细菌生理学课件.ppt

关于细菌生理学现在学习的是第1页，共53页 细菌的理化性状细菌的理化性状 细菌的营养与生长繁殖细菌的营养与生长繁殖 细菌的新陈代谢细菌的新陈代谢 细菌的人工培养细菌的人工培养 细菌的生理活动包括摄取营养物质、合成细菌的生理活动包括摄取营养物质、合成菌体所需物质，进行新陈代谢与生长繁殖菌体所需物质，进行新陈代谢与生长繁殖现在学习的是第2页，共53页本章重点与难点本章重点与难点 1.1.了解细菌的繁殖方式和速度，掌握细菌生长繁殖的了解细菌的繁殖方式和速度，掌握细菌生长繁殖的条件及群体增殖的规律条件及群体增殖的规律2.2.了解分解产物及其在细菌鉴别上的意义，掌握与医了解分解产物及其在细菌鉴别上的意义，掌握与医学有关的合成代谢产物的种类及意义学有关的合成代谢产物的种类及意义3.3.熟悉培养基的定义及种类，熟悉细菌在人工培养基熟悉培养基的定义及种类，熟悉细菌在人工培养基中的生长情况，掌握细菌菌落概念及意义中的生长情况，掌握细菌菌落概念及意义 现在学习的是第3页，共53页现在学习的是第4页，共53页一、细菌的化学组成一、细菌的化学组成n水分（水分（75%-90%75%-90%）n蛋白质（蛋白质（40%-40%-80%80%）n核酸（核酸（12-14%12-14%）生命活动和生理现象均与其活性相关生命活动和生理现象均与其活性相关DNADNA遗传物质的基础，遗传物质的基础，RNARNA参与蛋白质合成参与蛋白质合成维持生命的根本维持生命的根本现在学习的是第5页，共53页n糖类（糖类（10%-30%10%-30%）n脂类（脂类（1%-7%1%-7%）n维生素及无机盐离子维生素及无机盐离子菌细胞的结构物质，重要的贮存性能源菌细胞的结构物质，重要的贮存性能源内膜、细胞壁的主要组分内膜、细胞壁的主要组分含量低，但功能复杂多样含量低，但功能复杂多样现在学习的是第6页，共53页二、细菌的物理性状二、细菌的物理性状n 光学性质光学性质n 体积小但表面积大体积小但表面积大n 带电现象带电现象n 半透性半透性n 菌体内渗透压较高菌体内渗透压较高现在学习的是第7页，共53页现在学习的是第8页，共53页一、细菌的营养类型一、细菌的营养类型n自养菌自养菌 autotrophn异养菌异养菌 heterotroph最初最初能源能源通用能通用能源源ATPATP日光日光还原态无机物还原态无机物有机物有机物日光日光光能光能自养自养自养自养化能化能自养自养自养自养化能化能异养异养异养异养光能光能异养异养异养异养现在学习的是第9页，共53页二、细菌所需营养物质二、细菌所需营养物质 主要包括水、氮源、碳源、无机盐和生长因主要包括水、氮源、碳源、无机盐和生长因子五大类。子五大类。现在学习的是第10页，共53页营养物质营养物质营养物质营养物质 营养成分营养成分营养成分营养成分功效作用功效作用功效作用功效作用 水水水水氮源氮源氮源氮源含氮的化合物含氮的化合物含氮的化合物含氮的化合物为蛋白质、核酸等的合成提供氮素为蛋白质、核酸等的合成提供氮素为蛋白质、核酸等的合成提供氮素为蛋白质、核酸等的合成提供氮素合成菌体的碳物质及细胞骨架；供合成菌体的碳物质及细胞骨架；供合成菌体的碳物质及细胞骨架；供合成菌体的碳物质及细胞骨架；供给能量给能量给能量给能量钾、钠、钙、镁、磷、钾、钠、钙、镁、磷、钾、钠、钙、镁、磷、钾、钠、钙、镁、磷、硫、铁、钴、锌、锰、硫、铁、钴、锌、锰、硫、铁、钴、锌、锰、硫、铁、钴、锌、锰、铜等铜等铜等铜等