第二章 细菌的生理精选文档.ppt

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1、第二章 细菌的生理本讲稿第一页，共三十六页第二章第二章 细菌的生理细菌的生理 细菌的生理活动包括摄取和合成营养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。物质，进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 细菌的新陈代谢与能量转换细菌的新陈代谢与能量转换第四节第四节 细菌的人工培养细菌的人工培养第五节第五节 细菌的分类细菌的分类本讲稿第二页，共三十六页第一节第一节 细菌的理化性状细菌的理化性状qq细菌的化学组成：水、无机盐、蛋白质、糖类、脂质和细菌的化学组成：水、无机盐、蛋白质、糖类、脂质

2、和细菌的化学组成：水、无机盐、蛋白质、糖类、脂质和细菌的化学组成：水、无机盐、蛋白质、糖类、脂质和核酸等。核酸等。核酸等。核酸等。qq细菌的物理性状：细菌的物理性状：细菌的物理性状：细菌的物理性状：光学性质光学性质细菌为半透明体。细菌为半透明体。半透性半透性细菌的细胞壁和细胞膜都有半透性。细菌的细胞壁和细胞膜都有半透性。表面积表面积细菌体积微小，相对表面积大。细菌体积微小，相对表面积大。带电现象带电现象均带负电。其带电现象与染色反应、均带负电。其带电现象与染色反应、凝集反应、抑菌和杀菌作用等密切相关。凝集反应、抑菌和杀菌作用等密切相关。渗透压渗透压菌体内为高渗透压。菌体内为高渗透压。本讲稿第三

3、页，共三十六页第二节第二节 细菌的营养与生长繁殖细菌的营养与生长繁殖一一.根据细菌所利用的能源和碳源的不同，将细菌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分为两大营养类型自养菌和异养菌。自养菌和异养菌。自养菌自养菌(autotroph)autotroph)：以简单的无机物为原料，合成菌以简单的无机物为原料，合成菌体成分。体成分。异养菌异养菌(heterotroph)heterotroph)：以多种有机物为原料，合成菌体以多种有机物为原料，合成菌体成分并获得能量。异养菌包括腐生菌成分并获得能量。异养菌包括腐生菌(saprophyte)saprophyte)和寄生和寄生菌菌(par

4、asite)parasite)。所有的病原菌都是异养菌，大部分属所有的病原菌都是异养菌，大部分属寄生菌。寄生菌。二二.细菌的营养物质：水、碳源、氮源、无机盐、生长细菌的营养物质：水、碳源、氮源、无机盐、生长因子。因子。本讲稿第四页，共三十六页营养物质营养物质水水碳源碳源（糖）（糖）氮源氮源（氨基酸（氨基酸 蛋白胨）蛋白胨）无机盐无机盐生长因子生长因子重要溶剂重要溶剂菌体成分菌体成分能源能源菌体成菌体成分原料分原料某些菌需之某些菌需之菌体及酶的组分菌体及酶的组分能量储存及转运能量储存及转运调节渗透压调节渗透压与繁殖及致病相关与繁殖及致病相关本讲稿第五页，共三十六页生长因子生长因子种类：嘌呤、嘧啶

5、类、维生素类种类：嘌呤、嘧啶类、维生素类种类：嘌呤、嘧啶类、维生素类种类：嘌呤、嘧啶类、维生素类作用：？作用：？作用：？作用：？嘌呤和嘧啶参与合成核酸和辅酶；维生素，重要嘌呤和嘧啶参与合成核酸和辅酶；维生素，重要嘌呤和嘧啶参与合成核酸和辅酶；维生素，重要嘌呤和嘧啶参与合成核酸和辅酶；维生素，重要辅酶辅酶辅酶辅酶多数细菌不存在生长因子问题。多数细菌不存在生长因子问题。只有少数细菌需要外界提供现成的生长因子，才只有少数细菌需要外界提供现成的生长因子，才只有少数细菌需要外界提供现成的生长因子，才只有少数细菌需要外界提供现成的生长因子，才能生长，如乳酸菌需要多种维生素，因此只能生能生长，如乳酸菌需要多

