第二節(jié)細菌生長繁殖與變異

1、第二節(jié)細菌生長繁殖與變異 第二節(jié)第二節(jié) 細菌的生長繁殖與變異細菌的生長繁殖與變異 第二節(jié)細菌生長繁殖與變異 概念：概念：是某些細菌在一定環(huán)境條件下，細胞質(zhì)脫水是某些細菌在一定環(huán)境條件下，細胞質(zhì)脫水 濃縮，在菌體內(nèi)形成的圓形或橢圓形的小體。濃縮，在菌體內(nèi)形成的圓形或橢圓形的小體。 形成條件： 特點： 營養(yǎng)物質(zhì)的缺乏 抵抗力強 核心部分 內(nèi)膜 芽胞壁 皮質(zhì)層 外膜 芽胞殼 芽胞外壁 第二節(jié)細菌生長繁殖與變異 細胞膜細胞膜 肽聚糖肽聚糖 膜磷壁酸膜磷壁酸 壁磷壁酸壁磷壁酸 細胞膜細胞膜 胞質(zhì)周圍間隙胞質(zhì)周圍間隙 肽聚糖肽聚糖 脂蛋白脂蛋白 脂質(zhì)雙層脂質(zhì)雙層 脂多糖脂多糖 外膜外膜 磷壁酸磷壁酸 外外

2、 膜：膜： 革蘭陽性菌革蘭陽性菌革蘭陰性菌革蘭陰性菌 肽聚糖：肽聚糖：立體結(jié)構(gòu)、層數(shù)多。立體結(jié)構(gòu)、層數(shù)多。平面結(jié)構(gòu)、層數(shù)少。平面結(jié)構(gòu)、層數(shù)少。 肽聚糖：肽聚糖： 脂蛋白、脂質(zhì)雙層、脂多糖。脂蛋白、脂質(zhì)雙層、脂多糖。 第二節(jié)細菌生長繁殖與變異 G+ 菌與菌與G- 菌細胞壁的比較菌細胞壁的比較 細胞壁細胞壁 革蘭陽性菌革蘭陽性菌革蘭陰性菌革蘭陰性菌 強度強度 較堅韌較堅韌 較疏松較疏松 厚度厚度 2080nm 1015nm 肽聚糖層數(shù)肽聚糖層數(shù)可多達可多達50層層 12層層 肽聚糖含量肽聚糖含量50%80% 10%20% 磷壁酸磷壁酸 有有 無無 外膜外膜 無無 有有 第二節(jié)細菌生長繁殖與變異 學(xué)

3、習(xí)目標學(xué)習(xí)目標 1 1、掌握熱原質(zhì)的概念、掌握熱原質(zhì)的概念 2 2、掌握細菌生長繁殖的條件、掌握細菌生長繁殖的條件 3 3、掌握細菌的繁殖方式：二分裂、掌握細菌的繁殖方式：二分裂 方式方式 4 4、掌握細菌合成代謝產(chǎn)物及意義、掌握細菌合成代謝產(chǎn)物及意義 5 5、熟悉細菌的人工培養(yǎng)、熟悉細菌的人工培養(yǎng) 第二節(jié)細菌生長繁殖與變異 自養(yǎng)菌自養(yǎng)菌 autotroph 以簡單的無機物為原料，利用以簡單的無機物為原料，利用CO2等等 作為碳源，利用作為碳源，利用 N2 、 NH3等作為氮源，合成菌體成分。為等作為氮源，合成菌體成分。為 自然界正常菌群。自然界正常菌群。 異養(yǎng)菌異養(yǎng)菌 heterotroph

