医学微生物学：第2章细菌的生理

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1、1第2章 细菌的生理Bacterial Physiology 细菌的生理活动包括摄取和合成营养物质，进细菌的生理活动包括摄取和合成营养物质，进行新陈代谢及生长繁殖。行新陈代谢及生长繁殖。第一节第一节 细菌的理化性状细菌的理化性状第二节第二节 细菌的营养与生长繁殖细菌的营养与生长繁殖第三节第三节 细菌的新陈代谢细菌的新陈代谢第四节第四节 细菌的人工培养细菌的人工培养第五节第五节 抑制或杀死微生物的理化因素抑制或杀死微生物的理化因素第六节第六节 细菌的分类细菌的分类第2章 细菌的生理Bacterial Physiology 3第一节 细菌的理化性状细菌的化学组成l成分水、无机盐、蛋白质、糖类、脂质

2、、核酸l元素有机：碳、氢、氧、氮、磷、硫无机：钾、钠、铁、镁、钙、氯l特有化学组成肽聚糖、胞壁酸、磷壁酸、D型氨基酸、二氨基庚二酸、吡啶二羧酸等（真核细胞中尚未发现）4细菌的物理性状光学性质表面积带电现象l蛋白质，带负电荷l与染色、凝集、抑杀菌有关系 半透性 渗透压l营养物质、无机盐l G+菌2025个大气压，G-菌56个5第二节 细菌的营养细菌的营养类型l自养菌 autotrophl异养菌 heterotroph：腐生菌、寄生菌所有的病原菌都为异养菌，多数是寄生菌最初最初能源能源有机物有机物日光日光还原态无机物还原态无机物化能化能光能光能化能化能通用能源通用能源ATPATP6细菌生长所需的营

3、养物质 7细菌摄取营养物质的机制被动扩散l简单扩散：不需要细菌任何组分帮助l易化扩散：特异性蛋白帮助主动转运系统 （吸收营养物质主要方式）l依赖于周浆间隙结合蛋白的转运系统 l化学渗透驱使转运系统 l基团转移89第三节 细菌的生长与繁殖细菌生长繁殖的条件l营养物质l酸碱度：pH7.27.6（易在宿主体内生存）l温度：最适37l渗透压l气体 (CO2、 O2)10按细菌对氧的需要分类专性需氧菌 l有完善的呼吸酶系统微需氧菌l低氧压时生长最好，高时抑制兼性厌氧菌l大多数病原菌 专性厌氧菌 l缺乏完善的呼吸酶系统11生长与繁殖细菌个体细菌个体 无性繁殖二分裂方式 代时（generation time

4、）l细菌分裂数量倍增所需时间。多数20-30min分裂过程1213细菌生长方式与速度 二分裂法二分裂法生长方式：链球菌八叠球菌葡萄球菌141个细菌以20分钟繁殖一代计算1小时后：8个2小时后：64个3小时后：512个4小时后：4096个7小时后：200万个10小时后：10亿个15生长与繁殖细菌群体细菌群体16对数期对数期迟缓期迟缓期0515202530105.56.08.58.07.57.06.59.0衰退期衰退期总菌数活菌数细菌数的对数小时小时稳定期稳定期培养时间（小时）17生长曲线迟缓期：适应新环境时期对数期：分裂繁殖最快的时期，此期细菌的形态、染色性及生理活动都比较典型，研究细菌的性状时

5、应选用该期的细菌稳定期：细菌的繁殖数与死亡数相等，活菌数保持稳定。此期代谢产物堆积衰退期：活菌数急剧减少，死菌数超过活菌数18第四节 细菌的新陈代谢分解代谢l底物分解，转化为能量合成代谢l产生能量用于细胞组分的合成复杂分子（有机物）（有机物）19细菌的能量代谢发酵l有机物为受氢体呼吸l无机物为受氢体l需氧呼吸l厌氧呼吸合成合成能量能量废弃物废弃物营养物质营养物质能能 源源分解分解20分解代谢产物和细菌的生化反应糖发酵试验 VP 试验甲基红试验枸橼酸盐利用试验吲哚试验硫化氢试验尿素酶试验n 21大肠埃希菌产气肠杆菌糖发酵试验糖发酵试验不同的细菌分解糖的能力和代谢产不同的细菌分解糖的能力和代谢产物

6、不同，可以鉴别细菌。物不同，可以鉴别细菌。VP试试验验大肠杆菌大肠杆菌产气杆菌产气杆菌分解葡萄糖产酸产气分解葡萄糖产酸产气丙酮酸丙酮酸乙酰甲基甲醇乙酰甲基甲醇甲酸、乙酸甲酸、乙酸二乙酰二乙酰碱性环境氧化碱性环境氧化胍基胍基红色化合物（红色化合物（VP试验阳性）试验阳性）产气杆菌产气杆菌大肠杆菌大肠杆菌阴性阴性阳性阳性大肠杆菌：大肠杆菌：产气杆菌：产气杆菌：甲基红试验甲基红试验大肠杆菌：大肠杆菌：产气杆菌：产气杆菌：产气杆菌使丙酮酸脱羧，形成中间产产气杆菌使丙酮酸脱羧，形成中间产物，培养液物，培养液pH5.4，指示剂呈黄色指示剂呈黄色（阴性）；大肠杆菌分解葡萄糖产生（阴性）；大肠杆菌分解葡萄糖产