6、种维生素，因此只能生能生长，如乳酸菌需要多种维生素，因此只能生能生长，如乳酸菌需要多种维生素，因此只能生活在这些物质供应充足的环境，如牛奶中、肠道。活在这些物质供应充足的环境，如牛奶中、肠道。活在这些物质供应充足的环境，如牛奶中、肠道。活在这些物质供应充足的环境，如牛奶中、肠道。必需，但不能自身合成的有机物必需，但不能自身合成的有机物必需，但不能自身合成的有机物必需，但不能自身合成的有机物本讲稿第六页，共三十六页三三.细菌摄取营养物质的机制细菌摄取营养物质的机制vv被动扩散：营养物质从浓度高向浓度低的一侧扩散，其被动扩散：营养物质从浓度高向浓度低的一侧扩散，其被动扩散：营养物质从浓度高向浓度低

7、的一侧扩散，其被动扩散：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。驱动力是浓度梯度，不需要提供能量。驱动力是浓度梯度，不需要提供能量。驱动力是浓度梯度，不需要提供能量。v主动转运系统：是细菌吸收营养物质的主要方式，主动转运系统：是细菌吸收营养物质的主要方式，其特点是营养物质从浓度低向浓度高的一侧转运，其特点是营养物质从浓度低向浓度高的一侧转运，并需要提供能量。并需要提供能量。本讲稿第七页，共三十六页营养物质营养物质营养物质营养物质氢离子浓度氢离子浓度(pH)温度温度温度温度气体气体气体气体 专性需氧菌：专性需氧菌：专性需氧菌：专性需氧菌：具有完善呼吸酶系统，仅能在

8、有氧环境下生长。具有完善呼吸酶系统，仅能在有氧环境下生长。具有完善呼吸酶系统，仅能在有氧环境下生长。具有完善呼吸酶系统，仅能在有氧环境下生长。微需氧菌：微需氧菌：微需氧菌：微需氧菌：在低氧压（在低氧压（在低氧压（在低氧压（5%-6%5%-6%）生长最好。）生长最好。）生长最好。）生长最好。兼性兼性兼性兼性 厌氧菌：厌氧菌：厌氧菌：厌氧菌：兼有有氧呼吸和无氧发酵两种功能，但以有兼有有氧呼吸和无氧发酵两种功能，但以有兼有有氧呼吸和无氧发酵两种功能，但以有兼有有氧呼吸和无氧发酵两种功能，但以有氧时生长较好。大多数病原菌属于此。氧时生长较好。大多数病原菌属于此。氧时生长较好。大多数病原菌属于此。氧时生

9、长较好。大多数病原菌属于此。专性厌氧菌：专性厌氧菌：专性厌氧菌：专性厌氧菌：缺乏完善的呼吸酶系统，只能在无氧环境中进行发缺乏完善的呼吸酶系统，只能在无氧环境中进行发缺乏完善的呼吸酶系统，只能在无氧环境中进行发缺乏完善的呼吸酶系统，只能在无氧环境中进行发酵。酵。酵。酵。渗透压渗透压渗透压渗透压 四四.细菌生长的环境因素细菌生长的环境因素本讲稿第八页，共三十六页五五.细菌的生长繁殖细菌的生长繁殖细菌个体的生长繁殖细菌个体的生长繁殖 细菌以简单的二分裂细菌以简单的二分裂(binary fission)方式进行繁殖。方式进行繁殖。繁殖一代所需时间约繁殖一代所需时间约20-30 min。但少数细菌代时较

10、但少数细菌代时较长，如结核分枝杆菌代时为长，如结核分枝杆菌代时为18 h。本讲稿第九页，共三十六页 细菌群体的生长繁殖细菌群体的生长繁殖 迟缓期：是细菌对新环境的短期适应阶段。迟缓期：是细菌对新环境的短期适应阶段。对数生长期：细菌生物学性状典型对数生长期：细菌生物学性状典型,对外界环境因素作用最敏感。对外界环境因素作用最敏感。稳定期：生物学性状发生改变，产生内外毒素，形成芽胞。稳定期：生物学性状发生改变，产生内外毒素，形成芽胞。衰亡期：死亡菌数明显超出活菌数。衰亡期：死亡菌数明显超出活菌数。本讲稿第十页，共三十六页第三节第三节 细菌的新陈代谢与能量转换细菌的新陈代谢与能量转换一一.细菌的能量代

