病原生物學(xué)課件：03 細(xì)菌生理

1、細(xì)菌生理學(xué)(Bacterial Physiology)“成長的煩惱”“被人利用”主題詞：細(xì)菌的營養(yǎng)類型細(xì)菌的生長繁殖主要生化反應(yīng)、代謝產(chǎn)物意義細(xì)菌的人工培養(yǎng)特點(diǎn)及意義重點(diǎn)掌握內(nèi)容一、細(xì)菌的化學(xué)組成包括碳、氫、氧、氮、磷、硫等元素和鉀、鈉、鐵、鎂、鈣、氯等無機(jī)離子與其他生物細(xì)胞相似的化學(xué)成分：水、無機(jī)鹽、蛋白質(zhì)、糖類、脂類、核酸等 原核生物特有的化學(xué)成分：肽聚糖、磷壁酸、D型氨基酸、二氨基庚二酸、吡啶二羧酸等菌體半透明表面積大帶電現(xiàn)象半透性內(nèi)部滲透壓高二、細(xì)菌的物理性狀三、細(xì)菌的營養(yǎng)物質(zhì) 水： 營養(yǎng)物質(zhì)必須先溶于水，營養(yǎng)的吸收與 代謝均需有水才能進(jìn)行。氮源：來源于氨基酸、蛋白質(zhì)等，合成菌體 成分

2、。碳源： 來源于糖類，提供能量。無機(jī)鹽： 鉀、鈉、鈣、鎂、磷、硫等。生長因子：生長必需但自身不能合成的物質(zhì)， 如維生素、氨基酸等。血液中X（血紅素類）和V（NAD和NADP)因子是流感嗜血桿菌的生長因子！四、特異性轉(zhuǎn)運(yùn)五、細(xì)菌的營養(yǎng)類型*利用的能源和碳源的不同，細(xì)菌可分為：類型營養(yǎng)能源碳源代表菌自養(yǎng)菌auto-troph光能自養(yǎng)型光CO2綠硫細(xì)菌化能自養(yǎng)型有機(jī)物CO2硝化細(xì)菌異養(yǎng)菌hetero-troph光能異養(yǎng)型光有機(jī)物紅螺細(xì)菌化能異養(yǎng)型腐生菌saprophyte無生命的有機(jī)物產(chǎn)氣莢膜梭菌寄生菌parasite有生命的有機(jī)物大腸桿菌能源：光能和化能； 碳源：自養(yǎng)和異養(yǎng)六、細(xì)菌的生長繁殖個(gè)體繁

3、殖：二分裂方式（binary fission）代時(shí)(generation time)：多數(shù)為2030 min，結(jié)核分枝桿菌需1820 h分裂一次影響細(xì)菌的生長繁殖環(huán)境因素營養(yǎng)：溫度： 多數(shù)病原菌最適37pH： 多數(shù)病原菌最適pH為7.27.6 氣體環(huán)境: 氧氣、二氧化碳滲透壓專性需氧菌(obligate aerobe) 結(jié)核分枝桿菌、霍亂弧菌、銅綠假單胞菌 微需氧菌（microaerophilic bacterium ） 低氧濃度56%生長好，空腸彎曲菌、幽門螺桿菌兼性厭氧菌(facultative anaerobe) 有氧生長更好，厭氧亦生長；大多數(shù)病原菌 專性厭氧菌(obligate an

4、aerobe) 破傷風(fēng)梭菌、脆弱類桿菌、肉毒梭菌 缺乏氧化還原電勢高的呼吸酶：細(xì)胞色素、細(xì)胞色素氧化酶 缺乏分解有毒氧基團(tuán)的酶：SOD、觸酶、過氧化物酶2O2- + 2H+ SOD H2O2+O2 2H2O2 觸酶 2H2O +O2H2O2+AH2 過氧化物酶 2H2O+A細(xì)菌的生長繁殖細(xì)菌個(gè)體的生長繁殖 二分裂繁殖；繁殖速度一般2030分鐘一代細(xì)菌群體的生長繁殖 生長曲線細(xì)菌群體的生長曲線*：1遲緩期 lag phase 2對數(shù)期 logarithmic phase 3穩(wěn)定期 stationary phase 4衰亡期 decline phase 細(xì)菌的生長曲線growth curve對數(shù)期

