細(xì)菌的生理、消毒與滅菌、遺傳與變異_第1頁(yè)
細(xì)菌的生理、消毒與滅菌、遺傳與變異_第2頁(yè)
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1、細(xì)菌的生理消毒與滅菌細(xì)菌的遺傳與變異 中西醫(yī)結(jié)合學(xué)院 張學(xué)敏本章節(jié)重點(diǎn)掌握:細(xì)菌的營(yíng)養(yǎng)、生長(zhǎng)繁殖的條件及繁殖方式細(xì)菌在培養(yǎng)基內(nèi)的生長(zhǎng)現(xiàn)象 ,菌落的概念熟悉醫(yī)學(xué)上具有重要意義的代謝產(chǎn)物消毒、滅菌、無菌、無菌操作和防腐的概念熟悉消毒滅菌方法:高壓蒸汽滅菌,紫外線殺菌掌握細(xì)菌變異機(jī)理:表型變異(誘導(dǎo)酶)和基因型變異(突變,基因的轉(zhuǎn)移和重組:轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)導(dǎo)、溶原性轉(zhuǎn)化和接合)2022/7/14微寄教研室2細(xì)菌的生理2022/7/144微寄教研室一、細(xì)菌的營(yíng)養(yǎng)細(xì)菌從周圍環(huán)境中吸收作為代謝活動(dòng)所必需的有機(jī)或無機(jī)化合物稱為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。決定細(xì)菌營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的因素:該物質(zhì)能否經(jīng)一定的方式進(jìn)入細(xì)胞;細(xì)菌是否具有相應(yīng)的酶,使

2、進(jìn)入細(xì)胞的物質(zhì)用于細(xì)菌的新陳代謝。細(xì)菌的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)有兩方面作用:用于組成細(xì)菌細(xì)胞的各種成分;供給細(xì)菌新陳代謝中所需能量。 2022/7/145微寄教研室(一)細(xì)菌的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)各類細(xì)菌對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的要求差別很大。包括水、碳源、氮源、無機(jī)鹽和生長(zhǎng)因子等。其主要營(yíng)養(yǎng)元素及其生理功能見表。1水:細(xì)菌濕重的8090%為水。細(xì)菌代謝過程中所有的化學(xué)反應(yīng)、營(yíng)養(yǎng)的吸收和滲透、分泌、排泄均需有水才能進(jìn)行。2碳源:各種無機(jī)或有機(jī)的含碳化合物(CO2、碳酸鹽、糖、脂肪等)都能被細(xì)菌吸收利用,作為合成菌體所必需的原料,同時(shí)也作為細(xì)菌代謝的主要能量來源。致病性細(xì)菌主要從糖類中獲得碳,己糖是組成細(xì)菌內(nèi)多糖的基本成分,戊糖參與細(xì)

3、菌核酸組成。 2022/7/146微寄教研室3氮源:從分子態(tài)氮到復(fù)雜的含氮化合物都可被不同的細(xì)菌利用。但多數(shù)病原菌是利用有機(jī)氮化物如氨基酸、蛋白胨作為氮源。少數(shù)細(xì)菌(如固氮菌)能以空氣中的游離氮或無機(jī)氮如硝酸鹽、銨鹽等為氮源,主要用于合成菌體細(xì)胞質(zhì)及其他結(jié)構(gòu)成分。2022/7/147微寄教研室4無機(jī)鹽:鉀、鈉、鈣、鎂、硫、磷、鐵、錳、鋅、鈷、銅、鉬等是細(xì)菌生長(zhǎng)代謝中所需的無機(jī)鹽成份。除磷、鉀、鈉、鎂、 硫、鐵需要量較多外,其他只需微量。各類無機(jī)鹽的作用為:構(gòu)成菌體成份;調(diào)節(jié)菌體內(nèi)外滲透壓;促進(jìn)酶的活性或作為某些輔酶組分;某些元素與細(xì)菌的生長(zhǎng)繁殖及致病作用密切相關(guān)。如白喉?xiàng)U菌產(chǎn)毒株其毒素產(chǎn)量明顯

4、受培養(yǎng)基中鐵含量的影響。培養(yǎng)基中鐵濃度降至7mg/L時(shí),可顯著增加毒素的產(chǎn)量,故在培養(yǎng)產(chǎn)毒株白喉?xiàng)U菌PW2制備類毒素的生產(chǎn)中,多采用含鐵很少的培養(yǎng)基,其毒素產(chǎn)量可達(dá)細(xì)菌產(chǎn)生蛋白量的5%以上,約占細(xì)菌外分泌總蛋白的75%以上,使培養(yǎng)基含毒素量達(dá)500ug/L研究認(rèn)為低鐵可影響細(xì)胞壁的通透性,利于毒素釋放。亦有人認(rèn)為宿主含鐵蛋白可抑制白喉毒素基因,故低鐵時(shí)可導(dǎo)致白喉毒素產(chǎn)量增高。2022/7/148微寄教研室5生長(zhǎng)因子:很多細(xì)菌在其生長(zhǎng)過程中還必需一些自身不能合成的化合物質(zhì),稱為生長(zhǎng)因子(Growth factor)。生長(zhǎng)因子必須從外界得以補(bǔ)充,其中包括維生素、某些氨基酸、脂類、嘌呤、嘧啶等。各種

