医学微生物学课件3.细菌的生理

细细 菌菌 的的 生生 理理 第一节第一节 细菌的理化性状细菌的理化性状一、细菌的化学组成一、细菌的化学组成 细菌和其他生物细胞相似，含有水、无机盐、细菌和其他生物细胞相似，含有水、无机盐、蛋白质、糖类、脂质和核酸等。蛋白质、糖类、脂质和核酸等。细菌所特有的化学组成：肽聚糖、胞壁酸、磷细菌所特有的化学组成：肽聚糖、胞壁酸、磷壁酸、壁酸、D型氨基酸、二氨基庚二酸、吡啶二羧酸等。型氨基酸、二氨基庚二酸、吡啶二羧酸等。二、细菌的物理性状二、细菌的物理性状1.光学性质：细菌为半透明体，光学性质：细菌为半透明体，故细菌悬液呈混故细菌悬液呈混浊状态。浊状态。2.表面积：细菌体积微小，相对表面积大。表面积：细菌体积微小，相对表面积大。3.带电现象：带电现象：G+菌菌PI为为23，G-菌菌PI为为4 5，故在近中性或弱碱性环境中，细菌均带负电荷，故在近中性或弱碱性环境中，细菌均带负电荷，尤以前者所带负电荷更多。尤以前者所带负电荷更多。4.半透性：细菌的细胞壁和细胞膜都有半透性。半透性：细菌的细胞壁和细胞膜都有半透性。5.渗透压：细菌体内含有高浓度的营养物质和无机渗透压：细菌体内含有高浓度的营养物质和无机盐，一般盐，一般G+菌的渗透压高达菌的渗透压高达20 25个大气压，个大气压，G-菌为菌为5 6个大气压。个大气压。一、细菌的营养类型一、细菌的营养类型1.自养型：以简单的无机化合物为原料合成菌体成分自养型：以简单的无机化合物为原料合成菌体成分2.异养型：必须以多种有机物为原料合成菌体成分并异养型：必须以多种有机物为原料合成菌体成分并获取能量。异养菌包括寄生菌和腐生菌，所有的病获取能量。异养菌包括寄生菌和腐生菌，所有的病原菌都是异养菌，大部分属寄生菌。原菌都是异养菌，大部分属寄生菌。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二、影响细菌生长的因素二、影响细菌生长的因素1.营养物质：营养物质：（1）水：）水：7090（2）无机盐：如）无机盐：如Nacl（3）碳源如糖类）碳源如糖类（4）氮源如蛋白胨、氨基酸。）氮源如蛋白胨、氨基酸。（5）生长因子）生长因子:维生素、嘌呤、嘧啶、氨基酸。维生素、嘌呤、嘧啶、氨基酸。2.PH：多数病原菌最适：多数病原菌最适PH为为7.27.63.温度：病原菌最适生长温度为人的体温，即温度：病原菌最适生长温度为人的体温，即37。4.气体：根据细菌代谢时对分子氧的需要与否，气体：根据细菌代谢时对分子氧的需要与否，可以分为四类：可以分为四类：（1）需氧菌）需氧菌（2）微需氧菌）微需氧菌（3）兼性厌氧菌）兼性厌氧菌（4）专性厌氧菌）专性厌氧菌 5.渗透压：一般培养基的盐浓度（渗透压：一般培养基的盐浓度（0.5%）和渗透）和渗透压对大多数细菌是安全的。压对大多数细菌是安全的。结核分枝杆菌结核分枝杆菌幽门螺杆菌幽门螺杆菌大多数病原菌大多数病原菌 破伤风梭菌破伤风梭菌 三、细菌的生长繁殖三、细菌的生长繁殖1.繁殖的方式繁殖的方式 二分裂方式进行无性繁殖二分裂方式进行无性繁殖 2.繁殖的速度繁殖的速度 多数细菌繁殖一代只需多数细菌繁殖一代只需2030min，个别细菌较慢，如结核杆菌繁殖一代需要个别细菌较慢，如结核杆菌繁殖一代需要1820h。（1）迟缓期：细菌进入新环境的）迟缓期：细菌进入新环境的 1 4h，是一个，是一个适应过程。适应过程。（2）对数期：细菌在该期生长迅速，）对数期：细菌在该期生长迅速，达到顶峰状达到顶峰状态。态。此期细菌的形态、染色性、生理活性等都较此期细菌的形态、染色性、生理活性等都较典型；该期的病原菌致病力最强，对抗菌药物等典型；该期的病原菌致病力最强，对抗菌药物等的作用较为敏感；一般在培养后的的作用较为敏感；一般在培养后的 818h。3.细菌群体的生长繁殖细菌群体的生长繁殖（3）稳定期：该期细菌繁殖速度渐减，死亡数逐渐）稳定期：该期细菌繁殖速度渐减，死亡数逐渐增加。一些细菌的芽胞、外毒素和抗生素等代谢产增加。一些细菌的芽胞、外毒素和抗生素等代谢产物大多在稳定期产生。