4、 只能以有機物為原料，如蛋白質(zhì)、只能以有機物為原料，如蛋白質(zhì)、 糖類等合成菌體成分獲得能量。糖類等合成菌體成分獲得能量。 腐生菌腐生菌 saprophyte 以動植物尸體等腐敗物為營養(yǎng)物。以動植物尸體等腐敗物為營養(yǎng)物。 寄生菌寄生菌 parasite 寄生于活的宿主機體內(nèi)，獲取營養(yǎng)。寄生于活的宿主機體內(nèi)，獲取營養(yǎng)。 病原菌都是異養(yǎng)菌。病原菌都是異養(yǎng)菌。 細菌的營養(yǎng)類型及營養(yǎng)物質(zhì)細菌的營養(yǎng)類型及營養(yǎng)物質(zhì) Nutritional Type and Substance of Bacteria 第二節(jié)細菌生長繁殖與變異 一、一、 細菌的生長繁殖細菌的生長繁殖 （一）細菌生長繁殖的條件（一）細菌生長繁殖

5、的條件 1 1、充足的營養(yǎng)：、充足的營養(yǎng)： 水、水、 碳源、氮源、無機鹽、必碳源、氮源、無機鹽、必 要的生長因子。要的生長因子。 第二節(jié)細菌生長繁殖與變異 營養(yǎng)物質(zhì)營養(yǎng)物質(zhì) 水水 碳源碳源 （糖）（糖） 氮源氮源 （氨基酸（氨基酸 蛋白胨蛋白胨） 無機鹽無機鹽 生長生長 因子因子 重要溶劑 菌體成分 能源 菌體成 分原料 某些菌需之 菌體及酶的組分菌體及酶的組分 能量儲存及轉(zhuǎn)運能量儲存及轉(zhuǎn)運 調(diào)節(jié)滲透壓調(diào)節(jié)滲透壓 與繁殖及致病相關(guān)與繁殖及致病相關(guān) 細菌所需營養(yǎng)物質(zhì)細菌所需營養(yǎng)物質(zhì) 第二節(jié)細菌生長繁殖與變異 細菌的營養(yǎng)物質(zhì)細菌的營養(yǎng)物質(zhì) 水水 生物所必需的，占細菌總量的生物所必需的，占細菌總量的

6、 8080-90% ，細菌的吸收和代謝均需有，細菌的吸收和代謝均需有 水才能進行。水才能進行。 碳源碳源 合成菌體成分，作為獲得能量的合成菌體成分，作為獲得能量的 主要來源。主要來源。 第二節(jié)細菌生長繁殖與變異 氮源氮源 有機氮化物如氨基酸、蛋白胨有機氮化物如氨基酸、蛋白胨 等；菌體的原料。等；菌體的原料。 無機鹽無機鹽 構(gòu)成菌體的成分；作為酶的組構(gòu)成菌體的成分；作為酶的組 成部分，維持酶的活性；調(diào)節(jié)菌體成部分，維持酶的活性；調(diào)節(jié)菌體 內(nèi)外的滲透壓。內(nèi)外的滲透壓。 第二節(jié)細菌生長繁殖與變異 生長因子生長因子 細菌生長需要但自身不能合細菌生長需要但自身不能合 成的有機化合物。如：維生素成的有機化

7、合物。如：維生素B B、 嘌呤、嘧啶、氨基酸等。嘌呤、嘧啶、氨基酸等。 第二節(jié)細菌生長繁殖與變異 2 2、適宜的溫度、適宜的溫度 ： 寄生菌以人體溫度寄生菌以人體溫度(37(37) )適宜，個別適宜，個別 嗜冷嗜冷( (鼠疫桿菌鼠疫桿菌28 28 30 30 ）或嗜熱）或嗜熱 （嗜熱菌（嗜熱菌50 50 60 60 ） 金葡菌（金葡菌（5 5） 3 3、合適的酸堿度、合適的酸堿度 ： 大多數(shù)是中性大多數(shù)是中性(PH7.2(PH7.27.6)7.6)，個別強，個別強 堿性（霍亂桿菌堿性（霍亂桿菌PH8.4PH8.49.29.2）或弱酸性）或弱酸性 （結(jié)核桿菌（結(jié)核桿菌PH5.6PH5.66.8