5、細(xì)菌對(duì)生長(zhǎng)因子的要求不同,如大腸桿菌很少需要生長(zhǎng)因子,而有些細(xì)菌如肺炎球菌則需要胱氨酸、谷氨酸、色氨酸、天冬酰胺、核黃素、腺嘌呤、尿嘧啶、泛酸、膽堿等多種生長(zhǎng)因子。致病菌合成能力差,生長(zhǎng)繁殖過程必需供復(fù)雜的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)以使其獲得相應(yīng)的生長(zhǎng)因子。有些生長(zhǎng)因子僅為少數(shù)細(xì)菌所需,如流行性感冒桿菌需V、X兩種因子,而金黃色葡萄球菌生長(zhǎng)過程可合成較多的V因子。 2022/7/149微寄教研室(二)細(xì)菌的營(yíng)養(yǎng)類型根據(jù)細(xì)菌營(yíng)養(yǎng)要求和能量來源的不同,可將其分為兩類。自養(yǎng)菌:此類細(xì)菌能在完全含無機(jī)物的環(huán)境中生長(zhǎng)繁殖。它們具有各種完備的酶系統(tǒng),能利用二氧化碳或碳酸鹽作為碳源,氨或硝酸鹽作為氮源,合成菌體的原生質(zhì)。其能

6、源主要來自無機(jī)物氧化時(shí)放出的能量。一部分有光合能力的細(xì)菌則可直接獲取光能。2022/7/1410微寄教研室異養(yǎng)菌: 需要利用有機(jī)物質(zhì)作為營(yíng)養(yǎng)和能源的細(xì)菌稱為異養(yǎng)菌。它們利用糖類、有機(jī)酸為碳源;蛋白質(zhì)、蛋白棟、各種氨基酸作為氮源。僅有少數(shù)異氧菌能利用無機(jī)氮化合物。異養(yǎng)菌的能源來自有機(jī)物的分解。有些異養(yǎng)菌能引起動(dòng)植物尸體腐爛分解、食物腐敗變質(zhì),即從無生命的有機(jī)物質(zhì)中攝取營(yíng)養(yǎng),這些細(xì)菌稱為腐物寄生菌或腐生菌。還有些異養(yǎng)菌寄生于活的動(dòng)植物體內(nèi),從宿主體內(nèi)的有機(jī)物質(zhì)中獲得營(yíng)養(yǎng)和能量,這類細(xì)菌稱為寄生菌。致病菌的大部分屬于寄生菌。2022/7/1411微寄教研室二、細(xì)菌的生長(zhǎng)繁殖 (一)細(xì)菌生長(zhǎng)繁殖的條件

7、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì):一般細(xì)菌所需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)有水分、無機(jī)鹽類、蛋白胨(或氨基酸)和糖等。對(duì)營(yíng)養(yǎng)要求較高的細(xì)菌還需要某些生長(zhǎng)因子。這些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)是細(xì)菌進(jìn)行新陳代謝的基礎(chǔ)。人工培養(yǎng)細(xì)菌時(shí),用培養(yǎng)基滿足細(xì)菌對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的需要。 酸酸度:營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收、分解以及能量的產(chǎn)生,都需要酶來參與反應(yīng)。酶活性必須在一定的酸堿度和溫度下才能發(fā)揮作用。絕大多數(shù)細(xì)菌和放線菌生長(zhǎng)最適宜的pH為中性或弱鹼性(pH7.0-7.6)。個(gè)別細(xì)菌如霍亂弧苗在pH為7.8-8.0中生長(zhǎng)最好,所以常利用堿性培養(yǎng)基(pH8.4-9.2)分離霍亂弧菌,因?yàn)閴A性條件能抑制其它細(xì)菌生長(zhǎng),起到抑制作用。2022/7/1412微寄教研室溫度:細(xì)胞生長(zhǎng)的溫度極

8、限為-790。各類細(xì)菌對(duì)溫度的要求不同,可分為嗜冷菌,最適生長(zhǎng)溫度為(1020);嗜溫菌,2040;嗜熱菌,在高至5660生長(zhǎng)最好。病原菌均為嗜溫菌,最適溫度為人體的體溫,即37,故實(shí)驗(yàn)室一般采用37培養(yǎng)細(xì)菌。有些嗜溫菌低溫下也可生長(zhǎng)繁殖,如5冰箱內(nèi),金黃色葡萄球菌緩慢生長(zhǎng)釋放毒素,故食用過夜冰箱冷存食物,可致食物中毒。 2022/7/1413微寄教研室氣體環(huán)境:氧的存大與否和生長(zhǎng)有關(guān),有些細(xì)菌僅能在有氧條件下生長(zhǎng);有的只能在無氧環(huán)境下生長(zhǎng);而大多數(shù)病原菌在有氧及無氧的條件下均能生存。一般細(xì)菌代謝中都需CO2,但大多數(shù)細(xì)菌自身代謝所產(chǎn)生的CO2即可滿足需要。有些細(xì)菌,如腦膜炎雙球菌在初次分離時(shí)

9、需要較高濃度的CO2(510%),否則生長(zhǎng)很差甚至不能生長(zhǎng)。 2022/7/1414微寄教研室根據(jù)細(xì)菌代謝時(shí)對(duì)氧氣的需要與否分為四類:專性需氧菌:具有完善的呼吸酶系統(tǒng),需要分子氧作為受氫體以完成需氧呼吸,在無游離氧的環(huán)境中不能生長(zhǎng)。如結(jié)核桿菌、霍亂弧菌。微需氧菌:在低氧壓(5-6)生長(zhǎng)最好,氧壓大于10對(duì)其有抑制作用。如空腸彎曲菌、幽門螺桿菌。兼性厭氧菌:兼有需氧呼吸和發(fā)酵兩種功能,不論在有氧或無氧環(huán)境中均能生長(zhǎng),以有氧時(shí)較好。大多數(shù)病原菌屬此類。專性厭氧菌:缺乏完善的呼吸酶系統(tǒng),利用氧以外的其他物質(zhì)作為受氫體,只能在無氧的環(huán)境中進(jìn)行發(fā)酵。在有游離氧存在時(shí),不但不能利用分子氧,且還將受其毒害,

