第二节细菌的生理

1、1、水、水生理功能主要有生理功能主要有作为细胞的组成成分。作为细胞的组成成分。起到溶剂与运输介质的作用；起到溶剂与运输介质的作用；参与细胞内一系列化学反应；参与细胞内一系列化学反应；维持蛋白质、核酸等生物大分子稳定的天然构象；维持蛋白质、核酸等生物大分子稳定的天然构象；热的良好导体；热的良好导体； 2、碳源、碳源在微生物生长过程中能为微生物提供碳素来源的物质在微生物生长过程中能为微生物提供碳素来源的物质碳源谱碳源谱有机碳有机碳无机碳无机碳异养微生物异养微生物自养微生物自养微生物目前在微生物工业发酵中所利用的碳源物质主要是目前在微生物工业发酵中所利用的碳源物质主要是单糖、淀粉、麸皮、米糠等。单糖

2、、淀粉、麸皮、米糠等。对于为数众多的化能异养微生物来说，有些碳源对于为数众多的化能异养微生物来说，有些碳源（双功能营养物质）是兼有能源功能营养物。（双功能营养物质）是兼有能源功能营养物。 微生物利用的碳源物质主要有糖类、有机酸、醇、微生物利用的碳源物质主要有糖类、有机酸、醇、脂类、烃、脂类、烃、CO2及碳酸盐等。及碳酸盐等。凡是能被用来构成菌体物质中或代谢产物中氮素来源凡是能被用来构成菌体物质中或代谢产物中氮素来源的营养物质称为氮源。的营养物质称为氮源。3、氮源、氮源氮源谱氮源谱有机氮无机氮NH3铵盐硝酸盐N2蛋白质核酸氨基酸尿素4、无机盐、无机盐作用作用参与微生物中氨基酸和酶的组成（如参与微

3、生物中氨基酸和酶的组成（如P、S等）等）调节微生物的原生质胶体状态，维持调节微生物的原生质胶体状态，维持细胞的渗透与平衡（如细胞的渗透与平衡（如Na）酶的激活剂（如酶的激活剂（如Mg2）微量元素是指那些在微生物生长过程中起重要作用，而机体对微量元素是指那些在微生物生长过程中起重要作用，而机体对这些元素的需要量极其微小的元素，通常需要量在这些元素的需要量极其微小的元素，通常需要量在10-6-10-8mol/L：锌、锰、钠、氯、钼、硒、钴、铜、钨、镍、硼等。：锌、锰、钠、氯、钼、硒、钴、铜、钨、镍、硼等。 根据微生物对矿质元素需要量大小可以把它分成根据微生物对矿质元素需要量大小可以把它分成大量元素

4、：大量元素：Na、K、Mg、Ca、S、P等。等。5、生长因子、生长因子 生长因子：那些微生物生长所必需而且需要量很生长因子：那些微生物生长所必需而且需要量很小，但微生物自身不能合成的或合成量不足以满足机小，但微生物自身不能合成的或合成量不足以满足机体生长需要的有机化合物体生长需要的有机化合物 。包括维生素、嘌呤、某些氨基酸、嘧啶等。包括维生素、嘌呤、某些氨基酸、嘧啶等。 细胞膜由于有高度选择透性而在营养细胞膜由于有高度选择透性而在营养物质的进入与代谢产物的排出上起着极其物质的进入与代谢产物的排出上起着极其重要的作用。物质主要通过简单扩散、促重要的作用。物质主要通过简单扩散、促进扩散、主动运输和

5、基团转位进出微生物进扩散、主动运输和基团转位进出微生物细胞。细胞。 简单扩散简单扩散 促进扩散促进扩散 主动运输主动运输 基团移位基团移位 1、简单扩散、简单扩散(simple diffusion) 简单扩散是物质非特异性地从浓度较高一侧简单扩散是物质非特异性地从浓度较高一侧被动或自由地透过膜向浓度较低一侧扩散的过程。被动或自由地透过膜向浓度较低一侧扩散的过程。 特点：特点： 1）简单扩散驱动力是细胞膜两侧物质的浓度）简单扩散驱动力是细胞膜两侧物质的浓度差，即浓度梯度，不需要代谢能，物质不能进行差，即浓度梯度，不需要代谢能，物质不能进行逆浓度运输。逆浓度运输。 2）物质在运输过程中，既不与膜上

6、的分子发）物质在运输过程中，既不与膜上的分子发生反应，本身的分子结构也不发生变化。生反应，本身的分子结构也不发生变化。 3）主要吸收的物质是水，一些气体（）主要吸收的物质是水，一些气体（CO2，O2）,一些水溶性小分子（乙醇，甘油）和某些一些水溶性小分子（乙醇，甘油）和某些离子（离子（Na+）等。）等。2、促进扩散、促进扩散(facilitated diffusion) 促进扩散是有些物质借助细胞膜的一种载体促进扩散是有些物质借助细胞膜的一种载体蛋白从浓度较高的一侧透过膜向浓度较低的一侧蛋白从浓度较高的一侧透过膜向浓度较低的一侧扩散。扩散。 特点特点 ： 1）需要膜上的载体蛋白与物质结合并转运

