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1、第二章 细菌的生理第1页，共36页，编辑于2022年，星期二第二章第二章 细菌的生理细菌的生理 细菌的生理活动包括摄取和合成营养细菌的生理活动包括摄取和合成营养物质，进行新陈代谢及生长繁殖。物质，进行新陈代谢及生长繁殖。第一节第一节 细菌的理化性状细菌的理化性状第二节第二节 细菌的营养与生长繁殖细菌的营养与生长繁殖第三节第三节 细菌的新陈代谢与能量转换细菌的新陈代谢与能量转换第四节第四节 细菌的人工培养细菌的人工培养第五节第五节 细菌的分类细菌的分类第2页，共36页，编辑于2022年，星期二第一节第一节 细菌的理化性状细菌的理化性状q细菌的化学组成：水、无机盐、蛋白质、糖类、脂细菌的化学组成：
2、水、无机盐、蛋白质、糖类、脂细菌的化学组成：水、无机盐、蛋白质、糖类、脂细菌的化学组成：水、无机盐、蛋白质、糖类、脂质和核酸等。质和核酸等。质和核酸等。质和核酸等。qq细菌的物理性状：细菌的物理性状：细菌的物理性状：细菌的物理性状：光学性质光学性质细菌为半透明体。细菌为半透明体。半透性半透性细菌的细胞壁和细胞膜都有半透性。细菌的细胞壁和细胞膜都有半透性。表面积表面积细菌体积微小，相对表面积大。细菌体积微小，相对表面积大。带电现象带电现象均带负电。其带电现象与染色反应、均带负电。其带电现象与染色反应、凝集反应、抑菌和杀菌作用等密切相关。凝集反应、抑菌和杀菌作用等密切相关。渗透压渗透压菌体内为高渗
3、透压。菌体内为高渗透压。第3页，共36页，编辑于2022年，星期二第二节第二节 细菌的营养与生长繁殖细菌的营养与生长繁殖一一.根据细菌所利用的能源和碳源的不同，将细菌分为根据细菌所利用的能源和碳源的不同，将细菌分为两大营养类型两大营养类型自养菌和异养菌。自养菌和异养菌。自养菌自养菌(autotroph)autotroph)：以简单的无机物为原料，合成以简单的无机物为原料，合成菌体成分。菌体成分。异养菌异养菌(heterotroph)heterotroph)：以多种有机物为原料，合成菌以多种有机物为原料，合成菌体成分并获得能量。异养菌包括腐生菌体成分并获得能量。异养菌包括腐生菌(saprophy
4、te)saprophyte)和和寄生菌寄生菌(parasite)parasite)。所有的病原菌都是异养菌，大部分所有的病原菌都是异养菌，大部分属寄生菌。属寄生菌。二二.细菌的营养物质：水、碳源、氮源、无机盐、生细菌的营养物质：水、碳源、氮源、无机盐、生长因子。长因子。第4页，共36页，编辑于2022年，星期二营养物质营养物质水水碳源碳源（糖）（糖）氮源氮源（氨基酸（氨基酸 蛋白胨）蛋白胨）无机盐无机盐生长因子生长因子重要溶剂重要溶剂菌体成分菌体成分能源能源菌体成菌体成分原料分原料某些菌需之某些菌需之菌体及酶的组分菌体及酶的组分能量储存及转运能量储存及转运调节渗透压调节渗透压与繁殖及致病相关与
5、繁殖及致病相关第5页，共36页，编辑于2022年，星期二生长因子生长因子种类：嘌呤、嘧啶类、维生素类种类：嘌呤、嘧啶类、维生素类作用：？作用：？作用：？作用：？嘌呤和嘧啶参与合成核酸和辅酶；维生素，重要嘌呤和嘧啶参与合成核酸和辅酶；维生素，重要辅酶辅酶多数细菌不存在生长因子问题。多数细菌不存在生长因子问题。多数细菌不存在生长因子问题。多数细菌不存在生长因子问题。只有少数细菌需要外界提供现成的生长因子，才只有少数细菌需要外界提供现成的生长因子，才能生长，如乳酸菌需要多种维生素，因此只能生能生长，如乳酸菌需要多种维生素，因此只能生活在这些物质供应充足的环境，如牛奶中、肠道。活在这些物质供应充足的环