合成菌体成分；维持酶活性；参与合成菌体成分；维持酶活性；参与合成菌体成分；维持酶活性；参与合成菌体成分；维持酶活性；参与能量储存和转运；调节渗透压；维能量储存和转运；调节渗透压；维能量储存和转运；调节渗透压；维能量储存和转运；调节渗透压；维持细胞结构稳定性；某些元素与致持细胞结构稳定性；某些元素与致持细胞结构稳定性；某些元素与致持细胞结构稳定性；某些元素与致病性有关病性有关病性有关病性有关生长因子生长因子生长因子生长因子维生素、氨基酸、嘌维生素、氨基酸、嘌维生素、氨基酸、嘌维生素、氨基酸、嘌呤、嘧啶、辅酶呤、嘧啶、辅酶呤、嘧啶、辅酶呤、嘧啶、辅酶细胞组分；营养吸收和代谢；调节细胞温度；细胞组分；营养吸收和代谢；调节细胞温度；细胞组分；营养吸收和代谢；调节细胞温度；细胞组分；营养吸收和代谢；调节细胞温度；维持生物大分子天然构型维持生物大分子天然构型维持生物大分子天然构型维持生物大分子天然构型补充细菌自身不能合成的有机营养补充细菌自身不能合成的有机营养补充细菌自身不能合成的有机营养补充细菌自身不能合成的有机营养成分、呼吸辅酶成分、呼吸辅酶成分、呼吸辅酶成分、呼吸辅酶无机盐无机盐无机盐无机盐碳源碳源碳源碳源糖类糖类糖类糖类现在学习的是第11页，共53页n 生长因子生长因子 某些细菌生长所必需，自身不能合成或某些细菌生长所必需，自身不能合成或合成量不足，要外界提供，微量即可满足所需合成量不足，要外界提供，微量即可满足所需的有机物质。的有机物质。现在学习的是第12页，共53页三、细菌摄取营养的机制三、细菌摄取营养的机制n被动扩散被动扩散n简单扩散简单扩散n促进扩散促进扩散n主动转运系统主动转运系统 n依赖于结合蛋白的转运（依赖于结合蛋白的转运（ABCABC转运）转运）n离子偶联转运离子偶联转运n基团转移基团转移现在学习的是第13页，共53页四、影响细菌生长的因素四、影响细菌生长的因素 n充足的营养物质充足的营养物质n合适的酸碱度合适的酸碱度n适宜的温度适宜的温度n一定的气体环境一定的气体环境n渗透压渗透压最适范围最适范围7.0-7.67.0-7.6之间之间最适温度最适温度3737氧气及二氧化碳氧气及二氧化碳最适最适pH7.2-7.6pH7.2-7.6现在学习的是第14页，共53页现在学习的是第15页，共53页按细菌对氧的需求分为四种类型按细菌对氧的需求分为四种类型n专性需氧菌专性需氧菌 n必须以分子氧作为最后受氢体才可完成有氧呼吸必须以分子氧作为最后受氢体才可完成有氧呼吸n微需氧菌微需氧菌n低氧压时生长最好，高时反而抑制其生长低氧压时生长最好，高时反而抑制其生长n兼性厌氧菌兼性厌氧菌n大多数病原菌属于此类型大多数病原菌属于此类型n专性厌氧菌专性厌氧菌 n分子氧的存在会抑制细菌生长分子氧的存在会抑制细菌生长现在学习的是第16页，共53页专性厌氧菌在有氧环境不能生长的原因专性厌氧菌在有氧环境不能生长的原因n n 缺乏高缺乏高Eh的的 呼吸酶，使其呼吸酶，使其Eh低，无法利用有氧低，无法利用有氧 环境中的营养物质环境中的营养物质n 缺乏超氧化物歧化酶，缺乏超氧化物歧化酶，H2O2酶，过氧化物酶酶，过氧化物酶 等，无法消除具有杀菌作用的等，无法消除具有杀菌作用的O2-及及H2O2现在学习的是第17页，共53页1.1.个体的生长繁殖个体的生长繁殖n 无性二分裂无性二分裂n 繁殖速度快，代时多为繁殖速度快，代时多为 20 30分分五、细菌的生长繁殖五、细菌的生长繁殖现在学习的是第18页，共53页2.2.