8、6.8 ）。）。 第二節(jié)細菌生長繁殖與變異 4 4、必要的氣體環(huán)境：、必要的氣體環(huán)境： 氧氣和二氧化碳氧氣和二氧化碳 （1 1）專性需氧菌（）專性需氧菌（aerobeaerobe）結(jié)核分枝桿菌結(jié)核分枝桿菌 （2 2）專性厭氧菌（）專性厭氧菌（anaerobeanaerobe）破傷風(fēng)芽胞梭破傷風(fēng)芽胞梭 菌菌 （3 3）兼性厭氧菌（）兼性厭氧菌（facultative facultative anaerobeanaerobe）葡萄球菌葡萄球菌 （4 4）微需氧菌（）微需氧菌（microaerophilic bacteria）幽門螺桿菌、空腸彎曲菌幽門螺桿菌、空腸彎曲菌 第二節(jié)細菌生長繁殖與變異 (

9、 (二二) )細菌的生長繁殖方式和速度細菌的生長繁殖方式和速度 1 1、繁殖方式、繁殖方式 以以二分裂方式二分裂方式進行無性繁殖進行無性繁殖 2 2、繁殖速度（代時）、繁殖速度（代時） 20203030分鐘分裂一次分鐘分裂一次 但結(jié)核桿菌但結(jié)核桿菌1818 2020小時才分裂一次小時才分裂一次 第二節(jié)細菌生長繁殖與變異 第二節(jié)細菌生長繁殖與變異 細 菌 數(shù) 目 的 對 數(shù) 培養(yǎng)時間 細菌總數(shù) 活菌數(shù) 1 2 3 4 遲緩期12 對數(shù)生長期23 穩(wěn)定期34 衰退期45 5 細菌的生長曲線細菌的生長曲線 第二節(jié)細菌生長繁殖與變異 細菌不同生長期意義細菌不同生長期意義 遲緩期遲緩期對數(shù)期對數(shù)期穩(wěn)定期

10、穩(wěn)定期衰亡期衰亡期 lag phaselog phasestationary phase decline phase 適應(yīng)階段適應(yīng)階段 為生長繁為生長繁 殖做準備殖做準備 形態(tài)染色形態(tài)染色 理化特性典型理化特性典型 藥敏實驗藥敏實驗 死亡增加死亡增加 形成芽胞形成芽胞/抗生抗生 素素/細菌素細菌素 發(fā)生變異發(fā)生變異 形態(tài)顯著改變形態(tài)顯著改變 死亡速度大于死亡速度大于 繁殖速度繁殖速度 第二節(jié)細菌生長繁殖與變異 （三）細菌的人工培養(yǎng)（三）細菌的人工培養(yǎng) 一、培養(yǎng)基一、培養(yǎng)基 人工配制的適合細菌生長繁殖的營養(yǎng)基質(zhì)。人工配制的適合細菌生長繁殖的營養(yǎng)基質(zhì)。 按成分來分按成分來分 合成培養(yǎng)基：合成培養(yǎng)基

11、： 成分是已知的各種化學(xué)物質(zhì)。如蔡氏培養(yǎng)基成分是已知的各種化學(xué)物質(zhì)。如蔡氏培養(yǎng)基 天然培養(yǎng)基：天然培養(yǎng)基： 天然物質(zhì)制成，化學(xué)成分不恒定、不確定，天然物質(zhì)制成，化學(xué)成分不恒定、不確定， 配制方便，營養(yǎng)豐富，較常用。配制方便，營養(yǎng)豐富，較常用。 半合成培養(yǎng)基：半合成培養(yǎng)基： 在天然物質(zhì)的基礎(chǔ)上加入某些已知成分。如在天然物質(zhì)的基礎(chǔ)上加入某些已知成分。如 培養(yǎng)真菌的馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基。培養(yǎng)真菌的馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基。 第二節(jié)細菌生長繁殖與變異 按物理性狀分按物理性狀分: : 液體培養(yǎng)基：液體培養(yǎng)基： 不加凝固劑，主要用于增菌培養(yǎng)和鑒定細不加凝固劑，主要用于增菌培養(yǎng)和鑒定細 菌。菌。 半固體培養(yǎng)