6、境，如牛奶中、肠道。必需，但不能自身合成的有机物必需，但不能自身合成的有机物必需，但不能自身合成的有机物必需，但不能自身合成的有机物第6页，共36页，编辑于2022年，星期二三三.细菌摄取营养物质的机制细菌摄取营养物质的机制v被动扩散：营养物质从浓度高向浓度低的一侧扩被动扩散：营养物质从浓度高向浓度低的一侧扩散，其驱动力是浓度梯度，不需要提供能量。散，其驱动力是浓度梯度，不需要提供能量。v主动转运系统：是细菌吸收营养物质的主要方式，主动转运系统：是细菌吸收营养物质的主要方式，其特点是营养物质从浓度低向浓度高的一侧转运，其特点是营养物质从浓度低向浓度高的一侧转运，并需要提供能量。并需要提供能量。
7、第7页，共36页，编辑于2022年，星期二营养物质营养物质营养物质营养物质氢离子浓度氢离子浓度(pH)温度温度温度温度气体气体气体气体 专性需氧菌：专性需氧菌：专性需氧菌：专性需氧菌：具有完善呼吸酶系统，仅能在有氧环境下具有完善呼吸酶系统，仅能在有氧环境下具有完善呼吸酶系统，仅能在有氧环境下具有完善呼吸酶系统，仅能在有氧环境下生长。生长。生长。生长。微需氧菌：微需氧菌：微需氧菌：微需氧菌：在低氧压（在低氧压（在低氧压（在低氧压（5%-6%5%-6%）生长最好。）生长最好。）生长最好。）生长最好。兼性兼性兼性兼性 厌氧菌：厌氧菌：厌氧菌：厌氧菌：兼有有氧呼吸和无氧发酵两种功能，但以兼有有氧呼吸和
8、无氧发酵两种功能，但以兼有有氧呼吸和无氧发酵两种功能，但以兼有有氧呼吸和无氧发酵两种功能，但以有氧时生长较好。大多数病原菌属于此。有氧时生长较好。大多数病原菌属于此。有氧时生长较好。大多数病原菌属于此。有氧时生长较好。大多数病原菌属于此。专性厌氧菌：专性厌氧菌：专性厌氧菌：专性厌氧菌：缺乏完善的呼吸酶系统，只能在无氧环境中进行缺乏完善的呼吸酶系统，只能在无氧环境中进行缺乏完善的呼吸酶系统，只能在无氧环境中进行缺乏完善的呼吸酶系统，只能在无氧环境中进行发酵。发酵。发酵。发酵。渗透压渗透压渗透压渗透压 四四.细菌生长的环境因素细菌生长的环境因素第8页，共36页，编辑于2022年，星期二五五.细菌的
9、生长繁殖细菌的生长繁殖细菌个体的生长繁殖细菌个体的生长繁殖 细菌以简单的二分裂细菌以简单的二分裂(binary fission)方式进行繁殖。方式进行繁殖。繁殖一代所需时间约繁殖一代所需时间约20-30 min。但少数细菌代时较但少数细菌代时较长，如结核分枝杆菌代时为长，如结核分枝杆菌代时为18 h。第9页，共36页，编辑于2022年，星期二 细菌群体的生长繁殖细菌群体的生长繁殖 迟缓期：是细菌对新环境的短期适应阶段。迟缓期：是细菌对新环境的短期适应阶段。对数生长期：细菌生物学性状典型对数生长期：细菌生物学性状典型,对外界环境因素作用最敏感。对外界环境因素作用最敏感。稳定期：生物学性状发生改变
10、，产生内外毒素，形成芽胞。稳定期：生物学性状发生改变，产生内外毒素，形成芽胞。衰亡期：死亡菌数明显超出活菌数。衰亡期：死亡菌数明显超出活菌数。第10页，共36页，编辑于2022年，星期二第三节第三节 细菌的新陈代谢与能量转换细菌的新陈代谢与能量转换一一.细菌的能量代谢细菌的能量代谢v发酵发酵v需氧呼吸需氧呼吸v厌氧呼吸厌氧呼吸第11页，共36页，编辑于2022年，星期二二二.细菌的代谢产物细菌的代谢产物（一）分解代谢产物和细菌的生化反应（一）分解代谢产物和细菌的生化反应糖发酵试验糖发酵试验吲哚试验吲哚试验甲基红试验甲基红试验VP试验试验枸橼酸盐利用试验枸橼酸盐利用试验硫化氢试验硫化氢试验尿素酶
