课件：细菌的生理.ppt

,医 学 微 生 物 学(Medical Microbiology),第一篇 细菌学,第二章 细菌的生理,2019,-,1,掌握： 细菌生化反应的概念，细菌的合成代谢产物及其意义，消毒灭菌的常用术语及其基本概念。,教 学 目 标,2019,-,2,熟悉： 细菌生长繁殖的条件、方式与速度，热力灭菌的种类、原理及应用范围 了解： 细菌的代谢，常用化学消毒剂的杀菌机理、应用及影响消毒效果的因素。细菌的分类原则、层次。,教 学 目 标,2019,-,3,思考：,细菌如何生存和种的延续？ 细菌生长繁殖过程中会产生代谢产物吗？这些代谢产物对人类是有利还是有害？ 我们如何培养细菌和控制细菌？ 细菌有名字吗？,2019,-,4,路易斯巴斯德（公元1822-1895年）,路易斯巴斯德邮票,2019,-,5,巴斯德用一生的精力证明了三个科学问题： 1、一种发酵作用都是由于一种微菌的发展。 2、一种传染病都是一种微菌在生物体内的发展。 3、染病的微菌，在特殊的培养之下可以减轻毒力，使他们从病菌变成防病的药苗。,2019,-,6,细菌虽小，也有独立的生命活动。,细菌的生理活动,摄取和合成营养物质,新陈代谢（生理活动的中心）,生长繁殖,2019,-,7,学习细菌代谢规律 及生理活动的意义,细菌代谢与致病的关系,设计和寻找有关细菌感染的诊断和防治方法,利用细菌代谢净化环境,开发极端环境的微生物资源,2019,-,8,第二节 细菌的营养与生长繁殖,水 氮源 碳源 无机盐 生长因子（growth factor）,一、营养物质,2019,-,9,水：溶解营养物质，参与营养的吸收与代谢 氮源：来源于氨基酸、蛋白质等，合成菌体成分。肺炎克雷伯菌可利用硝酸盐甚至氮气。 碳源：来源于糖类，合成菌体组分和提供能量。,2019,-,10,无机盐： 构成有机化合物，组成菌体成分； 作为酶的组分，维持酶活性； 参与能量的储存和转运； 调节菌体内外的渗透压 某些元素与细菌的生长繁殖和致病作用密切相关。白喉杆菌的产毒与铁,2019,-,11,生长因子（growth factor）： 某些细菌生长必需但自身不能合成的微量或特殊的营养物质,2019,-,12,四、影响细菌生长的因素,1.营养物质 充足；供原料和能量 2.pH值，即酸碱度 多数病原菌最适pH为7.2-7.6 3.温度 多数病原菌最适温度是37 4.渗透压 5.气体 CO2 、O2,2019,-,13,根据细菌代谢时对氧的需要分为：,（1）专性需氧菌：如 结核杆菌 （2）微需氧菌：如 空肠弯曲 （3）兼性厌氧菌：如 大多数病原菌 （4）专性厌氧菌：如破伤风梭菌,2019,-,14,五、细菌的生长繁殖,（一）细菌个体的繁殖：二分裂无性繁殖,2019,-,15,繁殖速度,代时：单个细胞完成一次分裂所需要的时间。 大多数细菌的代时约20-30min,结核分枝杆菌的代时为18-20h,2019,-,16,生长曲线：,将一定量的细菌接种于适宜的液体培养基中，连续定时取样检查活菌数，以培养时间为横坐标，培养物中活菌数的对数为纵坐标，可绘制一条曲线，称生长曲线（growth curve）。,（二）细菌群体的生长繁殖,2019,-,17,根据生长曲线，细菌的群体生长繁殖分为四个期,2019,-,18,第三节 细菌的新陈代谢,分解代谢： 营养物质分解和转化为能量的过程 合成代谢： 所产生的能量用于细胞组分的合成,伴随代谢过程，细菌还将产生许多在医学上有重要意义的代谢产物。