12、基：半固體培養(yǎng)基： 液體培養(yǎng)基中加入液體培養(yǎng)基中加入0.2%-0.5%0.2%-0.5%的瓊脂，用的瓊脂，用 于觀察細菌動力、鑒定菌種和保存菌種。于觀察細菌動力、鑒定菌種和保存菌種。 固體培養(yǎng)基：固體培養(yǎng)基： 液體培養(yǎng)基中加入液體培養(yǎng)基中加入2%-5%2%-5%的瓊脂，用于微的瓊脂，用于微 生物分離、鑒定及保存菌種等。生物分離、鑒定及保存菌種等。 第二節(jié)細菌生長繁殖與變異 液體培養(yǎng)基液體培養(yǎng)基 + 2-5%2-5%瓊脂瓊脂 固體培養(yǎng)基固體培養(yǎng)基: : 細菌的分離培養(yǎng)細菌的分離培養(yǎng) 0.2-0.5%0.2-0.5%瓊脂瓊脂 半固體培養(yǎng)基：半固體培養(yǎng)基： 用于大量繁殖細菌 + 動力檢查動力檢查 第

13、二節(jié)細菌生長繁殖與變異 按用途分按用途分: : 基礎(chǔ)培養(yǎng)基：基礎(chǔ)培養(yǎng)基： 如肉湯培養(yǎng)基和普通瓊脂培養(yǎng)基。如肉湯培養(yǎng)基和普通瓊脂培養(yǎng)基。 營養(yǎng)培養(yǎng)基：加入營養(yǎng)物質(zhì)，如血平板營養(yǎng)培養(yǎng)基：加入營養(yǎng)物質(zhì)，如血平板 選擇培養(yǎng)基：加入某些化學(xué)物質(zhì)，抑制選擇培養(yǎng)基：加入某些化學(xué)物質(zhì)，抑制 雜菌生長，如雜菌生長，如SSSS瓊脂培養(yǎng)基。瓊脂培養(yǎng)基。 鑒別培養(yǎng)基：鑒別培養(yǎng)基： 用于培養(yǎng)和鑒別細菌。如糖發(fā)酵管等。用于培養(yǎng)和鑒別細菌。如糖發(fā)酵管等。 厭氧培養(yǎng)基：用于厭氧菌的分離、培養(yǎng)厭氧培養(yǎng)基：用于厭氧菌的分離、培養(yǎng) 和鑒別，如皰肉培養(yǎng)基。和鑒別，如皰肉培養(yǎng)基。 第二節(jié)細菌生長繁殖與變異 二、細菌在培養(yǎng)基中的生長現(xiàn)象

14、二、細菌在培養(yǎng)基中的生長現(xiàn)象 1 1、液體培養(yǎng)基、液體培養(yǎng)基: : 渾濁生長、沉淀生長、菌膜生長渾濁生長、沉淀生長、菌膜生長 第二節(jié)細菌生長繁殖與變異 在液體培養(yǎng)基中的生長情況在液體培養(yǎng)基中的生長情況 多數(shù)呈均勻 混濁狀態(tài) 少數(shù)鏈狀菌少數(shù)鏈狀菌 呈沉淀生長呈沉淀生長 專性需氧菌則在表面專性需氧菌則在表面 生長，常形成菌膜生長，常形成菌膜 菌膜菌膜 第二節(jié)細菌生長繁殖與變異 2 2、半固體培養(yǎng)基、半固體培養(yǎng)基: :檢查細菌動力檢查細菌動力 有鞭毛的細菌：可擴散，呈放射狀或有鞭毛的細菌：可擴散，呈放射狀或 云霧狀云霧狀 無鞭毛的細菌：沿穿刺線生長無鞭毛的細菌：沿穿刺線生長 第二節(jié)細菌生長繁殖與變異

