細菌的生理學習教案

1、會計學1第一頁，共57頁。 物理性狀 半透性：細胞壁和細胞膜都有半透性，允許(ynx)水及部分小分子物質(zhì)通過。細菌吸收營養(yǎng)、排出代謝產(chǎn)物均有賴于此。 滲透壓：細菌含有豐富營養(yǎng)物質(zhì)和無機鹽，滲透壓高。低滲，具有細胞壁，起保護作用。若細菌處于高滲中，菌體內(nèi)水分逸出，胞質(zhì)濃縮，細菌不能生長繁殖。第1頁/共56頁第二頁，共57頁。 營養(yǎng)物質(zhì) 合適的酸堿度 溫度 必要(byo)的氣體第2頁/共56頁第三頁，共57頁。營養(yǎng)物質(zhì)根據(jù)(gnj)細菌對營養(yǎng)物質(zhì)需求分：自養(yǎng)菌：以無機物為原料，如CO2、N2、NH3、NO2能量來自無機物氧化（化學能），光合作用（光能）。異養(yǎng)菌：需供給有機物（Pr、AA、糖、維生素

2、），獲取能量。第3頁/共56頁第四頁，共57頁。營養(yǎng)物質(zhì)微生物的六種營養(yǎng)(yngyng)要素：碳源、氮源、無機鹽、生長因子、能量、水1.碳源：構(gòu)成細胞及代謝產(chǎn)物的骨架 ；是大多數(shù)微生物代謝所需的能量來源2.氮源：為微生物提供合成細胞物質(zhì)代謝產(chǎn)物的原料，氮源一般不做能源，只有硝化細菌利用銨鹽，亞硝酸鹽作氮源,同時也作能源。同時也做能源。第4頁/共56頁第五頁，共57頁。第5頁/共56頁第六頁，共57頁。第6頁/共56頁第七頁，共57頁。第7頁/共56頁第八頁，共57頁。合適(hsh)的酸堿度大多數(shù)致病菌是寄生在人類或動物體內(nèi)的血液或組織中，其適合生長的PH值即是血液或組織的PH值7.27.6，此

3、時(c sh)酶活性最強。所以培養(yǎng)這些細菌應準備中性或微堿性的培養(yǎng)基。（牛奶PH值為6.8，且營養(yǎng)豐富，亦是適合細菌滋生的好環(huán)境）個別堿性PH8.09.0，如霍亂弧菌，酸性PH6.06.8，如結(jié)核桿菌。 第8頁/共56頁第九頁，共57頁。合適(hsh)的酸堿度u影響細胞膜透性與穩(wěn)定性u影響物質(zhì)溶解度u影響細胞表面電荷分布u因此影響微生物生長、繁殖，發(fā)育。u各類微生物能夠(nnggu)生長的PH值較寬，但細胞內(nèi)部PH值卻接近中性。u微生物的活動也能改變環(huán)境中的PH值第9頁/共56頁第十頁，共57頁。溫 度不同(b tn)的細菌所適合的生長溫度變化很大，通?？煞譃椋?嗜冷菌1520，低溫下生長良好

4、。 嗜溫菌3037 嗜冷菌5060，高溫內(nèi)才能生長良好病原菌為嗜溫菌，以宿主的體溫為最適溫。對人類有致病作用的細菌最適溫為37。第10頁/共56頁第十一頁，共57頁。嗜冷微生物嗜冷機制：系在低溫(dwn)下仍能起催化作用。細胞膜含較多的不飽合脂肪酸在低溫(dwn)下仍具有通透性。第11頁/共56頁第十二頁，共57頁。嗜熱微生物嗜熱機制：細胞內(nèi)的具強抗熱性產(chǎn)生的多胺，熱亞胺和高溫精胺物質(zhì)對蛋白質(zhì)等組織結(jié)構(gòu)(jigu)具有保護作用。核酸也具有熱穩(wěn)定性的保護結(jié)構(gòu)(jigu)。細胞膜含有較多的飽和脂肪酸和直鏈脂肪酸，使膜具有穩(wěn)定性。第12頁/共56頁第十三頁，共57頁。第13頁/共56頁第十四頁，共5

