病原微生物第2章细菌的生理.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,1属于原核细胞型微生物的是,A红色毛癣菌 B狂犬病病毒 C衣氏放线菌 D朊粒 E白假丝酵母菌,2关于革兰阴性菌细胞壁的描述，下列哪项是,错误,的,A肽聚糖含量少 B特殊组分为为外膜,C肽聚糖为二维立体结构,D外膜由脂蛋白、脂质双层和脂多糖组成,E有五肽交联桥,A.芽胞 B.荚膜 C.鞭毛 D.异染颗粒 E.性菌毛,1与判断消毒灭菌是否彻底的有关的结构是,2与细菌基因转移有关的结构是,3赋予细菌以动力的结构是,4.与细菌抗吞噬作用有关的是,第二章 细菌的生理,学 习 目 的,1.掌握：,（1）细菌生长繁殖的条件、方式与规律。,（2）消毒、灭菌、无菌的概念及应用。,2.熟悉：,（1）细菌的代谢产物的种类及其意义。,（2）,常用的高压蒸气灭菌法、巴氏消毒法、紫外线杀菌,机理及其应用,3.了解：,（1）细菌的理化性状及其意义。,（2）细菌的营养及人工培养方法。,（3）细菌分类与命名的原则。,（4）,常用化学消毒剂的作用机制及影响因素。,第一节 细菌的理化性状,一、细菌的化学组成,占细胞总重量75%-90%,碳、氢、氮、氧、磷、硫等,钾、钠、铁、镁、钙等,肽聚糖、胞壁酸、磷壁酸等,水：,有机物：,无机离子：,特有成分：,方式有,被动扩散,和,主动转运系统,1、被动扩散,：,营养物质从浓度高向浓度低的一侧扩散，其,驱动力是浓度梯度，不需要提供能量。有简单扩散、易化扩散。,2、主动转运系统,：,营养物质从浓度低向浓度高的一侧扩散，需要提供能量。,（1）依赖于周浆间隙结合蛋白的转运系统,：,（2）化学渗透驱使转运系统,：利用膜内外两侧质子或离子浓度差产生的质子动力或钠动力作为驱使营养物质越膜转移的能量。载体是电化学离子梯度透性酶。,（3）基团转移,：营养物在转运的过程中被磷酸化，并将营养物质的转运与代谢相结合，更为有效的利用能量。,二、细菌摄取营养物质的机制,三、细菌的营养类型,自养菌（autotroph）,以简单的无机物为原料，合成菌体成分，所需能量来自无机物的氧化。,必须以多种有机物为原料，合成菌体成分并获能量，,所有的病原菌属之。,异养菌（heterotroph）,1、营养物质,3、温度：,病原菌均为嗜温菌即37,2、氢离子浓度（PH）：,多数病原菌7.27.6,4、气体条件：,O,2,或,CO,2,5、渗透压,水碳源氮源无机盐生长因子,四、影响细菌生长的因素,根据细菌代谢时对分子氧的需要与否，将细菌分为四类,专性需氧菌：有氧呼吸,如：结核分枝杆菌,微需氧菌：,510,%氧浓度,如：空肠弯曲菌,兼性厌氧菌：有氧/厌氧呼吸,大多数细菌,专性厌氧菌：低氧分压/无氧,如：破伤风梭菌,专性厌氧菌在有氧环境中不能生长的原因,缺乏氧化还原电势高的呼吸酶,，如细胞色素和细胞色素氧化酶等。,缺乏分解有毒氧基团的酶,，如超氧化物歧化酶（SOD）和触酶、过氧化物酶等。,五、细菌的生长繁殖,（一）细菌个体的生长繁殖：,二分裂无性繁殖,代时,：,繁殖一代所需时间。多数细菌2030分钟，结核杆菌为1820小时。,（二）细菌群体的生长繁殖,迟缓期（lag phase）：,为繁殖做准备，是细菌适应新环境的阶段；,对数增长期(logarithmic phase)：,细菌以几何数增长，细菌的生物学性状最典型，,是研究细菌的最好时期。,稳定期(stationary phase)：,细菌繁殖数与死亡数大致平衡，,细菌的外毒素、抗生素及芽胞在此期产生；,衰亡期(decline phase)：,死菌数大于活菌数，生物学性状发生,变异,而不典型。