15、 在半固體培養(yǎng)基中的生長情況：在半固體培養(yǎng)基中的生長情況： 常用于觀察細菌動力常用于觀察細菌動力 有鞭毛的細菌可沿穿刺線有鞭毛的細菌可沿穿刺線 呈羽毛狀或云霧狀混濁生長呈羽毛狀或云霧狀混濁生長 無鞭毛細菌則只能沿穿無鞭毛細菌則只能沿穿 刺線呈明顯的線狀生長刺線呈明顯的線狀生長 第二節(jié)細菌生長繁殖與變異 3 3、固體培養(yǎng)基、固體培養(yǎng)基: : 形成菌落形成菌落 菌落菌落：單個細菌分裂繁殖后形成的肉眼：單個細菌分裂繁殖后形成的肉眼 可見的細菌集團?？梢姷募毦瘓F。 菌苔菌苔：多個菌落融合成片。：多個菌落融合成片。 純培養(yǎng)純培養(yǎng)：挑取一個菌落轉(zhuǎn)種到另一個培：挑取一個菌落轉(zhuǎn)種到另一個培 養(yǎng)基中。養(yǎng)基中。

16、 第二節(jié)細菌生長繁殖與變異 在固體培養(yǎng)基中的生長情況：在固體培養(yǎng)基中的生長情況： 劃線接種劃線接種 18-2418-24小時培養(yǎng)后小時培養(yǎng)后, ,可見菌落可見菌落 第二節(jié)細菌生長繁殖與變異 第二節(jié)細菌生長繁殖與變異 第二節(jié)細菌生長繁殖與變異 三、人工培養(yǎng)細菌的意義三、人工培養(yǎng)細菌的意義 （一）在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用（一）在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用 1.1.細菌的鑒別與研究細菌的鑒別與研究 2.2.細菌性疾病的診斷和治療細菌性疾病的診斷和治療 3.3.生物制品的制備生物制品的制備 4.4.細菌毒力分析及細菌學(xué)指標的檢細菌毒力分析及細菌學(xué)指標的檢 測測 第二節(jié)細菌生長繁殖與變異 （二）其他方面的應(yīng)用（二）其他方面的應(yīng)

17、用 1.1.在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用 2.2.在基因工程中的應(yīng)用在基因工程中的應(yīng)用 第二節(jié)細菌生長繁殖與變異 （一）（一） 細菌的分解代謝產(chǎn)物細菌的分解代謝產(chǎn)物 1糖分解代謝產(chǎn)物糖分解代謝產(chǎn)物 糖被細菌利用后可產(chǎn)生丙酮酸，丙酮酸進糖被細菌利用后可產(chǎn)生丙酮酸，丙酮酸進 一步分解后產(chǎn)生各類酸、酮、一步分解后產(chǎn)生各類酸、酮、 醇及氣體，醇及氣體， 不同的細菌產(chǎn)生的產(chǎn)物不同可用于鑒別細不同的細菌產(chǎn)生的產(chǎn)物不同可用于鑒別細 菌。如糖發(fā)酵試驗。菌。如糖發(fā)酵試驗。 2蛋白質(zhì)的代謝產(chǎn)物蛋白質(zhì)的代謝產(chǎn)物 細菌分解蛋白質(zhì)和氨基酸的能力不同，產(chǎn)細菌分解蛋白質(zhì)和氨基酸的能力不同，產(chǎn) 物不同，基于這特點

18、來鑒別細菌。如靛基物不同，基于這特點來鑒別細菌。如靛基 質(zhì)試驗；硫化氫試驗。質(zhì)試驗；硫化氫試驗。 第二節(jié)細菌生長繁殖與變異 （二）細菌合成的代謝產(chǎn)物：（二）細菌合成的代謝產(chǎn)物： 毒素和侵襲性的酶 熱原質(zhì)（引起發(fā)熱反應(yīng)） 致病 抗生素 維生素 治療 色素 細菌素 鑒別 第二節(jié)細菌生長繁殖與變異 1、 熱原質(zhì)熱原質(zhì) （pyrogen)pyrogen)，又稱，又稱 致熱原致熱原 概念：是細菌合概念：是細菌合 成的一種注入人體成的一種注入人體 或動物體內(nèi)能引起或動物體內(nèi)能引起 發(fā)熱的物質(zhì)。發(fā)熱的物質(zhì)。 熱源質(zhì)熱源質(zhì) 體溫上升體溫上升 第二節(jié)細菌生長繁殖與變異 特點：耐高溫特點：耐高溫 消除方法：消除方