5、7頁。根據(jù)細菌對氧的需求，可分為4類： 專性需氧菌：超氧化物歧化酶（SOD）和過氧化氫酶微需氧菌兼性厭氧菌專性厭氧菌：缺乏氧化還原電勢高的呼吸酶：細胞色 素、細胞色素氧化酶 缺乏分解(fnji)有毒氧基團的酶：SOD、觸酶、過氧化物酶 第14頁/共56頁第十五頁，共57頁。n2O2- + 2H+ SOD H2O2+O2n 2H2O2 觸酶 2H2O +O2nH2O2+AH2 過氧化物(u yn hu w)酶 2H2O+A第15頁/共56頁第十六頁，共57頁。 繁殖方式(fngsh)：二分裂 細菌以幾何級數(shù)比例持續(xù)增加（1-2-4-8-） 繁殖速度個體繁殖速度多數(shù)細菌分裂繁殖速度很快，20-30

6、分鐘一代，培養(yǎng)18-24小時。肉眼可見菌落（細菌集團）。 少數(shù)細菌分裂一代 需18-20h，培養(yǎng)2-4周才可見菌落（結(jié)核桿菌） 第16頁/共56頁第十七頁，共57頁。 群體繁殖速度分四期將一定量細菌接種于適宜的培養(yǎng)基中，間隔不同時間取樣(qyng)，檢查活菌數(shù)，可發(fā)現(xiàn)其生長過程具有規(guī)律性。以培養(yǎng)時間為橫坐標，培養(yǎng)物中活菌數(shù)的對數(shù)為縱坐標，可繪出一條生長曲線第17頁/共56頁第十八頁，共57頁。生長曲線(growth curve)描述(mio sh)細菌生長規(guī)律總菌數(shù)活菌數(shù)培養(yǎng)(piyng)時間 .指數(shù)(zhsh)期.穩(wěn)定期.衰亡期.遲緩期細菌數(shù)目（個/ml）對數(shù)第18頁/共56頁第十九頁，共5

7、7頁。遲緩期（約1-4小時） 細菌接種到新的培養(yǎng)基后并不立即生長繁殖，原因是細胞的生理狀態(tài)(zhungti)需要一段時間來適應新的培養(yǎng)環(huán)境，在這段時間內(nèi)，細胞中的酶和中間代謝產(chǎn)物逐漸堆積，直到足夠量后才進行分裂繁殖。特點：生長速率常數(shù)等于零菌體粗大含量增加代謝活力強對不良條件(tiojin)抵抗能力降低此期長短與接種齡、接種量、培養(yǎng)基成分有關。第19頁/共56頁第二十頁，共57頁。對數(shù)(du sh)生長期（8-18h） 特點：酶系活躍，代謝最強，分裂旺盛，菌數(shù)呈幾何級增多?；罹鷶?shù)和總菌數(shù)接近。 此期細胞的化學組成及形態(tài)，生理特性比較一致。（研究(ynji)細菌生理）第20頁/共56頁第二十一頁

8、，共57頁。穩(wěn)定期細菌繁殖速度減弱，死亡數(shù)逐步(zhb)上升，細菌繁殖數(shù)與死亡數(shù)大致平衡。原因：營養(yǎng)物質(zhì)消耗，有毒的代謝產(chǎn)物堆積， PH值EH值等理化條件不適，細菌繁殖受到抑制，生長速率開始下降。特點：活菌數(shù)保持相對穩(wěn)定，總菌數(shù)達最高水平；細菌代謝物積累達到最高峰；是生產(chǎn)收獲時期。穩(wěn)定期細菌形態(tài)和生理性狀常有改變。例如：G+ 染色反應(fnyng)可為陰性，一些細菌的芽孢和外毒素、抗生素等代謝產(chǎn)物產(chǎn)于此期。第21頁/共56頁第二十二頁，共57頁。衰亡期 細菌繁殖越來越慢，死亡菌數(shù)越來越多，死菌數(shù)超過活菌數(shù)。形態(tài)發(fā)生(fshng)改變，代謝活動停滯。 特點：細菌死亡數(shù)大于增殖數(shù),活菌數(shù)明顯減少,

