臨床微生物檢查課件 第2章細菌的生理

第2章細菌的生理

4/4/20231第一節(jié)細菌的理化性狀一、細菌的化學(xué)組成二、細菌的物理性狀4/4/20232

細菌的化學(xué)組成

肽聚糖、胞壁酸、磷壁酸、D-型氨基酸、二氨基庚二酸、吡啶二羧酸等占細胞總重量75%-90%碳、氫、氮、氧、磷、硫等鉀、鈉、鐵、鎂、鈣等水：有機物：無機離子：特有成分：4/4/20233

細菌的物理性狀

半透明體積小、表面積大Ｇ+菌pI2~3G-菌pI4~5細胞壁、細胞膜有半透性中性和弱堿性環(huán)境帶負電荷G+菌20~25大氣壓G-菌5~6大氣壓光學(xué)性質(zhì)表面積帶電現(xiàn)象半透性滲透壓4/4/20234第二節(jié)細菌的營養(yǎng)與生長繁殖4/4/20235一、細菌的營養(yǎng)物質(zhì)為細菌的新陳代謝及生長繁殖提供必要的原料和能量4/4/20236

營養(yǎng)物質(zhì)水碳源（糖）氮源（氨基酸蛋白胨）無機鹽生長因子重要溶劑菌體成分能源菌體成分原料某些菌需之菌體及酶的組分能量儲存及轉(zhuǎn)運調(diào)節(jié)滲透壓與繁殖及致病相關(guān)4/4/20237二、細菌的營養(yǎng)類型自養(yǎng)菌以簡單的無機物為原料，合成菌體成分異養(yǎng)菌以多種有機物為原料，合成菌體成分并獲能量4/4/20238腐生菌：以無生命的有機物作為營養(yǎng)物質(zhì)寄生菌：寄生于活體內(nèi)

異養(yǎng)菌所有病原菌都是異養(yǎng)菌，大部分屬寄生菌4/4/20239

三、影響細菌生長的環(huán)境因素細菌生長繁殖的必備條件

營養(yǎng)物質(zhì)

適宜的環(huán)境4/4/202310對氧氣要求：專性需氧菌微需氧菌兼性厭氧菌專性厭氧菌對CO2要求：5%CO2①水②碳源③氮源④無機鹽⑤生長因子有些細菌需要細菌生長條件5、氣體

3、溫度2、1、營養(yǎng)物質(zhì)4、滲透壓pH4/4/202311

酸堿度（pH）每種細菌都有一個可生長的pH范圍,以及最適生長pH多數(shù)病原菌的最適pH為（pH7.2~7.6），在宿主體內(nèi)極易生存霍亂弧菌在pH8.4~9.2生長最好結(jié)核桿菌生長的最適pH為6.5~6.84/4/202312

溫度

嗜冷菌——最適生長溫度為10~20℃嗜熱菌——最適生長溫度50~60℃嗜溫菌——最適生長溫度30~37℃多數(shù)病原菌最適生長溫度為人的體溫，即37℃4/4/202313

氧氣：專性需氧菌

具完善的呼吸酶系統(tǒng)，需用分子氧作為受氫體以完成需氧呼吸（結(jié)核分枝桿菌）微需氧菌

在低氧壓（5%~6%）時生長良好，氧氣濃度>10%時可抑制其生長（幽門螺桿菌）兼性厭氧菌

兼有有氧呼吸和無氧發(fā)酵二種能力，大多數(shù)病原菌屬此類專性厭氧菌

缺乏完善的呼吸酶，只能在低氧分壓或無氧環(huán)境下發(fā)酵。有游離氧時，會受毒害，導(dǎo)致細菌死亡

氣體環(huán)境

4/4/2023141、缺乏氧化還原電勢(Eh)高的呼吸酶細胞色素和細胞色素氧化酶2、缺乏分解有毒氧基團的酶

超氧化物歧化酶、觸酶、過氧化物酶等第2章細菌的生理專性厭氧菌不能在有氧環(huán)境中生長原因

4/4/2023152O2-+2H+H2O2+O22H2O22H2O+O2有的細菌不產(chǎn)生觸酶，而是產(chǎn)生過氧化物酶，將H2O2還原成無毒的水分子H2O2+AH2

2H2O+A（某種有機物）專性厭氧菌缺乏這三種酶，故在有氧時受有毒氧基團的影響，就不能生長繁殖SOD觸酶過氧化物酶4/4/202316

CO2：大部分細菌在新陳代謝過程中產(chǎn)生的CO2已可滿足需要，有些細菌如腦膜炎奈瑟菌和布氏菌，在從標(biāo)本初次分離時，需要供給5%~10%的CO2才能生長良好4/4/202317一般培養(yǎng)基0.5%NaCl

