物质的摄取、进行新陈代谢及生长繁殖。而且有表面积大、摄取营养快、代谢旺盛、生长繁殖快.当环境条件不利于细菌生长时，细菌生命活动受到抑制甚至死亡。了解细菌生长繁殖条件、生命活动规律以及代谢产物，有助于细菌的人工培养、分离鉴定及判断病原菌的致病性，同时对细菌性疾病的诊断、治疗及预防都有着重要的意义。第十章细菌的生理第一节细菌生长繁殖细菌的理化性状

水80%左右蛋白质、糖类、脂质核酸、无机盐1、细菌的化学组成肽聚糖、胞壁酸、磷壁酸、脂多糖等固体成分15-20%细菌的生长繁殖细菌生长繁殖条件营养物质：合适的酸碱度：适宜的温度：必要的气体：细菌生长繁殖规律1、营养物质：水、碳源、氮源、无机盐2、pH值：大多病原菌的最适pH值为：7.2-7.6

3、温度：病原菌的最适温度为37ºC

4、气体：专性需氧菌、微需氧菌兼性厌氧菌、专性厌氧菌(一)细菌生长繁殖的条件：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成能量储存及转运调节渗透压细菌的营养物质细菌生命过程的一切生化反应都必须在水中进行(二)细菌生长繁殖的方式和速度1、繁殖方式——二分裂方式无性繁殖

2、在适宜的人工培养条件下，多数细菌繁殖速度极快，每20-30分钟分裂一次（一代，代时为20---30分钟）。大肠艾希氏菌代时为20分钟，以此繁殖速度计算，在最佳条件下，1个细菌10小时后可繁殖10亿多，24小时后繁殖的数量可庞大到难以计数和程度！（三）细菌的繁殖规律

迟缓期：菌体增大，代谢活跃，为细菌大量繁殖作好物质准备。对数期：细菌繁殖迅速，菌数呈几何级数增长，细菌的生物学性状典型。稳定期：随有害代谢产物的增多，细菌繁殖速度减慢，死亡数增多，细菌的生物学性状发生某些改变，并产生一些代谢产物如抗生素、内、外毒素和芽孢等。衰亡期：死亡菌数增多，超过活菌数，细菌形态显著改变（变长、肿胀、畸形，甚至菌体自溶），生理活动趋于停止。细菌生长繁殖曲线：510152025小时细菌数的对数迟缓期(lagphase)衰亡期(diclinephase)稳定期(stationaryphase)对数期(logarithmicphase)细菌生长曲线(growthcurve)第二节细菌的人工培养一、培养基二、细菌在培养基中的生长现象三、人工培养细菌的意义一、培养基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质。（一）按照培养基的成分 合成培养基按成分 天然培养基 半合成培养基

基础培养基营养培养基

培养基

鉴别培养基选择培养基厌氧培养基（二）根据营养组成和用途不同分为：(1)基础培养基(basicmedium)——含多数细菌生长繁殖所需的基本营养成分，也是配制特殊培养基的基础。肉汤培养基(2)营养培养基(enrichmentmedium)：加入适合某些细菌生长的营养物质。+基础培养基+其他细菌生长所需生长因子或微量元素

(3)选择培养基(selectivemedium)——在培养基中加入某些化学物质，使之抑制某些细菌生长，而有利于另一些细菌的生长。

(4)鉴别培养基(differentialmedium)——用于培养和区分不同细菌种类的培养基，培养基中加入了一些特定的作用底物和指示剂。

(5)厌氧培养基——专供厌氧菌的分离、培养和鉴别。将培养基放入无氧环境中培养、在培养基中加入还原剂。常用：庖肉培养基基础液体培养基石蜡普通肉渣+庖肉培养基

（三）根据培养基的物理状态可分：液体培养基+1.5-2.5%琼脂固体培养基:细菌的分离培养0.3-0.5%琼脂半固体培养基：用于大量繁殖细菌+动力检查二、细菌在培养基中的生长情况细菌在液体培养基中的生长情况细菌在半固体培养基中的生长情况细菌在固体培养基中的生长情况细菌在液体培养基中的生长情况菌膜菌沉淀均匀浑浊对照细菌在半固体培养基中的生长情况有动力有动力无动力无动力有动力菌落----细菌于固体培养基上经18—24小时分离培养后，由单个细菌分裂繁殖后，形成单独的肉眼可见的细菌集落群体，称为菌落。菌苔----多个菌落融合成片，形成菌苔。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。根据菌落的特征可以初步鉴别细菌。细菌在固体培养基中的生长情况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三、人工培养细菌的意义用人工的方法，提供细菌生长繁殖所需要的各种条件，可进行细菌的人工培养，进行细菌的鉴定和进一步的利用。