7、。）需要膜上的载体蛋白与物质结合并转运。载体蛋白有特异性。载体蛋白有特异性。 2）驱动力是浓度梯度，因此不需要代谢能量，）驱动力是浓度梯度，因此不需要代谢能量，不能逆浓度运输。不能逆浓度运输。 3）物质本身在分子结构上也不会发生变化。）物质本身在分子结构上也不会发生变化。 4）多见于真核微生物。）多见于真核微生物。 3、主动运输、主动运输(active transport) 主动运输是微生物吸收营养物质的一种主要主动运输是微生物吸收营养物质的一种主要方式，物质在运输过程要消耗代谢能，由载体蛋方式，物质在运输过程要消耗代谢能，由载体蛋白参与的逆浓度梯度的物质转运。白参与的逆浓度梯度的物质转运。

8、特点特点 1）载体蛋白与被转运物质有专一性。）载体蛋白与被转运物质有专一性。 2）物质在膜外表面与载体蛋白亲和力大，在膜）物质在膜外表面与载体蛋白亲和力大，在膜内表面亲和力小，这种亲和力大小的改变是由于内表面亲和力小，这种亲和力大小的改变是由于载体蛋白构型变化，这需要消耗能量。载体蛋白构型变化，这需要消耗能量。 3）主动运输的物质有许多无机离子）主动运输的物质有许多无机离子 (K+ 、SO42- 、PO43- )、一些糖类（乳糖、葡萄、一些糖类（乳糖、葡萄糖）、氨基酸和有机酸等。糖）、氨基酸和有机酸等。 4、基团转位、基团转位(group translocation) 基团转位是在运输过程中，

9、除了物质分子发基团转位是在运输过程中，除了物质分子发生化学变化这一特点外，其他特点都与主动运输生化学变化这一特点外，其他特点都与主动运输相同。这种运输方式主要存在于厌氧微生物中，相同。这种运输方式主要存在于厌氧微生物中，用于许多单（或双）糖与糖的衍生物以及核苷与用于许多单（或双）糖与糖的衍生物以及核苷与脂肪酸的运输，目前在好氧微生物中还未发现有脂肪酸的运输，目前在好氧微生物中还未发现有这种运输方式，也未发现用这种运输方式运输氨这种运输方式，也未发现用这种运输方式运输氨基酸。基酸。 异养型生物异养型生物自养型生物自养型生物生长利用的营养物质的方式生长利用的营养物质的方式生物生长过程中能量的来源生

10、物生长过程中能量的来源光能营养型光能营养型化能营养型化能营养型三、微生物的营养类型三、微生物的营养类型3、适宜的温度、适宜的温度 嗜温菌嗜温菌 37 嗜热菌嗜热菌 50-60 嗜低温嗜低温 0-304、必要的气体环境、必要的气体环境（1）专性需氧菌）专性需氧菌 如：结核分枝杆菌、枯草芽孢杆菌。如：结核分枝杆菌、枯草芽孢杆菌。（2）微需氧菌）微需氧菌 如：空肠弯曲菌、幽门螺杆菌。如：空肠弯曲菌、幽门螺杆菌。（3）耐氧菌）耐氧菌 乳酸菌乳酸菌（4）兼性厌氧菌）兼性厌氧菌 大多数病原菌大多数病原菌（5）专性厌氧菌）专性厌氧菌 如：破伤风梭菌、脆弱类杆菌如：破伤风梭菌、脆弱类杆菌 细菌主要是通过无性繁

11、殖产生后代。其繁殖细菌主要是通过无性繁殖产生后代。其繁殖方式是方式是二分裂二分裂，简称，简称裂殖裂殖。细菌的繁殖过程分为三个连续步骤：细菌的繁殖过程分为三个连续步骤： 核的分裂和隔膜的形成；核的分裂和隔膜的形成； 横隔壁形成；横隔壁形成； 子细胞分裂。子细胞分裂。 另外有的细菌还存在：另外有的细菌还存在：三分裂三分裂和和复分裂复分裂。 （三）细菌的繁殖（三）细菌的繁殖1、裂殖、裂殖 （fission）1）、二分裂（）、二分裂（binary fission）五）细菌的人工培养五）细菌的人工培养（一）培养基（一）培养基培养基是人工配制的，适合微生物生长繁殖或产生代培养基是人工配制的，适合微生物生长

12、繁殖或产生代谢产物的营养基质。谢产物的营养基质。培养基几乎是一切对微生物进行研究和利用工作的基础培养基几乎是一切对微生物进行研究和利用工作的基础任何培养基都应该具备微生物生长所需要六大营养要素：任何培养基都应该具备微生物生长所需要六大营养要素：碳源、氮源、无机盐、能源、生长因子、水碳源、氮源、无机盐、能源、生长因子、水任何培养基一旦配成，必须立即进行灭菌处理；任何培养基一旦配成，必须立即进行灭菌处理；常规高压蒸汽灭菌：常规高压蒸汽灭菌： 1.05kg/cm2, 121.3 15-30分钟分钟 培养基的类型及应用培养基的类型及应用培养基种类繁多，根据其成分、物理状态和用培养基种类繁多，根据其成分