嗜鹽菌3%NaClL型菌3%~5%NaCl

滲透壓

4/4/202318五、細菌的生長繁殖1、細菌繁殖方式

二分裂

繁殖速度:一般20~30分鐘分裂一代（結(jié)核桿菌18~20小時）4/4/202319細菌生長繁殖二分裂法繁殖方式：鏈球菌八疊球菌葡萄球菌4/4/2023202、細菌群體生長繁殖生長曲線4/4/202321對數(shù)期遲緩期

四期：遲緩期、對數(shù)期、穩(wěn)定期、衰亡期細菌群體生長曲線0515202530105.56.08.58.07.57.06.59.0衰亡期總菌數(shù)活菌數(shù)細菌數(shù)的對數(shù)小時穩(wěn)定期4/4/2023221、遲緩期：菌體增大，代謝活躍，但分裂遲緩，繁殖極少。1~4h2、對數(shù)期：生長迅速細菌的形態(tài)、染色性、生理活性較典型；抗生素作用較好。8~18h3、穩(wěn)定期：繁殖速度漸緩，死亡數(shù)逐漸增加芽胞、外毒素和抗生素等代謝產(chǎn)物產(chǎn)生4、衰亡期：死菌數(shù)超過活菌數(shù)形態(tài)顯著改變，出現(xiàn)衰退型或菌體自溶，生理代謝活動趨于停滯4/4/202323第三節(jié)細菌的新陳代謝細菌的新陳代謝包括分解代謝與合成代謝營養(yǎng)物質(zhì)分解和轉(zhuǎn)化為能量的過程：分解代謝所產(chǎn)生的能量用于細胞組分的合成：合成代謝

顯著特點：代謝旺盛和代謝類型多樣化

4/4/202324根據(jù)細菌具有不同的酶，分解不同營養(yǎng)物質(zhì)的特點，用生化方法來鑒定細菌稱：細菌的生化反應(yīng)一、分解代謝產(chǎn)物和細菌的生化反應(yīng)4/4/202325對糖的發(fā)酵甲基紅試驗單糖發(fā)酵試驗VP試驗對蛋白質(zhì)的分解吲哚試驗硫化氫試驗其它試驗枸櫞酸鹽利用試驗?zāi)蛩孛冈囼炁R床常用的生化反應(yīng)4/4/202326單糖發(fā)酵試驗培養(yǎng)基：含不同單糖的蛋白胨水指示劑-溴甲酚紫內(nèi)置一小倒管（觀察有無氣體產(chǎn)生）

A：不發(fā)酵－結(jié)果判斷：B：發(fā)酵、產(chǎn)酸＋C：發(fā)酵、產(chǎn)酸產(chǎn)氣＋ABC第2章細菌的生理4/4/202327硫化氫（H2S）試驗

培養(yǎng)基：含有胱氨酸及醋酸鉛（或硫酸亞鐵）的培養(yǎng)基原理：凡能分解含S氨基酸細菌，可產(chǎn)生H2S，與鉛/鐵離子結(jié)合后產(chǎn)生黑色沉淀結(jié)果判斷：有黑色沉淀：H2S（+）無黑色沉淀：H2S（-）H2S試驗陽性4/4/202328吲哚(靛基質(zhì))試驗:色氨酸→吲哚→玫瑰吲哚色氨酸酶↑

吲哚試劑(對二甲基氨基苯甲醛)

-+陰性陽性4/4/202329細菌在代謝過程中，除合成自身的菌體成分外，也可合成一些在醫(yī)學(xué)上有重要意義的物質(zhì)——合成代謝產(chǎn)物第2章細菌的生理二、合成代謝產(chǎn)物及其醫(yī)學(xué)上的意義4/4/202330細菌合成代謝產(chǎn)物熱原質(zhì)毒素與侵襲性酶色素抗生素細菌素維生素合成產(chǎn)物4/4/202331

①熱原質(zhì)

即G-菌細胞壁中脂多糖，注入機體能引起發(fā)熱反應(yīng)特點：耐高溫（耐受121℃20分鐘）去除方法：吸附法、蒸餾法、250℃高溫干烤4/4/202332

