细菌的生理.pptx

物理性状 半透性：细胞壁和细胞膜都有半透性，允许水及部分小分子物质通过。细菌吸收营养、排出代谢产物均有赖于此。渗透压：细菌含有丰富营养物质和无机盐，渗透压高。低渗，具有细胞壁，起保护作用。若细菌处于高渗中，菌体内水分逸出，胞质浓缩，细菌不能生长繁殖。细菌的物理性状 牛牛文库文档分享 细菌的生长繁殖条件 营养物质 合适的酸碱度 温度 必要的气体 牛牛文库文档分享 营养物质 根据细菌对营养物质需求分：自养菌：以无机物为原料，如CO2、N2、NH3、NO2能量来自无机物氧化（化学能），光合作用（光能）。异养菌：需供给有机物（Pr、AA、糖、维生素），获取能量。 牛牛文库文档分享 营养物质 微生物的六种营养要素：碳源、氮源、无机盐、生长因子、能量、水 1.碳源：构成细胞及代谢产物的骨架；是大多数微生物代谢所需的能量来源 2.氮源：为微生物提供合成细胞物质代谢产物的原料，氮源一般不做能源，只有硝化细菌利用铵盐，亚硝酸盐作氮源,同时也作能源。同时也做能源。 牛牛文库文档分享 营养物质 3.无机盐：构成微生物细胞的组成成分 调解渗透压，PH值和氧化还原电位 构成酶活性基的组成成分，维持E活性。Mg、Ca、K是多种E的激活剂 牛牛文库文档分享 营养物质 4.生长因子：维生素：有的微生物自己不能合成维生素，需要外加，主要是B族维生素、叶酸、泛酸、核黄素等。氨基酸：有些微生物自己不能合成某种AA，必须给予补充。如豆饼水解液或毛发水解液等（含环丝氨酸）碱基：嘧啶和嘌呤是核酸和辅E的重要组分，是许多微生物必须的生长因素。有些微生物不仅不能合成嘧啶和嘌呤，而且不能将补充的嘧啶和嘌呤结合在核苷酸上，还必须供给核苷酸。 牛牛文库文档分享 营养物质 5.水：是细胞中生化反应的良好介质；营养物质和代谢产物都必须溶解在水里，才能被吸收或排出体（细胞）外。水的比热高，能有效的吸收代谢过程中放出的热量，不致使细胞的温度骤然上升。维持细胞的膨压（控制细胞形态）。 牛牛文库文档分享 合适的酸碱度 大多数致病菌是寄生在人类或动物体内的血液或组织中，其适合生长的PH值即是血液或组织的PH值7.27.6，此时酶活性最强。所以培养这些细菌应准备中性或微碱性的培养基。（牛奶PH值为6.8，且营养丰富，亦是适合细菌滋生的好环境）个别碱性PH8.09.0，如霍乱弧菌，酸性PH6.06.8，如结核杆菌。 牛牛文库文档分享 合适的酸碱度 影响细胞膜透性与稳定性 影响物质溶解度 影响细胞表面电荷分布 因此影响微生物生长、繁殖，发育。各类微生物能够生长的PH值较宽，但细胞内部PH值却接近中性。微生物的活动也能改变环境中的PH值 牛牛文库文档分享 温 度 不同的细菌所适合的生长温度变化很大，通常可分为：嗜冷菌 1520，低温下生长良好。嗜温菌 3037 嗜冷菌 5060，高温内才能生长良好 病原菌为嗜温菌，以宿主的体温为最适温。对人类有致病作用的细菌最适温为37。 牛牛文库文档分享 嗜冷微生物 嗜冷机制：系在低温下仍能起催化作用。细胞膜含较多的不饱合脂肪酸在低温下仍具有通透性。 牛牛文库文档分享 嗜热微生物 嗜热机制：细胞内的具强抗热性 产生的多胺，热亚胺和高温精胺物质对蛋白质等组织结构具有保护作用。核酸也具有热稳定性的保护结构。细胞膜含有较多的饱和脂肪酸和直链脂肪酸，使膜具有稳定性。 牛牛文库文档分享 牛牛文库文档分享 必要气体 主要是O2与CO2 根据细菌对氧的需求，可分为4类：专性需氧菌：超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶 微需氧菌 兼性厌氧菌 专性厌氧菌：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 牛牛文库文档分享 2O2-+2H+SOD H2O2+O2 2H2O2 触酶 2H2O+O2 H2O2+AH2 过氧化物酶 2H2O+A 牛牛文库文档分享 细菌繁殖方式与速度 繁殖方式：二分裂 细菌以几何级数比例持续增加（1-2-4-8-）繁殖速度 个体繁殖速度 多数细菌分裂繁殖速度很快，20-30分钟一代，培养18-24小时。