細(xì)菌的生理、消毒與滅菌、遺傳與變異

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。抗生素多由放線菌和真菌產(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)?；蚴删wDNA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