细菌的生理，噬菌体

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1、第二节 细菌的生理,细菌的代谢特点： 细菌的代谢活动十分活跃且多样化， 细菌生长速度极为迅速。,细菌的理化性状,水 75-90%,蛋白质、糖类、脂质 核酸、无机盐,1、化学组成,肽聚糖、胞壁酸、 磷壁酸、D型AA、 DAP、吡啶二羧酸,2、物理性状,光学性质：细菌为半透明体； 表面积：单位体积表面积大； 带电现象：中性偏碱环境下，带负电； 半透性：允许小分子物质通过； 渗透压：革兰阳性菌20-25个大气压，革兰阴性菌5-6个大气压,营养物质,水,碳源 （糖）,氮源 （氨基酸蛋白胨）,无机盐,生长 因子,一、细菌的营养,(一)细菌的营养物质,（二）、细菌的营养类型,营养类型,自养型(autotr

2、oph),异养型(heterotroph）,腐生型 (saprophyte),寄生型 (parasite),-固氮菌,（三）细菌吸收营养的机制,1、被动扩散,2、主动运输,二、细菌的生长繁殖,1、营养物质,2、pH值：大多病原菌的最适pH值为：7.2-7.6,3、温度：病原菌的最适温度为37C,4、气体 专性需氧菌、 微需氧菌 兼性厌氧菌、 专性厌氧菌,(一)细菌生长繁殖的条件：,(二)细菌生长繁殖的方式,个体生长繁殖方式,1、繁殖方式二分裂(binary fission),2、在适宜的人工培养条件下，多数细菌繁殖速度极快，每20-30分钟分裂一次（一代）。,(三)细菌生长繁殖曲线：,小时,细

3、菌数的对数,细菌生长曲线(growth curve),迟缓期：菌体增大，代谢活跃，为细菌大量繁殖作好物质准备。对数期：细菌繁殖迅速，菌数呈几何级数增长，细菌的生物学性状典型。稳定期：随有害代谢产物的增多，细菌繁殖速度减慢，死亡数增多，细菌的生物学性状发生某些改变，芽孢，抗生素等产生。衰亡期：死亡菌数增多，超过活菌数，细菌形态显著改变，生理活动趋于停止。,三、 细菌的新陈代谢,大分子 营养物质,单糖、短 肽、脂肪酸,分解代谢：底物分解和转化为能量的过程。,合成代谢：产生的能量用于细胞组分的合成过程。,中间代谢：将以上二者结合的过程。,(一）细菌的酶,1、种类多：胞外酶及胞内酶、固有酶及 诱导酶、

4、 蛋白酶、酯酶、淀粉酶等,2、细菌代谢的产物：在菌种的鉴定、疾病的诊断。细菌致病机制的研究。,（二）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：以有机物为受氢体,呼吸：以无机物为受氢体,以分子氧为受氢体需氧呼吸，产能多一分子葡萄糖产生 38ATP,以其它无机物为受氢体厌氧呼吸， 产能少。,糖酵解：产能少。一分子葡萄糖产生 2ATP,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。,（三）细菌的代谢产物及其在医学上的意义,1、分解代谢产物及细菌的生化反应,（1）糖酵解试验：,+,+,气泡,不发酵,产酸不产气

5、,产酸又产气,（2）VP试验：,葡萄糖,丙酮酸,乙酰甲基甲醇,二乙酰,红色（+）,OH-,+ 含胍基 化合物,（）,（+）,（3）甲基红(methyl red)试验：,（pH值5.4）,（）,（+）,（4）枸橼酸盐利用(citrate utilization)试验：,（+）,（）,枸橼酸盐 （碳源）,碳酸盐,铵盐 （氮源）,氨,培养基变为碱性,兰色（+）,（5）吲哚(indol)试验：,（）,（+）,色氨酸,吲哚（靛基质）,玫瑰吲哚（红色）,+ 二甲基氨 基苯甲醛,IMViC：常用于肠道杆菌的鉴定吲哚(indol)、甲基红(methyl red) 、VP及枸橼酸盐利用(citrate util