传染性疾病的病原学诊断 细菌的鉴定与研究在医学中的意义

生物制品的制备 细菌毒力分析与细菌学指标的检测

工农业生产中的意义：

1、细菌的代谢产物可制成抗生素、维生素、有机溶剂、酒、酱油、味精等2、细菌培养物用于处理废水、垃圾、制造菌肥、农药和生产酶制剂等在基因工程中的意义：

因为细菌具有繁殖快、易培养的特点，所以大多数基因工程的实验和生产，首先在细菌中进行。第三节细菌代谢产物及意义细菌的新陈代谢分解代谢：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的同时还可获得能量以供代谢所需的过程。合成代谢：将简单的化合物合成复杂的菌体成分或其它物质，同时消耗能量，保证细菌的生长繁殖的过程。一、合成代谢产物及其在医学上的意义（1）、热原质---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30分钟；用吸附剂和特殊石棉滤板吸附液体中的热原质；热原质没有挥发性，所以最好的方法是蒸馏法除之。（2）毒素与侵袭性酶

毒素：包括内毒素和外毒素，是细菌重要的致病物质。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。脂质双层脂蛋白脂质双层脂多糖(lipopolysaccharideLPS):由脂质A, 核心多糖和特异性多糖组成脂质A:内毒素生物活性主要组分,无种属特异性核心多糖:有属特异性特异性多糖:G-菌的菌体抗原(O抗原)

有种特异性侵袭性酶：有些细菌可产生具有侵袭性的酶，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。（3）、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、脂溶性色素金黄色红色柠檬色白色水溶性色素绿色---铜绿假单胞菌（4）抗生素：某些微生物在代谢过程中产生一些能抑制或杀死某些其他微生物或肿瘤细胞的物质，称抗生素。（5）细菌素：某些菌株产生的一类具有抗菌作用的蛋白质，其作用范围比抗生素狭窄，仅对与产生菌有亲缘关系的细菌有杀伤作用。可用于细菌分型和流行病学调查。（6）维生素：细菌在代谢过程中能产生一些维生素，除供自身所用外，还能分泌到周围环境。人体可以吸收利用。二、细菌的分解代谢产物及其意义细菌在分解和合成代谢中能产生多种代谢产物，在细菌的鉴定、生化反应及医学上具有重要意义。各种细菌所具有的酶系统不同，因此对营养物质的分解能力和代谢途径不一致，其代谢产物亦不同。根据此特点，利用生物化学方法来鉴别不同细菌称为细菌的生化试验。（一）糖的分解代谢产物糖发酵实验VP实验 （V）甲基红实验（M）枸橼酸盐实验（C）检测糖代谢产物的试验细菌的新陈代谢产物分解产物糖的分解产物糖丙酮酸酸类甲酸乙酸乳酸丁酸琥珀酸酮类丙酮醇类乙醇甘油正丙醇异丙醇丁烯二醇乙酰甲基甲醇气体H2CO21、糖分解代谢产物及其意义（1）糖酵解试验：++—气泡不发酵产酸不产气产酸又产气（2）VP试验：葡萄糖丙酮酸乙酰甲基甲醇双乙酰红色（+）OH-+含胍基化合物（—）（+）脱羧氧化（3）甲基红(methylred)试验：葡萄糖丙酮酸乙酰甲基甲醇（红色）（pH值＜5.4）（—）（+）（4）枸橼酸盐利用(citrateutilization)试验：（+）（—）枸橼酸盐（碳源）碳酸盐铵盐（氮源）氨培养基变为碱性兰色（+）（二）蛋白质的分解代谢产物及其意义吲哚实验硫化氢实验检测蛋白质代谢产物的试验（2）蛋白质的分解产物蛋白质蛋白眎蛋白胨短肽或氨基酸脱羧基转氨基脱氨基其他无机物质：水、NH3、CO2、H2、H2S、H2SO4、磷酸等含氮有机物质：甲胺、尸胺、酪胺、腐胺、组胺、色胺等有机酸类：饱和酸、不饱和酸、酮酸、羧酸其他：甲烷、酚、甲酚、尿素、硫醇、粪臭素等（1）吲哚(indol)试验：（—）（+）色氨酸吲哚（靛基质）玫瑰吲哚（红色）+二甲基氨基苯甲醛2、蛋白质的分解代谢产物及其意义分解（2）硫化氢试验：（—）（+）含硫氨基酸硫化氢硫化铁或硫化铅（黑色，+）+铁离子或铅离子分解

IMViC：常用于肠道杆菌的鉴定

吲哚(indol)、甲基红(methylred)

、VP及枸橼酸盐利用(citrateutilization)试验的合称。第四节细菌的分类与命名原则一、细菌的分类原则分类传统分类法（又称人工分类）DNA碱基分类法数值分类法

33界Kingdom门

Phylum——

纲

Class——

目

Order——

科Family——

属

Genus

种

Species

亚种…….传统分类法（又称人为分类）门——菌门

纲

——裂殖菌纲

目

——真细菌目

科——肠杆菌科

属

——埃希菌属

种

——

亚种——以大肠杆菌为例，它在分类学上的地位是：界Kingdom门

Phylum——

纲

Class——

目

Order——

科——细球菌科

属

——葡萄球菌属

种

——

亚种——以葡萄球菌为例，它在分类学上的地位是：基本单位

种:生物学性状基本相同的细菌群体构 成一个菌种。

属:性状相似的若干菌种组成菌属。

株:不同来源的同一菌种。二、细菌的命名法：细菌的命名采用拉丁双名法，每个菌名由两个拉丁字组成，前一字为属名，名词，大写；后一字为种名，形容词，小写。中文名则相反，种名在前，属名在