物大多在稳定期产生。（4）衰退期：该期细菌形态显著改变，出现衰退型）衰退期：该期细菌形态显著改变，出现衰退型或菌体自溶，难以辨认。或菌体自溶，难以辨认。第三第三节 细菌的新菌的新陈代代谢分解代分解代谢产物和物和细菌的生化反菌的生化反应 合成代合成代谢产物及其在医学上的意物及其在医学上的意义1.热原质，或称致热源。是细菌合成的一种注入热原质，或称致热源。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。产生热源质人体或动物体内能引起发热的物质。产生热源质的细菌大多是的细菌大多是G菌，即细胞壁的脂多糖。菌，即细胞壁的脂多糖。特性：耐高热，高压蒸气灭菌不被破坏。特性：耐高热，高压蒸气灭菌不被破坏。250干烤可以破坏干烤可以破坏吸咐剂特殊石棉滤板可除去吸咐剂特殊石棉滤板可除去蒸馏法可除去蒸馏法可除去细菌合成代谢产物及其医学意义细菌合成代谢产物及其医学意义2.毒素与侵袭性酶：细菌产生外毒素和内毒素两毒素与侵袭性酶：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。某些细菌类毒素，在细菌致病作用中甚为重要。某些细菌可产生具有侵袭性的酶，能损伤机体组织，促使可产生具有侵袭性的酶，能损伤机体组织，促使细菌的侵袭扩散，是细菌的重要致病物质。细菌的侵袭扩散，是细菌的重要致病物质。毒素毒素内毒素内毒素外毒素外毒素G菌菌LPS，菌体死亡，菌体死亡游离出来。游离出来。多数多数G菌，少数菌，少数G菌菌分泌产生的蛋白质。分泌产生的蛋白质。3.色素：色素：有助于鉴别细菌。有助于鉴别细菌。细菌的色素有两种，细菌的色素有两种，一类为水溶性，能弥散到培养基或周围组织，如一类为水溶性，能弥散到培养基或周围组织，如铜绿假单胞菌产生的色素。铜绿假单胞菌产生的色素。铜绿假单胞菌的绿脓素铜绿假单胞菌的绿脓素铜绿假单胞菌的绿脓素铜绿假单胞菌的绿脓素A A A AB B B BA.A.A.A.白色葡萄球菌在白色葡萄球菌在白色葡萄球菌在白色葡萄球菌在普通普通普通普通琼琼琼琼脂平板上的菌落特征脂平板上的菌落特征脂平板上的菌落特征脂平板上的菌落特征 B.B.B.B.金黄色葡萄球菌在金黄色葡萄球菌在金黄色葡萄球菌在金黄色葡萄球菌在普通普通普通普通琼琼琼琼脂平板上的菌落特征脂平板上的菌落特征脂平板上的菌落特征脂平板上的菌落特征 3.色素：另一类为脂溶性，不溶于水，只存在于菌色素：另一类为脂溶性，不溶于水，只存在于菌体，使菌落着色而培养基颜色不变，如金黄色葡萄体，使菌落着色而培养基颜色不变，如金黄色葡萄球菌的色素。球菌的色素。4.抗生素：某些微生物代谢过程中产生的一类能抑抗生素：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。抗生制或杀死某些其他微生物或肿瘤细胞的物质。抗生素大多由放线菌和真菌产生，细菌产生的少。素大多由放线菌和真菌产生，细菌产生的少。5.细菌素：某些菌株产生的一类具有抗菌作用的细菌素：某些菌株产生的一类具有抗菌作用的蛋白质。细菌素与抗生素的不同作用范围狭窄，仅蛋白质。细菌素与抗生素的不同作用范围狭窄，仅对与产生菌有亲缘关系的细菌有杀伤作用。对与产生菌有亲缘关系的细菌有杀伤作用。6.维生素：细菌能合成某些维生素除供自己需要维生素：细菌能合成某些维生素除供自己需要外，还能分泌至周围环境中。例如人体肠道内的外，还能分泌至周围环境中。例如人体肠道内的大肠杆菌，合成的大肠杆菌，合成的B族维生素和维生素族维生素和维生素K也可被也可被人体吸收利用。人体吸收利用。第四节第四节 细菌的人工培养细菌的人工培养一、培养细菌的方法：人工培养细菌，除需要提一、培养细菌的方法：人工培养细菌，除需要提供充足的营养物质使细菌获得生长繁殖所需的原供充足的营养物质使细菌获得生长繁殖所需的原料和能量外，尚要有适宜的环境条件，如酸碱度、料和能量外，尚要有适宜的环境条件，如酸碱度、渗透压、温度和必要的气体等。渗透压、温度和必要的气体等。