群体的生长繁殖群体的生长繁殖n n 生长曲线生长曲线(growth curve)(growth curve)现在学习的是第19页，共53页n n 各期特点各期特点迟缓期迟缓期 代谢活跃，分裂迟缓代谢活跃，分裂迟缓对数生长期对数生长期 生物学性状典型，代谢活性高且稳定，对外界因素敏感生物学性状典型，代谢活性高且稳定，对外界因素敏感稳定期稳定期 活菌数相对稳定，次级代谢产物堆积，易形成芽胞活菌数相对稳定，次级代谢产物堆积，易形成芽胞衰亡期衰亡期 形态显著变化。生理活动趋于停滞形态显著变化。生理活动趋于停滞形态显著变化。生理活动趋于停滞形态显著变化。生理活动趋于停滞现在学习的是第20页，共53页现在学习的是第21页，共53页 主要由分解代谢和合成代谢组成，始于胞外主要由分解代谢和合成代谢组成，始于胞外酶水解外环境营养物质。酶水解外环境营养物质。复杂分子复杂分子（有机物）（有机物）简单分子简单分子+ATP+H+ATP+H分解代谢酶系分解代谢酶系分解代谢酶系分解代谢酶系合成代谢酶系合成代谢酶系合成代谢酶系合成代谢酶系现在学习的是第22页，共53页一、细菌的能量代谢一、细菌的能量代谢 通过通过糖糖的氧化和酵解获取能量，以的氧化和酵解获取能量，以ATPATP形式储形式储存能量。存能量。基本反应是生物氧化，通过加氧、基本反应是生物氧化，通过加氧、脱氢脱氢和脱和脱电子的方式实现。电子的方式实现。合成合成能量能量废弃物废弃物营养物质营养物质能能 源源分解分解能量与代谢关系能量与代谢关系能量与代谢关系能量与代谢关系现在学习的是第23页，共53页能量代谢的方式能量代谢的方式n呼吸呼吸n无机物为受氢体，包括有氧呼吸和厌氧呼吸无机物为受氢体，包括有氧呼吸和厌氧呼吸n有氧呼吸是细菌的主要产能方式有氧呼吸是细菌的主要产能方式n发酵发酵n有机物为受氢体有机物为受氢体n无机物氧化无机物氧化n化能自养型细菌特有的产能方式化能自养型细菌特有的产能方式现在学习的是第24页，共53页二、分解代谢产物及其应用二、分解代谢产物及其应用 不同细菌的分解代谢产物存在差异，据此不同细菌的分解代谢产物存在差异，据此特点，利用生物化学方法来鉴别细菌，称为细特点，利用生物化学方法来鉴别细菌，称为细菌的生化反应。菌的生化反应。其中以分解其中以分解糖糖和和氨基酸氨基酸的生化反应最有鉴别的生化反应最有鉴别意义。意义。现在学习的是第25页，共53页 葡葡 乳乳 麦麦 甘甘 蔗蔗大肠杆菌大肠杆菌大肠杆菌大肠杆菌伤寒杆菌伤寒杆菌伤寒杆菌伤寒杆菌1、糖发酵试验、糖发酵试验+-+-现在学习的是第26页，共53页 葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸 2、甲基红（、甲基红（M）试验）试验甲酸等甲酸等 pH低于低于4.5 +少量酸少量酸pH高于高于5.4 -现在学习的是第27页，共53页 葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸 3、V-P 试验试验乙酰甲基甲醇乙酰甲基甲醇 二乙酰二乙酰 +多种酸多种酸 -胍基化合物胍基化合物现在学习的是第28页，共53页色氨酸色氨酸 吲哚吲哚 色氨酸酶色氨酸酶色氨酸酶色氨酸酶4、靛基质（吲哚，、靛基质（吲哚，I）试验）试验玫瑰吲哚玫瑰吲哚对二甲基氨基苯甲醛对二甲基氨基苯甲醛对二甲基氨基苯甲醛对二甲基氨基苯甲醛现在学习的是第29页，共53页含硫氨基酸含硫氨基酸含硫氨基酸含硫氨基酸 