《细菌学》教学课件：03 细菌生理

1、细菌生理学(Bacterial Physiology),“成长的烦恼” “被人利用”,主题词：,细菌的营养类型 细菌的生长繁殖 主要生化反应、代谢产物意义 细菌的人工培养特点及意义,重点掌握内容,一、细菌的化学组成,包括碳、氢、氧、氮、磷、硫等元素和钾、钠、铁、镁、钙、氯等无机离子 与其他生物细胞相似的化学成分：水、无机盐、蛋白质、糖类、脂类、核酸等 原核生物特有的化学成分：肽聚糖、磷壁酸、D型氨基酸、二氨基庚二酸、吡啶二羧酸等,菌体半透明 表面积大 带电现象 半透性 内部渗透压高,二、细菌的物理性状,三、细菌的营养物质,水： 营养物质必须先溶于水，营养的吸收与 代谢均需有水才能进行。 氮源：

2、来源于氨基酸、蛋白质等，合成菌体 成分。 碳源： 来源于糖类，提供能量。 无机盐： 钾、钠、钙、镁、磷、硫等。 生长因子：生长必需但自身不能合成的物质， 如维生素、氨基酸等。,血液中X（血红素类）和V（NAD和NADP)因子是流感嗜血杆菌的生长因子！,四、,特异性转运,五、细菌的营养类型*,利用的能源和碳源的不同，细菌可分为：,能源：光能和化能； 碳源：自养和异养,六、细菌的生长繁殖,个体繁殖： 二分裂方式（binary fission） 代时(generation time)：多数为2030 min，结核分枝杆菌需1820 h分裂一次,影响细菌的生长繁殖环境因素,营养： 温度： 多数病原菌最

3、适37 pH： 多数病原菌最适pH为7.27.6 气体环境: 氧气、二氧化碳 渗透压,专性需氧菌(obligate aerobe) 结核分枝杆菌、霍乱弧菌、铜绿假单胞菌 微需氧菌（microaerophilic bacterium ） 低氧浓度56%生长好，空肠弯曲菌、幽门螺杆菌 兼性厌氧菌(facultative anaerobe) 有氧生长更好，厌氧亦生长；大多数病原菌 专性厌氧菌(obligate anaerobe) 破伤风梭菌、脆弱类杆菌、肉毒梭菌 缺乏氧化还原电势高的呼吸酶：细胞色素、细胞色素氧化酶 缺乏分解有毒氧基团的酶：SOD、触酶、过氧化物酶,2O2- + 2H+ SOD H2

4、O2+O2 2H2O2 触酶 2H2O +O2 H2O2+AH2 过氧化物酶 2H2O+A,细菌的生长繁殖,细菌个体的生长繁殖 二分裂繁殖；繁殖速度一般2030分钟一代 细菌群体的生长繁殖,生长曲线,细菌群体的生长曲线*：,1迟缓期 lag phase 2对数期 logarithmic phase 3稳定期 stationary phase 4衰亡期 decline phase,细菌的生长曲线growth curve,对数期： 形态学研究、药敏试验 稳定期： 提取抗生素、外毒素等、芽胞形成,七、细菌的新陈代谢,（一）能量代谢 有氧呼吸 发酵 （二）物质代谢 分解代谢 合成代谢,细菌的分解代谢产

5、物与生化反应*,通过生化试验的方法检测细菌对各种基质的代谢作用及其代谢产物，从而鉴别细菌的反应统称为细菌的生化反应。,大肠埃希菌分解乳糖，产酸产气； 伤寒沙门菌不分解乳糖,发酵葡萄糖产酸不产气。,（色氨酸酶） 色氨酸吲哚玫瑰吲哚 吲哚试剂,大肠埃希菌、变形杆菌、霍乱弧菌等含色氨酸酶，分解色氨酸产生吲哚，与指示剂作用显玫瑰红色(+)。,吲哚（indole）试验,甲基红（methyl red）实验 葡萄糖丙酮酸乙酰甲基甲醇 甲基红 - 葡萄糖丙酮酸 甲基红 +,大肠埃希菌（） 产气肠杆菌（）,甲基红：pH5.4黄(-) pH5.4红(+),丙酮酸脱羧酶,VP（Voges-Proskauer）试验,