13、、物理状态和用途可将培养分成多种类型。途可将培养分成多种类型。按成分不同划分按成分不同划分天然培养基天然培养基合成培养基合成培养基含用化学成分还不清楚或化含用化学成分还不清楚或化学成分不恒定的天然有机物学成分不恒定的天然有机物牛肉膏蛋白胨培养基、麦芽牛肉膏蛋白胨培养基、麦芽汁培养基汁培养基化学成分完全了解的物质配化学成分完全了解的物质配制而成的培养基制而成的培养基高氏高氏1 1号培养基、查氏培养号培养基、查氏培养基基高氏一号培养基查氏培养基查氏培养基 按物理状态不同划分按物理状态不同划分固体培养基固体培养基液体培养基液体培养基在液体培养基中加入一定量凝固在液体培养基中加入一定量凝固剂，使其成为

14、固体状态，琼脂含剂，使其成为固体状态，琼脂含量一般为量一般为1.5%-2.0%1.5%-2.0%琼脂含量一般为琼脂含量一般为0.2%-0.7%不加任何不加任何凝固剂凝固剂半固体培养基半固体培养基固体培养基常用来进行微生物的分固体培养基常用来进行微生物的分离、鉴定、活菌计数及菌种保藏离、鉴定、活菌计数及菌种保藏 观察微生物的运动特征、分类鉴观察微生物的运动特征、分类鉴定及噬菌体效价测定定及噬菌体效价测定 大规模工业生产及在实验室进行大规模工业生产及在实验室进行微生物的基础理论和应用方面的微生物的基础理论和应用方面的研究研究 按用途不同划分按用途不同划分基础培养基基础培养基鉴别培养基鉴别培养基含有

15、一般微生物生长繁殖所含有一般微生物生长繁殖所需的基本营养物质的培基。需的基本营养物质的培基。用来将某种或某类微生物从混杂的用来将某种或某类微生物从混杂的微生物群体中分离出来的培养基微生物群体中分离出来的培养基用于鉴别不同类型微生物的培基。用于鉴别不同类型微生物的培基。选择培养基选择培养基在基础培养基中加入某些特殊营养在基础培养基中加入某些特殊营养物质制成的一类营养丰富的培基。物质制成的一类营养丰富的培基。微生物产生某种代谢产物，与培养微生物产生某种代谢产物，与培养基中的特殊化学物质发生特定的化基中的特殊化学物质发生特定的化学反应，产生明显的特征变化。学反应，产生明显的特征变化。加富培养基加富培

16、养基在培养基中加入相应的特殊营养物质在培养基中加入相应的特殊营养物质或化学物质，抑制不需要的微生物的或化学物质，抑制不需要的微生物的生长，有利于所需微生物的生长。生长，有利于所需微生物的生长。常用培养基种类常用培养基种类厌氧培养基厌氧培养基基础培养基基础培养基营养培养基营养培养基选择培养基选择培养基鉴别培养基鉴别培养基依用途不同液体培养基液体培养基固体培养基固体培养基半固体培养基半固体培养基混浊混浊沉淀沉淀菌膜菌膜液体培养基中液体培养基中在固体培养基上（内）的群体形态在固体培养基上（内）的群体形态各种细菌的菌落各种细菌的菌落3、细菌生长繁殖的规律、细菌生长繁殖的规律生长曲线生长曲线 一）细菌群

17、体生长规律一）细菌群体生长规律 在不补充营养物质，保持整个培养液在不补充营养物质，保持整个培养液体积不变条件下，以时间为横坐标，体积不变条件下，以时间为横坐标，以菌数为纵坐标，根据不同培养时间以菌数为纵坐标，根据不同培养时间时细菌数量的变化，可以作出一条反时细菌数量的变化，可以作出一条反映细菌在整个培养期间菌数变化规律映细菌在整个培养期间菌数变化规律的曲线。的曲线。 生长曲线生长曲线生长曲线可分：生长曲线可分：延缓期延缓期对数期对数期 衰亡期衰亡期 稳定期稳定期 1.延缓期延缓期将少量菌种接入新鲜培养基后，在开始一段时间内菌数将少量菌种接入新鲜培养基后，在开始一段时间内菌数不立即增加，或增加很

18、少，生长速度接近于零。也称不立即增加，或增加很少，生长速度接近于零。也称延延迟期迟期、适应期适应期。迟缓期的特点迟缓期的特点：分裂迟缓、代谢旺盛分裂迟缓、代谢旺盛2.对数期对数期 对数生长期的细菌个体形态、化学组成和生理特性等均对数生长期的细菌个体形态、化学组成和生理特性等均较一致，代谢旺盛、生长迅速、代时稳定，所以是研究较一致，代谢旺盛、生长迅速、代时稳定，所以是研究微生物基本代谢的良好材料。微生物基本代谢的良好材料。以最大的速率生长和分裂，细菌数量呈对数增加。以最大的速率生长和分裂，细菌数量呈对数增加。细菌内各成分按比例有规律地增加，表现为平衡生长。细菌内各成分按比例有规律地增加，表现为平