10、甚至死亡。如破傷風(fēng)梭菌等。2022/7/1415微寄教研室(二)細(xì)菌生長(zhǎng)繁殖方式1細(xì)菌個(gè)體的生長(zhǎng)繁殖細(xì)菌一般以簡(jiǎn)單的二分裂法進(jìn)行無性繁殖,個(gè)別細(xì)菌如結(jié)核桿菌偶有分枝繁殖的方式。在適宜條件下,多數(shù)細(xì)菌繁殖速度極快,分裂一次需時(shí)僅2030分鐘。球菌可從不同平面分裂,分裂后形成不同方式排列。桿菌則沿橫軸分裂。細(xì)菌分裂時(shí),菌細(xì)胞首先增大,染色體復(fù)制。2022/7/1416微寄教研室2細(xì)菌群體生長(zhǎng)繁殖規(guī)律細(xì)菌繁殖速度之快是驚人的。大腸桿菌的代時(shí)為20分鐘,以此計(jì)算,在最佳條件下7小時(shí)后,1個(gè)細(xì)胞可繁殖到200萬(wàn)上,10小時(shí)后可超過10億,24小時(shí)后,細(xì)菌繁殖的數(shù)量可龐大到難以計(jì)數(shù)據(jù)和程度。但實(shí)際上,由于

11、細(xì)菌繁殖中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消耗,毒性產(chǎn)物的積聚及環(huán)境PH的改變,細(xì)菌絕不可能始終保持原速度無限增殖,經(jīng)過一定時(shí)間后,細(xì)菌活躍增殖的速度逐漸減慢,死亡細(xì)菌逐增、活菌率逐減。2022/7/1417微寄教研室將一定數(shù)的細(xì)菌接咱適當(dāng)培養(yǎng)基后,研究細(xì)菌生長(zhǎng)過程的規(guī)律,以培養(yǎng)時(shí)間為橫坐標(biāo),培養(yǎng)物中活菌數(shù)的對(duì)數(shù)以縱坐標(biāo),可得出一條生長(zhǎng)曲線。細(xì)菌群體的生長(zhǎng)繁殖可分為四期:遲緩期、對(duì)數(shù)期、穩(wěn)定期、衰亡期。 2022/7/1418微寄教研室2022/7/1419微寄教研室三、細(xì)菌的新陳代謝細(xì)菌新陳代謝的兩個(gè)突出特點(diǎn):代謝活躍。代謝類型多樣化。細(xì)菌的代謝通路包括合成與分解兩大類。2022/7/1420微寄教研室細(xì)菌的代謝

12、產(chǎn)物 細(xì)菌分泌胞外酶將多糖、蛋白質(zhì)等大分子營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)分解為單糖、小肽或氨基酸,然后吸收進(jìn)入菌體,再經(jīng)氧化或胞內(nèi)酶分解形成菌體可利用的成分,此謂細(xì)菌的分解代謝。細(xì)菌以營(yíng)養(yǎng)原料及生物氧化產(chǎn)生的能量,合成菌體及相應(yīng)的代謝產(chǎn)物,此謂合成代謝。細(xì)菌在分解和合成代謝中能產(chǎn)生多種代謝產(chǎn)物,在細(xì)菌的鑒定及生化反應(yīng)中有實(shí)際意義。2022/7/1421微寄教研室(一)分解代謝產(chǎn)物的檢測(cè)細(xì)菌的分解代謝產(chǎn)物因各種細(xì)菌具備的酶不完全相同,而有所差異。各代謝產(chǎn)物可通過生化試驗(yàn)的方法檢測(cè),通常稱為細(xì)菌的生化的反應(yīng)。2022/7/1422微寄教研室1糖代謝測(cè)定1)糖發(fā)酵試驗(yàn):細(xì)菌對(duì)各種糖的分解能力及代謝產(chǎn)物不同,可借以鑒別細(xì)菌

13、。一般非致病菌能發(fā)酵多種單糖,如大腸桿菌能分解葡萄糖和乳糖,產(chǎn)生甲酸等產(chǎn)物,并有甲酸解氫酶,可將其分解為CO2和H2,故生化反應(yīng)結(jié)果為產(chǎn)酸產(chǎn)氣,以“”表示。傷寒桿菌分解葡萄糖產(chǎn)酸,但無解氫酶。故生化結(jié)果為產(chǎn)酸不產(chǎn)氣,以“+”表示。傷寒桿菌及一般致病菌大都不能分解乳糖,以“-”表示。 2022/7/1423微寄教研室(2)甲基紅試驗(yàn):產(chǎn)氣桿菌使丙酮酸脫羧后形成中性產(chǎn)物,培養(yǎng)液pH5.4,甲基紅指示劑呈桔黃色,為甲基紅試驗(yàn)陰性,大腸桿菌分解葡萄糖產(chǎn)生丙酮酸,培養(yǎng)液呈酸性pH5.4,指示劑甲基紅呈紅色,稱甲基紅試驗(yàn)(Methyl red test,MR)陽(yáng)性。2022/7/1424微寄教研室(3)V

14、P試驗(yàn):大腸桿菌與產(chǎn)氣桿菌均分解葡萄糖,為區(qū)分兩菌可采用VP試驗(yàn)及甲基紅試驗(yàn)。產(chǎn)氣桿菌能使丙酮酸脫羧、氧化(在堿性溶液中)生成二乙酰,后者可與含胍基的化合物反應(yīng),生成紅色化合物,稱VP陽(yáng)性。大腸桿菌分解葡萄糖產(chǎn)生丙酮酸,VP陰性。2022/7/1425微寄教研室(4)枸櫞酸鹽利用試驗(yàn)(Citrate ultiliazation test):能利用枸櫞酸鹽作為唯一碳源的細(xì)菌如產(chǎn)氣桿菌,分解枸櫞酸鹽生成碳酸鹽,同時(shí)分解培養(yǎng)基的銨鹽生成氨,由此使培養(yǎng)基變?yōu)閴A性,使指示劑溴麝香草酚藍(lán)(BTB)由淡綠轉(zhuǎn)為深藍(lán),此為枸櫞酸鹽利用試驗(yàn)陽(yáng)性。2022/7/1426微寄教研室2蛋白質(zhì)代謝測(cè)定(1)吲哚試驗(yàn)(In

