《细菌的生理》PPT课件.ppt

第 2 章 细菌的生理 Bacterial physiology 第一节 细菌的理化性状,细菌的化学组成：水(75-90%)、无机盐、蛋白质、糖类、脂质和核酸等。,细菌的物理性状,第二节 细菌的营养与生长繁殖 一、 细菌的营养类型 根据细菌所利用的能源的不同，将细菌分为两大营养类型：自养菌和异养菌。,自养菌(autotroph)：以简单的无机物为原料，通过无机物的氧化或光合作用获得能量, 合成菌体成分。 异养菌(heterotroph)：以多种有机物为原料，合成菌体成分并获得能量。 以动植物尸体，腐败食物作为营养物质的细菌称：腐生菌(saprophyte)。 从人或动物的有机物获得营养物质和能量的细菌称：寄生菌(parasite)。所有的病原菌都是异养菌，大部分属寄生菌。,二、细菌的营养物质 水、碳源、氮源、无机盐及生长因子为细菌的代谢及生长繁殖提供必需的原料和充足的能量 三、细菌摄取营养物质的机制 被动扩散: 顺浓度梯度， 不需能量 主动转运: 逆浓度梯度， 需要能量,营养物质（Nutrients） 水、碳源、氮源、无机盐及生长因子为细菌的代谢及生长繁殖提供必需的原料和充足的能量 酸碱度(pH) 多数病原菌最适PH为7.2-7.6 温度（Temperature） 病原菌最适温度为37,四、影响细菌生长的环境因素,气体 (Aeration) ：根据细菌代谢时对氧气的需要与否分: 专性需氧菌：具有完善的呼吸酶系统，需要分子氧作为受氢体以完成需氧呼吸，仅能在有氧环境下生长，如：结核杆菌。 微需氧菌：在低氧压（5%-6%）生长最好，高时有害，如：幽门螺杆菌。 兼性厌氧菌：兼有氧呼吸和无氧发酵两种功能，在有氧、无氧环境中均能生长，但以有氧时 生长较好。大多数病原菌属于此。 专性厌氧菌：缺乏完善的呼吸酶系统，只能进行无氧发酵，必须在无氧环境中生长。 有氧环境不能生长的原因: 缺乏超氧化物歧化酶，触酶等. 不能分解超氧负离子（O 2-），H2O2等有毒物质。 202-+2H+ O2+H2O2 2H2O+O2,SDS,catalase,C O2 ：对细菌生长也很重要，大部分细菌在代谢中产生的 C O2可满足需要，个别细菌初次分离时需人工供给5-10%C O2 （脑膜炎奈瑟菌） 渗透压(Osmotic pressure): 5-20 atm,五、细菌的生长繁殖,细菌个体的生长繁殖 繁殖方式-细菌以简单的二分裂方式进行繁殖。 繁殖速度-繁殖一代所需时间（代时）约20-30min。 但少数细菌代时较长，如结核分枝杆菌代时为18h。 细菌群体的生长繁殖 繁殖规律-生长曲线（growth curve) 迟缓期 (lag phase) ， 对数期 (logarithmic phase) 稳定期 (stationary phase) ，衰退期 (decline phase),Electron photomicrographs of gram-positive cell division (Bacillus subtilis) (left) and gram-negative cell division (Escherichia coli) (right). Progression in cell division from top to bottom. CM, cytoplasmic membrane; CW, cell wall; N, nucleoid; OM, outer membrane; S, septum. Bar = 0.2 m. (From Slots J, Taubman MA, editors: Contemporary oral biology and immunology, St Louis, 1992, Mosby.),细菌群体的生长繁殖,性状典型,发酵：无氧时, 以有机物(lactate, ethanol)为受氢体。1Glucose2ethanol+2CO2+2ATP 呼吸：以无机物为受氢体。 有氧呼吸：以氧为受氢体。1Glucose+6O2 6CO2+6H2O+32ATP 厌氧呼吸：无氧时, 以其它无机物(CO2, SO42-, NO3-)为受氢体。 1Glucose2ATP,第三节 细菌的新陈代谢与能量转换 一. 细菌的能量代谢,二. 