19、衡生长。3.稳定期稳定期 由于营养物质消耗，代谢产物积累和由于营养物质消耗，代谢产物积累和pH等环境等环境变化，逐步不适宜于微生物生长，导致生长速变化，逐步不适宜于微生物生长，导致生长速率降低直至零率降低直至零(即细菌分裂增加的数量等于细菌即细菌分裂增加的数量等于细菌死亡数量死亡数量)，从而结束对数生长期，进入稳定生，从而结束对数生长期，进入稳定生长期。长期。 原因：原因：获得更多的菌体物质或代谢产物采取措施：获得更多的菌体物质或代谢产物采取措施：补充营养物质或取走代谢产物或改善培养条补充营养物质或取走代谢产物或改善培养条件，如对好氧菌进行通气、搅拌或振荡等件，如对好氧菌进行通气、搅拌或振荡等

20、 。4.衰亡期衰亡期 细菌代谢活性降低，细菌衰老并出现细菌代谢活性降低，细菌衰老并出现自溶自溶，产生或释放出一些产，产生或释放出一些产物，物，如氨基酸、转化酶、外肽酶或抗生素如氨基酸、转化酶、外肽酶或抗生素等。细胞呈现多种形态，等。细胞呈现多种形态，有时产生畸形，大小悬殊，有些革兰氏染色反应阳性菌变成阴性有时产生畸形，大小悬殊，有些革兰氏染色反应阳性菌变成阴性反应等。反应等。该时期死亡的细菌以对数方式增加，但在衰亡期的后期，由于该时期死亡的细菌以对数方式增加，但在衰亡期的后期，由于部分细菌产生抗性也会使细菌死亡的速率降低。部分细菌产生抗性也会使细菌死亡的速率降低。 现象：现象：特点：特点：内毒

21、素内毒素外毒素外毒素 细菌在土壤、水和空气中广泛存在，是感染细菌在土壤、水和空气中广泛存在，是感染人体的重要来源。人体的重要来源。 常见的病原菌有金黄色葡萄球菌、链球菌、结常见的病原菌有金黄色葡萄球菌、链球菌、结核分枝杆菌、白喉棒状杆菌及脑膜炎奈瑟菌、白核分枝杆菌、白喉棒状杆菌及脑膜炎奈瑟菌、白假丝酵母菌等，常引起伤口或呼吸道感染。假丝酵母菌等，常引起伤口或呼吸道感染。1、人体正常菌群、人体正常菌群 在正常人的体表在正常人的体表和与外界相通的腔道和与外界相通的腔道中，存在着不同种类中，存在着不同种类和数量的微生物，这和数量的微生物，这些微生物通常对人体些微生物通常对人体无害，为人体正常微无害，

22、为人体正常微生物群，通称生物群，通称正常菌正常菌群。群。部位部位 主主 要要 菌菌 群群 A）生物拮抗作用生物拮抗作用 竞争黏附竞争黏附(占位性保护占位性保护)作用作用 产生有害代谢产物产生有害代谢产物 营养竞争作用营养竞争作用 B）营）营养作用养作用 C）免疫作用免疫作用 正常菌群作为抗原既能促进机体免疫正常菌群作为抗原既能促进机体免疫器官的发育，也可刺激其免疫系统发生免器官的发育，也可刺激其免疫系统发生免疫应答疫应答 D）延缓衰老作用延缓衰老作用 E）抗肿瘤作用抗肿瘤作用3、菌群失调及菌群失调症：、菌群失调及菌群失调症： 菌群失调是指由于某种原因使正常菌菌群失调是指由于某种原因使正常菌群的

23、种类、数量和比例发生较大的改变，群的种类、数量和比例发生较大的改变，导致机体微生态失去平衡。因严重菌群失导致机体微生态失去平衡。因严重菌群失调而使宿主发生的一系列临床症状，则称调而使宿主发生的一系列临床症状，则称为菌群失调症。为菌群失调症。 条件致病菌 在正常情况下，正常菌群具有相对稳定性，但在特定条件下，正常菌群与机体之间的这种生态平衡可被破坏而引起疾病，这些能引起疾病的细菌称条件致病菌。寄居部位改变机体免疫功能低下抗菌药物（一）有关概念： 1、消毒：杀死物体上病原微生物的方法。 2、灭菌：杀灭物体上所有微生物（包括病原微生物、 非病原微生物以及细菌芽胞）的方法。 3、防腐：防止或抑制微生物

24、生长繁殖的方法。 4、无菌：指不存在活的微生物的意思。 5、无菌操作：防止细菌进入机体或物品的操作技术。 消毒、灭菌的方法一般可分为：消毒、灭菌的方法一般可分为： 热力灭菌法 辐射杀菌法 物理学方法物理学方法 滤过除菌法 超声波杀菌法 干燥和低温抑菌法等 化学方法化学方法 （一）物理消毒灭菌法（一）物理消毒灭菌法1 1、热力灭菌法：、热力灭菌法： 1 1）焚烧法）焚烧法2 2）烧灼法）烧灼法3 3）干烤法）干烤法4 4）红外线）红外线5 5）煮沸法）煮沸法6 6）流通蒸气法）流通蒸气法7 7）高压蒸气法）高压蒸气法8 8）巴氏消毒法）巴氏消毒法9 9）间歇灭菌法）间歇灭菌法红外线红外线（1 1