19、法：250250高溫干烤；用吸附劑和高溫干烤；用吸附劑和 特殊石棉濾板吸附液體中的熱原質(zhì)；蒸餾法特殊石棉濾板吸附液體中的熱原質(zhì)；蒸餾法 除之。除之。 蒸餾最好蒸餾最好 第二節(jié)細菌生長繁殖與變異 2 2、 毒素：包括內(nèi)毒素和外毒素，是毒素：包括內(nèi)毒素和外毒素，是 細菌重要的致病物質(zhì)。細菌重要的致病物質(zhì)。 內(nèi)毒素內(nèi)毒素(endotoxin)(endotoxin)：G- G- 菌細胞壁菌細胞壁 的脂多糖，菌體死亡崩解后游離出來；的脂多糖，菌體死亡崩解后游離出來； 外毒素外毒素(exotoxin)(exotoxin)：多數(shù)：多數(shù)G+ G+ 菌和菌和 少數(shù)少數(shù)G- G- 菌在生長繁殖過程中釋放到菌菌在生

20、長繁殖過程中釋放到菌 體外的蛋白質(zhì)，毒性強于內(nèi)毒素。體外的蛋白質(zhì)，毒性強于內(nèi)毒素。 第二節(jié)細菌生長繁殖與變異 侵襲性酶：侵襲性酶： 亦為細菌重要的致病物質(zhì)，能損傷亦為細菌重要的致病物質(zhì)，能損傷 機體組織，促使細菌的侵襲和擴散機體組織，促使細菌的侵襲和擴散。 第二節(jié)細菌生長繁殖與變異 色素色素 一般在營養(yǎng)豐富、氧氣充足、溫度適宜的條件下一般在營養(yǎng)豐富、氧氣充足、溫度適宜的條件下 產(chǎn)生，功能尚不清楚，有助于鑒別細菌。產(chǎn)生，功能尚不清楚，有助于鑒別細菌。 有兩類：水溶性色素和脂溶性色素有兩類：水溶性色素和脂溶性色素 金黃色金黃色 紅色紅色 第二節(jié)細菌生長繁殖與變異 白色白色 檸檬色檸檬色 第二節(jié)細菌

21、生長繁殖與變異 三、細菌的遺傳與變異三、細菌的遺傳與變異 細菌的遺傳細菌的遺傳 概念：細菌在一定的環(huán)境條件下，親代將其生物概念：細菌在一定的環(huán)境條件下，親代將其生物 學(xué)性狀傳給子代，而且代代相傳，稱為遺傳。學(xué)性狀傳給子代，而且代代相傳，稱為遺傳。 意義：保持種屬的相對穩(wěn)定。意義：保持種屬的相對穩(wěn)定。 細菌的變異細菌的變異 概念：子代與親代或子代與子代之間出現(xiàn)概念：子代與親代或子代與子代之間出現(xiàn) 差異，稱為變異。差異，稱為變異。 意義：不斷形成新的變種或新種。意義：不斷形成新的變種或新種。 種類：遺傳性變異和非遺傳性變異。種類：遺傳性變異和非遺傳性變異。 第二節(jié)細菌生長繁殖與變異 （一）細菌變異的現(xiàn)象（一）細菌變異的現(xiàn)象 1.形態(tài)結(jié)構(gòu)的變異形態(tài)結(jié)構(gòu)的變異 2.毒力變異毒力變異 3.耐藥性變異耐藥性變異 4.菌落免疫菌落免疫 第二節(jié)細菌生長繁殖與變異 特殊結(jié)構(gòu)的變異特殊結(jié)構(gòu)的變異 42 43 炭疽桿菌炭疽桿菌 失去形成芽胞能力失去形成芽胞能力, 毒性降低毒性降低 1020天天 基本結(jié)構(gòu)的變異基本結(jié)構(gòu)的變異 青霉素、溶菌酶青霉素、溶菌酶 正常形態(tài)細菌正常形