15、dol test):含有色氨酸酶的細(xì)菌(如大腸桿菌、變形桿菌等)可分解色氨酸生成吲哚,若加入二甲基氨基苯甲醛,與吲哚結(jié)合,形成玫瑰吲哚,呈紅色,稱吲哚試驗(yàn)陽(yáng)性。 2022/7/1427微寄教研室(2)硫化氫試驗(yàn):變形桿菌、乙型副傷寒桿菌等能分解含硫氨基酸如胱氨酸、甲硫氨酸等,生成硫化氫。在有醋酸鉛或硫酸亞鐵存在時(shí),則生成黑色硫化鉛或硫化亞鐵,可借以鑒別細(xì)菌。3尿素分解試驗(yàn)變形桿菌具有尿素酶,可分解尿素產(chǎn)生氨,培養(yǎng)基呈堿性,以酚紅為指示劑檢測(cè)呈紅色,由此區(qū)別于沙門氏菌。2022/7/1428微寄教研室2022/7/1429微寄教研室 吲哚(I)、甲基紅(M)、VP(V)、枸櫞酸鹽利用(C)四種試

16、驗(yàn),常用于鑒定腸道桿菌,合稱之為IMViC試驗(yàn)。大腸桿菌呈“+ +”,產(chǎn)氣桿菌為“+ +”。2022/7/1430微寄教研室(二)合成代謝產(chǎn)物及臨床意義細(xì)菌通過新陳代謝不斷合成菌體成分,如多糖、蛋白質(zhì)、脂肪、核酸、細(xì)胞壁及各種輔酶等。此外,細(xì)菌還能合成很多在醫(yī)學(xué)上具有重要意義的代謝產(chǎn)物。 2022/7/1431微寄教研室1熱原質(zhì)(Pyrogen):熱原質(zhì)即菌體中的脂多糖,大多是革蘭氏陰性菌產(chǎn)生的。注入人或動(dòng)物體內(nèi)能引起發(fā)熱反應(yīng),故名熱原質(zhì)。熱原質(zhì)耐高熱,高壓蒸汽滅菌(121,20)不能使其破壞,加熱(180 4h;250 45;650 1)才使熱原質(zhì)失去作用。除去熱原質(zhì)最好的方法是蒸餾。也可用

17、特殊吸附劑處理或超濾膜過濾方法去除。生物制品或注射液必須使用無熱原質(zhì)水制備。 2022/7/1432微寄教研室2毒素與酶:細(xì)菌可產(chǎn)生內(nèi)、外毒素及侵襲性酶,與細(xì)菌的致病性密切相關(guān)。內(nèi)毒素(Endotoxin)即革蘭氏陰性菌細(xì)胞壁的脂多糖,其毒性成分為類脂A。菌體死亡崩解后釋放出來。外毒素(Exotoxin)是由革蘭氏陽(yáng)性菌及少數(shù)革蘭氏陰性菌在生長(zhǎng)代謝過程中釋放至菌體外的蛋白質(zhì)。具有抗原性強(qiáng)、毒性強(qiáng)、作用特異性強(qiáng)的突出特點(diǎn)。某些細(xì)菌可產(chǎn)生具有侵襲性的酶,能損傷機(jī)體組織,促進(jìn)細(xì)菌的侵襲、擴(kuò)散,是細(xì)菌重要的致病因素,如鏈球菌的透明質(zhì)酸酶等。 2022/7/1433微寄教研室3色素(Pigment):有

18、些細(xì)菌能產(chǎn)生色素,對(duì)細(xì)菌的鑒別有一定意義。細(xì)菌色素有兩類:水溶性色素,能彌散至培養(yǎng)基或周圍組織,如綠膿桿菌產(chǎn)生的綠膿色素使培養(yǎng)基或膿汗呈綠色。脂溶性色素,不溶于水,僅保持在菌落內(nèi)使之呈色而培養(yǎng)基顏色不變,如金黃色葡萄球菌色素。細(xì)菌色素的產(chǎn)生需一定條件(營(yíng)養(yǎng)豐富、氧氣充足、溫度適宜),無光合作用,對(duì)細(xì)菌的功能尚不清。 2022/7/1434微寄教研室檸檬色2022/7/1435微寄教研室4抗生素(Antibiotic):某些微生物代謝過程中可產(chǎn)生一種能抑制或殺死某些其他微生物或癌細(xì)胞的物質(zhì),稱抗生素??股囟嘤煞啪€菌和真菌產(chǎn)生,細(xì)菌僅產(chǎn)生少數(shù)幾種,如多粘菌素、桿菌肽等。5細(xì)菌素(Bacteric

19、in):某些細(xì)菌能產(chǎn)生一種僅作用于有近緣關(guān)系的細(xì)菌的抗菌物質(zhì),稱細(xì)菌素。細(xì)菌素為蛋白類物質(zhì),抗菌范圍很窄,無治療意義,但可用于細(xì)菌分型和流行病學(xué)調(diào)查。細(xì)菌素以生產(chǎn)菌而命名。大腸桿菌產(chǎn)生的細(xì)菌素稱大腸菌素,綠膿桿菌產(chǎn)生的稱綠膿菌素,霍亂弧菌產(chǎn)生的稱弧菌素。 細(xì)菌的人工培養(yǎng)2022/7/1437微寄教研室掌握了細(xì)菌對(duì)營(yíng)養(yǎng)的需要及生長(zhǎng)繁殖的規(guī)律,即可采用人工方法培養(yǎng)細(xì)菌。人工培養(yǎng)細(xì)菌需供給細(xì)菌生長(zhǎng)適宜的培養(yǎng)基和選擇合適的培養(yǎng)方法。2022/7/1438微寄教研室一、培養(yǎng)基培養(yǎng)基(CulureMedium)是適合細(xì)菌生長(zhǎng)繁殖的各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)按一定比例配制而成的營(yíng)養(yǎng)基質(zhì),可供細(xì)菌生長(zhǎng)繁殖。培養(yǎng)基本身必須無

