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,*,*,*,第一节 细菌的理化性状,光学性质,半透明,体表面积,体积小、表面积大,带电现象,革兰阳性菌 pI 23,革兰阴性菌 pI 45,半透性,(semi-permeability),细胞壁、膜有半透性,渗透压,(osmotic pressure),中性环境带负电荷,革兰阳性菌 2025大气压,革兰阴性菌 56大气压,1、细菌的物理性状,2、细菌的化学组成,(chemicalcomposition),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：,Bacterial Nutrition and Growth,Classification based on their source of carbon,根据细菌所利用的能源和碳源的不同，将细菌分为两大营养类型。,1.Autotrophs 自养菌,2.Heterotrophs 异养菌,:saprophytes 腐生菌;parasites 寄生菌,营养物质(,nutrients),pH值(PH value),温度（,temperature,）,渗透压,(osmotic pressure）,气体,（O,2 、,CO,2,）,四、影响细菌生长的环境因素：,根据细菌对氧的需要与否，将细菌分为四类：,1.专性需氧菌(obligate aerobe):,具有完善的呼吸酶系统，如结核杆菌、霍乱弧菌、铜绿假单胞菌,2.微需氧菌(,microaerophilic bacterium),:,低氧压（5%6%）下生长最好，如幽门螺杆菌、空肠弯曲杆菌,3.兼性厌氧菌,(facultative anaerobe),:,多数病原菌,4.,专性厌氧菌,(obligate anaerobe),:,缺乏完善的呼吸酶系统，只能在无氧的环境下生长,如破伤风杆菌,专性厌氧菌不能在有氧环境中生长繁殖的原因：,1、缺乏,氧化还原电势(Eh),高的呼吸酶,培养,基有,氧存,在时,Eh=,300 mV,FOOD,Eh=,150 mV,FOOD,人体组织,厌氧菌：,Eh120 mV,2、,缺乏分解有毒氧基团的酶(超氧化物歧化酶SOD和触媒及过氧化物酶),2,H,2,O,2,触酶,2 H,2,O+O,2,H,2,O,2,+AH,2,过氧化物酶,2 H,2,O+A,需氧菌具有此3种酶：,2,O,2,+2H,-,SOD,H,2,O,2,+O,2,-,（一）、细菌个体的生长方式与速度(mode and speed for bacteria growth),1.细菌个体的生长繁殖：,(Growth of individual bacterium),生长方式以及特点：,二分裂法,(binary fission),无性繁殖,;,繁殖速度快,(20-30,分钟,/,次,);,结核杆菌例外,(1820,小时,/,次,),五、细菌的生长繁殖,（二）、细菌群体的生长繁殖特点：,5,10,15,20,25,小时,细菌数的对,数,迟缓期,(lag phase),衰亡期,(dicline phase),稳定期,(stationary phase),对数期,(logarithmic phase),细菌生长曲线(growth curve),迟缓期:,细菌进入新环境后的适应阶段,为大量繁殖作准备;,对数期(或称指数期):,生长迅速;形态、染色性、生理活性典型,因此,采用此期观察细菌的性状(形态染色、生化反应、药物敏感试验等);,稳定期:,由于营养物质消耗,有害代谢产物积聚,pH下降以及需氧菌菌数过密通气不良所致。,细菌的芽胞和外毒素、抗生素等代谢产物在此期产生。,衰亡期:,形态多样不典型,对数期,迟缓期,分为四期：迟缓期、对数期、稳定期、衰退期,细菌生长曲线,0,5,15,20,25,30,10,5.5,6.0,8.5,8.0,7.5,7.0,6.5,9.0,衰退期,总菌数,活菌数,细菌数的对数次,小时,稳定期,第三节 细菌的新陈代谢和能量转换,细菌新陈代谢的主要特点：,代谢旺盛、代谢类型多样化,Microbial Metabolism,细菌的新陈代谢,Energy Metabolism,Medical Important Metabolic Products,anabolic processes,合成代谢,catabolic processes,分解代谢,一、细菌的能量代谢：,ATP,的代谢，病原菌主要能量来源是,糖,，通过糖的,氧化,或,酵解,释放能量，以ADP、ATP形式储存。