②毒素和侵襲性酶

細菌致病中重要物質(zhì)毒素——外毒素exotoxin

內(nèi)毒素

endotoxin

（二者區(qū)別在致病性章中詳述）侵襲性酶——細菌在機體內(nèi)生長時產(chǎn)生的，有利于細菌侵襲和擴散的酶，如透明質(zhì)酸酶、卵磷脂酶等第2章細菌的生理4/4/202333

③色素

脂溶性——金黃色葡萄球菌水溶性——銅綠假單胞菌可用于細菌鑒別第2章細菌的生理4/4/202334④抗生素

多粘菌素、桿菌肽⑤細菌素

由一些菌株產(chǎn)生的具有抗菌作用的蛋白質(zhì)，但抗菌譜窄，只能作用于同種或近緣關(guān)系的菌種，具有種和型的特異性，用于細菌的分型和流行病學(xué)調(diào)查

⑥維生素如大腸桿菌可合成VitB、K等4/4/202335第四節(jié)細菌的人工培養(yǎng)了解細菌的生理需要，掌握細菌生長繁殖的規(guī)律，可用人工方法提供細菌所需要的條件來培養(yǎng)細菌4/4/202336

一、培養(yǎng)細菌的方法：

分離培養(yǎng)、純培養(yǎng)

氣體環(huán)境，35~37℃，18~24h

4/4/202337二、培養(yǎng)基：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)物制品第2章細菌的生理4/4/202338含有多數(shù)細菌生長繁殖所需的基本營養(yǎng)成分如營養(yǎng)肉湯、營養(yǎng)瓊脂、蛋白胨水等基礎(chǔ)培養(yǎng)基4/4/202339增菌培養(yǎng)基通用增菌培養(yǎng)基

基礎(chǔ)培養(yǎng)基+生長因子/微量元素→促使某些特殊細菌生長繁殖如鏈球菌、肺炎鏈球菌——含血液/血清的培養(yǎng)基中生長專用增菌培養(yǎng)基/選擇性增菌培養(yǎng)基

營養(yǎng)成分+特殊抑制劑→目的菌生長繁殖如堿性蛋白胨水——霍亂弧菌4/4/202340基礎(chǔ)培養(yǎng)基+化學(xué)物質(zhì)/抗生素抑制雜菌生長，有利于目的菌生長，將后者從多種細菌混雜的標(biāo)本中分離出來如培養(yǎng)腸道致病菌的SS、MAC選擇培養(yǎng)基4/4/202341基礎(chǔ)培養(yǎng)基+特定底物+指示劑觀察細菌在其中生長后對底物作用如何，從而鑒別細菌如糖發(fā)酵管、葡萄糖蛋白胨水、雙糖鐵培養(yǎng)基等鑒別培養(yǎng)基4/4/202342特殊培養(yǎng)基（厭氧培養(yǎng)基）如庖肉培養(yǎng)基等營養(yǎng)豐富，含有特殊生長因子，加入還原劑以降低培養(yǎng)基的氧化還原電勢4/4/202343常用培養(yǎng)基種類特殊培養(yǎng)基基礎(chǔ)培養(yǎng)基增菌培養(yǎng)基選擇培養(yǎng)基鑒別培養(yǎng)基4/4/202344三、細菌在培養(yǎng)基中的生長現(xiàn)象液體培養(yǎng)基固體(15g/L瓊脂）培養(yǎng)基半固體（3~5g/L瓊脂）培養(yǎng)基

4/4/202345液體培養(yǎng)基沉淀生長混濁生長表面生長4/4/202346在固體培養(yǎng)基中生長情況

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，使許多原混雜的細菌在固體培養(yǎng)基表面上散開4/4/202347菌落（colony）:

經(jīng)過18~24h培養(yǎng)后，單個細菌分裂繁殖成一堆肉眼可見的細菌集團純培養(yǎng)（pureculture）:挑取一個菌落，移種到另一培養(yǎng)基中，生長出來的細菌均為純種4/4/202348

純培養(yǎng)液體培養(yǎng)基斜面培養(yǎng)基菌落4/4/202349固體培養(yǎng)基

光滑型菌落（S型菌落）菌苔4/4/202350粗糙型菌落（R型菌落）4/4/202351黏液型菌落（M型菌落）4/4/202352擴散生長沿穿刺線生長有鞭毛動力+無鞭毛動力－半固體培養(yǎng)基4/4/202353液體培養(yǎng)基：混濁、沉淀、表面生長固體(1~2%瓊脂）培養(yǎng)基：菌落（S型、R型、M型）半固體（0.3~0.5%瓊脂）培養(yǎng)基：動力（+）、動力（-）4/