11、谢细菌的能量代谢v发酵发酵v需氧呼吸需氧呼吸v厌氧呼吸厌氧呼吸本讲稿第十一页，共三十六页二二.细菌的代谢产物细菌的代谢产物（一）分解代谢产物和细菌的生化反应（一）分解代谢产物和细菌的生化反应糖发酵试验糖发酵试验吲哚试验吲哚试验甲基红试验甲基红试验VP试验试验枸橼酸盐利用试验枸橼酸盐利用试验硫化氢试验硫化氢试验尿素酶尿素酶本讲稿第十二页，共三十六页细菌的酶不一样，对营养物质的分解能力不一样细菌的酶不一样，对营养物质的分解能力不一样细菌的酶不一样，对营养物质的分解能力不一样细菌的酶不一样，对营养物质的分解能力不一样糖发酵试验糖发酵试验糖发酵试验糖发酵试验 葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖 HCOOH CO

12、HCOOH CO2 2+H+H2 2 脱氢酶脱氢酶本讲稿第十三页，共三十六页 大肠杆菌大肠杆菌 变形杆菌变形杆菌 色氨酸色氨酸 吲哚吲哚(靛基质靛基质)霍乱弧菌霍乱弧菌 对二甲基氨基苯甲醛对二甲基氨基苯甲醛 玫瑰吲哚玫瑰吲哚 indole test(+)吲哚（吲哚（indole）试验）试验本讲稿第十四页，共三十六页甲基红试验：甲基红试验：(methyl red test，MR)大肠杆菌分解葡萄糖时，大肠杆菌分解葡萄糖时，丙酮酸不能转化为乙酰甲基甲丙酮酸不能转化为乙酰甲基甲醇，醇，培养基酸性较强，在培养基酸性较强，在PH4.5以下，甲基红指示剂以下，甲基红指示剂呈红色，为甲基红试验阳性呈红色，为

13、甲基红试验阳性（+）。）。产气杆菌产酸少，产气杆菌产酸少，PH在在5.4以上，甲基红呈桔黄色为甲基红试验以上，甲基红呈桔黄色为甲基红试验阴性阴性()。本讲稿第十五页，共三十六页VP试验：试验：大肠杆菌：葡萄糖大肠杆菌：葡萄糖 产酸产气产酸产气 产气杆菌产气杆菌:葡萄糖葡萄糖 丙酮酸丙酮酸+气气 二乙酰二乙酰+胍基胍基(培养基里培养基里)红色化合物红色化合物 大肠杆菌大肠杆菌VP试验试验(），产气荚膜杆菌），产气荚膜杆菌VP试验试验()脱羧脱羧乙酰甲基甲醇乙酰甲基甲醇KOHKOH本讲稿第十六页，共三十六页C-枸橼酸盐利用（枸橼酸盐利用（citrate utilization）试验试验 产气肠杆菌

14、在仅含枸橼酸产气肠杆菌在仅含枸橼酸盐作为唯一碳源的培养基中生长，盐作为唯一碳源的培养基中生长，使培养基中酸碱指示剂变色使培养基中酸碱指示剂变色（+）大肠杆菌不能在此培养基上大肠杆菌不能在此培养基上生长，指示剂不变色（）生长，指示剂不变色（）-+本讲稿第十七页，共三十六页IMViC试验（肠道细菌鉴别）试验（肠道细菌鉴别）I-I-吲哚（吲哚（吲哚（吲哚（indole）试验）试验）试验）试验M -M -甲基红（甲基红（甲基红（甲基红（methyl redmethyl red）试验）试验V -VP（Voges-ProskauerVoges-Proskauer）试验）试验）试验）试验C -C -枸橼酸盐

15、利用（枸橼酸盐利用（枸橼酸盐利用（枸橼酸盐利用（citrate utilizationcitrate utilization）试验）试验）试验）试验？本讲稿第十八页，共三十六页硫化氢试验硫化氢试验尿素酶试验尿素酶试验本讲稿第十九页，共三十六页（二）合成代谢产物（二）合成代谢产物Synthetic products/anabolite热原质热原质热原质热原质/致热原致热原致热原致热原PyrogenPyrogen毒素与侵袭性酶毒素与侵袭性酶毒素与侵袭性酶毒素与侵袭性酶 Toxin and invasive enzyme色素色素色素色素PigmentPigment抗生素抗生素抗生素抗生素 Antib