5、：形態(tài)學(xué)研究、藥敏試驗(yàn)穩(wěn)定期：提取抗生素、外毒素等、芽胞形成七、細(xì)菌的新陳代謝（一）能量代謝有氧呼吸發(fā)酵（二）物質(zhì)代謝分解代謝合成代謝細(xì)菌的分解代謝產(chǎn)物與生化反應(yīng)* 通過生化試驗(yàn)的方法檢測細(xì)菌對各種基質(zhì)的代謝作用及其代謝產(chǎn)物，從而鑒別細(xì)菌的反應(yīng)統(tǒng)稱為細(xì)菌的生化反應(yīng)。糖發(fā)酵試驗(yàn)葡萄糖 HCOOH CO2+H2甲酸脫氫酶大腸埃希菌分解乳糖，產(chǎn)酸產(chǎn)氣；傷寒沙門菌不分解乳糖,發(fā)酵葡萄糖產(chǎn)酸不產(chǎn)氣。（色氨酸酶）色氨酸吲哚玫瑰吲哚 吲哚試劑大腸埃希菌、變形桿菌、霍亂弧菌等含色氨酸酶，分解色氨酸產(chǎn)生吲哚，與指示劑作用顯玫瑰紅色(+)。吲哚（indole）試驗(yàn)甲基紅（methyl red）實(shí)驗(yàn)葡萄糖丙酮酸乙酰

6、甲基甲醇 甲基紅 -葡萄糖丙酮酸 甲基紅 +大腸埃希菌（）產(chǎn)氣腸桿菌（）甲基紅：pH5.4黃(-)pH5.4紅(+) 丙酮酸脫羧酶VP（Voges-Proskauer）試驗(yàn)葡萄糖丙酮酸乙酰甲基甲醇 二乙酰+胍基化合物 紅色化合物葡萄糖丙酮酸大腸埃希菌（）產(chǎn)氣腸桿菌（） 丙酮酸脫羧酶VP +枸櫞酸鹽利用試驗(yàn)（citrate utilization）產(chǎn)氣腸桿菌利用枸櫞酸鹽生長 大腸埃希菌不能利用 溴百里酚蘭：pH6.07.6 淡綠 深藍(lán) IMViC試驗(yàn)（用于腸道桿菌的鑒定）I-吲哚（indol）試驗(yàn)M-甲基紅（methyl red）試驗(yàn)V-VP（Voges-Proskauer）試驗(yàn)C-枸櫞酸鹽利用

7、試驗(yàn)（citrate utilization） I M Vi C 大腸埃希菌 + + - - 產(chǎn)氣桿菌 - - + + 酚紅：pH8.210 無色 陰性 紅色 陽性硫化氫試驗(yàn) 變形桿菌、沙門菌分解含硫氨基酸產(chǎn)生硫化氫遇鉛或鐵離子生成黑色的硫化物尿素酶試驗(yàn) 變形桿菌有尿素酶，可分解尿素產(chǎn)生氨培養(yǎng)基變堿酚紅指示劑顯紅色E.coli 25922生化試劑條對常見細(xì)菌的鑒定S.typhiE.coli產(chǎn)酸產(chǎn)酸產(chǎn)氣*合成代謝產(chǎn)物 熱原質(zhì) 細(xì)菌合成的一種注入人體內(nèi)引起發(fā)熱反應(yīng)的物質(zhì)。大多數(shù)是G菌的脂多糖。 熱原質(zhì)耐高溫，高壓蒸汽滅菌不能破壞（121，20 min），250 高溫干烤才能破壞。內(nèi)毒素 G菌的脂多

8、糖外毒素 G菌和少數(shù)G菌產(chǎn)生的蛋白質(zhì)侵襲性酶 損傷機(jī)體組織，促進(jìn)細(xì)菌侵襲和擴(kuò)散，如卵磷脂酶 （產(chǎn)氣莢膜梭菌 ）、透明質(zhì)酸酶（鏈球菌）。毒素和侵襲性酶抗生素：多粘菌素、桿菌肽。細(xì)菌素：只能殺傷有親緣關(guān)系的細(xì)菌，如大腸菌 素。無治療意義，有助于細(xì)菌分型。維生素：某些腸道菌合成，如B族維生素、VK。色素：金黃色葡萄球菌金黃色色素（脂溶性） 銅綠假單胞菌-綠色色素（水溶性） 可用于細(xì)菌鑒別八 、細(xì)菌的人工培養(yǎng)* 培養(yǎng)基（culture medium） 由人工方法配制而成的，專供微生物生長繁殖使用的混合營養(yǎng)物制品 培養(yǎng)基的分類：基礎(chǔ)培養(yǎng)基（basic medium） 增菌培養(yǎng)基（enrichment m