11、尿素酶第12页，共36页，编辑于2022年，星期二细菌的酶不一样，对营养物质的分解能力不一样细菌的酶不一样，对营养物质的分解能力不一样糖发酵试验糖发酵试验 葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖 HCOOH COHCOOH CO2 2+H+H2 2 脱氢酶脱氢酶第13页，共36页，编辑于2022年，星期二 大肠杆菌大肠杆菌 变形杆菌变形杆菌 色氨酸色氨酸 吲哚吲哚(靛基质靛基质)霍乱弧菌霍乱弧菌 对二甲基氨基苯甲醛对二甲基氨基苯甲醛 玫瑰吲哚玫瑰吲哚 indole test(+)吲哚（吲哚（indole）试验）试验第14页，共36页，编辑于2022年，星期二甲基红试验：甲基红试验：(methyl red t
12、est，MR)大肠杆菌分解葡萄糖时，大肠杆菌分解葡萄糖时，丙酮酸不能转化为乙酰甲基甲丙酮酸不能转化为乙酰甲基甲醇，醇，培养基酸性较强，在培养基酸性较强，在PH4.5以下，甲基红指示剂以下，甲基红指示剂呈红色，为甲基红试验阳呈红色，为甲基红试验阳性（性（+）。）。产气杆菌产酸少，产气杆菌产酸少，PH在在5.4以上，甲基红呈桔黄色为甲基红以上，甲基红呈桔黄色为甲基红试验阴性试验阴性()。第15页，共36页，编辑于2022年，星期二VP试验：试验：大肠杆菌：葡萄糖大肠杆菌：葡萄糖 产酸产气产酸产气 产气杆菌产气杆菌:葡萄糖葡萄糖 丙酮酸丙酮酸+气气 二乙酰二乙酰+胍基胍基(培养基里培养基里)红色化合
13、物红色化合物 大肠杆菌大肠杆菌VP试验试验(），产气荚膜杆菌），产气荚膜杆菌VP试验试验()脱羧脱羧乙酰甲基甲醇乙酰甲基甲醇KOHKOH第16页，共36页，编辑于2022年，星期二C-枸橼酸盐利用（枸橼酸盐利用（citrate utilization）试验试验 产气肠杆菌在仅含枸橼酸盐产气肠杆菌在仅含枸橼酸盐作为唯一碳源的培养基中生长，使作为唯一碳源的培养基中生长，使培养基中酸碱指示剂变色（培养基中酸碱指示剂变色（+）大肠杆菌不能在此培养基大肠杆菌不能在此培养基上生长，指示剂不变色（）上生长，指示剂不变色（）-+第17页，共36页，编辑于2022年，星期二IMViC试验（肠道细菌鉴别）试验（肠
14、道细菌鉴别）I-I-吲哚（吲哚（indoleindole）试验）试验）试验）试验M -M -甲基红（甲基红（甲基红（甲基红（methyl redmethyl red）试验）试验V -VPV -VP（Voges-ProskauerVoges-Proskauer）试验）试验）试验）试验C -枸橼酸盐利用（枸橼酸盐利用（citrate utilizationcitrate utilization）试验）试验）试验）试验？第18页，共36页，编辑于2022年，星期二硫化氢试验硫化氢试验尿素酶试验尿素酶试验第19页，共36页，编辑于2022年，星期二（二）合成代谢产物（二）合成代谢产物Synthetic
15、 products/anabolite热原质热原质/致热原致热原致热原致热原PyrogenPyrogen毒素与侵袭性酶毒素与侵袭性酶毒素与侵袭性酶毒素与侵袭性酶 Toxin and invasive enzymeToxin and invasive enzyme色素色素色素色素PigmentPigment抗生素抗生素抗生素抗生素 AntibioticAntibiotic细菌素细菌素细菌素细菌素 BactericinBactericin维生素维生素 VitaminVitamin第20页，共36页，编辑于2022年，星期二Pyrogen 热原质热原质一般为细菌的内毒素一般为细菌的内毒素一般为细菌的