,细菌代谢类型：,2019,-,19,一、细菌的能量代谢,细菌生物氧化的类型：,发酵以有机物作为受氢体 呼吸以无机物作为受氢体 有氧呼吸和无氧呼吸,生物体能量代谢的基本生化反应是生物氧化,2019,-,20,二、细菌的代谢产物 （一）分解代谢产物和细菌的生化反应,意义：鉴别细菌,各种细菌所具有的酶不完全相同，对糖、蛋白质的分解能力不同，因而代谢产物各异，利用生物化学方法检测其分解代谢产物鉴别不同细菌称为细菌的生化反应。,2019,-,21,常见的生化反应,2019,-,22,1 糖发酵试验 葡萄糖 HCOOH 脱氢酶 CO2+ H2 乳 糖 葡萄糖 + 半乳糖苷,如：大肠埃希菌分解乳糖，产酸产气； 伤寒沙门菌不分解乳糖。,2019,-,23,2 VP（Voges-Proskauer，V-P）试验,葡萄糖丙酮酸-乙酰甲基甲醇-二乙酰,脱羧,碱性环境,氧化,二乙酰 + 胍基化合物红色化合物 （+）,如：大肠杆菌（-），产气杆菌（+）,2019,-,24,葡萄糖丙酮酸乙酰甲基甲醇 + 葡萄糖丙酮酸等混合酸 +,3 甲基红（methyl red ,MR）试验,甲基红试剂,橘黄色； 甲基红-,红色； 甲基红+,甲基红试剂： pH5.4 呈橘黄色 pH4.5 呈红色,大肠杆菌（+） 产气杆菌（-）,甲基红试剂,2019,-,25,4 枸橼酸盐利用（citrate utilization）试验,利用枸橼酸盐为碳源、 以铵盐为氮源 分解枸橼酸盐生成碳酸盐 分解铵盐产氨（碱性） 溴麝香草分蓝 淡绿深蓝,如：产气杆菌 + 大肠埃希菌 -,2019,-,26,5 吲哚（indol， I）试验, 色氨酸吲哚玫瑰吲哚 红色环,如：大肠埃希菌 + 产气杆菌 -,吲哚试剂 （対二甲基氨基苯甲醛）,2019,-,27,含硫氨基酸 分解 硫化氢 + 铅或铁离子 生成黑色的硫化物 为阳性,6 硫化氢试验,如：沙门菌、变形杆菌 + 大肠埃希菌 -,2019,-,28,7 尿素酶试验,尿 素 分解 氨 培养基变碱 酚红指示剂显红色,如：变形杆菌 + 大肠埃希菌 -,2019,-,29,IMViC试验,I：吲哚试验 M：甲基红试验 Vi：VP试验 C：枸橼酸盐利用试验,如：大肠埃希菌 + + - -,产气杆菌 - - + +,常用于鉴定肠道杆菌,2019,-,30,(二)合成代谢产物及其医学上的意义,细菌的合成代谢产物,1.毒素与侵袭性酶 （toxins and invasive enzymes） 2.热原质（pyrogen） 3.色素（pigments） 4.抗生素（antibiotics） 5.细菌素（bacteriocins） 6.维生素（vitamin）,2019,-,31,概念：细菌合成的一种注入人体内引起发热反应的物质。大多数是G-菌的脂多糖。 特点：耐高温。 医学意义：1、制备和使用注射药品过程中应严格执行无菌操作。2、与细菌致病性有关,热原质,2019,-,32,毒素：是细菌合成的对机体有毒害作用的物质。内毒素（G菌的脂多糖）和外毒素（G菌和少数G菌产生的蛋白质。如：白喉毒素、痉挛毒素、溶血素等）,毒素和侵袭性酶,医学意义：与细菌的致病性有关,2019,-,33,侵袭性酶 增强细菌侵袭和扩散能力，损伤机体组织。如：卵磷脂酶 （产气荚膜梭菌 ）、透明质酸酶（链球菌）等,毒素和侵袭性酶,医学意义：与细菌的致病性有关,2019,-,34,色素： 金黄色葡萄球菌金黄色色素（脂溶性） 铜绿假单胞菌绿色色素（水溶性） 医学意义：鉴别细菌,2019,-,35,抗生素：多粘菌素、杆菌肽。 医学意义：治疗感染性疾病 细菌素：只能杀伤近缘细菌，如大肠菌素。 