《医学微生物学》课件-细菌的代谢与繁殖

细菌的生长繁殖与代谢复习引入比较革兰阳性菌、革兰阴性菌细胞壁的不同点。说出细菌特殊结构的功能。3.你见过细菌的生长吗？你认为细菌生长需要哪些条件？教学内容和目标3.理解细菌在培养基中的生长现象。2.理解细菌的代谢产物及意义。1.掌握细菌生长繁殖的条件，生长繁殖的规律。一、细菌的化学组成

水（80%）、无机盐、蛋白质、糖类、脂质和核酸等

第一节细菌的理化性状二、细菌的物理性状光学性质：半透明颗粒（透射、折射）

表面积大：较一般生物体大一万倍

带电现象：G+pI为2～3、G-pI为4～5

内部渗透压高：G+20～25个大气压

G-5～6个大气压第二节

细菌的营养与生长繁殖一.细菌生长繁殖的条件营养物质、能量和适宜的环境是细菌生长繁殖的条件。1.营养物质：水分、炭源、氮源、无机盐、生长因子等。2.酸碱度/氢离子浓度（PH）：多数细菌生长的pH范围是6.0～8.0多，数病原菌最适pH为7.2～7.6。3.温度：病原菌最适温度为人体的体温37℃。4.气体：氧气、二氧化碳。大多数病原菌属于兼性厌氧菌。营养物质水碳源氮源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的营养物质(1)专性需氧菌:具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,必须在有氧环境下才能生长,如结核分枝杆菌、霍乱弧菌。(4)微需氣菌:在低氧压(5%~6%)生长最好,若氧浓度大于10%,则对其有抑制作用,如空肠弯曲菌、幽门螺杆菌。(3)兼性厌氧菌:兼有需氧呼吸和无氧发酵两种功能,不论在有氧或无氧环境中都能生长,但以有氧时生长较好。大多数病原菌属此类,如葡萄球菌、伤寒沙门菌。(2)专性厌氣菌:缺乏完善的呼吸酶系统,利用氧以外的其他物质作为受氢体,只能在无氧环境中进行发酵,如破伤风杆菌。有游离存在时,不但不能利用分子氧,反而还会受其毒害,甚至死亡。气体二、细菌生长繁殖的规律(一)细菌个体的生长繁殖•细菌以无性二分裂方式繁殖•细菌代时一般为20-30分钟但结核杆菌18～20小时才分裂一次细菌分裂过程：①菌体伸长，核质体分裂②形成横隔壁③子细胞分离细菌群体的生长繁殖—

生长曲线迟缓期(lagphase)：分裂迟缓，最初培养的1-4小时

。

对数期(logarithmicphase)：又称指数期。细菌生长迅速，活菌数以几何级数。增长。此期适合研究细菌的生物学形状：形态、染色、药敏试验等。培养后8~18小时。稳定期(stationaryphase)：细菌增殖数和死亡数渐趋平衡。芽孢、外毒素、抗生素等产生。

衰亡期(declinephase)：该期细菌形态显著改变,菌体变形、肿胀,出现衰退型或菌体自溶,难以辨认。因此,陈旧培养的细菌难以鉴定。(二)细菌群体的生长繁殖体外人工培养，群体生长繁殖可分为四期细菌的生长曲线细菌数目的对数培养时间（小时）510152025306.06.57.07.58.08.59.0活菌数总菌数迟缓期对数生长期稳定期衰退期

第三节细菌的人工培养一、细菌的培养方法分离培养：划线接种在固体培养基的表面，因划线的分散作用，使许多原混杂的细菌在固体培养基表面上散开。纯培养：挑取一个菌落，移种到另一培养基中，可生长出来的大量的纯种细菌。发酵培养：在适宜的条件下，发酵罐中大量培养微生物（细菌、真菌等）细胞和生产代谢产物的工艺过程。根据不同标本及培养目的，可选用不同的接种和培养方法纯培养(pureculture)液体培养基斜面培养基菌落(colony)分离培养纯培养菌种筛选摇瓶试验发酵罐中试验发酵培养——由实验室研究到产业化的过程发酵生产摇瓶实验是多种用途的理想设置，并允许在较小的体积内测试不同的条件。二、培养基培养基（culturemedium):是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制品。培养基的分类：•按其营养组成和用途分类：基础培养基、增菌/营养培养基、选择培养基、鉴别培养基、厌氧培养基。•按其物理性状分类：固体培养基、液体培养基、半固体培养基。牛肉膏蛋白胨培养基血琼脂培养基三、细菌在培养基中的生长现象

液体培养基中生长现象混浊生长：大多数细菌，如葡萄球菌沉淀生长：链状生长的细菌菌膜生长：专性需氧菌如结核杆菌、枯草杆菌。

问：使用注射液前，如果发现注射液浑浊，能使用吗？为什么？菌膜均匀浑浊清澈透明（对照）沉淀固体培养基中生长情况

分离培养：将标本或培养物划线接种在固体培养基的表面，因划线的分散作用，使许多原混杂的细菌在固体培养基表面上散开。

菌落（colony）：

单个细菌分裂繁殖成一堆肉眼可见的细菌集团。菌苔（Lawn）：

多个菌落融合成片。

固体培养基上的菌落（colony）分为三型①光滑型菌落（S型菌落）：菌落表面光滑、湿润、边缘整齐，新分离的细菌大多呈光滑型菌落。②粗糙型菌落（R型菌落）：菌落表面粗糙、干燥、呈皱纹或颗粒状，边缘大多不整齐。R型菌落多为S型细菌变异失去菌体表面多糖或蛋白质形成。R型细菌抗原不完整，毒力和抗吞噬能力都比S型细菌弱。但也有少数细菌新分离的毒力株就是R型，如炭疽孢杆菌、结核分枝菌等。③粘液型菌落（M型菌落）：菌落粘稠、有光泽、似水珠样。多见于厚荚膜或丰富粘液层的细菌、结核杆菌等。粗糙型菌落光滑型菌落粘液型菌落半固体培养基中生长情况

