第章细菌的生理

第章细菌的生理演示文稿第1页，共92页。（优选）第章细菌的生理第2页，共92页。第一节细菌的理化性状第3页，共92页。一、细菌的化学组成成分水、无机盐、蛋白质、糖类、脂质、核酸元素碳、氢、氧、氮、磷、硫特有化学组成肽聚糖、胞壁酸、磷壁酸、D型氨基酸、二氨基庚二酸、吡啶二羧酸等第4页，共92页。二、细菌的物理性状光学性质:半透明体液体：混浊度与细菌数成正比表面积:大直径1μm葡萄球菌1cm3表面积60000cm2直径1μm生物体1cm3表面积6cm2意义：物质交换第5页，共92页。二、细菌的物理性状带电现象蛋白质，

G＋菌等电点为pH2－3G－菌等电点为pH4－5

近中性或弱碱性环境中，细菌均带负电荷，G＋菌带得更多意义：与染色、凝集、抑杀菌有关系

半透性：意义：物质交换吸收营养，排出废物渗透压：高

G+菌20~25个大气压，G-菌5~6个意义：高盐高糖保存食物第6页，共92页。第二节细菌的营养与生长繁殖第7页，共92页。一、细菌营养类型

自养菌（autotroph）

以无机物或光合作用为能源分为化能自养菌和光能自养菌异养菌（heterotroph）

以有机物为原料合成菌体成分，大部分病原菌都是异养菌

分为腐生菌和寄生菌第8页，共92页。二、细菌的营养物质水：溶解营养物，有利于营养物的吸收与代谢碳源：来源于糖类，提供能量氮源：来源于氨基酸、蛋白质等，合成菌体成分无机盐：K、Na、Fe、Mg、Ca、Cl等作用：构成菌细胞各种成分维持酶活性维持跨膜化学梯度生长因子：维生素、某些氨基酸、嘌呤、嘧啶、X因子、V因子第9页，共92页。三、细菌摄取营养物质的机制被动扩散主动转运系统依赖于周浆间隙结合蛋白的转运系统化学渗透驱使转运系统基团转移第10页，共92页。四、影响细菌生长的环境因素营养物质氢离子浓度(pH)多数菌：一般为pH7.2－7.6嗜碱：霍乱弧菌pH8.4－9.2嗜酸：结核分枝杆菌pH6.5－6.8温度

嗜冷菌:-5－30℃最适温度：10-20℃

嗜温菌:10－45℃最适温度：20-40℃

嗜热菌:25－95℃最适温度：50-60℃

多数病原菌最适37℃第11页，共92页。四、影响细菌生长的环境因素4.气体专性需氧菌：如结核杆菌专性厌氧菌：如破伤风梭菌兼性厌氧菌：大多数病原菌微需氧菌：如空肠弯曲

CO2对细菌的生长也很重要。大部分细菌在新陈代谢过程中产生的CO2可满足需要。第12页，共92页。四、影响细菌生长的环境因素

厌氧菌为什么不能在有氧的环境中生长？

a)缺乏氧化还原电势（Eh）高的呼吸酶如细胞色素、细胞色素氧化酶

b)缺乏分解有毒氧基团的酶过氧化氢、超氧离子等具有杀菌作用5.渗透压一般培养基渗透压适于大多数细菌。第13页，共92页。五、细菌的生长繁殖细菌个体的生长繁殖方式：二分裂无性繁殖方式代时：细菌分裂数量倍增所需的时间。一般为20-30min

例外：TB中介体介导G+菌分裂G-菌分裂第14页，共92页。五、细菌的生长繁殖细菌群体的生长繁殖生长曲线：迟缓期对数期稳定期衰退期第15页，共92页。对数期迟缓期细菌群体生长曲线0515202530105.56.08.58.07.57.06.59.0衰退期总菌数活菌数细菌数的对数小时稳定期第16页，共92页。第三节细菌的新陈代谢和能量转换细菌新陈代谢包括分解代谢与合成代谢营养物质分解和转化为能量的过程：分解代谢所产生的能量用于细胞组分的合成：合成代谢第17页，共92页。一、细菌的能量代谢发酵：有机物为受氢体呼吸：无机物为受氢体需氧呼吸：以氧为受氢体厌氧呼吸：以其他无机物为受氢体第18页，共92页。二、细菌的代谢产物(一)分解代谢产物和生化反应