25、）干热灭菌法）干热灭菌法焚烧烧灼干烤1 1）煮沸消毒法：煮沸消毒法： 100100，5min -10min5min -10min 2 2）巴氏消毒法：巴氏消毒法： 61.1-62.861.1-62.8，30 min30 min 71.7 71.7，15-30sec 15-30sec 3 3） 流通蒸气消毒法：流通蒸气消毒法： 100100，15-30min15-30min 4 4） 间歇蒸汽灭菌法：间歇蒸汽灭菌法： 100100，15-30min3715-30min37过夜（过夜（3 3次）次）5 5） 高压蒸气灭菌法高压蒸气灭菌法: : 1515磅磅（121.3121.3），），15-30m

26、in15-30min （2 2）湿热灭菌法）湿热灭菌法巴氏消毒法 6230秒 煮沸法1005分钟流通蒸气消毒法1001530分钟高压蒸气灭菌法103.4kPa.121.3 1520分钟2 2、辐射杀菌法、辐射杀菌法（1 1）紫外线）紫外线 紫外线波长在紫外线波长在265-266nm杀菌能力最杀菌能力最强，它能强，它能干扰干扰DNA复制复制，导致细菌变异死亡，导致细菌变异死亡，但但穿透力弱穿透力弱，故只能用于，故只能用于房间空气和物品表面房间空气和物品表面的消毒。的消毒。 （2)2)电离辐射电离辐射 、射线射线 细胞分子产生诱发辐射，干扰细胞分子产生诱发辐射，干扰DNA合成；合成；破坏细胞膜，引

27、起酶系统紊乱；水分子经辐射破坏细胞膜，引起酶系统紊乱；水分子经辐射产生游离基和新分子，大量一次性医用塑料制产生游离基和新分子，大量一次性医用塑料制品的消毒和中草药、中成药的防霉变。品的消毒和中草药、中成药的防霉变。 （3）滤过除菌法）滤过除菌法 0.22um，不耐热血清，不耐热血清抗毒素、抗生抗毒素、抗生素、药液和素、药液和空气等空气等的除菌。的除菌。 薄膜滤菌器薄膜滤菌器 玻璃滤菌器玻璃滤菌器 石棉滤菌器石棉滤菌器 陶瓷滤菌器陶瓷滤菌器 （4）超声波消毒法）超声波消毒法 用于粉碎细胞，撮细胞组分用于粉碎细胞，撮细胞组分. (5) 干燥与低温抑菌法干燥与低温抑菌法（二）化学消毒灭菌法（二）化学

28、消毒灭菌法常用消毒剂的杀菌机制常用消毒剂的杀菌机制1 1、使菌体蛋白质变性或凝固、使菌体蛋白质变性或凝固2 2、干扰微生物酶系统和影响其代谢、干扰微生物酶系统和影响其代谢3 3、损伤细胞壁或细胞膜、损伤细胞壁或细胞膜常用消毒剂的种类、浓度、用途及作用机制（一）常用消毒剂的种类、浓度、用途及作用机制（二） 一、一、的变异现象的变异现象形态与结构的变异形态与结构的变异菌落变异菌落变异毒力变异毒力变异耐药性变异耐药性变异v细菌的大小和细菌的大小和形态形态 在不同的生长时期可不同，生长过在不同的生长时期可不同，生长过程中受外界环境的影响也可发生变异。程中受外界环境的影响也可发生变异。如：鼠疫耶氏菌在陈

29、旧培养物上细菌的如：鼠疫耶氏菌在陈旧培养物上细菌的多形态性、细菌多形态性、细菌L型。型。v细菌的特殊结构细菌的特殊结构 如：荚膜（肺炎链球菌）、芽胞（炭如：荚膜（肺炎链球菌）、芽胞（炭疽芽孢杆菌）、鞭毛（变形杆菌疽芽孢杆菌）、鞭毛（变形杆菌H-O变变异）也可发生变异。异）也可发生变异。1. 形态与结构的变异形态与结构的变异毒力增强：毒力增强：无毒力的白喉棒状杆菌常寄居在无毒力的白喉棒状杆菌常寄居在咽喉部，不致病；当感染了咽喉部，不致病；当感染了-棒状噬菌体后棒状噬菌体后变成溶原性细菌，则获得产生白喉毒素的能变成溶原性细菌，则获得产生白喉毒素的能力，引起白喉。力，引起白喉。毒力减弱：毒力减弱：有

30、毒菌株长期在人工培养基上传有毒菌株长期在人工培养基上传代培养，可是细菌的毒力减弱或消失。卡介代培养，可是细菌的毒力减弱或消失。卡介苗苗(BCG)是有毒的牛分枝杆菌在含有胆汁的是有毒的牛分枝杆菌在含有胆汁的甘油、马铃薯培养基上，经过甘油、马铃薯培养基上，经过13年，连续传年，连续传230代，获得的一株毒力减弱但仍保持免疫原代，获得的一株毒力减弱但仍保持免疫原性的变异株。性的变异株。2. 毒力变异毒力变异v耐药性变异：细菌对某种抗菌药物由敏感变为耐药性变异：细菌对某种抗菌药物由敏感变为耐药的变异。有些细菌还表现为同时耐受多种耐药的变异。有些细菌还表现为同时耐受多种抗菌药物，即多重耐药性。抗菌药物，