H H H H2 2S S S S5、硫化氢试验、硫化氢试验PbPb2+2+,Fe,Fe2+2+黑色的黑色的PbS,FeS现在学习的是第30页，共53页6 6、枸橼酸盐利用（、枸橼酸盐利用（C C）试验）试验产气杆菌产气杆菌 能在枸橼酸盐培养基上生长能在枸橼酸盐培养基上生长 +大肠埃希菌大肠埃希菌 不能利用枸橼酸盐不能利用枸橼酸盐 -现在学习的是第31页，共53页 I M Vi CI M Vi C大肠埃希菌大肠埃希菌 +-+-产气杆菌产气杆菌 -+-+IMViC IMViC 试验常用于肠道杆菌的鉴定试验常用于肠道杆菌的鉴定现在学习的是第32页，共53页三、合成代谢产物及其应用三、合成代谢产物及其应用 细菌除不断合成自身组分外，同时合成一些或细菌除不断合成自身组分外，同时合成一些或存在于细胞内或分泌到细胞外，在医药学上有重存在于细胞内或分泌到细胞外，在医药学上有重要价值的产物。要价值的产物。现在学习的是第33页，共53页1、热原质（、热原质（pyrogen)能引起机体发热的物质，分为内源性和能引起机体发热的物质，分为内源性和外源外源性性。n n 最主要成分是最主要成分是G G-菌菌LPSLPSn n 有致热性及耐热性有致热性及耐热性n n 除去热原质以蒸馏法效果最好除去热原质以蒸馏法效果最好现在学习的是第34页，共53页2、毒素、毒素(toxin)和和 酶酶n 外毒素主要是外毒素主要是G G+菌产生并释放的毒性蛋白质菌产生并释放的毒性蛋白质n n 内毒素是内毒素是G G-菌死亡崩解时释放的脂多糖菌死亡崩解时释放的脂多糖n 侵袭性酶能协助病菌及毒素侵袭扩散侵袭性酶能协助病菌及毒素侵袭扩散现在学习的是第35页，共53页3、抗生素（、抗生素（antibiotics)某些微生物产生的能选择抑制或杀死其他微生某些微生物产生的能选择抑制或杀死其他微生物及肿瘤细胞的物质。物及肿瘤细胞的物质。多由真菌和放线菌产生，细菌产生的只有多粘多由真菌和放线菌产生，细菌产生的只有多粘菌素和杆菌肽等少数。菌素和杆菌肽等少数。现在学习的是第36页，共53页4、细菌素、细菌素(bactericin)某些细菌菌株合成的具有抗生作用的蛋白质某些细菌菌株合成的具有抗生作用的蛋白质n 质粒基因编码质粒基因编码n 抗菌作用谱狭窄，仅对近缘菌株有效抗菌作用谱狭窄，仅对近缘菌株有效n n 常用于细菌分型及流行病学调查常用于细菌分型及流行病学调查现在学习的是第37页，共53页5、维生素、维生素(vitamin)多数细菌均可合成自身所需的维生素，有的还多数细菌均可合成自身所需的维生素，有的还可将其分泌到菌体外。可将其分泌到菌体外。如大肠埃希菌就可合成如大肠埃希菌就可合成V VB6B6、V VB12B12 、V Vk k等并等并分泌到肠道。分泌到肠道。现在学习的是第38页，共53页n n 水溶性和脂溶性两类水溶性和脂溶性两类n n 产生需要一定条件产生需要一定条件n n 主要用于细菌的鉴定与分型主要用于细菌的鉴定与分型6、色素、色素(pigment)现在学习的是第39页，共53页现在学习的是第40页，共53页 满足的条件：充足的营养、合适的酸碱度，满足的条件：充足的营养、合适的酸碱度，及时高压灭菌及时高压灭菌一、培养基一、培养基 culture medium现在学习的是第41页，共53页二、培养基二、培养基 的分类的分类n按性质与用途按性质与用途n按物理状态按物理状态现在学习的是第42页，共53页1.1.