第二章细菌的生长繁殖与代谢PPT课件

第二章细菌的生长繁殖与代谢 第一节细菌的生长繁殖第二节细菌的代谢产物 第一节细菌的生长繁殖 一 细菌的生长繁殖的条件细菌的种类不同 生长繁殖所需的条件不完全相同 基本条件 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 生长因子 某些细菌生长必须而又不能自生合成的一类有机化合物 主要是B族维生素 某些氨基酸 嘌呤 嘧啶等 水分 新陈代谢所需媒介 含碳化合物 用来合成菌体的糖 蛋白质 核酸等 亦作为能量来源 含氮化合物 用来合成菌体的各种含氮化合物 矿物质 在细菌代谢中起着酶激活物的作用 用来构成酶的辅基 对于维持原生质胶体状态和细胞渗透性具有较大作用 Vit 在代谢中起重要作用 如B簇Vit起着辅酶或辅基的作用 矿物质 在细菌代谢中起着酶激活物的作用 用来构成酶的辅基 对于维持原生质胶体状态和细胞渗透性具有较大作用 Vit 在代谢中起重要作用 如B簇Vit起着辅酶或辅基的作用 酸碱度 氢离子浓度 pH PH对细菌发育影响很大 大多数病原菌最适酸碱度为PH7 2 7 6 少数细菌可在特殊PH条件下生长 如霍乱弧菌在PH8 8 9 2时均能生长 最适为7 8 8 0 乳酸杆菌在PH3 4 4 5时可生长 霉菌则在PH3 0 6 0 结核杆菌 6 5 6 8生长良好 温度 temperature 细菌生长的最适温度随菌种不同而异 一般病原菌要求与体温相同 37 如牛羊病原菌需37 鱼类病原菌则要求22 不同细菌的适合生长温度 与细菌生长繁殖有关的气体是氧气和二氧化碳 O2 根据细菌代谢时对氧气的需要与否分三类 1 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 如结核分枝杆菌 微需氧菌 在低氧压 5 6 生长最好高氧压对其有抑制作用 如 空肠弯曲菌 2 兼性厌氧菌 兼有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类 如葡萄球菌 3 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 如破 伤风芽胞梭菌有氧环境不能生长的原因1 缺乏细胞色素及细胞色素氧化酶2 缺乏超氧化物歧化酶 气体 CO2 对细菌生长也很重要 大部分细菌在代谢中产生的CO2可满足需要 个别细菌初次分离时需人工供给5 10 CO2 细菌适合生长的气体环境 二 细菌的繁殖方式与速度 细菌个体的生长繁殖1 繁殖方式 细菌以简单的无性二分裂方式 1 2 2 2 2 进行繁殖 繁殖速度 多数细菌 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18小时 细菌群体的生长繁殖2 繁殖规律 生长曲线 growthcurve 迟缓期 lagphase 对数期 logarithmicphase 稳定期 stationaryphase 衰退期 declinephase 细菌群体的生长繁殖 三 细菌的人工培养 用人工的方法 将细菌从自然界 动物体或病料中分离出来 其目的是为了研究细菌的形态 生理特性 生物学特性或制取细菌的某种代谢产物等 这对于传染病的诊断 流行病学调查 菌苗制备 微生物的工业生产都具有重要意义 为此 了解和掌握细菌分离培养的有关基础知识是十分必要的 一 培养基的种类和常用培养基 培养基的概念 将细菌所需的各种营养物质按一定比例混合在一起 并调节到适宜的PH 这种人工配制的适合细菌生长繁殖的细菌营养物 称为培养基 培养基必需符合以下条件 营养物适宜的PH环境温度和渗透压无菌 培养基 culturemedium 分类 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 按其物理状态分类 固体培养基 液体培养基 半固体培养基 按其成分分类 合成培养基 天然培养基 培养基种类 1 基础培养基含有培养一般细菌的最基本成分 又分为 液体培养基 固体培养基和半固体培养基三种 在液体 肉汤 培养基中 加入2 3 琼脂即为固体培养基 加入0 2 0 5 琼脂即为半固体培养基 2 营养培养基 于基础培养基中加入高营养物质如葡萄糖 血液 血清 腹水 生长因子等 以满足营养要求较高的细菌生长需要 有的细菌还需加入特殊物质 如结核杆菌需加入鸡蛋清 马铃薯 甘油等才能良好生长 3 选择培养基 利用细菌对某种物质敏感程度的不同 可在培养基中加入抑制某些细菌生长的药物 而选择性地让欲分离的细菌旺盛生长的培养基如胆盐和蔷薇色酸可以选择性地抑制G 菌的生长 而不影响G 