細菌生理學(xué)(人衛(wèi)版)

1、n 細菌的理化性狀細菌的理化性狀n 細菌的營養(yǎng)與生長繁殖細菌的營養(yǎng)與生長繁殖n 細菌的新陳代謝細菌的新陳代謝n 細菌的人工培養(yǎng)細菌的人工培養(yǎng) 細菌的生理活動包括攝取營養(yǎng)物質(zhì)、合成細菌的生理活動包括攝取營養(yǎng)物質(zhì)、合成菌體所需物質(zhì)，進行新陳代謝與生長繁殖菌體所需物質(zhì)，進行新陳代謝與生長繁殖本章重點與難點本章重點與難點 1.1.了解細菌的繁殖方式和速度，掌握細菌生長繁了解細菌的繁殖方式和速度，掌握細菌生長繁殖的條件及群體增殖的規(guī)律殖的條件及群體增殖的規(guī)律2.2.了解分解產(chǎn)物及其在細菌鑒別上的意義，掌握了解分解產(chǎn)物及其在細菌鑒別上的意義，掌握與醫(yī)學(xué)有關(guān)的合成代謝產(chǎn)物的種類及意義與醫(yī)學(xué)有關(guān)的合成代謝產(chǎn)物

2、的種類及意義3.3.熟悉培養(yǎng)基的定義及種類，熟悉細菌在人工培熟悉培養(yǎng)基的定義及種類，熟悉細菌在人工培養(yǎng)基中的生長情況，掌握細菌菌落概念及意義養(yǎng)基中的生長情況，掌握細菌菌落概念及意義 一、細菌的化學(xué)組成一、細菌的化學(xué)組成n水分（水分（75%-90%75%-90%） n蛋白質(zhì)（蛋白質(zhì)（40%-80%40%-80%）n核酸（核酸（12-14%12-14%）生命活動和生理現(xiàn)象均與其活性相關(guān)生命活動和生理現(xiàn)象均與其活性相關(guān)DNADNA遺傳物質(zhì)的基礎(chǔ)，遺傳物質(zhì)的基礎(chǔ)，RNARNA參與蛋白質(zhì)合成參與蛋白質(zhì)合成維持生命的根本維持生命的根本n糖類（糖類（10%-30%10%-30%） n脂類（脂類（1%-7%1

3、%-7%）n維生素及無機鹽離子維生素及無機鹽離子菌細胞的結(jié)構(gòu)物質(zhì)，重要的貯存性能源菌細胞的結(jié)構(gòu)物質(zhì)，重要的貯存性能源內(nèi)膜、細胞壁的主要組分內(nèi)膜、細胞壁的主要組分含量低，但功能復(fù)雜多樣含量低，但功能復(fù)雜多樣二、細菌的物理性狀二、細菌的物理性狀n 光學(xué)性質(zhì)光學(xué)性質(zhì)n 體積小但表面積大體積小但表面積大n 帶電現(xiàn)象帶電現(xiàn)象n 半透性半透性n 菌體內(nèi)滲透壓較高菌體內(nèi)滲透壓較高一、細菌的營養(yǎng)類型一、細菌的營養(yǎng)類型n自養(yǎng)菌自養(yǎng)菌 autotrophn異養(yǎng)菌異養(yǎng)菌 heterotroph最初最初能源能源通用通用能源能源ATPATP日光日光還原態(tài)無機物還原態(tài)無機物有機物有機物日光日光光能光能化能化能化能化能光能

4、光能二、細菌所需營養(yǎng)物質(zhì)二、細菌所需營養(yǎng)物質(zhì) 主要包括水、氮源、碳源、無機鹽和生長主要包括水、氮源、碳源、無機鹽和生長因子五大類。因子五大類。 n 生長因子生長因子 某些細菌生長所必需，自身不能合成或某些細菌生長所必需，自身不能合成或合成量不足，要外界提供，微量即可滿足所需合成量不足，要外界提供，微量即可滿足所需的有機物質(zhì)。的有機物質(zhì)。三、細菌攝取營養(yǎng)的機制三、細菌攝取營養(yǎng)的機制n被動擴散被動擴散n簡單擴散簡單擴散n促進擴散促進擴散n主動轉(zhuǎn)運系統(tǒng)主動轉(zhuǎn)運系統(tǒng) n依賴于結(jié)合蛋白的轉(zhuǎn)運（依賴于結(jié)合蛋白的轉(zhuǎn)運（ABCABC轉(zhuǎn)運）轉(zhuǎn)運）n離子偶聯(lián)轉(zhuǎn)運離子偶聯(lián)轉(zhuǎn)運n基團轉(zhuǎn)移基團轉(zhuǎn)移四、影響細菌生長的因素

