(1.11)--细菌生理微生物学.pdf

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1、细菌的理化性状 一、细菌的化学组成 细菌和其他生物细胞相似，含有多种化学成分，包括水、无机盐、蛋 417 白质、糖类、脂质和核酸等。水分是菌细胞重要的组成部分，占细胞总重量的 75%90%。二、细菌的物理性状 1光学性质 细菌为半透明体。当光线照射至细菌，部分被吸收，部分被折射，故细菌悬液呈混浊状态。2表面积 细菌体积微小，相对表面积大，有利于同外界进行物质交换。因此细菌的代谢旺盛，繁殖迅速。3带电现象 在一定 PH 溶液内，细菌表面的阳离子和阴离子数相等，此时溶液的 PH 值即称为细菌的等电点（PI）。在革兰阳性菌 pI 为 23，革兰阴性菌 pI 为45。4半透性 细菌的细胞壁和细胞膜都有

2、半透性，允许水及部分小分子物质通过，有利于吸收营养和排出代谢产物。5 渗透压 细菌体内含有高浓度的营养物质和无机盐，细菌所处一般环境相对低渗，但有坚韧细胞壁的保护不致崩裂。细菌的营养和生长繁殖 一、细菌的营养物质 1水 2碳源 3氮源 4无机盐 5生长因子 二、细菌生长繁殖的条件 1营养物质 2氢离子浓度（pH）多数病原菌最适 pH 为 7.27.6，个别细菌如霍乱弧菌在pH8.49.2 生长最好，结核分枝杆菌生长的最适 pH 为 6.56.8。3温度 病原菌在长期进化过程中适应人体环境，均为嗜温菌，最适生长温度为人的体温，即 37。4气体 （1）专性需氧菌（obligate aerobe）具

3、有完善的呼吸酶系统，需要分子氧作为受氢体来完成需氧呼吸，仅能在有氧环境下生长。如结核分枝杆菌、霍乱弧菌。（2）微需氧菌（microaerophilic bacterium）在低氧压（5%）下生长最好，氧浓度10%对其有抑制作用。如空肠弯曲菌、幽门螺杆菌。（3）兼性厌氧菌（facultative anaerobe）兼有需氧呼吸和无氧发酵两种功能，不论在有氧或无氧环境中都能生长，但以有氧时生长较好。大多数病原菌属于此。（4）专性厌氧菌（obligate anaerobe）缺乏完善的呼吸酶系统，利用氧以外的其他物质作为受氢体，只能在无氧环境中进行发酵。如破伤风梭菌、脆弱拟杆菌。5 渗透压 少数细菌如

4、嗜盐菌（halophilic bacterium）需要在高浓度（3%）的 NaCl环境中生长良好。三、细菌的生长繁殖 细菌一般以简单的二分裂方式（binary fission）进行无性繁殖。细菌分裂数量倍增所需要的时间称为代时（generation time），多数细菌为 2030 分钟。个别细菌繁殖速度较慢，如结核分枝杆菌的代时达 1820 小时。将一定数量的细菌接种于适宜的液体培养基中，以培养时间为横坐标，培养物中活菌数的对数为纵坐标，可绘制出一条生长曲线（growth curve）。1迟缓期（a-b）细菌进入新环境后的短暂适应阶段。2对数期（b-c）细菌在该期生长迅速，活菌数以恒定的几何

5、级数增长，此期细菌的形态、染色性、生理活性等都较典型，对外界环境因素的作用敏感。3稳定期（c-d）该期细菌繁殖速度渐减，死亡数缓慢增加，生长分裂和死亡的菌细胞数处于平衡状态。4衰亡期（d-e）稳定期后细菌繁殖越来越慢，死亡数越来越多，并超过活菌数。细菌的新陈代谢 一、分解代谢产物和细菌的生化反应 各种细菌所具有的酶不完全相同，其代谢产物有别。根据此特点，利用生物化学方法来鉴别不同细菌称为细菌的生化反应试验。1.糖发酵试验 大肠埃希菌有甲酸脱氢酶，能将葡萄糖发酵生成的甲酸进一步分解为 CO2和 H2O故产酸并产气；而伤寒沙门菌缺乏该酶，发酵葡萄糖仅产酸不产气。2.VP 试验 产气肠杆菌能使丙酮酸

6、脱羧生成中性的乙酰甲基甲醇，后者在碱性溶液中被氧化生成二乙酰，二乙酰与含胍基化合物反应生成红色化合物，是为 VP 试验阳性。大肠埃希菌不能生成乙酰甲基甲醇，故 VP 试验阴性。3.甲基红试验 产气肠杆菌分解葡萄糖产生丙酮酸，后者经脱羧后生成中性的乙酰甲基甲醇，故培养液 pH5.4，甲基红指示剂呈桔黄色，是为甲基红试验阴性。大肠埃希菌分解葡萄糖产生丙酮酸，培养液 pH 4.5，甲基红指示剂呈红色，则为甲基红试验阳性。4.枸橼酸盐利用试验 当某些细菌（如产气肠杆菌）利用铵盐作为唯一氮源，并利用枸橼酸盐作为唯一碳源时，可在枸橼酸盐培养基上生长，分解枸橼酸盐生成碳酸盐，并分解铵盐生成氨，使培养基变为碱

7、性，是为该试验阳性。大肠埃希菌不能利用枸橼酸盐为唯一碳源，故在该培养基上不能生长，是为枸橼酸盐试验阴性。5.吲哚（indol）试验 有些细菌如大肠埃希菌、变形杆菌、霍乱弧菌等能分解培养基中的色氨酸生成吲哚（靛基质），经与试剂中的对二甲基氨基苯甲醛作用，生成玫瑰吲哚而呈红色，是为吲哚试验阳性。细菌的生化反应用于鉴别细菌，尤其对形态、革兰染色反应和培养特性相同或相似的细菌更为重要。吲哚（I）、甲基红（M）、VP（V）、枸橼酸盐利用（C）四种试验常用于鉴定肠道杆菌，合称为 IMViC 试验。例如大肠埃希菌对这四种试验的结果是“+-”，产气肠杆菌则为“-+”。二、合成代谢产物及其医学上的意义 1热原质

8、（pyrogen）是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，称为热原质。产生热原质的细菌大多是革兰阴性菌，热原质即其细胞壁的脂多糖。2毒素与侵袭性酶 细菌产生外毒素和内毒素两类毒素，在细菌致病作用中甚为重要。外毒素（exotoxin）是多数革兰阳性菌和少数革兰阴性菌在生长繁殖过程中释放到菌体外的蛋白质。内毒素（endotoxin）是革兰阴性菌细胞壁的脂多糖，当菌体死亡崩解后游离出来。3色素（pigment）某些细菌能产生不同颜色的色素，有助于鉴别细菌。细菌的色素有两类，一类为水溶性，另一类为脂溶性。4抗生素（antibiotic）某些微生物代谢过程中产生的一类能抑制或杀死某些其他微生物或肿瘤细胞的物质，称为抗生素。5细菌素（bacteriocin）某些菌株产生的一类具有抗菌作用的蛋白质称为细菌素。细菌素与抗生素不同的是作用范围狭窄，仅对与产生菌有亲缘关系的细菌有杀伤作用。6维生素（vitamin）细菌能合成某些维生素，除供自身需要外，还能分泌至周围环境中。