根据细菌具有不完全相同的酶，分解不同营养物质的特点，用生化方法来鉴定细菌称：细菌的生化反应第19页，共92页。对糖的发酵甲基红试验单糖发酵试验VP试验对蛋白质的分解吲哚试验硫化氢试验其它试验枸橼酸盐利用试验尿素酶试验临床常用的生化反应第20页，共92页。1、糖发酵试验原理：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。有些细菌能分解某种糖产生有机酸（如乳酸、醋酸、丙酸等）和气体（如氢气、甲烷、二氧化碳等）；以“⊕”表示有些细菌只产酸不产气;以“+”表示。不能分解，以“-”表示。第21页，共92页。结果判断：发酵培养基含有蛋白胨，指示剂（溴甲酚紫），倒置的德汉氏小管和不同的糖类。产酸：溴甲酚紫指示剂可由紫色（pH6.8）变为黄色（pH5.2）。培养基紫色不分解所含糖类；培养基黄色分解所含糖类；气体：由倒置的德汉氏小管中有无气泡来证明大肠杆菌能分解乳糖和葡萄糖，⊕；伤寒杆菌分解葡萄糖，＋，不能分解乳糖；普通变形杆菌分解葡萄糖，⊕，不能分解乳糖。第22页，共92页。尽管所有的肠道微生物都能发酵葡萄糖产生有机酸，但大肠杆菌在培养后期仍能维持酸性pH4，而产气肠杆菌则转化有机酸为非酸性末端产物，如乙醇、丙酮酸等，使pH升至大约6。因此大肠杆菌为阳性反应，产气肠杆菌为阴性反应。第23页，共92页。第24页，共92页。图片第25页，共92页。2.吲哚试验（indol,I）原理：含有色氨酸酶的细菌（如大肠杆菌、变形杆菌等）可分解色氨酸生成吲哚，若加入吲哚试剂（二甲基氨基苯甲醛），与吲哚结合，形成玫瑰吲哚，呈红色，称吲哚试验阳性。第26页，共92页。大肠杆菌＋

产气肠杆菌-

第27页，共92页。原理

某些细菌在糖代谢过程中，将培养基中的糖先分解为丙酮酸，再将其分解为甲酸、乙酸、乳酸等，使培养基pH下降，可使甲基红指示剂由桔黄色变为红色，即甲基红阳性反应。*甲基红pH5.3以上为黄色；pH4以下为红色。第28页，共92页。如：大肠杆菌为阳性反应产气肠杆菌为阴性反应第29页，共92页。葡萄糖丙酮酸乙酰甲基甲醇二乙酰胍缩二乙酰碱性条件+胍基（红色）氧化原理V-P试验是用来测定某些细菌利用葡萄糖产生非酸性或中性产物的能力，如丙酮酸。第30页，共92页。如：产气肠杆菌

+

大肠杆菌-第31页，共92页。5.枸橼酸利用试验

（citrateutilization）原理能利用枸橼酸盐作为唯一碳源的细菌如产气杆菌，分解枸橼酸盐生成碳酸盐，同时分解培养基的铵盐生成氨，由此使培养基变为碱性，使指示剂溴麝香草酚蓝（BTB）由淡绿转为深蓝，此为枸橼酸盐利用试验阳性。第32页，共92页。大肠杆菌-产气肠杆菌+第33页，共92页。IMViC试验吲哚（I）、甲基红（M）、VP（V）、枸橼酸盐利用（C）四种试验，常用于鉴定肠道杆菌，合称之为IMViC试验。第34页，共92页。产气杆菌大肠杆菌第35页，共92页。6.尿素酶试验原理变形杆菌具有尿素酶，可分解尿素产生氨，培养基呈碱性，以酚红为指示剂检测呈红色，由此区别于沙门氏菌。第36页，共92页。尿素酶试验变形杆菌＋沙门氏菌－第37页，共92页。7.硫化氢试验原理变形杆菌、乙型副伤寒杆菌等能分解含硫氨基酸如胱氨酸、甲硫氨酸等，生成硫化氢。在有醋酸铅或硫酸亚铁存在时，则生成黑色硫化铅或硫化亚铁，可借以鉴别细菌第38页，共92页。附：单糖发酵试验试剂：含不同单糖的蛋白胨水培养基指示剂-溴甲酚紫内置一小倒管（观察有无气体产生）结果判断：ABC第2章细菌的生理

大肠埃希菌伤寒沙门菌葡萄糖＋＋乳糖＋－第39页，共92页。葡萄糖发酵丙酮酸脱羧乙酰甲基甲醇

OH-

红色化合物胍基化合物＋二乙酰产气肠杆菌第40页，共92页。产气肠杆菌乙酰甲基甲醇（中性）pH大于5.4，甲基红试剂呈桔黄色(－)大肠埃希菌分解葡萄糖生成丙酮酸，pH≤5.4，红色（＋）第41页，共92页。色氨酸大肠埃希菌吲哚（靛基质）＋对二甲基氨基苯甲醛

玫瑰吲哚（＋）（+）

（—）

第42页，共92页。附：硫化氢（H2S）试验H2S试验阳性如：沙门氏菌如：大肠杆菌试剂：含有胱氨酸及醋酸铅（或硫酸亚铁）的培养基原理：凡能分解含S氨基酸细菌，可产生H2S，与铅/铁离子结合后产生黑色沉淀结果判断：