5、四、影響細菌生長的因素 n充足的營養(yǎng)物質(zhì)充足的營養(yǎng)物質(zhì)n合適的酸堿度合適的酸堿度n適宜的溫度適宜的溫度n一定的氣體環(huán)境一定的氣體環(huán)境n滲透壓滲透壓最適范圍最適范圍7.0-7.67.0-7.6之間之間最適溫度最適溫度3737氧氣及二氧化碳氧氣及二氧化碳最適最適pH7.2-7.6pH7.2-7.6按細菌對氧的需求分為四種類型按細菌對氧的需求分為四種類型n專性需氧菌專性需氧菌 n必須以分子氧作為最后受氫體才可完成有氧呼吸必須以分子氧作為最后受氫體才可完成有氧呼吸n微需氧菌微需氧菌n低氧壓時生長最好，高時反而抑制其生長低氧壓時生長最好，高時反而抑制其生長n兼性厭氧菌兼性厭氧菌n大多數(shù)病原菌屬于此類型大

6、多數(shù)病原菌屬于此類型n專性厭氧菌專性厭氧菌 n分子氧的存在會抑制細菌生長分子氧的存在會抑制細菌生長缺乏高缺乏高Eh的的 呼吸酶，使其呼吸酶，使其Eh低，無法利用有氧低，無法利用有氧 環(huán)境中的營養(yǎng)物質(zhì)環(huán)境中的營養(yǎng)物質(zhì)n 缺乏超氧化物歧化酶，缺乏超氧化物歧化酶，H2O2酶，過氧化物酶酶，過氧化物酶 等，無法消除具有殺菌作用的等，無法消除具有殺菌作用的O2-及及H2O2n 無性二分裂無性二分裂n 繁殖速度快，代時多為繁殖速度快，代時多為 20 30分分遲緩期遲緩期對數(shù)生長期對數(shù)生長期 穩(wěn)定期穩(wěn)定期 衰亡期衰亡期 主要由分解代謝和合成代謝組成，始于胞外主要由分解代謝和合成代謝組成，始于胞外酶水解外環(huán)境

7、營養(yǎng)物質(zhì)。酶水解外環(huán)境營養(yǎng)物質(zhì)。復(fù)雜分子復(fù)雜分子（有機物）（有機物）一、細菌的能量代謝一、細菌的能量代謝 通過通過糖糖的氧化和酵解獲取能量，以的氧化和酵解獲取能量，以ATPATP形式儲形式儲存能量。存能量。 基本反應(yīng)是生物氧化，通過加氧、基本反應(yīng)是生物氧化，通過加氧、脫氫脫氫和脫和脫電子的方式實現(xiàn)。電子的方式實現(xiàn)。合成合成能量能量廢棄物廢棄物營養(yǎng)物質(zhì)營養(yǎng)物質(zhì)能能 源源分解分解能量代謝的方式能量代謝的方式n呼吸呼吸n無機物為受氫體，包括有氧呼吸和厭氧呼吸無機物為受氫體，包括有氧呼吸和厭氧呼吸n有氧呼吸是細菌的主要產(chǎn)能方式有氧呼吸是細菌的主要產(chǎn)能方式n發(fā)酵發(fā)酵n有機物為受氫體有機物為受氫體n無機物

8、氧化無機物氧化n化能自養(yǎng)型細菌特有的產(chǎn)能方式化能自養(yǎng)型細菌特有的產(chǎn)能方式二、分解代謝產(chǎn)物及其應(yīng)用二、分解代謝產(chǎn)物及其應(yīng)用 不同細菌的分解代謝產(chǎn)物存在差異，據(jù)此不同細菌的分解代謝產(chǎn)物存在差異，據(jù)此特點，利用生物化學(xué)方法來鑒別細菌，稱為細特點，利用生物化學(xué)方法來鑒別細菌，稱為細菌的生化反應(yīng)。菌的生化反應(yīng)。 其中以分解其中以分解糖糖和和氨基酸氨基酸的生化反應(yīng)最有鑒的生化反應(yīng)最有鑒別意義。別意義。+-+- 葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸 2、甲基紅（、甲基紅（M）試驗）試驗甲酸等甲酸等 pH低于低于4.5 +少量酸少量酸pH高于高于5.4 - 葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸 3、V-P 試驗試驗乙酰甲基甲醇乙酰甲

9、基甲醇 二乙酰二乙酰 + 多種酸多種酸 -胍基化合物胍基化合物4、靛基質(zhì)（吲哚，、靛基質(zhì)（吲哚，I）試驗）試驗PbPb2+2+, Fe, Fe2+2+6 6、枸櫞酸鹽利用（、枸櫞酸鹽利用（C C）試驗）試驗產(chǎn)氣桿菌產(chǎn)氣桿菌 能在枸櫞酸鹽培養(yǎng)基上生長能在枸櫞酸鹽培養(yǎng)基上生長 + +大腸埃希菌大腸埃希菌 不能利用枸櫞酸鹽不能利用枸櫞酸鹽 - - I M Vi CI M Vi C大腸埃希菌大腸埃希菌 + + - - + + - - 產(chǎn)氣桿菌產(chǎn)氣桿菌 - - + + - - + + IMViC IMViC 試驗常用于腸道桿菌的鑒定試驗常用于腸道桿菌的鑒定滿足的條件：充足的營養(yǎng)、合適的酸堿度，滿足的條件