肉眼可见菌落（细菌集团）。少数细菌分裂一代 需18-20h，培养2-4周才可见菌落（结核杆菌） 牛牛文库文档分享 细菌繁殖方式与速度 群体繁殖速度 分四期 将一定量细菌接种于适宜的培养基中，间隔不同时间取样，检查活菌数，可发现其生长过程具有规律性。以培养时间为横坐标，培养物中活菌数的对数为纵坐标，可绘出一条生长曲线 牛牛文库文档分享 生长曲线(growth curve)描述细菌生长规律 总菌数 活菌数 培养时间 .指数期.稳定期.衰亡期.迟缓期 细菌数目（个/ml）对数 牛牛文库文档分享 细菌繁殖方式与速度 迟缓期（约1-4小时）细菌接种到新的培养基后并不立即生长繁殖，原因是细胞的生理状态需要一段时间来适应新的培养环境，在这段时间内，细胞中的酶和中间代谢产物逐渐堆积，直到足够量后才进行分裂繁殖。特点：生长速率常数等于零 菌体粗大 含量增加 代谢活力强 对不良条件抵抗能力降低 此期长短与接种龄、接种量、培养基成分有关。 牛牛文库文档分享 细菌繁殖方式与速度 对数生长期（8-18h）特点：酶系活跃，代谢最强，分裂旺盛，菌数呈几何级增多。活菌数和总菌数接近。此期细胞的化学组成及形态，生理特性比较一致。（研究细菌生理） 牛牛文库文档分享 细菌繁殖方式与速度 稳定期 细菌繁殖速度减弱，死亡数逐步上升，细菌繁殖数与死亡数大致平衡。原因：营养物质消耗，有毒的代谢产物堆积，PH值EH值等理化条件不适，细菌繁殖受到抑制，生长速率开始下降。特点：活菌数保持相对稳定，总菌数达最高水平；细菌代谢物积累达到最高峰；是生产收获时期。稳定期细菌形态和生理性状常有改变。例如：G+染色反应可为阴性，一些细菌的芽孢和外毒素、抗生素等代谢产物产于此期。 牛牛文库文档分享 细菌繁殖方式与速度 衰亡期 细菌繁殖越来越慢，死亡菌数越来越多，死菌数超过活菌数。形态发生改变，代谢活动停滞。特点：细菌死亡数大于增殖数,活菌数明显减少,群体衰落。细胞出现多形态,大小不等的 畸形,变成衰退型 细胞死亡,出现自溶现象。 牛牛文库文档分享 细菌生长繁殖曲线的意义 在对数生长期，鉴定细菌。利用对数生长期，制作菌苗。不断给予营养物质，去除毒性物质。通气（需氧菌）。为了生产大量有益菌，可人为改变培养条件，控制细菌的生长繁殖阶段。 牛牛文库文档分享 细菌代谢产物及应用 不同细菌具有不同酶，对物质分解能力不一，代谢产物也不一，借此来鉴别细菌，阐明细菌致病机理及利用有益代谢产物治疗疾病。 牛牛文库文档分享 与细菌鉴别有关的代谢产物（细菌的生化反应）糖代谢产物 不同细菌分解糖类能力不同，产物不同，用来鉴别。乳糖 葡糖 如 大肠杆菌 甲酸脱H酶 含相应酶，分解糖生成甲酸 CO2+H2 （产酸产气）伤寒杆菌 +只含葡糖酶，缺乏乳糖酶及甲酸脱氢酶 （糖发酵试验）各类肠道杆菌鉴别依据之一。 牛牛文库文档分享 与细菌鉴别有关的代谢产物（细菌的生化反应）Pr代谢产物（AA）生成靛基质试验 如 大肠杆菌产生色氨酸酶 试剂：二甲基氨基苯甲醛 培养基中色氨酸 靛基质（吲哚）玫瑰靛基质 （无色）（红色）（阳性）H2S试验 如 变形杆菌产生胱氨酸酶 培养基中Fe2+Pb2+培养基中胱氨酸 H2S 黑色FeS PbS沉淀 牛牛文库文档分享 牛牛文库文档分享 与细菌鉴别有关的代谢产物（细菌的生化反应）产生色素（鉴别细菌）葡萄球菌产生脂溶性色素（金黄色，白色，柠檬色）只存在菌体，不扩散至含水培养基，培养基颜色不变，菌落显色。绿脓杆菌产生水溶性绿色素，脓液及纱布等也为绿色。能弥散至周围环境 牛牛文库文档分享 与细菌致病有关的代谢产物 毒素 外毒素毒性 内毒素毒性 内毒素：G-脂多糖，死亡后崩解释放 外毒素：Pr，在细菌生长繁殖过程中释，G+多，G-少 毒性酶 扩散性酶（能增强病原菌的侵袭力）如链球菌的透明质酸酶。 牛牛文库文档分享 与细菌致病有关的代谢产物 热原质（内毒素）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。