菌的生长 在培养基中加入二药后可选择性地分离出肠道杆菌 4 鉴别培养基利用细菌分解底物及其代谢产物的不同 可在培养基中加入某种物质和指示剂 即制为鉴别培养基 以测定不同细菌的生化反应 5 厌气培养基将培养基与空气及氧隔离 或降低培养基中的氧化还原电势 供厌氧菌生长 细菌在培养基中的生长现象将细菌接种于培养基中 一般经37 培养18 24小时后 在固体 半固体和液体培养基中 可出现肉眼可见的不同生长现象 划线接种分点接种涂抹接种液体接种 穿剌接种倾注接种注射接种活体接种 细菌的接种方法 1 细菌在固体培养基上的生长现象 菌落 在固体培养基表面 经划线分离 由一个细菌经37 18 24h繁殖后形成的单个的 肉眼可见的细菌集团 许多菌落融合在一起时称为菌苔 观察不同细菌在固体培养基上的菌落特征 形态 大小 边缘 表面构造 湿润度和光滑度 隆起度 透明度 颜色等 及在血平板上的溶血现象 溶血 溶血 不同 有助于识别或鉴定细菌 2 细菌在半固体培养基中的生长现象 将细菌穿刺接种于半固体培养基中有鞭毛的细菌 沿穿剌线呈模糊羽毛状生长 无鞭毛的细菌 沿穿剌线呈清晰的线状生长 3 细菌在液体培养基中的生长现象 观察肉汤培养物的混浊度 管底沉淀 肉汤表面菌膜或菌环 以及有无汽泡等 细菌在液体培养基中的生长情况 分辨药液是否污染 细菌人工培养的意义 1 在医学中的应用 1 感染性疾病的病原学诊断 2 测定病原菌对药物的敏感性 3 生物制品的制备2 在工农业生产中的应用3 在基因工程中的应用 第二节细菌的代谢产物 分类 合成代谢产物 分解代谢产物细菌通过新陈代谢不断合成菌体成分 如多糖 蛋白质 脂肪 核酸 细胞壁及各种辅酶等 此外 细菌还能合成很多在医学上具有重要意义的代谢产物 细菌的代谢产物及意义 与致病有关 返回 与治疗有关 与鉴别细菌有关 热原质 pyrogen 毒素 toxin 侵袭性酶类 抗生素维生素 色素细菌素糖的分解产物 1 热原质 Pyrogen 热原质即菌体中的脂多糖 LPS 大多是革兰氏阴性菌产生的 注入人或动物体内能引起发热反应 故名热原质 热原质耐高热 高压蒸汽灭菌 121 20 不能使其破坏 加热 180 4h 250 45 650 1 才使热原质失去作用 热原质可通过一般细菌滤器 但没有挥发性 所以 除去热原质最好的方法是蒸馏 药液 水等被细菌污染后 即使高压灭菌或经滤过除菌仍可有热原质存在 输注机体后可引起严重发热反应 生物制品或注射液制成后除去热原质比较困难 所以 必须使用无热原质水制备 玻璃器皿需经250 高温干烤 才能破坏热原质 与致病有关的代谢产物 毒素与侵袭性酶类 细菌可产生内 外毒素及侵袭性酶 与细菌的致病性密切相关 2 内毒素 Endotoxin 即革兰氏阴性菌细胞壁的脂多糖 其毒性成分为类脂A 菌体死亡崩解后释放出来 外毒素 Exotoxin 是由革兰氏阳性菌及少数革兰氏阴性菌在生长代谢过程中释放至菌体外的蛋白质 具有抗原性强 毒性强 作用特异性强的突出特点 3 某些细菌可产生具有侵袭性的酶 能损伤机体组织 促进细菌的侵袭 扩散 是细菌重要的致病因素 如化脓链球菌的透明质酸酶 金黄色葡萄球菌产生的血浆凝固酶 等 与治疗有关的代谢产物 1 抗生素 Antibiotic 某些微生物代谢过程中可产生一种能抑制或杀死某些其他微生物或癌细胞的物质 称抗生素 抗生素多由放线菌和真菌产生 细菌仅产生少数几种 如多粘菌素 Polymyxin 杆菌肽 Bicitracin 等 2 维生素 vitamin 有些细菌能产生维生素 产生的维生素除了供自身需要还可分泌到菌体外 如 大肠杆菌合成维生素B6 B12 K2等 对人体有利 与鉴别细胞有关的代谢产物 1 色素 Pigment 有些细菌能产生色素 对细菌的鉴别有一定意义 细菌色素有两类 水溶性色素 能弥形至培养基或周围组织 如绿脓杆菌产生的绿脓色素使培养基或脓汗呈绿色 脂溶性色素 不溶于水 仅保持在菌落内使之呈色而培养基颜色不变 如金黄色葡萄球菌色素 细菌色素的产生需一定条件 营养丰富 氧气充足 温度适宜 无光合作用 对细菌的功能尚不清 2 细菌素 Bactericin 某些细菌能产生一种仅作用于有近缘关系的细菌的抗菌物质 称细菌素 细菌素为蛋白类物质 抗菌范围很窄 无治疗意义 但可用于细菌分型和流行病学调查 细菌素以生产菌而命名 大肠杆菌产生的细菌素称大肠菌素 绿脓杆菌产生的称绿脓菌素 霍乱弧菌产生的称弧菌素 3 糖的分解产物 多糖经胞外酶分解为双糖单糖再经胞内酶分解为有机酸 醇 CO2和H2O 细菌对各种糖的分解能力及代谢产物不同 可借以鉴别细菌 一般非致病菌能发酵多种单糖 如大肠杆菌能分解葡萄糖有乳糖 产生甲酸等产物