H2S阳性有黑色沉淀

H2S阴性无黑色沉淀第43页，共92页。附：枸橼酸盐利用试验(citrateutilization)铵盐(氮源)枸橼酸盐(碳源)氨碳酸盐产气肠杆菌(+)IMViC:

大肠杆菌++--

产气杆菌--+++-第44页，共92页。(二)合成代谢产物及医学上的意义热原质毒素和侵袭性酶色素抗生素细菌素维生素合成产物第45页，共92页。热原质a)概念：热原质是细菌合成的、可引起人／动物发生发热反应的物质。多数G－菌:LPSb)性质：耐高热、高压蒸气灭菌不被破坏250℃干烤吸咐剂／特殊石棉滤板蒸馏法第46页，共92页。毒素与侵袭性酶a)毒素内毒素外毒素G－菌LPS，菌体死亡游离出来。多数G＋菌，少数G－菌分泌产生的蛋白质。b)侵袭性酶透明质酸酶、链激酶、链道酶等第47页，共92页。色素a)水溶性色素b)脂溶性色素铜绿假单胞菌金黄色葡萄球菌第48页，共92页。抗生素由微生物产生的一类能抑制或杀死其他微生物或肿瘤细胞的物质。细菌素由某些菌株产生的一类仅对亲缘关系较近的细菌有抗菌作用的物质。维生素大肠埃希菌：VitB、VitK第49页，共92页。第四节细菌的人工培养第50页，共92页。一、培养细菌的方法分离培养纯培养多数菌培养温度：37℃，培养时间18~24小时第51页，共92页。二、培养基概念：人工方法配制而成的，专供微生物生长繁殖使用的混合营养物制品种类：

基础培养基、增菌培养基、鉴别培养基、选择培养基、厌氧培养基第52页，共92页。按物理状态分类液体培养基固体培养基：含1~2%琼脂半固体培养基：含0.3~0.5%琼脂琼脂

液体培养基固体斜面培养基半固体培养基第53页，共92页。三、细菌在培养基中的生长现象液体培养基中生长现象混浊：大多数细菌沉淀：链状生长的细菌菌膜：专性需氧菌，如结核杆菌、枯草杆菌第54页，共92页。液体培养基沉淀生长混浊生长表面生长第55页，共92页。三、细菌在培养基中的生长现象半固体培养基中生长现象有鞭毛细菌：

扩散生长，周围浑浊无鞭毛细菌：

沿穿刺线生长，周围透明第56页，共92页。混浊生长沿穿刺线生长生长有鞭毛动力+无鞭毛动力－半固体培养基第57页，共92页。三、细菌在培养基中的生长现象固体培养基中生长现象分离培养：

将标本或培养物划线接种在固体培养基的表面，因划线的分散作用，使许多原混杂的细菌在固体培养基表面上散开。菌落（colony）：

单个细菌分裂繁殖成一堆肉眼可见的细菌集团。用于分离鉴定细菌--纯种第58页，共92页。光滑型粗造型粘液型第59页，共92页。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第60页，共92页。第五节抑制或杀灭微生物的理化因素第61页，共92页。

早在一百多年前，在巴斯德时代之前，人们把医院看成病人临终的场所，在他们进医院之前，几乎没有一个不是先向亲友作最后告别的。消毒与灭菌的重要性第62页，共92页。

在外科医院，麻醉、止血和抗感染技术尚未建立。为了拯救生命，医生只能不顾病人的极大痛苦去切割肢体，用炽热的铁器烙印切口来止血，再缠上一条条“脏”布，或让血肉模糊的伤口暴露在空气中消毒与灭菌的重要性第63页，共92页。

病人如果侥幸不死于鲜血淋漓、痛不可忍的“手术”，那么，绝大多数也要死于手术后的伤口化脓！消毒与灭菌的重要性第64页，共92页。

在产科医院，25%产妇死于各种传染病，许多新生婴儿痛苦地夭折。消毒与灭菌的重要性第65页，共92页。

引起感染性疾病的病原菌来自外科医生和接生护士的双手、空气或医疗器材等。

科学地控制微生物的生长繁殖显得十分重要。消毒与灭菌的重要性第66页，共92页。

1860年，英国外科医生李斯特敢于接受巴斯德的新思想━━病原菌是引起伤口化脓和各种传染病的罪魁祸首，提出“要制止伤口化脓，首先就要消灭一切可能进入伤口的各种病原菌”，创立了外科无菌技术。消毒与灭菌的重要性第67页，共92页。