,第三节、细菌的新陈代谢,1、糖发酵试验,产酸,产酸产气,不产酸产气-,原理,不同的细菌因酶系统不同，能分解不同的糖；,细菌分解糖后能,产酸；,如某些细菌因具有特殊的解氢酶则进一步分解酸,产气。,大肠埃希菌发酵葡萄糖，伤寒沙门菌+,二、细菌的代谢产物,（一）、分解代谢产物和细菌的生化反应,2、VP,(voges-proskauer),试验,葡萄糖,产气杆菌,丙酮酸,脱羧,乙酰甲基甲醇（中性）,二乙酰,与胍基化合物反应,红色,化合物,（阳性）,氧化,阳性,阴性,3、甲基红,（methyl red，M）,试验,葡萄糖,大肠埃希菌,丙酮酸（酸性）,甲基红指示剂,变红（阳性）,阳性,阴性,葡萄糖,产气杆菌,丙酮酸,甲基红指示剂呈,橘黄色（阴性）,脱羧,乙酰甲基甲醇（中性）,5、吲哚,（indol，I）,试验,某些细菌（如大肠埃希菌、变形杆菌、霍乱弧菌等）能分解,色氨酸,产生靛基质（无色）,与对二甲基,氨基苯甲醛作用,玫瑰吲哚（红色）,原理,G,-,G,+,脂 溶 性 色 素,金黄色葡萄球菌,微球菌,水 溶 性 色 素,绿脓杆菌,细菌合成代谢产物,合成代谢：,可供机体利用：,抗生素、维生素,利用分解代谢的产物和能量，合成新的物质,与致病性有关：,毒素、侵袭性酶、热原质,与细菌鉴定有关：,色素、细菌素,外毒素,（exotoxin）,内毒素,（endotoxin）,主要由,G,菌,合成的极耐高温的,脂多糖,成分，注入机体能引起,发热,反应,充足的营养,适宜的温度,合适的pH值,必要的气体条件,适宜的培养基,第四节 细菌的人工培养,一、培养细菌的方法,二、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制品。,按营养组成,和用途分,培养基,厌氧培养基,（,anaerobic medium,）,鉴别培养基,（,differential medium,）,选择培养基,（,selective medium,）,增菌培养基,（,enrichment medium,）,基础培养基（,basic medium,）,按物理,性状分,液体培养基,半固体培养基,固体培养基,基础培养基,：营养肉汤培养基,营养培养基,：加入葡萄糖、血液、血清、,酵母浸膏等,选择培养基,：加入化学抑制剂,鉴别培养基,：加入作用底物和指示剂,三、细菌在培养基中的生长情况,在固体培养基中生长情况,在半固体培养基中检查细菌动力,穿刺线,周围培养基,：穿刺线边缘清楚，,周围培养基澄清,：穿刺线边缘模糊，,周围培养基混浊,人工培养细菌的用途,医学中的应用,工农业,生产中的应用,基因,工程中的应用,感染性疾病的诊断,细菌学研究,生物制品的制备,制造各种产品,处理垃圾,制造菌肥农药等,表达重组D,N,A制备产品,第五节 抑制或杀灭微生物的理化因素,消毒（disinfection）,是指杀死物体上,病原微生物，,但不一定能杀死含细菌的芽胞和非病原微生物的方法。用以消毒的药品称为,消毒剂disinfectant）,。,灭菌（sterilization）,是指杀灭物体上,所有微生物,，包括病原微生物和非病原微生物、细菌的繁殖体和芽胞的一切方法。,防腐（Antisepsis）,是指防止或抑制微生物生长繁殖的方法，细菌一般不死亡。,同一种化学药品在高浓度时为消毒剂，低浓度时为防腐剂。,无菌（Asepsis）,不含活菌的意思。防止细菌进入人体或其他物品的操作技术，称为,无菌操作,。进行微生物学实验、外科手术、医疗操作等过程，均需要严格的无菌操作，以防止污染和感染。,清洁（Cleaning）,是指通过除去尘埃和一切污秽以减少微生物数量的过程。