有鞭毛细菌：羽毛状或云雾状浑浊生长。无鞭毛细菌：

沿穿刺线呈线性生长，周围透明。动力实验（1和3有动力）动力实验（2有动力）四.人工培养细菌的意义•在医学中的应用：1.细菌的鉴定与研究2.疾病的诊断和治疗3.生物制品的制备：疫苗、类毒素4.细菌毒力分析和细菌学指标的检测•其它方面的应用：工农业生产、基因工程中的应用

第四节细菌的新陈代谢

分解代谢：将复杂的营养物质或胞内物降解为简单的化合物,为合成菌体成分提供原料,同时释放能量以供细菌代谢之用。营养物质分解和转化为能量的过程细菌新陈代谢包括分解代谢与合成代谢合成代谢：是将简单的小分子合成为复杂的大分子,组成菌体成分和酶,保证细菌的生长繁殖,同时消耗能量。一、分解代谢产物和生化反应细菌对糖、蛋白质的分解能力的不同，因而代谢产物各异，利用生物化学方法鉴别不同细菌称为细菌的生化反应。糖发酵试验大肠埃希菌分解葡萄糖和乳糖，产乳甲酸并通过甲酸解氢酶产二氧化碳和氢气；伤寒沙门菌不分解乳糖,只能分解葡萄糖产酸不产气。吲哚试验大肠杆菌有色氨酸酶，分解色氨酸产生吲哚，与对二甲基氨基苯作用产生玫瑰吲哚呈红色。方法:

将待检菌接种于蛋白胨水培养基中，于35℃培养24-48h，沿试管壁慢慢加入吲哚试剂。结果:于两者液面接触处出现红色为阳性，无色为阴性。甲基红试验原理:细菌分解培养基中的葡萄糖→丙酮酸→大量混合酸→培养基pH<4.4→加入甲基红试剂→培养基变红若细菌产酸量少或酸进一步分解为其他物质(如醇醛、酮、气体等)→培养基pH>5.4→加入甲基红试剂→培养基变黄主要用于鉴别大肠埃希菌与产气肠杆菌，前者为阳性，后者为阴性。方法:

将待检菌接种于葡萄糖蛋白胨水培养基中，培养2-4d，于培养基中加入甲基红试剂，立即观察结果。V-P试验应用:本试验常与甲基红试验一起使用，因为前者阳性的细菌，后者通常为阴性。原理:枸橼酸盐利用试验

产气杆菌以枸橼酸盐为碳源、以铵盐为氮源→分解铵盐产氨（碱性）→指示剂淡绿变深蓝为阳性尿素酶试验

变形杆菌有尿素酶，可分解尿素产生氨→培养基变碱→酚红指示剂显红色硫化氢试验

变形杆菌、沙门菌分解含硫氨基酸产生硫化氢→遇铅或铁离子生成黑色的硫化物方法:将待检菌穿刺接种于醋酸铅培养基，于35℃培养24~48h观察结果。应用:主要用于肠杆菌科中属及种的鉴别。IMViC试验I

：吲哚试验M：甲基红试验Vi：VP试验C：枸橼酸盐利用实验常用于鉴定肠道杆菌如大肠埃希菌++--产气杆菌--++

二.合成代谢产物热原质•或称致热原，是细菌合成的一种注入人体或动物体内能引起发热反应的物质。•大多是革兰阴性菌产生，热原质即为细胞壁的脂多糖。•热原质耐高温，高压蒸汽灭菌不能破坏（121℃，10-30min），

高温干烤才能破坏(250℃,30min或180℃，4h)。1.与致病性相关的代谢产物

二、合成代谢产物毒素内毒素：G－菌的脂多糖，菌体死亡崩解后释放。外毒素：外毒素(exotoxin)是多数革兰阳性菌和少数革兰阴性菌在生长繁殖过程中释放到菌体外的蛋白质。

外毒素毒性强于内毒素侵袭性酶

损伤机体组织，促进细菌侵袭和扩散，如卵磷脂酶（产气荚膜梭菌）、透明质酸酶（链球菌）。1.与致病性相关的代谢产物抗生素（抗菌素）：某些微生物代谢过程中产生的一类能抑制或杀死某些其他微生物或肿瘤细胞的物质。大多数由放线菌和真菌产生，细菌产生的少如多粘菌素、杆菌肽。维生素：某些肠道菌合成，如B族维生素、VK。

二、合成代谢产物1.与治疗相关的代谢产物色素：细菌素：某些细菌产生的对近缘菌株有抗菌作用的蛋白质，抗菌范围窄，如大肠菌素。无治疗意义，有助于细菌分型和流行病学调查。

二、合成代谢产物1.与鉴别细菌相关的代谢产物•有两类：水溶性和脂溶性色素。•水溶性色素：能弥散到培养基或周围组织，如铜绿假单胞菌产生的绿色色素。•脂溶性色素，不溶于水，只存在与菌体，使菌落显色，培养基颜色不变。如金黄色葡萄球菌产生的金黄色色素。小结1.细菌生长繁殖的条件，生长繁殖的规律。2.细菌的代谢产物及意义。3.细菌在培养基中的生