医学意义： 细菌分型和流行病学调查 维生素：某些菌合成，如B族维生素、VK。 医学意义：供给人体所需，治疗维生素缺乏症,2019,-,36,与鉴别细菌有关的代谢产物 1.色素 2.细菌素 3.各种分解代谢产物,医学意义,与细菌致病性有关的代谢产物 1.热原质 2.毒素与侵袭性酶,与疾病治疗有关的代谢产物 1.抗生素 2.维生素,2019,-,37,第四节 细菌的人工培养,二、培养基 （culture medium）,概念：是由人工方法配制而成，专供微生物生长繁殖使用的混合营养物制品。,2019,-,38,分类：,1.按营养组成和用途分类 基础培养基：如 肉汤、营养琼脂等 增菌培养基：如 血液琼脂、血清肉汤 选择培养基：加入某种化学物质 鉴别培养基：加入作用底物和指示剂 厌氧培养基 ：如 庖肉培养基。,2019,-,39,2.按物理状态分类,2019,-,40,三、细菌在培养基中的生长情况,1.液体培养基中生长现象,意义：注射药液出现上述三种情况之一，就表明药物被细菌污染。,2019,-,41,2.固体培养基中生长情况 菌落（colony）：单个细菌分裂繁殖成一堆肉眼可见的细菌集团。 类型：光滑型（S型）、粗糙型（R型）、黏液型（M型） 意义：鉴别细菌,菌苔：无意义,2019,-,42,2019,-,43,有鞭毛细菌： 扩散生长，周围浑浊 无鞭毛细菌： 沿穿刺线生长，周围透明,3.半固体培养基中生长情况,动力试验：鉴定鞭毛菌,2019,-,44,四、人工培养细菌的用途,在医学中的应用 1.感染性疾病的病原学诊断 2.细菌学的研究 3.生物制品的制备 在工农业生产中的应用 在基因工程中的应用,2019,-,45,第五节 抑制或杀灭微生物的理化因素,灭菌（sterilization）： 杀灭物体上所有微生物的方法。 消毒（disinfection）： 杀死物体上或环境中病原微生物的方法 防腐：防止或抑制细菌生长繁殖的方法 无菌（asepsis）和无菌操作： 无菌：是无活菌的意思；无菌操作：防止微生物进入人体或其它物品的技术。,2019,-,46,消毒、灭菌的方法一般可分为两大类：,热力灭菌法 辐射杀菌法 滤过除菌法 干燥和低温抑菌法,物理学方法,化学方法 使用化学消毒剂,2019,-,47,二、物理消毒灭菌法,分类： 干热灭菌法 湿热灭菌法,（一） 热力灭菌法,2019,-,48,1.干热灭菌法,1）焚烧：病理性废弃物品或动物尸体等 2）烧灼：微生物学实验室的接种环、试管口等的灭菌。 3）干烤：干烤箱 160180，2h 玻璃器皿、瓷器、玻质注射器等 4）红外线灭菌：红外线烤箱 多用于医疗器械的灭菌,2019,-,49,1）巴氏消毒法 酒类、乳类的消毒 61.1-62.8，30min或 71.7，15-30sec 2）煮沸消毒法：100，5min -10min 3）流动蒸气消毒法：100，15-30min 4）间歇蒸汽灭菌法：100，15-30min，37过夜（3次）。含血液、糖类的培养基灭菌,2.湿热灭菌法,2019,-,50,5）高压蒸气灭菌法:最好的方法 温度：121.3，15-30min,2019,-,51,高压蒸汽灭菌器,2019,-,52,1.紫外线 损坏DNA构型 杀菌力最强的波长：265-266nm 应用：空气消毒、物体表面消毒,（二）辐射杀菌法,2019,-,53,2.电离辐射 包括和射线 机制：干扰DNA的合成；破坏细胞膜；产生过氧化氢等 优点：穿透力强，不升高温度 应用：一次性医用塑料制品的消毒 3.