20、菌,并且pH也應(yīng)適合細(xì)菌生長(zhǎng)。培養(yǎng)基的PH一般為7.27.6,對(duì)少數(shù)細(xì)菌按其生長(zhǎng)要求調(diào)整PH為偏酸或偏堿。2022/7/1439微寄教研室培養(yǎng)基的分類培養(yǎng)基按其用途可分為以下幾類:1基礎(chǔ)培養(yǎng)基(hasal medium) 含有一般細(xì)菌生長(zhǎng)繁殖所需的最基本營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。如肉浸液、肉膏湯,其組成為肉膏、蛋白胨、氯化鈉和水。2營(yíng)養(yǎng)培養(yǎng)基(nutrient medium)在基礎(chǔ)培養(yǎng)基中添加某些特殊的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)(如葡萄糖、血液、血清、動(dòng)物腹腔液、酵母浸膏、生長(zhǎng)因子等),以滿足營(yíng)養(yǎng)要求較高的細(xì)菌生長(zhǎng)。最常用的營(yíng)養(yǎng)培養(yǎng)基是血瓊脂平板。2022/7/1440微寄教研室3選擇培養(yǎng)基 (selectly medium)

21、利用細(xì)菌對(duì)某些化學(xué)物質(zhì)的敏感性不同,在培養(yǎng)基中加人該物質(zhì),以抑制混雜細(xì)菌,篩選出目的菌,用以分離細(xì)菌。如分離腸道病原菌所用的SS培養(yǎng)基含膽鹽,可抑制革蘭陽(yáng)性菌的生長(zhǎng),拘檬酸鹽和煌綠能抑制大腸埃希菌,從而有利于腸道病原菌(沙門菌屬、志賀菌屬)的分離。4鑒別培養(yǎng)基(differential medium)給培養(yǎng)基中加入某種底物和指示劑,使細(xì)菌培養(yǎng)后出現(xiàn)某種肉眼可見的變化,用以鑒別細(xì)菌。如在無糖基礎(chǔ)培養(yǎng)基(蛋白胨水)中加入糖類和指示劑,可觀察細(xì)菌對(duì)糖類的分解能力,以鑒別細(xì)菌;醋酸鉛培養(yǎng)基可用于檢查細(xì)菌能否分解含硫氨基酸。2022/7/1441微寄教研室5厭氧培養(yǎng)基(anaerobic medium)

22、專供厭氧菌的分離和培養(yǎng),因?yàn)閷P詤捬蹙氃跓o氧環(huán)境中才能生長(zhǎng)。厭氧培養(yǎng)法主要有:將普通培養(yǎng)基置于無氧環(huán)境中(專性厭氧缸或真空干燥缸內(nèi))培養(yǎng);在培養(yǎng)基中加入還原劑,以降低培養(yǎng)基的氧化還原電勢(shì),并加入美蘭作為氧化還原指示劑,同時(shí)可在液體培養(yǎng)基表面用凡士林或石蠟封閉以隔絕空氣,造成無氧環(huán)境。常用有庖肉培養(yǎng)基等。2022/7/1442微寄教研室根據(jù)培養(yǎng)基的物理性狀,可分為液體培養(yǎng)基、固體培養(yǎng)基、半固體培養(yǎng)基。三種培養(yǎng)基的成分可完全相同,只要在液體培養(yǎng)基中加入不同濃度的凝固劑(瓊脂)即可制成固體培養(yǎng)基(23瓊脂)和半固體培養(yǎng)基(0.21.5瓊脂)。液體培養(yǎng)基常用于大量繁殖細(xì)菌,固體培養(yǎng)基用于分離純化細(xì)菌

23、,半固體培養(yǎng)基常用于觀察細(xì)菌的動(dòng)力及保存菌種。2022/7/1443微寄教研室(二)細(xì)菌的接種方法液體培養(yǎng)基:接種環(huán)固體培養(yǎng)基:接種環(huán)平板平行劃線法、分區(qū)劃線法斜面蛇行劃線法半固體培養(yǎng)基:接種針穿刺接種法2022/7/1444微寄教研室(三)培養(yǎng)方法 一般情況下,根據(jù)不同細(xì)菌的營(yíng)養(yǎng)需求,選擇合適的培養(yǎng)基接種細(xì)菌,置于培養(yǎng)箱內(nèi),在 37下培養(yǎng) 1824小時(shí)即可。對(duì)有特殊要求或生長(zhǎng)速度緩慢的細(xì)菌可適當(dāng)調(diào)整培養(yǎng)條件和培養(yǎng)時(shí)間。2022/7/1445微寄教研室(四)細(xì)菌在培養(yǎng)基中的生長(zhǎng)情況1液體培養(yǎng)基:兼性厭氧菌生長(zhǎng)后使液體呈均勻混濁狀態(tài)。鏈球菌等少數(shù)細(xì)菌可沉淀生長(zhǎng)。專性需氧菌則多生長(zhǎng)在液體表面,形成