按性质与用途按性质与用途n 基础培养基：普通琼脂平板，蛋白胨水基础培养基：普通琼脂平板，蛋白胨水 n 增菌培养基：血琼脂平板增菌培养基：血琼脂平板n 选择培养基：选择培养基：S-SS-S琼脂平板琼脂平板n 鉴别培养基：糖发酵管鉴别培养基：糖发酵管n 特殊培养基：高渗培养基，疱肉培养基特殊培养基：高渗培养基，疱肉培养基现在学习的是第43页，共53页n液体培养基：快速增菌液体培养基：快速增菌n固体培养基固体培养基:分离单菌落；保存菌种分离单菌落；保存菌种n半固体培养基：观察动力半固体培养基：观察动力2.按物理学状态按物理学状态现在学习的是第44页，共53页 液体培养基液体培养基 混浊、沉淀、菌膜混浊、沉淀、菌膜 半固体培养基半固体培养基 线状或云雾状生长线状或云雾状生长三、细菌的生长现象三、细菌的生长现象现在学习的是第45页，共53页固体平板固体平板 菌落菌落Colony生长生长菌落菌落分为分为S、R及及M三种类型三种类型现在学习的是第46页，共53页固体斜面固体斜面 菌苔生长菌苔生长现在学习的是第47页，共53页四、人工培养的用途四、人工培养的用途n感染性疾病的病原学诊断感染性疾病的病原学诊断n细菌学研究细菌学研究n生物制品的制备生物制品的制备n工农业生产工农业生产n基因工程基因工程现在学习的是第48页，共53页小小 结结 细菌细菌生长繁殖的条件生长繁殖的条件；细菌；细菌生长曲线的分期及各期生长曲线的分期及各期的特点的特点；细菌分解代谢产物在鉴别中的意义；细菌重；细菌分解代谢产物在鉴别中的意义；细菌重要的要的合成代谢产物及其医药学意义合成代谢产物及其医药学意义；细菌的人工培养；细菌的人工培养现在学习的是第49页，共53页1.1.从细菌生长繁殖的条件入手，如何进行细菌从细菌生长繁殖的条件入手，如何进行细菌2.2.的人工培养？的人工培养？2.2.什么是生长曲线？简述其分期及各期意义什么是生长曲线？简述其分期及各期意义3.3.如何利用细菌分解代谢产物鉴别细菌？如何利用细菌分解代谢产物鉴别细菌？4.4.简述细菌合成代谢产物在医药学上的意义。简述细菌合成代谢产物在医药学上的意义。思考题思考题现在学习的是第50页，共53页生长曲线 growth curve 迟缓期 lag phase对数期 logarithmic phase 稳定期 stationary phase衰亡期 decline phase 热原质 pyrogen外毒素 exotoxin 内毒素 endotoxin抗生素 antibiotic 细菌素 bacteriocin大肠菌素 colicin 培养基 culture medium菌落 colony 纯培养 pure culture中英文关键词中英文关键词 现在学习的是第51页，共53页课外阅读资料课外阅读资料 1 Jawed,Melnick,&Adelbergs Medical Microbiology,25th Edition,McGraw-Hill,June 20102 David White,The physiology and biochemistry of prokaryotes,3rd Edition,Oxford Press,20073 Lansing M.Prescott,Microbiology 6th Edition,McGraw-Hill Higher Education Press,2008现在学习的是第52页，共53页感感谢谢大大家家观观看看现在学习的是第53页，共53页