31、即多重耐药性。v从抗生素广泛应用以来，细菌对抗生素耐药的从抗生素广泛应用以来，细菌对抗生素耐药的不断增长是世界范围内的普遍趋势，给临床治不断增长是世界范围内的普遍趋势，给临床治疗带来很大的困难，并成为当今医学上的重要疗带来很大的困难，并成为当今医学上的重要问题。问题。3. 耐药性变异耐药性变异细菌的菌落主要有细菌的菌落主要有光滑型光滑型和和粗糙型粗糙型两种。两种。S型型菌落表面光滑、湿润、边缘整齐。经人工培养菌落表面光滑、湿润、边缘整齐。经人工培养多次传代后菌落表面边为粗糙、干燥、边缘不多次传代后菌落表面边为粗糙、干燥、边缘不整齐，称整齐，称SR变异。变异。SR变异常见于肠道杆菌，是由于失去变

32、异常见于肠道杆菌，是由于失去LPS的的特异性寡糖重复单位而引起的。特异性寡糖重复单位而引起的。变异时不仅菌落的特征发生改变，且细菌的其变异时不仅菌落的特征发生改变，且细菌的其它性状也发生了变化。它性状也发生了变化。S型菌的致病性强，但有少数型菌的致病性强，但有少数R型菌的致病性型菌的致病性强，如结核分枝杆菌。强，如结核分枝杆菌。4. 菌落变异菌落变异S型菌落型菌落R型菌落型菌落染色体染色体质粒质粒转位因子转位因子噬菌体噬菌体v质粒质粒(plasmid)：是细菌染色体以外的遗传物质，是细菌染色体以外的遗传物质，是环状闭合的双链是环状闭合的双链DNA。v质粒基因可编码多种重要的生物学性状：质粒基因

33、可编码多种重要的生物学性状：1)致致育质粒（育质粒（F质粒）质粒）与有性生殖功能关联与有性生殖功能关联；2)耐耐药性质粒药性质粒 编码细菌对抗菌药物或重金属盐类编码细菌对抗菌药物或重金属盐类的耐药性。分两类，一是接合性耐药质粒（的耐药性。分两类，一是接合性耐药质粒（R质粒），另一是非接合耐药性质粒；质粒），另一是非接合耐药性质粒； 3)毒力质毒力质粒（粒（Vi质粒）质粒） 编码与该菌致病性有关的毒力编码与该菌致病性有关的毒力因子；因子；4)细菌素质粒细菌素质粒 编码细菌产生细菌素；编码细菌产生细菌素；质粒质粒噬菌体噬菌体定义：定义：生物学性状：基本形态：蝌蚪形、微球形、纤生物学性状：基本形态：

34、蝌蚪形、微球形、纤线形具有严格的宿主特异性，可用于对细菌分线形具有严格的宿主特异性，可用于对细菌分型等型等噬菌体与宿主的相互关系：噬菌体与宿主的相互关系：1、毒性噬菌体：、毒性噬菌体：2、温和噬菌体：、温和噬菌体：温和噬菌体温和噬菌体遗传性变异：遗传性变异：是由基因结构发生改变所致，是由基因结构发生改变所致，主要通过基因突变、基因损伤后的修复、基因主要通过基因突变、基因损伤后的修复、基因的转移与重组来实现。的转移与重组来实现。非遗传性变异：非遗传性变异：是细菌在环境因素等影响下是细菌在环境因素等影响下出现的变化，这种变化不是因基因结构的变化出现的变化，这种变化不是因基因结构的变化而产生的。而产

35、生的。突变突变(mutation)：是是细菌遗传物质的结构发生突然而稳细菌遗传物质的结构发生突然而稳定的改变，导致细菌性状的遗传性变异。定的改变，导致细菌性状的遗传性变异。基因突变规律：基因突变规律：突变率突变率 突变常自然发生，但突变率极突变常自然发生，但突变率极低。低。突变与选择突变与选择 突变是随机的，不定向的。回复突变突变是随机的，不定向的。回复突变 细菌由野生型变为突变型是正向突变，有时突变株经细菌由野生型变为突变型是正向突变，有时突变株经过又一次突变可恢复野生型的性状。过又一次突变可恢复野生型的性状。DNA的损伤修复：当细菌的损伤修复：当细菌DNA受到损伤时，细胞会用受到损伤时，细

36、胞会用有效的有效的DNA修复系统进行细致的修复，使损伤降为最修复系统进行细致的修复，使损伤降为最小。小。1. 突变突变基因转移基因转移(gene transfer)：外源性的遗传物质由供体菌外源性的遗传物质由供体菌进入某受体菌细胞内的过程。进入某受体菌细胞内的过程。基因重组基因重组(recombination)：转移的基因与受体菌转移的基因与受体菌DNA整合在一起，使受体菌获得供体菌某些特性。整合在一起，使受体菌获得供体菌某些特性。外源性遗传物质：供体菌染色体外源性遗传物质：供体菌染色体DNA，质粒，质粒DNA及噬及噬菌体基因等。菌体基因等。细菌的基因转移和重组方式：细菌的基因转移和重组方式：