微波 电磁波 机制：热效应,2019,-,54,（三）滤过除菌法,滤器 层流室,原理：用物理阻留的方法除去液体或空气中的细菌。,2019,-,55,三、化学消毒灭菌法,化学消毒剂的作用机制： 1.促进菌体蛋白质变性或凝固； 2.干扰细菌的酶系统和代谢 3.损伤细菌的细胞膜而影响细菌的化学组成、物理结构和生理活动,2019,-,56,化学消毒剂的分类,1.高效消毒剂,2.中效消毒剂,3.低效消毒剂,消毒剂按其杀菌能力可分为三大类,2019,-,57,1.高效消毒剂 （1）含氯消毒剂： 常用：次氯酸钠、二氯异氰酸尿酸钠、漂白粉,（2）过氧化物消毒剂： 常用：过氧化氢、过氧乙酸、二氧化氯,（3）醛类消毒剂： 常用：戊二醛和甲醛，为烷化剂。 （4）环氧乙烷：,2019,-,58,2.中效 不能杀死芽胞，但能杀死细菌繁殖体 （1）含碘消毒剂： 常用：碘酊和碘伏 （2）醇类消毒剂： 常用：乙醇和异丙醇,2019,-,59,3.低效消毒剂 可杀灭多数细菌繁殖体，不能杀死芽胞、抵抗力较强的细菌、真菌和病毒 （1）季铵盐类 苯扎溴铵（新洁尔灭）； （2）氯已定（洗必泰）； （3）高锰酸钾,2019,-,60,四、消毒灭菌的运用,1.高危器械物品-需进入无菌组织的物品 包括：针头、注射器、手术器械、注射液体、静脉导管、尿道插管等 灭菌方法： 高压蒸汽灭菌法，不耐高热的可使用高效消毒剂,（一）医疗器械物品的消毒灭菌,2019,-,61,2.中危器械物品 不进入无菌组织但接触黏膜的器械。 包括：呼吸机、麻醉机、胃镜、支气管镜、阴道窥镜、体温计、口腔器械等 消毒方法： 流动蒸汽、煮沸、过氧乙酸、醇类和戊二醛浸泡,2019,-,62,3.低危器械物品 只接触未损伤皮肤，不进入无菌组织和不接触黏膜的物品。 包括：治疗盘、治疗车、便盆等 方法：一般用后清洗、消毒处理即可。,2019,-,63,4.快速周转的医疗器械 包括：牙钻、牙科手术器械等 常用方法：瞬时灭菌、微波灭菌、高效消毒剂快速处理、中效或低效消毒剂与低温60协同等,2019,-,64,1.物理消毒法 紫外线照射； 滤过除菌,（二）室内空气消毒灭菌,2019,-,65,2.化学消毒法 包括化学消毒剂喷雾和熏蒸： 过氧乙酸喷雾、熏蒸； 过氧化氢喷雾； 二氧化氯溶液喷洒； 中草药（艾叶）点燃烟熏。,2019,-,66,用肥皂和流动水经常并正确洗手 病原微生物污染时应用消毒剂消毒： 75%乙醇、0.5%氯已定溶液、 0.2%过氧乙酸水溶液、 0.05%-0.1%次氯酸钠水溶液、碘伏等,（三）手和皮肤的消毒,2019,-,67,口腔黏膜消毒：3%过氧化氢 冲洗阴道、尿道、膀胱：0.5%氯已定或1g/L高锰酸钾,（四）黏膜的消毒,2019,-,68,（五）病人排泄物与分泌物的消毒灭菌,（六）病人污染物品的消毒,（七）饮水的消毒,（八）环境的消毒,2019,-,69,五、影响消毒灭菌效果的因素,（一）微生物的种类 （二）微生物的生理状态 （三）微生物的数量 （四）消毒剂性质、浓度与作用时间 （五）温度 （六）酸碱度 （七）有机物,2019,-,70,第六节 细菌的分类与命名,分类原则 1.传统分类 2.种系分类,2019,-,71,细菌鉴定和分类的方法 1.表型分类-衍生出数值分类 2.分析分类 3.基因型分类,2019,-,72,种（species） 细菌的基本分类单位 70的DNA同源及较低的Tm值 属（genera） 由特性相近，关系密切的若干种组成，如金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌属于葡萄球