课件：第二章细菌的生理.ppt

第二章 细菌的生理,掌握内容 细菌生长繁殖的条件、方式与速度 细菌生长曲线 与医学有关的细菌合成代谢产物 消毒、灭菌、无菌操作的概念 常见的灭菌消毒法的应用 熟悉内容 细菌的人工培养及各种培养基的作用 细菌的变异现象,细菌的生理,第一节 细菌的生长繁殖 第二节 细菌的人工培养 第三节 细菌的新陈代谢 第四节 细菌的遗传与变异 第五节 细菌的分布与消毒灭菌,第一节 细菌的生长繁殖,一、细菌生长繁殖的条件 二、细菌生长繁殖的方式与速度 三、细菌菌体的生长繁殖的规律,一、 细菌生长繁殖的条件,营养物质,营养物质既是构成菌体成分的原料，也是新陈代谢过程中能量的来源。细菌生长必不可少的营养物质主要有以下五类：,细菌生长所需的营养物质,酸碱度（pH）： 大多数病原菌最适的生长PH值为7.27.6，个别细菌例外：如结核杆菌生长最适pH为6.56.8，霍乱弧菌8.49.2。 温度： 大多数病原菌的最适生长温度为37。 气体（氧气、二氧化碳） 根据细菌对气体要求的不同可分为专性需氧菌、专性厌氧菌、兼性厌氧菌和微需氧菌四类。 渗透压 在人工培养细菌时，培养大多数致病菌的液体培养基都是等渗溶液。,细菌生长繁殖其他环境因素,根据对氧气的需求，可将细菌分为以下四类：,专性需氧菌(obligate aerobe) 结核杆菌 枯草杆菌 专性厌氧菌(obligate anaerobe) 破伤风梭菌、肉毒梭菌 缺乏氧化还原电势高的呼吸酶：细胞色素、细胞色素氧化酶 缺乏分解有毒氧基团的酶：SOD、过氧化氢酶、过氧化物酶 兼性厌氧菌(facultative anaerobe) 大多数病原菌 微需氧菌（microaerophilic bacterium ） 氧浓度56%，空肠弯曲菌、幽门螺杆菌,二、 细菌繁殖的 方式与速度,细菌的繁殖类型： 亲代细菌,二分裂方式,无性繁殖,子代细菌,代时：细菌繁殖一代所需要的时间，是衡量细菌生长繁殖速度的一个重要指标。 多数细菌代时为2030min， 结核杆菌繁殖速度较慢，代时长达1824h。,细菌的生长曲线(growth curve),.指数期,.稳定期,.衰亡期,.延滞期,总菌数,活菌数,培养时间 /h,菌数（个/ml）对数,三、 细菌的生长规律,1迟缓期(lag phase) 1-4h 也叫延滞期，是细菌刚被接种到培养基上对新环境的适应期。该阶段菌体增大，代谢旺盛，主要是为下阶段的分裂繁殖准备，故该阶段细菌基本不繁殖，数量几乎不变； 2对数期(logarithmic phase) 8-18h 该时期细菌已经适应环境，培养基中营养物质丰富，有害的代谢产物很少，繁殖速度加快，呈指数型增长。此期细菌形态结构、生理特性、染色特征典型，是细菌研究取材的最佳时期。 3稳定期(stationary phase) 此期营养物质逐渐消耗，有害的代谢产物不断积累，细菌繁殖速度减慢，死亡数量逐渐增加，该时期活菌数最多，抗生素的产生及芽孢的形成大多发生在此期。 4衰亡期(decline phase) 营养物质几乎耗尽，有害的代谢产物很多，越来越多的细菌死亡，呈衰退型变化，代谢趋于停滞。,第二节 细菌的人工培养,一、培养基 二、细菌在培养基上的生长现象,一、培养基,按用途分,按物理性状分,培养基（culture medium） 由人工方法配制而成的，将细菌所需的营养物质合理地配置成为专供其生长繁殖所用的基质。 培养基的分类： 基础培养基（basic medium） 营养培养基（enrichment medium） 选择培养基（selective medium） 鉴别培养基（differential medium） 厌氧培养基（anaerobic medium） 液体培养基 固体培养基 半固体培养基,液体培养基 固体斜面培养基 半固体培养基,二、细菌在培养基中的生长情况,液体培养基：均匀混浊生长 沉淀生长 表面生长 均匀浑浊生长 大多数细菌在液体培养基中都呈均匀浑浊生长； 沉淀生长 少数链状排列的细菌和一部分厌氧菌的生长现象； 表面生长 专性需氧菌在液体培养基中一般悬浮生长，形成菌膜，便于其接触到更多的氧气。,半固体培养基：,无动力 有动力,固体培养基：菌落,菌落（colony）单个微生物在适宜固体培养基表面或内部生长繁殖到一定程度；形成肉眼可见有一定形态结构的子细胞的群落。