细菌的代谢产物,（一）分解代谢产物和细菌的生化反应 细菌种类不同细菌酶不同分解物质能力不同代谢产物不同鉴别作用.,糖发酵试验,细菌,分解,糖,发酵 产酸 +,发酵 产酸产气,+,不发酵,糖发酵试验,E.coli 发酵葡萄糖,S.typhi 发酵葡萄糖,VP(Voges-Proskauer)试验,产气杆菌,丙酮酸,脱羧,乙酰甲 基甲醇,KOH,二乙酰 +胍基,红色 （VP阳性）,/courses/2002-fall/bisc300.html,甲基红(methyl red)试验,产气杆菌,丙酮酸,脱羧,乙酰甲 基甲醇,pH5.4,甲基红,橘黄色 （阴性）,大肠杆菌,甲基红,红色 （阳性）,pH4.5,丙酮酸,不脱羧,枸橼酸盐利用（citrate utilization)试验,产气杆菌,分解,枸橼酸盐，铵盐,碳酸盐+氨,产碱,深兰色 （阳性）,吲哚（indole)试验,色氨酸,色氨酸酶,吲哚 （无色）,+,对二甲基氨基 苯甲醛 （黄色）,玫瑰吲哚 （红色 阳性）,吲哚(I), 甲基红(M), VP(V), 枸橼酸盐利用（C）试验，常用于鉴定肠道杆菌，合称IMViC试验。 大肠杆菌的结果是：+ - - 产气杆菌的结果是： - - +,H2S试验,细菌,分解,含S氨基酸,H2S+FeSO4,FeS （黑色 阳性）,尿素酶试验,细菌,分解,尿素,产氨,酚红,红色 （阳性）,热原质(pyrogen)：或称致热原。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。如：脂多糖。 毒素与侵袭性酶：细菌产生外毒素和内毒素。外毒素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；内毒素是革兰阴性菌的脂多糖。酶类: 透明质酸酶等。 色素Pigment ：细菌的色素有两类：水溶性色素，能弥散到培养基或周围组织。脂溶性色素，不溶于水，只存在于菌体，使菌落显色而培养基颜色不变。 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的物质。 细菌素Bacteriocin ：某些菌株产生的,可抗相近菌的蛋白质,用于细菌分型。 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，vitamin B, K。,（二）合成代谢产物及意义,绿脓杆菌产生的色素http:/medecinepharmacie.univ-fcomte.fr,第四节 细菌的人工培养,Hood and chamber for anaerobic culture,Blue indicate oxygen,培养基(culture medium),培养基：是由人工方法培配置而成的，专供微生物生长繁殖使用的混合营养物制品。,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。 按其物理状态分类：固体培养基、液体培养基、半固体培养基。,细菌在培养基中的生长情况： （一）. 细菌在液体培养基中的生长情况,（二） 细菌在固体培养基中的生长情况： 菌落(colony): 在固体培养基表面，由一个细菌经1824h繁殖后形成的单个的、肉眼可见的细菌集团。,肺炎杆菌(Klebsiella pneumoniae)的黏液型(M)菌落 From:CDC,（三）. 细菌在半固体培养基中的生长 情况动力试验,Motility Test Agar with TTC (Tetrazolium chloride) The culture on the left is non-motile; the cultures in the middle and right side are motile From:/faculty/TBarta/MicroImages2.html,应用,传染病的诊断与防治,细菌的研究,生物制品的制备,细菌的分类层次：域、门、纲、目、科、属、种。分类依据: 传统分类和种系分类(16s rRNA) 属（genus): 特性相近、关系密切的若干菌种组成一个菌属。 种（species）生物学性状基本相同的细菌群体，是细菌分类的基本单位。同一菌种的各个细菌，虽性状基本相同，但在某些方面仍有一定差异。 差异明显亚种（变种）； 差异小型（血清型、噬菌体型、细菌素型等）； 株（strain) 对不同来源的同一菌种的细菌称为