6、葡萄糖丙酮酸乙酰甲基甲醇 二乙酰+胍基化合物 红色化合物 葡萄糖丙酮酸,大肠埃希菌（） 产气肠杆菌（）,丙酮酸脱羧酶,VP +,枸橼酸盐利用试验（citrate utilization）,产气肠杆菌利用枸橼酸盐生长 大肠埃希菌不能利用 ,溴百里酚兰：pH6.07.6 淡绿 深蓝 ,IMViC试验（用于肠道杆菌的鉴定） I-吲哚（indol）试验 M-甲基红（methyl red）试验 V-VP（Voges-Proskauer）试验 C-枸橼酸盐利用试验（citrate utilization）,I M Vi C 大肠埃希菌 + + - - 产气杆菌 - - + +,酚红：pH8.210 无色

7、阴性 红色 阳性,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 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,E.coli 25922,生化试剂条对常见细菌的鉴定,S.typhi,E.coli,*,合成代谢产物,热原质 细菌合成的一种注入人体内引起发热反应的物质。大多数是G菌的脂多糖。 热原质耐高温，高压蒸汽灭菌不能破坏（121，20 min），250 高温干烤才能破坏。,内毒素 G菌的脂多糖 外毒素 G菌和少数G菌产生的蛋白质 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）。,毒

8、素和侵袭性酶,抗生素：多粘菌素、杆菌肽。 细菌素：只能杀伤有亲缘关系的细菌，如大肠菌 素。无治疗意义，有助于细菌分型。 维生素：某些肠道菌合成，如B族维生素、VK。,色素：金黄色葡萄球菌金黄色色素（脂溶性） 铜绿假单胞菌-绿色色素（水溶性） 可用于细菌鉴别,八 、细菌的人工培养*,培养基（culture medium） 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：基础培养基（basic medium） 增菌培养基（enrichment medium） 选择培养基（selective medium） 鉴别培养基（differential medium） 厌氧培养基

9、（anaerobic medium） 液体培养基 固体培养基 半固体培养基,细菌在培养基中的生长现象,液体培养基中生长现象 混浊：大多数细菌 沉淀：链状生长的细菌 菌膜：专性需氧菌，如结核杆菌、枯草杆菌,细菌在培养基中的生长情况,液体培养基：,表面生长 混浊均匀生长 沉淀生长,表面生长,沉淀生长,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。,固体培养基中生长情况,固体培养基：平板、斜面，（菌落，菌苔）,巧克力色培养基， 5CO2培养基中加万古霉素,多粘菌素可

10、抑制杂菌长，提高阳性率,奈瑟球菌分离培养：,S.typhi,E.coli,半固体培养基中生长情况 有鞭毛细菌： 扩散生长，周围浑浊 无鞭毛细菌： 沿穿刺线生长， 周围透明,无动力 有动力,液体培养基：增菌、代谢产物 固体培养基：分离纯化，增菌，保种 半固体培养基：动力检测,人工培养细菌的用途,在医学中的应用 1.感染性疾病的病原学诊断 2.细菌学的研究 3.生物制品的制备 在工农业生产中的应用 在基因工程中的应用,九、细菌的分类,细菌的分类层次 界、门、纲、目、科、属、种 种(species)是细菌分类的基本单位。生物学性状基本相同的细菌群体构成一个菌种； 性状相近关系密切的若干菌种组成一个菌

11、属（genus）,属（genus） 由密切相关的种组成，如金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌属于葡萄球菌属。 种（species） 细菌的基本分类单位。 型（type） 同一种细菌基本性状相同，而某些方面的特征稍有不同，便可分为不同的型别。 株（strain） 对不同来源的同一菌种的细菌称为该菌的不同菌株。,同一菌种的各个细菌，虽性状基本相同，但在某些方面仍有一定差异，差异较明显的称亚种(subspecies, subsp.)，差异小的则为型(type)。,血清型(serotype) 噬菌体型(phage-type) 细菌素型(bacteriocin-type) 生物型(biotype),菌株(strain),对不同来源的同一菌种的细菌称为该菌的不同菌株(strain)。 标准株(standard strain)或模式菌株(type strain）：具有某种细菌典型特征的菌株,十、细菌的命名,拉丁双名法 (斜体形式) Escherichia coli （E. coli） 属名 种名 名词，首字母大写 形容词，小写 中文： 大肠埃希菌 种名 属名,思考题（I）,细菌的营养类型。 细菌生长曲线。 细菌根据对氧的需