7、生丙酮酸，培养液丙酮酸，培养液pH5.4，指示剂红指示剂红色（阳性）。色（阳性）。阳阳性性阴阴性性对对照照枸橼酸利用试验枸橼酸利用试验大肠杆菌：大肠杆菌：产气杆菌：产气杆菌：有些细菌能分解培养基中的枸橼酸盐，有些细菌能分解培养基中的枸橼酸盐，作为唯一的碳源生成碳酸盐，使培养作为唯一的碳源生成碳酸盐，使培养基变碱性，由绿色变深蓝色。基变碱性，由绿色变深蓝色。阳阳性性吲哚试验吲哚试验大肠杆菌：大肠杆菌：产气杆菌：产气杆菌：大肠杆菌，变形杆菌等含有色氨酸酶，大肠杆菌，变形杆菌等含有色氨酸酶，分解培养基中的色氨酸产生靛基质（吲分解培养基中的色氨酸产生靛基质（吲哚无色哚无色）。加入对二甲基氨基苯甲醛生。

8、加入对二甲基氨基苯甲醛生成玫瑰色吲哚。成玫瑰色吲哚。H2S试验试验变形杆菌等能分解胱氨酸，产生硫化氢变形杆菌等能分解胱氨酸，产生硫化氢与培养基中的醋酸铅或硫酸亚铁作用，与培养基中的醋酸铅或硫酸亚铁作用，生成硫化铅或硫化铁（黑色）生成硫化铅或硫化铁（黑色） 。29常见的生化反应总结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糖发酵试验VP试验其他试验30合成代谢产物及其医学意义热原质 pyrogen毒素与侵袭性酶 n色素 pigment n抗生素 antibioticn细菌素 bacteriocin n维生素 vitamin31热原质（pyrogen）又称致热原

9、。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l大多数为革兰阴性菌，即为细胞壁脂多糖l耐高温l无菌操作32毒素与侵袭性酶类外毒素与内毒素l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（exotoxin）l革兰阴性菌细胞壁脂多糖，菌体死亡后游离出来-内毒素（endotoxin）l外毒素毒性强于内毒素侵袭性酶是菌体重要致病物质33色素（pigment）水溶性和脂溶性鉴别细菌34抗生素（antibiotic）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l大多数由放线菌和真菌产生l细菌产生少（多粘菌素、杆菌肽）35细菌素（bacter

10、iocin）某些菌株产生的一类具有抗菌作用的蛋白质l与抗生素不用在于作用范围窄，仅对产生菌有亲缘关系的细菌有杀菌作用l大肠菌素（编码基因位于Col质粒上）l可用于细菌分型、流行病学调查36维生素（vitamin）人体肠道内的大肠埃希菌合成VB和VK，供人体吸收利用37第五节 细菌的人工培养培养基 culture medium培养基培养基(culture medium)培养基：培养基：是专供微生物生长繁殖使用的混合营养物制品，由人是专供微生物生长繁殖使用的混合营养物制品，由人 工方法配制而成。工方法配制而成。按其营养组成和用途分类：基础培养基、营养培按其营养组成和用途分类：基础培养基、营养培 养

11、基、养基、 选择培养基、鉴别培养基、厌氧培养基。选择培养基、鉴别培养基、厌氧培养基。按其物理状态分类：固体培养基、液体培养基、按其物理状态分类：固体培养基、液体培养基、 半固体培养基。半固体培养基。39按物理状态分类液体培养基固体培养基半固体培养基 40在培养基中的生长在液体培养基中l 混浊、沉淀、菌膜半固体培养基l动力在固体培养基中l纯培养l分离培养 菌落colony41琼脂平板培养基中42半固体培养基中43液体培养基中液体培养基中 444546人工培养细菌的用途医学l感染性疾病的病原学诊断 l细菌学研究 l生物制品的制备工农业生产基因工程中应用第五节第五节 消毒与灭菌消毒与灭菌基本概念基本

12、概念消毒消毒(disinfection) 杀死物体上病原微生物的方法杀死物体上病原微生物的方法,并并不一定能杀死含芽不一定能杀死含芽胞的细菌或非病原微生物。胞的细菌或非病原微生物。灭菌灭菌(sterilization) 杀灭物体上杀灭物体上所有微生物所有微生物的方法。的方法。抑菌抑菌(bacteriostasis) 抑制体内或体外细菌的繁殖。抑制体内或体外细菌的繁殖。防腐防腐(antisepsis) 防止或抑制体外细菌生长繁殖的方法。防止或抑制体外细菌生长繁殖的方法。无菌无菌(asepsis) 不存在活菌的意思不存在活菌的意思 。物理消毒灭菌法物理消毒灭菌法热力灭菌法热力灭菌法同一温度下,湿热