24、菌膜。2固體培養(yǎng)基:將細(xì)菌劃線接種于固體培養(yǎng)基表面,在合適溫度下培養(yǎng)一段時(shí)間后,在培養(yǎng)基表面出現(xiàn)由單個(gè)細(xì)菌分裂繁殖而形成的、肉眼可見的細(xì)菌集團(tuán),稱為菌落(colony)。挑取一個(gè)菌落轉(zhuǎn)種到另一個(gè)新鮮培養(yǎng)基中則可獲得該菌的純種,稱為純培養(yǎng)。2022/7/1446微寄教研室菌落的觀察:不同細(xì)菌菌落的大小、顏色、透明度、表面與邊緣情況、光滑或粗糙、濕潤(rùn)或干燥、有無溶血性等表現(xiàn)各不相同,有助于識(shí)別和鑒定細(xì)菌。2022/7/1447微寄教研室邊緣皺紋狀2022/7/1448微寄教研室表面光滑2022/7/1449微寄教研室溶血2022/7/1450微寄教研室3半固體培養(yǎng)基:用穿刺針接種細(xì)菌于半固體培養(yǎng)基

25、中,培養(yǎng)后有鞭毛的細(xì)菌沿穿刺線向周圍擴(kuò)散生長(zhǎng),可見整個(gè)培養(yǎng)基呈云霧狀,穿刺線模糊不清。無鞭毛的細(xì)菌只能沿穿刺線生長(zhǎng),不向周圍擴(kuò)散,培養(yǎng)基仍透明,穿刺線清晰可見。2022/7/1451微寄教研室 (二)細(xì)菌的命名細(xì)菌的命名采用拉丁雙名法,每個(gè)菌名由兩個(gè)拉丁單詞組成。第一個(gè)為屬名,用名詞,第一個(gè)字母大寫,可以簡(jiǎn)寫為第一個(gè)大寫字母;第二個(gè)為種名,用形容詞,小寫,全名用斜體字印刷,不可簡(jiǎn)寫。中文命名次序與拉丁文相反,種名在前,屬名在后。例如:大腸埃希菌:EschrichiacoliE.coli2022/7/1452微寄教研室不同來源的同一菌種稱為菌株(siral)。例如從不同的白喉病人咽部分離出5種白

26、喉棒狀桿菌,即為5株白喉棒狀桿菌。具有某種細(xì)菌典型特征的菌株,稱為該菌的代表菌株(過去稱為標(biāo)準(zhǔn)菌株)消毒與滅菌2022/7/14微寄教研室54一、消毒滅菌的基本概念消毒(Disinfection)殺滅物體上病原微生物的方法。用以消毒的藥物稱為消毒劑一般消毒劑在常用濃度下,只對(duì)細(xì)菌繁殖體有效。對(duì)于芽胞則需要提高消毒劑的濃度和延長(zhǎng)作用的時(shí)間。滅菌(Sterilization)殺滅物體上所有的微生物(包括細(xì)菌芽胞在內(nèi)的全部病原微生物和非病原微生物)的方法。因此,滅菌比消毒的要求高。2022/7/14微寄教研室55無菌(Asepsis)物體上或容器內(nèi)無活菌存在的意思。無菌操作是防止微生物進(jìn)入機(jī)體或其他

27、物品的操作技術(shù)。例如,進(jìn)行外科手術(shù)或微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí),須注意無菌操作。防腐(Antisepsis)防止或抑制微生物生長(zhǎng)繁殖的方法。用于防腐的化學(xué)藥物稱為防腐劑。許多藥物在低濃度時(shí)只有抑菌作用,濃度增高或延長(zhǎng)作用時(shí)間,則有殺菌作用。 2022/7/14微寄教研室56二、消毒滅菌的方法 物理法:有熱力、紫外線、輻射、超聲波、濾過、干燥和低溫等。2022/7/14微寄教研室57(一)熱力滅菌高溫對(duì)細(xì)菌有明顯的致死作用。熱力滅菌主要是利用高溫使菌體變性或凝固,酶失去活性,而使細(xì)菌死亡。此外,高溫亦可導(dǎo)致胞膜功能損傷而使小分子物質(zhì)以及降解的核糖體漏出。干熱的致死作用與濕熱不盡相同,一般屬于蛋白變性、氧化作

28、用受損和電解質(zhì)水平增高的毒力效應(yīng)。熱力滅菌是最可靠而普遍應(yīng)用的滅菌法,包括濕熱滅菌和干熱滅菌法。2022/7/14微寄教研室581濕熱滅菌法在同樣的溫度下,溫?zé)岬臍⒕Ч雀蔁岷?,其原因有:蛋白質(zhì)凝固所需的溫度與其含水量有關(guān),含水量愈大,發(fā)生凝固所需的溫度愈低。濕熱滅菌的菌體蛋白質(zhì)吸收水分,因而較同一溫度的干熱空氣中易于凝固。溫?zé)釡缇^程中蒸氣放出大量潛熱,加速提高溫度。因而濕熱滅菌比干熱所要溫度低,如在同一溫度下,則濕熱滅菌所需時(shí)間比干熱短。濕熱的穿透力比干熱大,使深部也能達(dá)到滅菌溫度,故濕熱比干熱收效好。 2022/7/14微寄教研室59濕熱滅菌法包括有:(1)煮沸法:煮沸100,5分鐘,

29、能殺死一般細(xì)菌的繁殖體。許多芽胞需經(jīng)煮潮56小時(shí)才死亡。水中加入2%碳酸鈉,可提高其沸點(diǎn)達(dá)105。既可促進(jìn)芽胞的殺滅,又能防止金屬器皿生銹。煮沸法可用于飲水和一般器械(刀剪、注射器等)的消毒。2022/7/14微寄教研室60(2)流通蒸汽滅菌法:利用100左右的水蒸汽進(jìn)行消毒,一般采用流通蒸汽滅菌器(其原理相當(dāng)于我國(guó)的蒸籠),加熱15到39分鐘,可殺死細(xì)菌繁殖體。消毒物品的包裝不宜過大、過緊以利于蒸汽穿透。2022/7/14微寄教研室61(3)間歇滅菌法:利用反復(fù)多次的流通蒸汽,以達(dá)到滅菌的目的。一般用流通蒸汽滅菌器,100加熱1530分鐘,可殺死其中的繁殖體;但芽胞尚有殘存。取出后放37孵箱