,培养基的用途,液体培养基：增菌 固体培养基：纯化，增菌 半固体培养基：动力检测，保种,第三节 细菌的新陈代谢,一、培养基 二、细菌在培养基上的生长现象,细菌的能量代谢,有氧呼吸 发酵 工业发酵 就是通过微生物的生命活动，把发酵原料转化为人类所需要的微生物产品的工业过程。,细菌的代谢产物与生化反应 细菌的酶不一样，对营养物质的分解能力不一样。 糖发酵试验： 不同的细菌可根据分解利用糖能力的差异表现出是否产酸产气作为鉴定菌种的依据。例如：大肠杆菌能使乳糖发酵，产酸产气， 而伤寒杆菌则不能；大肠杆菌能 使葡萄糖发酵，产酸产气，而伤 寒杆菌则只产酸、不产气。,硫化氢试验 +（FeS黑色） 主要用于肠杆菌科中属及种的鉴别。 如沙门菌属、爱德华菌属、亚利桑那 菌属、枸橼酸杆菌属、变形杆菌属细菌， 绝大多数硫化氢阳性，其他菌属阴性。 沙门菌属中也有硫化氢阴性菌种。 尿素酶试验： 幽门螺旋杆菌是人胃内唯一能够产生 大量尿毒酶的细菌，可通过检测尿毒酶 来诊断幽门螺旋杆菌感染。尿毒酶分解 胃内尿毒生成氨和二氧化碳，使尿素浓 度降低、氨浓度升高。,合成代谢产物,热原质（pyrogen） 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。（脂多糖） 耐高温 去除方法：250干烤、蒸馏、吸附剂等 制备和使用注射药品过程无菌操作 毒素与侵袭性酶 致病 毒素,内毒素,外毒素,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微生物或肿瘤细胞的物质 色素、细菌素： 鉴别 维生素,第四节 微生物的遗传和变异,细菌的变异现象 细菌遗传变异在医学上的意义,概念,微生物的遗传性：微生物亲代与子代的相似 性，即在一定条件下，其生物学特性包括形态、结构、生长繁殖、代谢、毒力、抗原以及对药物的敏感性等都相对稳定，并通过DNA复制将亲代的特性传递给下一 代，保持种属的特异性。 微生物的变异性：微生物子代和亲代之间 之间在性状上存在的某种差异性。分为遗传性变异和非遗传性变异。,一、细菌的遗传变异现象,形态与结构变异 菌落形态变异 毒力变异 酶活力变异 抗药性变异,青霉素、溶菌酶 正常形态细菌 L型变异 抗体或补体 (部分或完全失去胞壁),正常霍乱弧菌,霍乱弧菌L型,形态改变,42-43 炭疽杆菌失去形成芽胞能力, 毒性减弱 10-20天 0.1%石炭酸 变形杆菌（有鞭毛） （无鞭毛）,鞭毛变异,特殊结构的改变,菌落变异,在陈旧培养基 中长期培养 光滑型菌落 粗糙型菌落 S R 原因：失去LPS的特异多糖,1923年： 胆汁、甘油、马铃薯培养基 牛型结核杆菌 卡介苗 （有毒） 13年(230代) （弱毒，保持抗原性）,毒力改变,-半乳糖苷酶 半乳糖苷渗透酶 半乳糖苷转酰酶,酶活性的改变,大肠埃希菌,乳糖,环境无乳糖，则不产生三种酶,含链霉素培基 痢疾杆菌 依赖链霉素株 ( 耐药菌株 ),耐药性改变：,诊断困难 HO变异：如伤寒沙门菌鞭毛 SR变异：消失荚膜或多糖 细菌L型 疾病预防：如卡介苗的制备 疾病治疗：联合用药原则,二、变异的在医学上的意义,基因工程方面 载体：质粒，噬菌体 工程菌和酶：限制性内切酶，连接酶 选择目的基因，细菌中表达，如胰岛素、白介素、干扰素等 基因工程疫苗,第五节 细菌的分布与灭菌,一、分布 土壤 微生物数量最多，以细菌为主 自养菌、致病菌、芽孢菌 药材晒干除菌 空气 来源、存在形式(气溶胶) 水 水污染卫生指标,二、 消毒与灭菌,基本概念,消毒(disinfection) 杀死物体上病原微生物的方法,并不一定能杀死含芽胞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 防腐(antisepsis) 防止或抑制体外细菌生长繁殖的方法 无菌(asepsis) 不存在活菌的意思,物理消毒灭菌法,热力灭菌法,干热灭菌法,焚烧 烧灼 干烤（160170/2h） 红外线,湿热灭菌法,巴氏消毒法pasteurization 煮沸法 流动蒸气消毒法 间歇蒸气灭菌法 高压蒸气灭菌法 121,15个大气压,20分钟,同一温度下,湿热比干热效果好,用较低温度杀灭液体中的病原菌或特定微生物，而仍保持物品中所需的不耐热成分不被破坏的消毒方法。6230 或72 30,辐射杀菌法 紫外线 265266nm 杀菌原理 用途与缺陷 电离辐射 、射线 滤过除菌法 0.20.45um, 不耐热血清等,空气 超声波杀菌法 干燥与低温抑菌法 冷冻真空干燥保存菌种,化学消毒灭菌