16、iotic细菌素细菌素细菌素细菌素 Bactericin维生素维生素维生素维生素 VitaminVitamin本讲稿第二十页，共三十六页Pyrogen 热原质热原质一般为细菌的内毒素一般为细菌的内毒素一般为细菌的内毒素一般为细菌的内毒素(LPS)(LPS)注入人体或动物体内能引起发热反应。注入人体或动物体内能引起发热反应。注入人体或动物体内能引起发热反应。注入人体或动物体内能引起发热反应。耐高温，耐消毒剂耐高温，耐消毒剂耐高温，耐消毒剂耐高温，耐消毒剂去除方法：去除方法：去除方法：去除方法：250干烤、蒸馏、吸附剂等干烤、蒸馏、吸附剂等制备和使用注射药品过程无菌操作制备和使用注射药品过程无菌操

17、作制备和使用注射药品过程无菌操作制备和使用注射药品过程无菌操作 本讲稿第二十一页，共三十六页毒素与侵袭性酶毒素与侵袭性酶Toxins and Invasive Enzyme外毒素外毒素外毒素外毒素 ExotoxinExotoxin内毒素内毒素内毒素内毒素 Endotoxin侵袭性酶侵袭性酶侵袭性酶侵袭性酶 Invasive EnzymeInvasive Enzyme本讲稿第二十二页，共三十六页Pigments 色素色素 水溶性色素（如铜绿假单胞菌）水溶性色素（如铜绿假单胞菌）水溶性色素（如铜绿假单胞菌）水溶性色素（如铜绿假单胞菌）脂溶性色素（如金黄色葡萄球菌）脂溶性色素（如金黄色葡萄球菌）脂溶

18、性色素（如金黄色葡萄球菌）脂溶性色素（如金黄色葡萄球菌）铜绿假单胞菌铜绿假单胞菌金黄色葡萄球菌金黄色葡萄球菌本讲稿第二十三页，共三十六页第四节第四节 细菌的人工培养细菌的人工培养 根据不同标本及不同培养目的，可选用不同的接种根据不同标本及不同培养目的，可选用不同的接种和培养方法。常用的有分离培养和纯培养两种方法。和培养方法。常用的有分离培养和纯培养两种方法。病原菌的人工培养一般采用病原菌的人工培养一般采用35-37，培养时间多数，培养时间多数为为18-24h，但有时需根据菌种及培养目的作最佳选择。但有时需根据菌种及培养目的作最佳选择。一一.培养细菌的方法培养细菌的方法本讲稿第二十四页，共三十六

19、页 二二.培养基培养基(culture medium)培养基：是由人工方法培配置而成的，专供微生物生培养基：是由人工方法培配置而成的，专供微生物生长繁殖使用的混合营养制品。长繁殖使用的混合营养制品。按其营养组成和用途分类：基础培养基、增菌培养按其营养组成和用途分类：基础培养基、增菌培养基、选择培养基、鉴别培养基、厌氧培养基等。基、选择培养基、鉴别培养基、厌氧培养基等。按其物理状态分类：固体培养基、液体培养基、半固按其物理状态分类：固体培养基、液体培养基、半固体培养基。体培养基。本讲稿第二十五页，共三十六页本讲稿第二十六页，共三十六页厌氧罐厌氧罐本讲稿第二十七页，共三十六页liquid medi

20、umliquid medium液体培养基：液体培养基：液体培养基：液体培养基：Solid mediumSolid medium固体培养基：固体培养基：Semisolid mediumSemisolid medium半固体培养基半固体培养基半固体培养基半固体培养基 液体培养基液体培养基液体培养基液体培养基 固体斜面培养基固体斜面培养基固体斜面培养基固体斜面培养基 半固体培养基半固体培养基半固体培养基半固体培养基本讲稿第二十八页，共三十六页三三.细菌在培养基中的生长表现细菌在培养基中的生长表现在液体培养基中：沉淀、混浊、菌膜在液体培养基中：沉淀、混浊、菌膜菌菌膜膜生生长长 沉沉淀淀生生长长 混混浊