9、edium） 選擇培養(yǎng)基（selective medium） 鑒別培養(yǎng)基（differential medium） 厭氧培養(yǎng)基（anaerobic medium） 液體培養(yǎng)基 固體培養(yǎng)基 半固體培養(yǎng)基 細(xì)菌在培養(yǎng)基中的生長現(xiàn)象液體培養(yǎng)基中生長現(xiàn)象 混濁：大多數(shù)細(xì)菌 沉淀：鏈狀生長的細(xì)菌 菌膜：專性需氧菌，如結(jié)核桿菌、枯草桿菌 細(xì)菌在培養(yǎng)基中的生長情況液體培養(yǎng)基：表面生長混濁均勻生長沉淀生長表面生長沉淀生長 分離培養(yǎng)： 將標(biāo)本或培養(yǎng)物劃線接種在固體培養(yǎng)基的表面，因劃線的分散作用，使許多原混雜的細(xì)菌在固體培養(yǎng)基表面上散開。 菌落（colony）： 單個(gè)細(xì)菌分裂繁殖成一堆肉眼可見的細(xì)菌集團(tuán)。固體培養(yǎng)

10、基中生長情況固體培養(yǎng)基：平板、斜面，（菌落，菌苔）巧克力色培養(yǎng)基，5CO2培養(yǎng)基中加萬古霉素,多粘菌素可抑制雜菌長，提高陽性率 奈瑟球菌分離培養(yǎng)：S.typhiE.coli產(chǎn)酸產(chǎn)酸產(chǎn)氣半固體培養(yǎng)基中生長情況 有鞭毛細(xì)菌： 擴(kuò)散生長，周圍渾濁無鞭毛細(xì)菌： 沿穿刺線生長， 周圍透明無動(dòng)力 有動(dòng)力液體培養(yǎng)基：增菌、代謝產(chǎn)物固體培養(yǎng)基：分離純化，增菌，保種半固體培養(yǎng)基：動(dòng)力檢測人工培養(yǎng)細(xì)菌的用途在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用 1.感染性疾病的病原學(xué)診斷 2.細(xì)菌學(xué)的研究 3.生物制品的制備在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用 在基因工程中的應(yīng)用 九、細(xì)菌的分類 細(xì)菌的分類層次 界、門、綱、目、科、屬、種 種(species)是細(xì)菌分

11、類的基本單位。生物學(xué)性狀基本相同的細(xì)菌群體構(gòu)成一個(gè)菌種；性狀相近關(guān)系密切的若干菌種組成一個(gè)菌屬（genus） 屬（genus） 由密切相關(guān)的種組成，如金黃色葡萄球菌、表皮葡萄球菌屬于葡萄球菌屬。 種（species） 細(xì)菌的基本分類單位。 型（type） 同一種細(xì)菌基本性狀相同，而某些方面的特征稍有不同，便可分為不同的型別。 株（strain） 對不同來源的同一菌種的細(xì)菌稱為該菌的不同菌株。 同一菌種的各個(gè)細(xì)菌，雖性狀基本相同，但在某些方面仍有一定差異，差異較明顯的稱亞種(subspecies, subsp.)，差異小的則為型(type)。血清型(serotype)噬菌體型(phage-type)細(xì)菌素型(bacteriocin-type)生物型(biotype)菌株(strain)對不同來源的同一菌種的細(xì)菌稱為該菌的不同菌株(strain)。標(biāo)準(zhǔn)株(standard strain)或模式菌株(type strain）：具有某種細(xì)菌典型特征的菌株十、細(xì)菌的命名拉丁雙名法 (斜體形式) Escherichia coli （E. coli） 屬名 種名 名詞，首字母大寫 形容詞，小寫中文： 大腸埃希菌 種名 屬名 思考題（I）細(xì)菌的營養(yǎng)類型。