LPS 输液器具（药液，玻璃器皿）输液反应（发热）25030min或1804h高温处理，可破坏液体中热原质，还可用蒸馏法、吸附剂或石棉滤板除去。高压蒸汽灭菌12120min不被破坏，故临床上输液中要高度警惕，防止输液反应，及时处理输液反应。 牛牛文库文档分享 与治疗有关的代谢产物 抗生素（放线菌，真菌）代谢过程中产生的抗生物质，能抑制或杀死某些病原微生物和肿瘤细胞。产生链，红 青，头孢 多粘菌素，杆菌肽 维生素（某些细菌能自行合成V）大肠杆菌利用食物残渣合成B族V和Vk可被人体吸收利用。 牛牛文库文档分享 与治疗有关的代谢产物 细菌素 是某些菌株产生的一类具有抗菌这样的Pr，与抗生素比，作用范围狭窄，仅对与产生菌有近缘关系的细菌有杀伤作用。例如：大肠菌素作用于同种或近种菌株。可用于分型（特异性）。酶 某些酶如链球菌透明质酸酶，可溶解组织间隙中透明质酸，防止术后粘连。 牛牛文库文档分享 细菌的人工培养 实验室中微生物生长在液体或固体培养基中（混合营养物制品，PH7.2-7.6,灭菌处理），细菌生长的培养基应含所有生长的基本需求：碳缘、氮源、无机离子、能量及各种微量元素 按物理状态可分为：液体培养基（肉汤）：用于大量繁殖细菌。固体培养基：液体培养基加琼脂1.5%-2.5%。用于细菌的分离和纯化。半固体培养基：液体培养基加0.3%-0.5%琼脂 用于观察细菌动力。 牛牛文库文档分享 琼脂固体培养基 琼脂是藻类中提取的胶体多糖。熔点96，凝固点是4050。琼脂培养基可反复溶化凝固而不改变其性质。绝大多数微生物不水解琼脂。 牛牛文库文档分享 液体培养基中液体培养基中 沉淀生长沉淀生长 混浊生长混浊生长 表面生长表面生长 牛牛文库文档分享 细菌的人工培养 牛牛文库文档分享 细菌的菌落特征 牛牛文库文档分享 细菌菌落 细菌细胞的电子显微镜图片 固体培养基表面细菌菌落（照片）Colony morphology 牛牛文库文档分享 半固体培养基：无动力 有动力 牛牛文库文档分享 细菌的人工培养 按培养的用途：基本培养基 加富培养基 选择培养基 鉴的培养基 保藏菌种培养基 牛牛文库文档分享 消毒灭菌 细菌为单细胞生物，极易受外界环境的影响。若环境适宜，生长繁殖极为迅速；若环境变化过剧，细菌因代谢障碍而生长受到抑制，甚至死亡。根据这一现象，可以采用多种物理、化学或生物学方法来抑制或杀死外环境中的病原微生物。称消毒灭菌技术。 牛牛文库文档分享 消毒灭菌概念 概念 消毒：杀灭物体上病原微生物，并不一定能杀死所有细菌芽孢。灭菌：杀灭物体上的所有微生物，包括细菌芽孢。灭菌比消毒要求高。无菌：物体上没有活的微生物存在。无菌操作：防止微生物进入人体或物品的操作法。防腐：防止或抑制微生物生长繁殖的方法。微生物一般不死亡。同一种化学药品在高浓度时称消毒剂，低浓度时为防腐剂。 牛牛文库文档分享 高温灭菌 辐射作用 高渗作用 干燥 超声波 控制微生物的物理因素 牛牛文库文档分享 高温灭菌高温灭菌 多数细菌，酵母菌和霉菌的营养细胞和病毒在 50-65 10 min可以致死。F 一般噬菌体6580 致死，细菌芽孢，在100 下20min才能致死，嗜热脂肪芽孢杆菌可在80 条件下生活，在120，12min才能杀死，同种微生物老龄菌比幼菌耐热。 牛牛文库文档分享 高温灭菌高温灭菌 干热灭菌(dry heat sterilization)湿热灭菌(mosist heat sterilization)焚烧灭菌法：常用与废弃物动物尸体等处理。烘烤灭菌法；实验室用干燥箱烘烤接种工具。 牛牛文库文档分享 湿热灭菌(mosist heat sterilization)煮沸灭菌法（煮沸消毒法）高压蒸汽灭菌法 间歇灭菌法 巴斯德消毒法：（巴氏消毒法）该法比干热灭菌效果好:蛋白质在有水的情况下容易凝固 湿热的穿透力比干热大 湿热的蒸汽有潜热 牛牛文库文档分享 高压蒸汽灭菌(normal autoclving)是湿热灭中最好方法，通常在