37、转化转化、接合接合、转导转导、溶溶原性转换原性转换、细胞融合细胞融合。2. 基因的转移与重组基因的转移与重组 1）转化）转化:供体菌裂解，游离的供体菌裂解，游离的DNA片段转入某片段转入某受体菌细胞内的过程。受体菌细胞内的过程。2） 接合接合(conjugation)接合：接合：是细菌通过是细菌通过性菌毛相互连接沟性菌毛相互连接沟通，将遗传物质通，将遗传物质（主要是质粒（主要是质粒DNA）从供体菌）从供体菌转移给受体菌。转移给受体菌。转导：转导：是以温和噬菌体为载体，将供体菌的一是以温和噬菌体为载体，将供体菌的一段段DNA转移到受体菌内，是受体菌获得新的性转移到受体菌内，是受体菌获得新的性状。

38、状。根据转导基因片段的范围，可将转导分为两类：根据转导基因片段的范围，可将转导分为两类：普遍性转导普遍性转导（转导的（转导的DNA可是供菌染色体上的可是供菌染色体上的任何部分）、任何部分）、局限性转导局限性转导（转导的（转导的DNA只限供只限供菌染色体上的特定基因）。菌染色体上的特定基因）。3）转导）转导(transduction)普遍性转导普遍性转导局限性转导局限性转导4）溶原性转换）溶原性转换(lysogenic conversion)当噬菌体感染细菌当噬菌体感染细菌时，宿主菌染色体时，宿主菌染色体中获得了噬菌体的中获得了噬菌体的DNA片段，使其成片段，使其成为溶原状态时，而为溶原状态时，

39、而使细菌获得新的性使细菌获得新的性状。状。四、四、 细菌变异的实际应用细菌变异的实际应用一、在疾病诊断、治疗、预防中的应用：一、在疾病诊断、治疗、预防中的应用： 二、在检测致癌物质方面的应用：二、在检测致癌物质方面的应用： 三、在基因工程方面的应用：三、在基因工程方面的应用：四、在菌种复壮和保藏中的应用：四、在菌种复壮和保藏中的应用：一、细菌的致病性一、细菌的致病性 细菌的致病因素细菌的致病因素机体的免疫力机体的免疫力外因环境因素的影响外因环境因素的影响细菌的毒力细菌的毒力细菌侵入宿主的数量细菌侵入宿主的数量细菌侵入的部位（侵入门户）细菌侵入的部位（侵入门户） 侵袭力侵袭力毒素毒素 ：病原菌有

40、突破宿主皮肤、黏膜：病原菌有突破宿主皮肤、黏膜 生理屏障等生理屏障等 免疫防御机制，进免疫防御机制，进 入体内定居、繁殖和扩散的能入体内定居、繁殖和扩散的能 力，包括力，包括荚膜、粘附素和侵袭荚膜、粘附素和侵袭 性物质。性物质。 ：含有损害宿主组织、器官并引起：含有损害宿主组织、器官并引起生理功能紊乱的大分子成分。生理功能紊乱的大分子成分。荚膜、微荚膜。荚膜、微荚膜。黏附素：细菌表面的蛋白质。黏附素：细菌表面的蛋白质。菌毛分泌物菌毛分泌物细菌的表面组分：如磷壁酸。细菌的表面组分：如磷壁酸。2 2、侵袭性物质：、侵袭性物质：协助病菌抗吞噬或向四周扩散。协助病菌抗吞噬或向四周扩散。如致病性葡萄球菌

41、凝固酶、如致病性葡萄球菌凝固酶、A A群链球菌透明质酸酶、群链球菌透明质酸酶、链激酶等从而有利于细菌在组织中扩散。链激酶等从而有利于细菌在组织中扩散。（1 1）侵袭力）侵袭力1、菌体的表面结构、菌体的表面结构细菌在生长繁殖中产生和释放的毒细菌在生长繁殖中产生和释放的毒性成分，可直接或间接损伤宿主细胞、组性成分，可直接或间接损伤宿主细胞、组织和器官，干扰其生理功能。织和器官，干扰其生理功能。1.1.外毒素外毒素2.2.内毒素内毒素（2 2）毒素）毒素 外毒素外毒素甲醛甲醛类毒素类毒素马抗毒素抗毒素1 1）概念：是革兰阳性菌和部分革兰阴性菌产生并释）概念：是革兰阳性菌和部分革兰阴性菌产生并释放到菌

42、体外的毒性蛋白质。放到菌体外的毒性蛋白质。2 2）产生菌：革兰阳性菌，少部分革兰阴性）产生菌：革兰阳性菌，少部分革兰阴性菌菌3 3）化学成分：蛋白质）化学成分：蛋白质4 4）稳定性：不耐热）稳定性：不耐热5 5）毒性毒性：强，有组织选择性：强，有组织选择性6 6）抗原性：强）抗原性：强破伤风痉挛毒素 中枢神经系统 阻止抑制性神经介质的释放 骨骼肌强直性痉挛 白喉外毒素 外周神经末梢、心肌 抑制靶细胞蛋白质合成外周神经麻痹、心肌炎 霍乱肠毒素 肠上皮细胞 激活腺苷环化酶 上皮细胞分泌增多 破伤风梭菌破伤风梭菌 白喉棒状杆菌白喉棒状杆菌 霍乱弧菌霍乱弧菌不同的细菌不同的细菌不同的外毒素不同的外毒素