,物理消毒灭菌法,化学消毒灭菌法,化学消毒灭菌法是用化学药品进行消毒灭菌的方法,热力灭菌法,辐射杀菌法,滤过除菌法,干燥与低温抑菌法,第二节 消毒灭菌的方法物理消毒灭菌法,高,高压蒸气灭菌法,高压蒸气灭菌器,是一个密闭的蒸锅，锅内蒸气压力愈大，温度也随之升高.,灭菌效果最好、最彻底的灭菌方法,温度和时间,1.05kg/cm,2,（103.4KPa）的蒸气压力温度达121.3,，维持15,20分钟后，可杀灭一切细菌芽胞和微生物，,但不能灭活朊粒。,应用范围,凡是耐高温又不怕潮湿的物品，如敷料、手术衣、生理盐水和一般培养基，均可用此法灭菌。,在灭菌温度和时间相同的情况下，以湿热灭菌法效果为佳,湿热条件下，菌体吸收水分，使菌体蛋白质易于,凝固变性,。湿热蒸气的,穿透力,比干热空气强、故能较快提高灭菌物品内部的温度。热蒸气与被灭菌的物品表面接触时气态变为液态，放出大量,潜热,，能迅速提高灭菌物品的温度。,二、辐射杀菌法,1、紫外线,原理,日光中杀菌的成分主要是紫外线。紫外线的波长在200,300nm时，具有杀菌作用，,其中以265266nm杀菌力最强，易被DNA吸收。细菌DNA吸收紫外线后，形成二聚体,干扰DNA的复制与转录,导致细菌死亡。,特点,紫外线穿透力弱，玻璃、尘埃、纸张、水蒸气均能阻挡紫外线。,应用范围,日晒,是有效的杀菌方法，用于病人的衣服、被褥、书报等的灭菌。,紫外线,仅适用于手术室、婴儿室、烧伤病房、传染病房和无菌室的空气消毒，亦可用于不耐热物品的表面消毒。,2、电磁辐射和微波,原理：,电离射线具有较高的能量和穿透力，对微生物有致死作用。包括高速电子、X射线和射线等,机制：,细胞分子产生诱发辐射，干扰DNA合成；破坏细胞膜，损伤酶系统；水分子电离后产生游离基和新分子如过氧化氢等杀菌。,用途：,电离辐射主要用于不耐热的塑料、橡胶制品、药品和食品的消毒与灭菌,。,微波：,可穿透玻璃、陶瓷、薄塑料，不能穿过金属表面。以热效应杀菌。,用途：,食品、药杯等消毒,三、滤过除菌法（filtration）,应用范围,液体除菌,滤菌器,仅可除去细菌，不能除去病毒、支原体、衣原体等微生物。,主要用于不耐高温的血清、抗生素、药液等物质。现代医院的手术室、烧伤病房以及无菌制剂室，已逐步采用高效滤菌器。,空气除菌,生物洁净技术，通过初、中、高三级高效分子空气过滤器，除去空气中0.55微米的尘埃颗粒，并采用合理的气流方式来达到空气洁净的目的。,初级过滤：采用塑料泡沫海绵，过滤率,50,以下。,中效过滤：采用无纺布，,过滤率,50,90,之间。,高效或亚高效过滤：采用超细玻璃滤纸，过滤率,99.95,99.99,之间。,生物洁净室,凡在送风系统上装有高效或亚高效过滤系统的房间，统称生物洁净室。,四、干燥与低温抑菌法,二、化学消毒灭菌法,杀菌机制,菌体蛋白质变性或凝固，,例如酚类（高浓度）、醇类、重金属盐类（高浓度）、酸碱类、醛类。,干扰细菌的酶系统和代谢，,例如某些氧化剂、重金属盐类（低浓度）与细菌的-SH基结合使有关酶失去活性。,损伤细菌细胞膜，,例如酚类（低浓度），表面活性剂、脂溶剂等，能降低细菌细胞的表面张力并增加其通透性，胞外液体内渗，致使细菌破裂。,二、化学消毒灭菌法,1、高效消毒剂：,可杀灭包括细菌芽胞,在内的所有微生物。适用于不能耐受热力灭菌，但要进入人体内部的物品。,1）含氯消毒剂：,次氯酸钠、二氯异氰酸尿酸钠、漂白粉等。,2）过氧化物消毒剂：,过氧化氢、过氧乙酸、二氧化氯。,3）醛类消毒剂：,戊二醛、甲醛,4）环氧乙烷,二、化学消毒灭菌法,2、中效消毒剂：,不能杀灭细菌芽胞,，但能杀灭细菌繁殖体、真菌和大多数病毒。,1）含碘消毒剂：,碘酊、碘伏，用于皮肤黏膜，体温计等表面消毒。,2）醇类消毒剂：,乙醇、异丙醇，用于医疗护理器材，皮肤消毒，浸泡体温计等。