16、内毒素一般为细菌的内毒素(LPS)注入人体或动物体内能引起发热反应。注入人体或动物体内能引起发热反应。注入人体或动物体内能引起发热反应。注入人体或动物体内能引起发热反应。耐高温，耐消毒剂耐高温，耐消毒剂耐高温，耐消毒剂耐高温，耐消毒剂去除方法：去除方法：去除方法：去除方法：250250干烤、蒸馏、吸附剂等干烤、蒸馏、吸附剂等干烤、蒸馏、吸附剂等干烤、蒸馏、吸附剂等制备和使用注射药品过程无菌操作制备和使用注射药品过程无菌操作 第21页，共36页，编辑于2022年，星期二毒素与侵袭性酶毒素与侵袭性酶Toxins and Invasive Enzyme外毒素外毒素外毒素外毒素 ExotoxinExo
17、toxin内毒素内毒素内毒素内毒素 EndotoxinEndotoxin侵袭性酶侵袭性酶侵袭性酶侵袭性酶 Invasive EnzymeInvasive Enzyme第22页，共36页，编辑于2022年，星期二Pigments 色素色素 水溶性色素（如铜绿假单胞菌）水溶性色素（如铜绿假单胞菌）脂溶性色素（如金黄色葡萄球菌）脂溶性色素（如金黄色葡萄球菌）铜绿假单胞菌铜绿假单胞菌金黄色葡萄球菌金黄色葡萄球菌第23页，共36页，编辑于2022年，星期二第四节第四节 细菌的人工培养细菌的人工培养 根据不同标本及不同培养目的，可选用不同的接种根据不同标本及不同培养目的，可选用不同的接种和培养方法。常用的
18、有分离培养和纯培养两种方法。和培养方法。常用的有分离培养和纯培养两种方法。病原菌的人工培养一般采用病原菌的人工培养一般采用35-37，培养时间多数，培养时间多数为为18-24h，但有时需根据菌种及培养目的作最佳选择。但有时需根据菌种及培养目的作最佳选择。一一.培养细菌的方法培养细菌的方法第24页，共36页，编辑于2022年，星期二 二二.培养基培养基(culture medium)培养基：是由人工方法培配置而成的，专供微生物培养基：是由人工方法培配置而成的，专供微生物生长繁殖使用的混合营养制品。生长繁殖使用的混合营养制品。按其营养组成和用途分类：基础培养基、增菌培养基、按其营养组成和用途分类：
19、基础培养基、增菌培养基、选择培养基、鉴别培养基、厌氧培养基等。选择培养基、鉴别培养基、厌氧培养基等。按其物理状态分类：固体培养基、液体培养基、半固按其物理状态分类：固体培养基、液体培养基、半固体培养基。体培养基。第25页，共36页，编辑于2022年，星期二第26页，共36页，编辑于2022年，星期二厌氧罐厌氧罐第27页，共36页，编辑于2022年，星期二liquid medium液体培养基：液体培养基：液体培养基：液体培养基：Solid mediumSolid medium固体培养基：固体培养基：固体培养基：固体培养基：Semisolid mediumSemisolid medium半固体培养
20、基半固体培养基半固体培养基半固体培养基 液体培养基液体培养基液体培养基液体培养基 固体斜面培养基固体斜面培养基固体斜面培养基固体斜面培养基 半固体培养基半固体培养基半固体培养基半固体培养基第28页，共36页，编辑于2022年，星期二三三.细菌在培养基中的生长表现细菌在培养基中的生长表现在液体培养基中：沉淀、混浊、菌膜在液体培养基中：沉淀、混浊、菌膜菌菌膜膜生生长长 沉沉淀淀生生长长 混混浊浊生生长长 第29页，共36页，编辑于2022年，星期二在固体培养基上在固体培养基上在固体培养基上在固体培养基上菌落菌落菌落菌落colonycolony定义定义定义定义不同细菌菌落在多方面有不同不同细菌菌落在
21、多方面有不同不同细菌菌落在多方面有不同不同细菌菌落在多方面有不同第30页，共36页，编辑于2022年，星期二第31页，共36页，编辑于2022年，星期二细菌的菌落一般可分为三种：细菌的菌落一般可分为三种：光滑型菌落光滑型菌落光滑型菌落光滑型菌落(smooth colony(smooth colony(smooth colony(smooth colony，S S S S型菌落）型菌落）型菌落）型菌落）新分离的细菌大多呈光滑型新分离的细菌大多呈光滑型新分离的细菌大多呈光滑型新分离的细菌大多呈光滑型菌落，表面光滑、湿润、边缘整齐。菌落，表面光滑、湿润、边缘整齐。菌落，表面光滑、湿润、边缘整齐。菌落