,发酵(,Fermentation,),：,以有机物为受氢体,呼吸(,respiration,),：,以无机物为受氢体,以分子氧为受氢体,需氧呼吸，,产能多,以其它无机物为受氢体,厌氧呼吸，,产能少。,糖酵解：产能少,磷酸戊糖途径：不是产能的主要途径，主要为生物合成提供前体和还原能。,病原菌只进行需氧呼吸或发酵,没有厌氧呼吸,（一）细菌分解代谢(catabolism),根据细菌具有不完全相同的酶，分解不同营养物质的特点，用生化方法来鉴定细菌,称：,细菌的生化反应,二、细菌的代谢产物,常见的生化反应,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,单糖发酵试验,VP试验,其他试验,糖发酵试验:,;(+)();VP试验;甲基红试验(M);枸橼酸盐利用试验(C);吲哚试验(I);硫化氢试验;尿素酶试验,其中试验合成为IMViC(姻姆维克)试验,（二）细菌合成代谢(,anabolism,)产物及其在医学中的意义,利用分解代谢的产物和能量，合成新的物质,合成,产物,热原质,毒素和侵袭性酶,色素,抗生素,细菌素,维生素,1,）热原质,(,pyrogen,),:,能引起机体的发热;,G,菌产生,细胞壁的脂多糖为其组分;,耐高温,高压蒸气12120分钟不被灭活;,吸附剂和石棉滤板可除去大部分热原质,蒸馏法更好;,玻璃器皿需250高温干烤,;,医疗过程中严格遵守无菌操作,防止细菌污染。,2）毒素,(toxin),和侵袭性酶,(invasive enzyme),:,(1)外毒素(,exotoxin,):,为蛋白质;生长繁殖过程中释出,多为G,+,菌;,(2)内毒素(,endotoxin,):,为脂多糖;G,菌细胞壁中,菌体死亡崩解后才游离出;,(3)侵袭性酶:例产气荚膜梭菌-卵磷脂酶,链球菌-透明质酸酶,3）色素(pigment):(,1)产生条件:营养丰富、氧气充足、温度适宜;,(2)分水溶性和质溶性;,(3)作用:鉴别细菌,例绿脓杆菌色素-水溶性,脓液及纱布呈绿色。,4）抗生素(antibiotics):,多由放线菌和真菌产生;作用范围广;,5）细菌素(bactericin):,由细菌产生,作用范围窄;,6）维生素:,例大肠杆菌-viB,viK,第四节,细菌的人工培养,(Growth and culture of bacteria),一、培养细菌的方法：,分离培养、纯培养,1、培养基,(culture medium),用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。,A suitable growth medium must contain all the nutrients required by the organism to be cultivated,and such factors as pH,temperature and aeration must be carefully controlled.,二、培养基,配制培养基的原则：,根据培养微生物的类型选择合适的培养基配方；,注意各种营养成分的浓度和比例；,必须调整pH值至适宜范围；,必须保持无菌,常用培养基种类:,1）对成分了解程度分：合成培养基、天然培养基,2）按营养组成和用途不同分：,基础培养基,(basic medium),营养培养基/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,(anaerobic medium),：如 庖肉培养基,3）,根据培养基的物理状态，培养基可分,：液体培养基、固体培养基和半固体培养基,三、细菌在培养基中的生长情况,固体培养基,(solid medium),中:,菌落,(colony),菌落（S型）,菌苔,菌落（R型）,液体培养基,(liquid medium),中,沉淀生长,均匀混浊生长,表面生长,半固体体培养基中,混浊生长,沿穿刺线生长生长,无鞭毛细菌,有鞭毛细菌,四、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DAN制备产品,