6、ization)试验的合称：,（6）硫化氢试验：,（）,（+）,含硫氨基酸,硫化氢,硫化铁或硫化铅 （黑色，+）,+ 铁离子或 铅离子,（7）尿素酶试验：,（）,（+）,尿素,氨,培养基变碱性 （红色，+）,2、合成代谢产物及其在医学上的意义,（1）、热原质（pyrogen)，又称致热原概念：是细菌合成的一种注入人体或动物体内能引起发热的物质。,热源质,体温上升,特点：耐高温消除方法：250高温干烤；用吸附剂和特殊石棉滤板吸附液体中的热原质；蒸馏法除之。,（2）毒素与侵袭性酶,毒素：包括内毒素和外毒素，是细菌重要的致病物质。内毒素(endotoxin)：G- 菌细胞壁的脂多糖，菌体死亡崩解后游

7、离出来；外毒素(exotoxin)：多数G+ 菌和少数G- 菌在生长繁殖过程中释放到菌体外的蛋白质，毒性强于内毒素。,侵袭性酶：亦为细菌重要的致病物质，能损伤机体组织，促使细菌的侵袭和扩散。,（3）、色素,一般在营养丰富、氧气充足、温度适宜的条件下产生，功能尚不清楚，有助于鉴别细菌，有两类： 水溶性色素 脂溶性色素,金黄色,红色,柠檬色,白色,（4）抗生素：某些微生物在代谢过程中产生一些能抑制或杀死某些其他微生物或肿瘤细胞的物质，称抗生素。,（5）细菌素：某些菌株产生的一类具有抗菌作用的蛋白质，其作用范围比抗生素狭窄，仅对与产生菌有亲缘关系的细菌有杀伤作用。,（6）维生素：细菌在代谢过程中能产

8、生一些维生素，除供自身所用外，还能分泌到周围环境。,(一)、培养基：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物质。,1 、根据培养基的营养组成和用途不同，可分： (1)基础培养基(basic medium)含多数细菌生长繁殖所需的基本营养成分，也是配制特殊培养基的基础。,肉汤培养基,四、 细菌的人工培养,(2)增菌培养基(enrichment medium)：加入适合某些细菌生长而不利于其他细菌生长的营养物质。通用增菌培养基：专用增菌培养基（选择性增菌培养基）：,+,基础培养基+其他细菌生长所需生长因子或微量元素,(3)选择培养基(selective medium)在培养基中加入

9、某些化学物质，使之抑制某些细菌生长，而有利于另一些细菌的生长。,(4)鉴别培养基(differential medium)用于培养和区分不同细菌种类的培养基，培养基中加入了一些特定的作用底物和指示剂。,(5)厌氧培养基(anaerobic medium)专供厌氧菌的分离、培养和鉴别。常用：庖肉培养基(cooked meat medium),基础液体培养基,石蜡,普通肉渣,+,庖肉培养基,2 、根据培养基的物理状态，培养基可分：,液体培养基,+,1.5-2.5%琼脂,固体培养基: 细菌的分离培养,0.3-0.5%琼脂,半固体培养基：,用于大量繁殖细菌,+,动力检查,(二)培养细菌的方法,1 、

10、提供必要的营养物质和生长环境（酸碱度、渗透压、温度和气体环境）；,2 、选择合适的接种和培养方法，常用两种方法，即分离培养和纯培养。,(三)细菌在培养基中的生长情况,1、在液体培养基中的生长情况,多数呈均匀 混浊状态,少数链状菌 呈沉淀生长,专性需氧菌则在表面 生长，常形成菌膜,菌膜,2、在固体培养基中的生长情况：,划线接种,18-24小时培养后,可见菌落,纯培养 (pure culture),液体 培养基,斜面 培养基,菌落(colony),纯培养(pure culture),斜面培养基,液体培养基,菌落的类型：,（1）S型菌落(smooth colony),（2）R菌落(rough col

11、ony),（3）M菌落(mucoid colony),3、 在半固体培养基中的生长情况：常用于观察细菌动力,有鞭毛的细菌可沿穿刺线 呈羽毛状或云雾状混浊生长,无鞭毛细菌则只能沿穿刺线呈明显的线状生长,(四)细菌培养在医药学中的意义,1、研究和鉴定细菌 2、诊断与防治感染性疾病 3、生物制品的制备 4、在基因工程中的应用 5、在其它方面的应用、如工农业生产中。,五、 细菌的分类与命名,传统分类法：以细菌的一些较稳定的生物学性状为分类的依据；,种系分类法：以细菌生物学性状的相似程度为分类的依据，而划分为种和属,（一）细菌的分类：,与医学有关的细菌分四类：G-有细胞壁的真细菌G+有细胞壁的真细菌无细