10、：充足的營養(yǎng)、合適的酸堿度， 及時高壓滅菌及時高壓滅菌一、培養(yǎng)一、培養(yǎng)基基 culture medium二、培養(yǎng)二、培養(yǎng)基基 的分類的分類n按性質(zhì)與用途按性質(zhì)與用途n按物理狀態(tài)按物理狀態(tài)1.1.按性質(zhì)與用途按性質(zhì)與用途n 基礎(chǔ)培養(yǎng)基：普通瓊脂平板，蛋白胨水基礎(chǔ)培養(yǎng)基：普通瓊脂平板，蛋白胨水 n 增菌培養(yǎng)基：血瓊脂平板增菌培養(yǎng)基：血瓊脂平板n 選擇培養(yǎng)基：選擇培養(yǎng)基：S-SS-S瓊脂平板瓊脂平板n 鑒別培養(yǎng)基：糖發(fā)酵管鑒別培養(yǎng)基：糖發(fā)酵管n 特殊培養(yǎng)基：高滲培養(yǎng)基，皰肉培養(yǎng)基特殊培養(yǎng)基：高滲培養(yǎng)基，皰肉培養(yǎng)基n液體培養(yǎng)基：快速增菌液體培養(yǎng)基：快速增菌n固體培養(yǎng)基固體培養(yǎng)基: :分離單菌落；保存菌

11、種分離單菌落；保存菌種n半固體培養(yǎng)基：觀察動力半固體培養(yǎng)基：觀察動力2. 按物理學(xué)狀態(tài)按物理學(xué)狀態(tài) 液體培養(yǎng)基液體培養(yǎng)基 混濁、沉淀、菌膜混濁、沉淀、菌膜 半固體培養(yǎng)基半固體培養(yǎng)基 線狀或云霧狀生長線狀或云霧狀生長三、細菌的生長現(xiàn)象三、細菌的生長現(xiàn)象固體平板固體平板 菌落菌落Colony生長生長菌落菌落分為分為S、R及及M三種類型三種類型固體斜面固體斜面 菌苔生長菌苔生長四、人工培養(yǎng)的用途四、人工培養(yǎng)的用途n感染性疾病的病原學(xué)診斷感染性疾病的病原學(xué)診斷n細菌學(xué)研究細菌學(xué)研究n生物制品的制備生物制品的制備n工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)n基因工程基因工程小小 結(jié)結(jié) 細菌細菌生長繁殖的條件生長繁殖的條件；細

12、菌；細菌生長曲線的分期及生長曲線的分期及各期的特點各期的特點；細菌分解代謝產(chǎn)物在鑒別中的意義；細菌分解代謝產(chǎn)物在鑒別中的意義；細菌重要的細菌重要的合成代謝產(chǎn)物及其醫(yī)藥學(xué)意義合成代謝產(chǎn)物及其醫(yī)藥學(xué)意義；細菌；細菌的人工培養(yǎng)的人工培養(yǎng)1.1. 從細菌生長繁殖的條件入手，如何進行細菌從細菌生長繁殖的條件入手，如何進行細菌 的人工培養(yǎng)？的人工培養(yǎng)？2. 2. 什么是生長曲線？簡述其分期及各期意義什么是生長曲線？簡述其分期及各期意義3. 3. 如何利用細菌分解代謝產(chǎn)物鑒別細菌？如何利用細菌分解代謝產(chǎn)物鑒別細菌？4. 4. 簡述細菌合成代謝產(chǎn)物在醫(yī)藥學(xué)上的意義。簡述細菌合成代謝產(chǎn)物在醫(yī)藥學(xué)上的意義。思考題

13、思考題生長曲線 growth curve 遲緩期 lag phase對數(shù)期 logarithmic phase 穩(wěn)定期 stationary phase衰亡期 decline phase 熱原質(zhì) pyrogen外毒素 exotoxin 內(nèi)毒素 endotoxin抗生素 antibiotic 細菌素 bacteriocin大腸菌素 colicin 培養(yǎng)基 culture medium菌落 colony 純培養(yǎng) pure culture中英文關(guān)鍵詞中英文關(guān)鍵詞 課外閱讀資料課外閱讀資料 1 Jawed, Melnick, & Adelbergs Medical Microbiology, 25th Edition, McGraw-Hill, June 20102 David White ,