21、浊生生长长 本讲稿第二十九页，共三十六页在固体培养基上在固体培养基上菌落菌落菌落菌落colony定义定义定义定义不同细菌菌落在多方面有不同不同细菌菌落在多方面有不同本讲稿第三十页，共三十六页本讲稿第三十一页，共三十六页细菌的菌落一般可分为三种：细菌的菌落一般可分为三种：光滑型菌落光滑型菌落光滑型菌落光滑型菌落(smooth colony(smooth colony(smooth colony(smooth colony，S S S S型菌落）型菌落）型菌落）型菌落）新分离的细菌大多呈光新分离的细菌大多呈光新分离的细菌大多呈光新分离的细菌大多呈光滑型菌落，表面光滑、湿润、边缘整齐。滑型菌落，表面

22、光滑、湿润、边缘整齐。滑型菌落，表面光滑、湿润、边缘整齐。滑型菌落，表面光滑、湿润、边缘整齐。粗糙型菌落粗糙型菌落粗糙型菌落粗糙型菌落(rough colony(rough colony(rough colony(rough colony，R R R R型菌落）型菌落）型菌落）型菌落）菌落表面粗糙、干燥、呈皱菌落表面粗糙、干燥、呈皱菌落表面粗糙、干燥、呈皱菌落表面粗糙、干燥、呈皱纹或颗粒状，边缘大多不整齐。纹或颗粒状，边缘大多不整齐。纹或颗粒状，边缘大多不整齐。纹或颗粒状，边缘大多不整齐。黏液型菌落（黏液型菌落（黏液型菌落（黏液型菌落（mucoid colonymucoid colonymuc

23、oid colonymucoid colony，M M M M型菌落）型菌落）型菌落）型菌落）菌落黏稠、有光泽，菌落黏稠、有光泽，菌落黏稠、有光泽，菌落黏稠、有光泽，似水珠样。细菌多有厚荚膜或丰富粘液层。似水珠样。细菌多有厚荚膜或丰富粘液层。似水珠样。细菌多有厚荚膜或丰富粘液层。似水珠样。细菌多有厚荚膜或丰富粘液层。粗粗糙糙型型菌菌落落黏黏液液型型菌菌落落光光滑滑型型菌菌落落本讲稿第三十二页，共三十六页三三.细菌在半固体培养基中的生长情况细菌在半固体培养基中的生长情况无动力无动力 有动力有动力本讲稿第三十三页，共三十六页人工培养细菌的用途人工培养细菌的用途医学医学医学医学n n感染性疾病的病原

24、学诊断感染性疾病的病原学诊断感染性疾病的病原学诊断感染性疾病的病原学诊断 n n细菌学研究细菌学研究细菌学研究细菌学研究 n n生物制品的制备生物制品的制备生物制品的制备生物制品的制备工农业生产工农业生产基因工程中应用基因工程中应用本讲稿第三十四页，共三十六页细菌的分类层次：界、门、纲、目、科、属、种。种细菌的分类层次：界、门、纲、目、科、属、种。种细菌的分类层次：界、门、纲、目、科、属、种。种细菌的分类层次：界、门、纲、目、科、属、种。种(species)是细菌分类的基本单位。生物学性状基本相同的细是细菌分类的基本单位。生物学性状基本相同的细是细菌分类的基本单位。生物学性状基本相同的细是细菌

25、分类的基本单位。生物学性状基本相同的细菌群体构成一个菌种；菌群体构成一个菌种；菌群体构成一个菌种；菌群体构成一个菌种；性状相近关系密切的若干菌种组成一个菌属（性状相近关系密切的若干菌种组成一个菌属（性状相近关系密切的若干菌种组成一个菌属（性状相近关系密切的若干菌种组成一个菌属（genusgenus）细菌的命名：采用拉丁双名法，每个菌名由两个拉丁字细菌的命名：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，用名词，大写；后一字为种名，组成。前一字为属名，用名词，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，种名在用形容词，小写。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 金黄色葡萄球菌金黄色葡萄球菌金黄色葡萄球菌金黄色葡萄球菌第五节第五节 细菌的分类细菌的分类本讲稿第三十五页，共三十六页 什什么么是是细细菌菌的的生生长长曲曲线线？该该曲曲线线有有何何特特点点？掌掌握细菌的生长规律对生产有何指导意义？握细菌的生长规律对生产有何指导意义？请设计简单的实验来区别大肠杆菌和产气杆菌。请设计简单的实验来区别大肠杆菌和产气杆菌。思考题：本讲稿第三十六页，共三十六页