二、培养基：是由人工配制而成的，专供微生物二、培养基：是由人工配制而成的，专供微生物生长繁殖使用的混合营养物制品。生长繁殖使用的混合营养物制品。培养基的分类：培养基的分类：1.按其成分分类：天然培养基、合成培养基、半合按其成分分类：天然培养基、合成培养基、半合成培养基。成培养基。2.按其营养组成和用途分类：基础培养基、营养培按其营养组成和用途分类：基础培养基、营养培养基、选择培养基、鉴别培养基、厌氧培养基。养基、选择培养基、鉴别培养基、厌氧培养基。3.按其物理状态分类：固体培养基、液体培养基、按其物理状态分类：固体培养基、液体培养基、半固体培养基。半固体培养基。培养基按营养组成与用途分类培养基按营养组成与用途分类 （1）基础培养基）基础培养基 含有一般细菌生长繁殖需要的基本营养物质。含有一般细菌生长繁殖需要的基本营养物质。此培养基可作为一些特殊培养基的基础成分。此培养基可作为一些特殊培养基的基础成分。普通琼脂培养基普通琼脂培养基（2）增菌培养基：）增菌培养基：又称营养培养基、加富培又称营养培养基、加富培养基，是在基础培养基中养基，是在基础培养基中加入某些特殊营养物质，加入某些特殊营养物质，如血液、血清、酵母浸膏或生长因子等。用以培如血液、血清、酵母浸膏或生长因子等。用以培养对营养要求高的微生物。养对营养要求高的微生物。血血平平板板基基础础培培养养基基（3）选择培养基：）选择培养基：在培养基中加入某种化学物在培养基中加入某种化学物质，使之质，使之抑制某些细菌生长，抑制某些细菌生长，而有利于另一些细菌而有利于另一些细菌的生长，从而将后者从混杂的标本中分离出来。的生长，从而将后者从混杂的标本中分离出来。（4）鉴别培养基：）鉴别培养基：利用各种细菌分解糖类和蛋利用各种细菌分解糖类和蛋白质的能力及其代谢产物不同，在培养基中白质的能力及其代谢产物不同，在培养基中加入特加入特定的作用底物和指示剂，定的作用底物和指示剂，观察细菌在其中生长后对观察细菌在其中生长后对底物的作用如何，从而鉴别细菌。底物的作用如何，从而鉴别细菌。（5）厌氧培养基）厌氧培养基疱肉培养基疱肉培养基疱肉培养基疱肉培养基厌氧缸厌氧缸厌氧缸厌氧缸厌氧手套箱厌氧手套箱培养基按物理性状分类培养基按物理性状分类（1）液体培养基）液体培养基（2）固体培养基：在液体培养基中加入）固体培养基：在液体培养基中加入1.52.5%的琼脂粉。的琼脂粉。琼脂在培养基中起赋形剂作用，对病琼脂在培养基中起赋形剂作用，对病原菌不具营养作用。原菌不具营养作用。（3）半固体培养基：在液体培养基中加入）半固体培养基：在液体培养基中加入0.3 0.5%的琼脂粉。的琼脂粉。菌膜菌膜沉淀沉淀混浊混浊对照对照三、细菌在培养基中的生长情况三、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：混浊生长、沉淀生在液体培养基中的生长情况：混浊生长、沉淀生长、表面生长。长、表面生长。2.在固体培养基中的生长情况：在固体培养基中的生长情况：（1）菌落：）菌落：单个细菌单个细菌生长后形成的生长后形成的肉眼可见的细肉眼可见的细菌集团，菌集团，包括包括光滑型菌落（光滑型菌落（S型菌落）、粗糙型菌型菌落）、粗糙型菌落（落（R型菌落）、粘液型菌落（型菌落）、粘液型菌落（M型菌落）。型菌落）。（2）菌苔：）菌苔：菌落融合成片菌落融合成片3.在半固体培养基中的生长情况：沿穿刺线生长或在半固体培养基中的生长情况：沿穿刺线生长或呈羽毛状或云雾状混浊生长。用于检测细菌的动力呈羽毛状或云雾状混浊生长。用于检测细菌的动力和保存菌种。和保存菌种。四、人工培养细菌的在医学中的应用四、人工培养细菌的在医学中的应用1.感染性疾病的病原性诊断与治疗感染性疾病的病原性诊断与治疗2.细菌学的研究细菌学的研究3.生物制品的研究生物制品的研究消毒消毒 利用理化因素杀死物体或环境中利用理化因素杀死物体或环境中利用理化因素杀死物体或环境中利用理化因素杀死物体或环境中病原微病原微病原微病原微生物生物生物生物的措施，并不一定能杀死含芽胞的细菌或的措施，并不一定能杀死含芽胞的细菌或的措施，