43、 不同的部位不同的部位不同的临床症状不同的临床症状不同细菌的外毒素毒素有选择毒害作用，引起特殊临床表现不同细菌的外毒素毒素有选择毒害作用，引起特殊临床表现外毒素的种类外毒素的种类v神经毒素神经毒素 破伤风痉挛毒素、肉毒毒素破伤风痉挛毒素、肉毒毒素v细胞毒素细胞毒素 白喉毒素、葡萄球菌表皮剥脱白喉毒素、葡萄球菌表皮剥脱毒素、葡萄球菌毒性休克综合征毒素、毒素、葡萄球菌毒性休克综合征毒素、A A群群链球菌致热外毒素链球菌致热外毒素v肠毒素肠毒素 霍乱肠毒素、霍乱肠毒素、ETECETEC肠毒素、产气肠毒素、产气荚膜梭菌肠毒素、葡萄球菌肠毒素荚膜梭菌肠毒素、葡萄球菌肠毒素 6 6）抗原性：）抗原性：弱弱

44、1 1）概念：）概念：是革兰阴性菌细胞壁中的结构成分，在细菌是革兰阴性菌细胞壁中的结构成分，在细菌裂解后才释放出的毒性脂多糖。裂解后才释放出的毒性脂多糖。2 2）产生菌：）产生菌：革兰阴性菌革兰阴性菌3 3）化学成分：）化学成分：脂多糖脂多糖4 4）稳定性：）稳定性：耐热耐热5 5）毒性：）毒性：弱，无组织选择性弱，无组织选择性致热反应致热反应白细胞反应白细胞反应 弥散性血管内凝血（弥散性血管内凝血（DICDIC）内毒素血症与休克内毒素血症与休克 内毒素毒性作用内毒素毒性作用区别要点区别要点外毒素外毒素内毒素内毒素存在部位存在部位由活的细菌释放至细菌体外由活的细菌释放至细菌体外为细菌细胞壁结构

45、成份，为细菌细胞壁结构成份，菌体崩解后释出菌体崩解后释出细菌种类细菌种类革兰阳性菌多见革兰阳性菌多见革兰阴性菌多见革兰阴性菌多见化学组成化学组成蛋白质蛋白质脂多糖脂多糖稳定性稳定性606080 30 min80 30 min破坏破坏耐热，耐热，160 2h160 2h4 h4 h破破坏坏毒性作用毒性作用强，有选择毒害作用，引起强，有选择毒害作用，引起特殊临床表现特殊临床表现稍弱，各种细菌内毒素稍弱，各种细菌内毒素的毒性作用大致相同。的毒性作用大致相同。抗原性抗原性强，可刺激机体产生高效价强，可刺激机体产生高效价的抗毒素。经甲醛脱毒成为的抗毒素。经甲醛脱毒成为类毒素，仍有较强的抗原性，类毒素，仍

46、有较强的抗原性，可用于人工自动免疫可用于人工自动免疫刺激机体对多糖成份产刺激机体对多糖成份产生抗体，不形成抗毒素，生抗体，不形成抗毒素，不能经甲醛处理成为类不能经甲醛处理成为类毒素毒素（二）细菌的侵入数量（二）细菌的侵入数量（三）细菌的侵入门户（三）细菌的侵入门户外源性感染外源性感染内源性感染内源性感染病人病原携带者患病及带菌动物条件致病菌社会感染社会感染医院感染医院感染依感染的场所依感染的场所( (二）感染的途径二）感染的途径呼吸道呼吸道消化道消化道皮肤皮肤血液血液人畜共患病的传播人畜共患病的传播性传播性传播垂直传播垂直传播不感染不感染隐性感染隐性感染 （亚临床感染）（亚临床感染）显性感染显

47、性感染毒血症毒血症脓毒血症脓毒血症内毒素血症内毒素血症败血症败血症菌血症菌血症带菌状态带菌状态局部感染局部感染全身感染全身感染潜伏感染潜伏感染( (三）感染的类型三）感染的类型 病原体被机体排除或消灭病原体被机体排除或消灭（机体免疫力强，病原体致病力（机体免疫力强，病原体致病力弱或数量不足或侵入部位不当）。弱或数量不足或侵入部位不当）。( (三）感染三）感染的类型的类型当机体的免疫力较强当机体的免疫力较强 ，入侵的病原，入侵的病原菌数量菌数量不多不多，毒力，毒力较弱较弱时，感染后时，感染后对人体损害较轻，不出现或仅出现对人体损害较轻，不出现或仅出现不明显的临床症状不明显的临床症状，称隐性感染。，称隐性感染。 当机体的免疫力当机体的免疫力较弱较弱，入侵的病原，入侵的病原菌毒力菌毒力较强较强，数量，数量较多较多时，机体组时，机体组织细胞受到明显的损害，生理功能织细胞受到明显的损害，生理功能发生改变，表现出发生改变，表现出明显的临床症状，明显的临床症状，称为显性