,二、化学消毒灭菌法,3、低效消毒剂：,可杀灭多数细菌繁殖体，但不能杀灭细菌芽胞、结核分枝杆菌及某些抵抗力较强的真菌和病毒。,1）季铵盐类消毒剂：,新洁尔灭,2）氯乙定（洗必泰）,3）高锰酸钾,四、消毒灭菌的应用,（一）医疗器械物品的消毒灭菌,1、高危器械物品,：指使用时需进入无菌组织的物品。如针头、静脉导管等都应灭菌。,2、中危器械物品,：指使用时不进入无菌组织但需接触黏膜的器械。如胃镜、体温计、口腔器械等都应采用消毒。,3、低危器械物品,：指只接触未损伤的皮肤，不进入无菌组织和不接触黏膜的物品。如治疗盘、便盆等一般用后清洗、消毒处理即可。,4、快速周转的医疗器械,：用瞬时灭菌、消毒剂协同处理等方法。,（二）室内空气消毒灭菌,1、物理消毒法：紫外线照射、滤过除菌,2、化学消毒法：包括化学消毒剂喷雾和熏蒸,（三）手和皮肤的消毒,（四）黏膜的消毒,（五）病人排泄物与分泌物的消毒灭菌,（六）病人污染物品的消毒,（七）饮水的消毒,（八）环境的消毒,第四节、影响消毒灭菌效果的因素,1.微生物的种类,敏感性排序：真菌、细菌繁殖体、有包膜病毒、无包膜病毒、分枝杆菌、细菌芽胞。,D值(decimal reduction time):在一定条件下灭活90最初的微生物群体所需的时间。,2、微生物的物理状态,：营养缺陷下生长的抵抗力大于营养丰富下生长的,3、微生物的数量,：,微生物最初的数量越大，所需消毒的时间越长。,故灭菌前需严格的洗涤和清洁,4,、,消毒剂的性质、浓度和作用时间,表面活性剂对,G,+,菌杀灭效果比对,G,-,菌效果好,表面活性剂一般只对细菌繁殖体有作用；,过氧乙酸对病毒有杀灭作用。,95%,乙醇,75%,乙醇,消毒剂在一定浓度下，对细菌作用时间越长,消毒效果也越好。,5、温度与酸碱度,6、环境中有机物的存在,20,需,15min 40,需,2min 56,仅需,1min,消毒剂的杀菌作用效果受,pH,的影响,有机物可阻碍消毒剂与病原菌接触并消耗药品，,如：血清、血细胞、脓汁等,有机物还可能灭活消毒剂的效果，如肥皂、去垢剂等,第五节、细菌的分类,一、细菌的分类原则与层次,细菌分类学（bacterial taxonomy）,传统分类：以细菌的生物学性状为基础,种系分类：以细菌的发育进化关系为基础,分类方法：,1,、表型分类：以细菌的形态和生理特性为依据,2,、分析分类：用电泳、色谱、质谱等方法对菌体组分，代谢产物组成与图谱等特征进行分析。,3,、基因型分类：分析细菌的遗传物质，揭示细菌进化的信息，是最精确的分类方法。,分类层次：界、门、纲、目、科、属、种,种,(species),细菌分类的基本单位。彼此间有,70,或,70,以上,DNA,同源性，同时也具有,5,或更低的,Tm,值的细菌群体构成一个菌种。,特性相似，关系密切的若干菌种组成一个,菌属（,genus,）,同一菌种的各个细菌，虽特性基本相同，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),对不同来源的同一菌种的细菌称为该菌的不同,菌株,(strain),。,标准菌株,(standard strain),或模式菌株,(type strain,）：,具有某种细菌典型特征的菌株。,二、细菌的命名法,拉丁双名法,Escherichia coli,（,E.coli,）,属名 种名,中文：,大肠埃希菌,种名 属名,1、解释名词：,菌落、生长因子、热原质、抗生素、纯培养、细菌的种,2、问答题：,1试述细菌群体繁殖的规律及其各期的主要意义。,2简述细菌生长繁殖的条件。,3.简述细菌的合成代谢产物及其临床意义。,4.用于培养细菌的培养基按用途和物理性状可分哪些种类？,5.细菌在培养基中的生长现象有哪些？,思考题,