13、比干热效果好用较低温度杀灭液体中的病原菌或特定微生物，而仍保持物品中所需的不耐热成分不被破坏的消毒方法。6230 或72 30辐射杀菌法辐射杀菌法紫外线紫外线 265266nml杀菌原理杀菌原理l用途与缺陷用途与缺陷电离辐射电离辐射 、射线射线滤过除菌法滤过除菌法 0.22um, 不耐热血清等不耐热血清等,空气空气超声波杀菌法超声波杀菌法干燥与低温抑菌法干燥与低温抑菌法 冷冻真空干燥保存菌种冷冻真空干燥保存菌种化学消毒灭菌法化学消毒灭菌法(外用外用)选择原则选择原则l效果好效果好l毒力低毒力低l便宜便宜一、化学消毒剂的杀菌机制一、化学消毒剂的杀菌机制 促进菌体蛋白质变性或凝固。促进菌体蛋白质变

14、性或凝固。 如酚类、醇类、重金属盐类、酸碱类、醛类等。如酚类、醇类、重金属盐类、酸碱类、醛类等。 干扰细菌的酶系统和代谢。干扰细菌的酶系统和代谢。 如氧化剂、重金属盐类。如氧化剂、重金属盐类。 损伤菌细胞膜，降低菌细胞的表面张力并增损伤菌细胞膜，降低菌细胞的表面张力并增 加其通透性，胞外液体内渗，致使细胞破裂。加其通透性，胞外液体内渗，致使细胞破裂。 如酚类表面活性剂、脂溶剂等。如酚类表面活性剂、脂溶剂等。消毒剂的主要种类消毒剂的主要种类类别类别作用机制作用机制常用种类常用种类酚类蛋白变性，细胞膜损伤石炭酸醇类蛋白变性乙醇氧化剂氧化、蛋白沉淀高锰酸钾、过氧乙酸、碘酒重金属盐氧化、蛋白酶变性红汞

15、、硫柳汞表面活性剂蛋白变性，细胞膜损伤新洁而灭染料干扰氧化、抑制繁殖龙胆紫酸碱类破坏膜、壁，蛋白凝固醋酸、生石灰烷化剂蛋白质、核酸烷基化环氧乙烷 用时需进入无菌组织的物品。所有这些物品都应该灭菌。用时不进入无菌组织但接触黏膜的器械。采用消毒即可。 只接触未损伤皮肤但不进入无菌组织和不接触黏膜的物品。 一般用后清洗、消毒即可。病原微生物实验室生物安全病原微生物实验室生物安全 级别级别处理对象处理对象一级一级对人体、动植物或环境危害较低，不具有对健康成人、动植对人体、动植物或环境危害较低，不具有对健康成人、动植物致病的致病因子物致病的致病因子。二级二级对人体、动植物或环境具有中等危害或具有潜在危险

16、的致病对人体、动植物或环境具有中等危害或具有潜在危险的致病因子，对健康成人、动植物和环境不会造成严重危害，因子，对健康成人、动植物和环境不会造成严重危害，具具有有有效的预防和治疗措施有效的预防和治疗措施。三级三级对人体、动植物或环境具有高度危险性，主要通过气溶胶使对人体、动植物或环境具有高度危险性，主要通过气溶胶使人类传染上严重的甚至是致命的疾病，或对动植物和环境具人类传染上严重的甚至是致命的疾病，或对动植物和环境具有高度危害的致病因子。通常有预防治疗措施有高度危害的致病因子。通常有预防治疗措施。四级四级 对人体、动植物或环境具有高度危险性，通过气溶胶途径传对人体、动植物或环境具有高度危险性，

17、通过气溶胶途径传播或传播途径不明或未知的危险的致病因子。没有预防治疗播或传播途径不明或未知的危险的致病因子。没有预防治疗措施措施。 感染的控制感染的控制包括定期检查实验室的生物安全防护、包括定期检查实验室的生物安全防护、病原微生物菌（毒）种和样本的保存和使用、安全操作、病原微生物菌（毒）种和样本的保存和使用、安全操作、实验室排放的废水和废气以及其他废物处置等实施情况。实验室排放的废水和废气以及其他废物处置等实施情况。细菌的分类层次细菌的分类层次：界、门、纲、目、科、界、门、纲、目、科、属、种。属、种。细菌的命名：细菌的命名：采用拉丁双名法，每个菌名采用拉丁双名法，每个菌名由两个拉丁字组成。前一字为属名，用名由两个拉丁字组成。前一字为属名，用名词，大写；后一字为种名，用形容词，小词，大写；后一字为种名，用形容词，小写。中文的命名次序与拉丁相反，种名在写。中文的命名次序与拉丁相反，种名在前，属名在后。前，属名在后。 Staphylococcus aureus 金黄色葡金黄色葡萄球菌萄球菌第六节第六节 细菌的分类细菌的分类6667问题影响细菌生长的环境因素有哪些？细菌的繁殖方式如何？细菌合成代谢产物包括什么？