22、，表面光滑、湿润、边缘整齐。粗糙型菌落粗糙型菌落粗糙型菌落粗糙型菌落(rough colony(rough colony(rough colony(rough colony，R R R R型菌落）型菌落）型菌落）型菌落）菌落表面粗糙、干燥、呈菌落表面粗糙、干燥、呈菌落表面粗糙、干燥、呈菌落表面粗糙、干燥、呈皱纹或颗粒状，边缘大多不整齐。皱纹或颗粒状，边缘大多不整齐。皱纹或颗粒状，边缘大多不整齐。皱纹或颗粒状，边缘大多不整齐。黏液型菌落（黏液型菌落（黏液型菌落（黏液型菌落（mucoid colonymucoid colonymucoid colonymucoid colony，M M M M型菌
23、落）型菌落）型菌落）型菌落）菌落黏稠、有光泽，似菌落黏稠、有光泽，似菌落黏稠、有光泽，似菌落黏稠、有光泽，似水珠样。细菌多有厚荚膜或丰富粘液层。水珠样。细菌多有厚荚膜或丰富粘液层。水珠样。细菌多有厚荚膜或丰富粘液层。水珠样。细菌多有厚荚膜或丰富粘液层。粗粗糙糙型型菌菌落落黏黏液液型型菌菌落落光光滑滑型型菌菌落落第32页，共36页，编辑于2022年，星期二三三.细菌在半固体培养基中的生长情况细菌在半固体培养基中的生长情况无动力无动力 有动力有动力第33页，共36页，编辑于2022年，星期二人工培养细菌的用途人工培养细菌的用途医学医学医学医学n n感染性疾病的病原学诊断感染性疾病的病原学诊断感染性
24、疾病的病原学诊断感染性疾病的病原学诊断 n n细菌学研究细菌学研究 n n生物制品的制备生物制品的制备生物制品的制备生物制品的制备工农业生产工农业生产基因工程中应用基因工程中应用第34页，共36页，编辑于2022年，星期二细菌的分类层次：界、门、纲、目、科、属、种。种细菌的分类层次：界、门、纲、目、科、属、种。种细菌的分类层次：界、门、纲、目、科、属、种。种细菌的分类层次：界、门、纲、目、科、属、种。种(species)(species)是细菌分类的基本单位。生物学性状基本相同的细菌群体构是细菌分类的基本单位。生物学性状基本相同的细菌群体构是细菌分类的基本单位。生物学性状基本相同的细菌群体构是
25、细菌分类的基本单位。生物学性状基本相同的细菌群体构成一个菌种；成一个菌种；成一个菌种；成一个菌种；性状相近关系密切的若干菌种组成一个菌属（性状相近关系密切的若干菌种组成一个菌属（性状相近关系密切的若干菌种组成一个菌属（性状相近关系密切的若干菌种组成一个菌属（genusgenus）细菌的命名：采用拉丁双名法，每个菌名由两个拉丁字细菌的命名：采用拉丁双名法，每个菌名由两个拉丁字组成。前一字为属名，用名词，大写；后一字为种名，组成。前一字为属名，用名词，大写；后一字为种名，用形容词，小写。中文的命名次序与拉丁相反，种名在用形容词，小写。中文的命名次序与拉丁相反，种名在前，属名在后。前，属名在后。Staphylococcus aureus Staphylococcus aureus 金黄色葡萄球菌金黄色葡萄球菌金黄色葡萄球菌金黄色葡萄球菌第五节第五节 细菌的分类细菌的分类第35页，共36页，编辑于2022年，星期二 什什么么是是细细菌菌的的生生长长曲曲线线？该该曲曲线线有有何何特特点点？掌掌握细菌的生长规律对生产有何指导意义？握细菌的生长规律对生产有何指导意义？请设计简单的实验来区别大肠杆菌和产气杆菌。请设计简单的实验来区别大肠杆菌和产气杆菌。思考题：第36页，共36页，编辑于2022年，星期二