30、過夜,使芽胞發(fā)育成繁殖體,次日再蒸一次,如此連續(xù)三次以上。本法適用于不耐高溫的營(yíng)養(yǎng)物(如血清培養(yǎng)基)的滅菌。(4)巴氏消毒法(Pasteurization):利用熱力殺死液體中的病原菌或一般的雜菌,同時(shí)不致嚴(yán)重?fù)p害其質(zhì)量的消耗方法。由巴斯德創(chuàng)用以消毒酒精類,故名。加溫61.162.8半小時(shí),或71.71530秒鐘。常用于消毒牛奶和酒類等。 2022/7/14微寄教研室62(5)高壓蒸汽滅菌法:是在專門的壓力蒸汽滅菌器中進(jìn)行的,是熱力滅菌中使用最普遍、效果最可靠的一種方法。其優(yōu)點(diǎn)是穿透力強(qiáng),滅菌效果可靠,能殺滅所有微生物。其滅菌條件為:壓力102.969KPa(1.05Kgcm2),溫度121.

31、3,1530分鐘。適用于耐高溫、耐水物品的滅菌。2022/7/14微寄教研室63 高壓蒸汽滅菌器2022/7/14微寄教研室642干熱滅菌法干熱滅菌比濕熱滅菌需要更高的溫度與較長(zhǎng)的時(shí)間。(1)干烤:利用干烤箱,加熱160180 2小時(shí),可殺死一切微生物,包括芽胞菌。主要用于玻璃器皿、瓷器等的滅菌。2022/7/14微寄教研室65(2)燒灼和焚燒:燒灼是直接用火焰殺死微生物,適用于微生物實(shí)驗(yàn)室的接種針等不怕熱的金屬器材的滅菌。焚燒是徹底的消毒方法,但只限于處理廢棄的污染物品,如無用的衣物、紙張、垃圾等。焚燒應(yīng)在專用的焚燒爐內(nèi)進(jìn)行。2022/7/14微寄教研室663、輻射殺菌法紫外線是一種低能量的

32、電磁輻射,波長(zhǎng)范圍為240280nm,最適的波長(zhǎng)為260nm,這與DNA吸收光譜范圍相一致。其殺菌原理是紫外線易被核蛋白吸收,使DNA的同一條螺旋體上相鄰的堿基形成胸腺嘧啶二聚體,從而干攏DNA的復(fù)制,導(dǎo)致細(xì)菌死亡或變異。紫外線的穿透能力弱,不能通過普通玻璃、塵埃,只能用于消毒物體表面及空氣、手術(shù)室、無菌操作實(shí)驗(yàn)室及燒傷病房,亦可用于不耐熱物品表面消毒。殺菌波長(zhǎng)的紫外線對(duì)人體皮膚、眼睛均有損傷作用,使用時(shí)應(yīng)注意防護(hù)。2022/7/14微寄教研室674、濾過除菌法將液體或空氣通過含有微細(xì)小孔的濾器,只允許小于孔徑的物體如液體和空氣通過,大于孔徑的的物體不能通過。主要用于一些不耐熱的血清、毒素、抗

33、生素、藥液、空氣等除菌。一般不能除去病毒、支原體和細(xì)菌的L型。濾器的種類很多。實(shí)驗(yàn)室等處應(yīng)用的超凈工作臺(tái),就是利用過濾除菌的原理去除進(jìn)入工作臺(tái)空氣中的細(xì)菌。 2022/7/14微寄教研室68(二)化學(xué)消毒滅菌法 化學(xué)藥物能影響細(xì)菌的化學(xué)組成、物理結(jié)構(gòu)和生理活動(dòng),從而發(fā)揮防腐,消毒,甚至滅菌的作用。防腐劑的濃度高或作用時(shí)間長(zhǎng),也可達(dá)到消毒的目的。消毒及防腐藥物對(duì)人體組織有害,只能外用或用于環(huán)境消毒。2022/7/14微寄教研室69(一)化學(xué)消毒劑1化學(xué)消毒劑的種類化學(xué)消毒劑的種類很多,其殺菌作用亦不盡相同。一般可根據(jù)用途與消毒劑的特點(diǎn)選擇使用(見P140,表13-2)2化學(xué)消毒劑的作用機(jī)制不同的

34、化學(xué)消毒劑其作用原理也不完全相同,大致歸納為三個(gè)方面。一種化學(xué)消毒劑對(duì)細(xì)菌的影響常以其中一方面為主,兼有其他方面的作用。2022/7/14微寄教研室70(1)改變細(xì)胞膜通透性 表面活性劑、酚類及醇類可導(dǎo)致胞漿膜結(jié)構(gòu)紊亂并干擾其正常功能。使小分子代謝物質(zhì)溢出胞外,影響細(xì)胞傳遞活性和能量代謝。甚至引起細(xì)胞破裂。(2)蛋白變性或凝固 酸、堿和醇類等有機(jī)溶劑可改變蛋白構(gòu)型而攏亂多肽鏈的折疊方式,造成蛋白變性。如乙醇、大多數(shù)重金屬鹽、氧化劑、醛類、染料和酸堿等。(3)改變蛋白與核酸功能基團(tuán)的因子 作用于細(xì)菌胞內(nèi)酶的功能基(如SH基)而改變或抑制其活性。如某些氧化劑和重金屬鹽類能與細(xì)菌的-SH基結(jié)合并使之