“消毒与灭菌”是医学微生物学和临床医学初学者必须学习的一课，也是最重要的一课？消毒与灭菌的重要性第68页，共92页。

①从预防感染出发，医务工作者必须建立“处处有菌”和无菌观念，严格执行无菌操作。消毒与灭菌的重要性第69页，共92页。

要求必须对所用的物品（如手术器械）、工作环境（如手术室）和人体体表进行灭菌或消毒，以确保所用的物品和工作环境处于无菌状态。

消毒与灭菌的重要性

所有外科工作人员都应自觉地遵守这个法则：一切与伤口或体内组织器官接触的物品必须是无菌的。第70页，共92页。②为防止疾病的传播，对传染病患者的排泄物和实验废弃的培养物亦须进行灭菌或消毒处理。消毒与灭菌的重要性第71页，共92页。消毒灭菌常用术语病原微生物1、消毒：杀灭物体上病原微生物的方法。（disinfection）所有微生物2、灭菌：（sterilization）杀灭物体上所有微生物的方法。消毒剂（disinfectant）：用以消毒的药品第72页，共92页。一、消毒灭菌常用术语4、清洁（cleaning）是指通过除去尘埃和一切污秽以减少微生物数量的过程。3、防腐（antisepsis）防止/抑制体外细菌生长繁殖的方法。防腐剂（antiseptic）：用以防腐的药物。5、无菌（asepsis）和无菌操作无菌是无活菌的意思，多是灭菌的结果。防止细菌进入人体或其它物品的操作技术，称为无菌操作第73页，共92页。二、物理消毒灭菌法常用方法

1、热力法（干热、湿热）

2、辐射消毒（紫外线、电离幅射、微波）

3、滤过除菌（除菌滤器）

4、超声波（机制：裂解细菌，主要用于粉碎细胞、提取抗原）

5、干燥与低温抑菌第74页，共92页。（一）热力灭菌法

原理：高温杀灭細菌焚烧----最彻底的灭菌方法烧灼----直接用火焰灭菌方法干烤----加热160-180℃2h干热灭菌法红外线----热效应与干烤类似170℃15℃170℃15℃170℃20℃第75页，共92页。（一）热力灭菌法湿热灭菌法高压蒸汽灭菌法最有效的灭菌方法121.3℃20-30mim煮沸消毒法水煮100℃5mim(繁殖体)-2h(芽胞)流通蒸汽消毒法巴氏消毒法间歇蒸汽灭菌法水蒸汽100℃15-30mim(繁殖体)反复多次流动蒸汽间歇加热灭菌较低的温度（61.1℃30mim/71.7℃30s）杀灭致病菌第76页，共92页。蒸汽压力与蒸汽温度的关系

蒸汽压力空气全排全未排Mpakg/cm2Ib/in2时温度时温度0.060.598

112.6

0.070.7010

115.6900.11.0515

121.3100第77页，共92页。湿热灭菌与干热灭菌的比较同一温度下，湿热灭菌比干热灭菌效果好原因1、湿热中细菌菌体蛋白较易凝固2、湿热的穿透力比干热大3、湿热的蒸汽有潜热第78页，共92页。（二）辐射杀菌法紫外线杀菌机理：波长240-300nm的紫外线具有杀菌作用,其中265-266nm杀菌作用最强干扰DNA的复制与转录紫外线穿透力较弱不耐热物品的表面消毒特点：应用范围：空气消毒手术室、传染病房、细菌实验室

第79页，共92页。（三）滤过除菌法用物理阻留的方法将液体或空气中的细菌除去,以达到除菌目的滤菌器含有微细小孔<0.22μm,只允许液体或气体及孔径<0.22μm的颗粒通过，细菌不能滤过适用范围血清、毒素、抗生素以及空气等的除菌第80页，共92页。滤器和层流室第81页，共92页。（四）干燥与低温抑菌法第82页，共92页。三、化学消毒灭菌法化学消毒剂作用机制

1、促进菌体蛋白质变性凝固（酚、醇、醛、酸碱类）

2、干扰细菌酶系统和代谢（氧化剂、重金属盐类）

3、损伤细菌细胞膜，增加其通透性（表面活性剂、脂溶剂）注意：化学消毒剂只能用于体外第83页，共92页。二、化学消毒灭菌法（一）高效消毒剂（high-leveldisinfectants）

1.含氯消毒剂；2.过氧化物消毒剂；

3.醛类消毒剂；4.环氧乙烷（二）中效消毒剂（intermediate-leveldisinfectants）

1.含碘消毒剂；2.醇类消毒剂（三）低效消毒剂（low-leveldisinfectants）

1.季铵盐类；2.氯已定；3.高锰酸钾按杀菌能力分类：第84页，共92页。固体二氧化氯消毒剂第85页，共92页。类别作用机制常用种类酚类蛋白变性，细胞膜损伤石炭酸醇类蛋白变性乙醇氧化剂氧化、蛋白沉淀高锰酸钾重金属盐氧