12、胞壁的真细菌古细菌,分类层次与其他生物相同，也是界、门、纲、目、科、属、种。在细菌中常用属和种。,种(species)，是细菌分类的基本单位，生物学性状基本相同的细菌群体即构成一个菌种；同一菌种的各菌，性状仍有一定差异，差异较明显的称亚种(subspecies)或变种（variety)，差异小的则为型(type)，如血清型、噬菌体型、细菌素型等。属(genus)，性状相近关系密切的若干菌种组成一个菌属。,不同来源的同一菌种的细菌称为该菌的不同菌株(strain)。具有某种细菌典型特征的菌株称为该菌的标准菌株(standard strain)或模式菌株(type strain)。,（二）细菌的命

13、名法：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，名词，大写；后一字为种名，形容词，小写。中文名则相反，种名在前，属名在后。,属名,种名,Staphylococcus（S） aurous,Escherichia（E） coli,Neisseria（N） meningitidis,属名,种名,金黄色葡萄球菌,大肠埃希菌,脑膜炎奈瑟菌,Neisseria（N） gonorrhoeae,淋病奈瑟菌,小 结,1、细菌的理化性状2、细菌的营养及影响其生长的因素（气体），细菌增殖方式及群体生长（四期特点）。3、细菌的分解代谢产物及其生化反应，细菌的合成代谢产物（热原质）及其意义。4、

14、培养基的概念及种类，细菌在培养基中的生长情况（菌落，纯培养）。5、细菌的分类及命名。,第三节消毒与灭菌,消毒(disinfection) ：杀死物体上病原微生物的方法，但不一定能杀死含芽孢的细菌或非病原微生物。灭菌(sterilization) ：杀灭物体上所有微生物的方法，包括芽孢。要求比消毒高。抑菌(bacteriostasis) ：抑制体内或体外细菌的生长繁殖，如各种抗生素即为常用抑菌剂。,防腐(antisepsis) ：防止或抑制体外细菌生长繁殖的方法，细菌一般不死亡。无菌(asepsis) ：不存在活菌的意思。无菌操作：防止细菌进入人体或其他物品的操作技术。,一 物理消毒灭菌法,（一

15、）热力灭菌法因高温对细菌有明显的致死作用，故此法最常用 分两类： 1、干热灭菌法 2、湿热灭菌法,效果：同一温度下，湿热效果比干热效果强，因：1、湿热中细菌菌体蛋白较易凝固2、湿热的穿透力比干热大3、湿热的蒸气有潜热存在。,1、干热灭菌法通过脱水干燥和大分子变性达到杀菌目的，细菌繁殖体在80-100，1小时可被杀死；芽孢则需160-170经2小时死亡（1）焚烧（2）烧灼（3）干烤：干烤箱内160-170经2小时（4）红外线：是一种0.77-1000m波长的电磁波，其中1-10m波长的热效应最强，但只能加热物体表面，温度与时间同干烤。,2、湿热灭菌法（1）巴氏消毒法(pasteurization

16、)：61.1-62.8 30分钟；71.7 15-30秒；适用于不耐热物品的消毒；（2）煮沸法（3）流动蒸气消毒法（4）间歇蒸气灭菌法(fractional sterilization),（5）高压蒸气灭菌法：一种最有效、最彻底的灭菌方法。原理：在103.4 kPa（1.05kg/cm2）蒸气压下，温度121.3，维持15-30min，可杀灭包括芽孢在内的所有微生物。,（二）辐射杀菌法1、紫外线：200-300nm波长的紫外线有杀菌作用，其中以265-266nm最强，因其正好与DNA的吸收光谱一致。,原理：紫外线主要作用于DNA，使DNA链上相邻的两个胸腺嘧啶共价结合成二聚体，干扰DNA的复制和转录，导致细菌的变异和死亡。,特点：紫外线的穿透力极弱。故一般只用于空气消毒及物体表面消毒。,2、电离辐射：包括高速电子、X射线和射线，可产生游离基，破坏DNA，从而杀死细菌，常用于大量一次性医用塑料制品的消毒或食品消毒且不破坏其营养成分。,