35、失去活性。2022/7/14微寄教研室713影響消毒劑作用的因素(1)消毒劑的性質(zhì)、濃度與作用時(shí)間 (2)微生物的污染程度 (3)微生物的種類和生活狀態(tài) (4)環(huán)境因素(5)溫度、濕度、酸堿度 (6)化學(xué)拮抗物 2022/7/14微寄教研室72(二)防腐劑用于防腐的藥物稱為防腐劑。生物制劑(如疫苗、類毒素、抗毒素等)中常加入防腐劑,以防止雜菌生長(zhǎng)。常用防腐劑有0.5%石炭酸、0.01%硫柳汞和0.10.2%甲醛等。細(xì)菌的遺傳與變異 在一定的培養(yǎng)條件下這些性狀在親代與子代間表現(xiàn)相同,為遺傳。然而也可出現(xiàn)親代與子代間的變異。如果細(xì)菌的變異是由于細(xì)菌所處外界環(huán)境條件的作用,引起細(xì)菌的基因表達(dá)調(diào)控變化

36、而出現(xiàn)的差異,則稱為表型變異。表型變異因?yàn)椴⑽窗l(fā)生細(xì)菌基因型的改變,不能遺傳,所以是非遺傳變異。遺傳使細(xì)菌保持種屬的相對(duì)穩(wěn)定性,而基因型變異則使細(xì)菌產(chǎn)生變種與新種,有利于細(xì)菌的生存及進(jìn)化。一、細(xì)菌的遺傳物質(zhì)(一)細(xì)菌染色體細(xì)菌作為原核型微生物,沒有完整的核結(jié)構(gòu),但卻有核區(qū)(或核質(zhì))。在電鏡下觀察,核區(qū)有盤旋堆積的DNA纖維。細(xì)菌染色體DNA與其他生物相同,由互補(bǔ)的雙鏈核苷酸組成。細(xì)菌的染色體與生物細(xì)胞染色體不同,前者不含有組蛋白,基因是連續(xù)的,無內(nèi)含子。由于細(xì)菌核區(qū)DNA的功能與真核細(xì)胞染色體的功能相同,因此又稱其為細(xì)菌染色體。(二)質(zhì)粒細(xì)菌的DNA除大部分集中于核質(zhì)(染色體)內(nèi),尚有少部分(

37、約12%)存在于染色體外,稱為質(zhì)粒。質(zhì)粒與染色體的相似處為:質(zhì)粒亦為雙鏈環(huán)形DNA,不過其分子量遠(yuǎn)比染色體為小,僅為細(xì)菌染色體DNA的0.53%。質(zhì)粒亦可攜帶遺傳信息,可決定細(xì)菌的一些生物學(xué)特性。然而質(zhì)粒卻有一些與染色體DNA不同的特性。質(zhì)粒DNA基本特征:1、質(zhì)??梢元?dú)立復(fù)制2、質(zhì)粒DNA所編碼的基因產(chǎn)物賦予細(xì)菌某些性狀特征,如耐藥性(R質(zhì)粒)等 3、質(zhì)粒并非細(xì)菌生存所必不可少的遺傳物質(zhì)4、質(zhì)??梢詡鬟f(轉(zhuǎn)移)5、質(zhì)??煞譃橄嗳菪耘c不相容性兩種目前已在很多種細(xì)菌中發(fā)現(xiàn)質(zhì)粒。比較重要的質(zhì)粒有決定性菌毛的F因子,決定耐藥性的R因子以及決定產(chǎn)大腸桿菌素的Col因子等。耐藥性質(zhì)粒的分子量相對(duì)較小,而

38、與致病性有關(guān)的質(zhì)粒則為大質(zhì)粒。革蘭氏陰性菌一般都帶有質(zhì)粒。某些革蘭氏陽(yáng)性菌如葡萄球菌也有質(zhì)粒。(三)噬菌體噬菌體是能感染細(xì)菌、放線菌、真菌、螺旋體的病毒。噬菌體分布廣泛,凡是有細(xì)菌存在的場(chǎng)所,就可能有相應(yīng)噬菌體的存在。噬菌體有嚴(yán)格的宿主特異性,只寄居于易感宿主菌體內(nèi)。噬菌體進(jìn)入細(xì)菌細(xì)胞后,能在敏感宿主菌內(nèi)復(fù)制增殖并使之裂解的噬菌體稱為毒性噬菌體 有些噬菌體不在敏感細(xì)菌內(nèi)增殖,其基因整合于細(xì)菌基因組中,成為細(xì)菌DNA的一部分,當(dāng)細(xì)菌分裂時(shí),噬菌體的基因亦隨著分布至兩個(gè)子代細(xì)菌的基因中。這種噬菌體稱為溶源性噬菌體或溫和噬菌體。整合在細(xì)菌DNA上的噬菌體基因稱為前噬菌體,帶有前噬菌體的細(xì)菌稱為溶源性細(xì)菌 溶源性噬菌體能正常繁殖,但這種帶噬菌體的溶源狀態(tài)有時(shí)能自發(fā)終止,結(jié)果導(dǎo)致噬菌體增殖而引起細(xì)菌裂解。用紫外線照射或過氧化氫等處理溶源性細(xì)菌,可誘導(dǎo)前噬菌體從細(xì)菌的DNA分開,而開始其溶菌性周期。偶爾溶源性細(xì)菌也可失去前噬菌體。(四)轉(zhuǎn)座因子轉(zhuǎn)座因子是一類存在于細(xì)菌染色體、質(zhì)粒或噬菌體DNA分子上的一段特異的、具有轉(zhuǎn)位特性的、獨(dú)立的核苷酸序列片段,它能在DNA分子中移動(dòng),不斷改變它們?cè)诨蚪M的位置,能從一個(gè)基因組轉(zhuǎn)移到另一個(gè)基因組中。主要有三類:插入序列轉(zhuǎn)座子轉(zhuǎn)座噬菌體或

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