9、群體衰落(shuilu)。細胞出現(xiàn)多形態(tài),大小不等的 畸形,變成衰退型細胞死亡,出現(xiàn)自溶現(xiàn)象。 第22頁/共56頁第二十三頁，共57頁。 在對數(shù)生長期，鑒定細菌。 利用對數(shù)生長期，制作菌苗。不斷給予營養(yǎng)物質(zhì)，去除(q ch)毒性物質(zhì)。通氣（需氧菌）。 為了生產(chǎn)大量有益菌，可人為改變培養(yǎng)條件，控制細菌的生長繁殖階段。第23頁/共56頁第二十四頁，共57頁。不同細菌具有不同酶，對物質(zhì)分解能力不一，代謝產(chǎn)物也不一，借此來鑒別細菌，闡明細菌致病機理及利用(lyng)有益代謝產(chǎn)物治療疾病。 第24頁/共56頁第二十五頁，共57頁。 糖代謝產(chǎn)物不同細菌分解糖類能力不同，產(chǎn)物不同，用來鑒別。 乳糖(r tn

10、) 葡糖如 大腸桿菌 甲酸脫H酶含相應酶，分解糖生成甲酸 CO2 + H2 （產(chǎn)酸產(chǎn)氣）傷寒桿菌 +只含葡糖酶，缺乏乳糖(r tn)酶及甲酸脫氫酶（糖發(fā)酵試驗）各類腸道桿菌鑒別依據(jù)之一。第25頁/共56頁第二十六頁，共57頁。 Pr代謝產(chǎn)物(chnw)（AA） 生成靛基質(zhì)試驗如 大腸桿菌產(chǎn)生色氨酸酶 試劑：二甲基氨基苯甲醛培養(yǎng)基中色氨酸 靛基質(zhì)（吲哚） 玫瑰靛基質(zhì) （無色） （紅色）（陽性） H2S試驗如 變形桿菌產(chǎn)生胱氨酸酶 培養(yǎng)基中Fe2+ Pb2+培養(yǎng)基中胱氨酸 H2S 黑色FeS PbS沉淀第26頁/共56頁第二十七頁，共57頁。第27頁/共56頁第二十八頁，共57頁。 產(chǎn)生色素（鑒別

11、細菌） 葡萄球菌產(chǎn)生脂溶性色素（金黃色，白色，檸檬色） 只存在(cnzi)菌體，不擴散至含水培養(yǎng)基，培養(yǎng)基顏色不變，菌落顯色。 綠膿桿菌產(chǎn)生水溶性綠色素，膿液及紗布等也為綠色。 能彌散至周圍環(huán)境第28頁/共56頁第二十九頁，共57頁。 毒素外毒素毒性 內(nèi)毒素毒性 內(nèi)毒素：G- 脂多糖，死亡后崩解(bn ji)釋放 外毒素：Pr，在細菌生長繁殖過程中釋，G+多， G-少 毒性酶 擴散性酶（能增強病原菌的侵襲力）如鏈球菌的透明質(zhì)酸酶。第29頁/共56頁第三十頁，共57頁。 熱原質(zhì)（內(nèi)毒素） 細菌合成的一種(y zhn)注入人體或動物體內(nèi)能引起發(fā)熱反應的物質(zhì)。LPS輸液器具（藥液，玻璃器皿）輸液反應

12、（發(fā)熱） 25030min或1804h高溫處理，可破壞液體中熱原質(zhì)，還可用蒸餾法、吸附劑或石棉濾板除去。高壓蒸汽滅菌12120min不被破壞，故臨床上輸液中要高度警惕，防止輸液反應，及時處理輸液反應。第30頁/共56頁第三十一頁，共57頁。 抗生素（放線菌，真菌）代謝過程中產(chǎn)生的抗生物質(zhì)，能抑制或殺死某些病原微生物和腫瘤細胞(xbo)。 產(chǎn)生鏈，紅青，頭孢 多粘菌素，桿菌肽 維生素（某些細菌能自行合成V）大腸桿菌利用食物殘渣合成B族V和Vk可被人體吸收利用。第31頁/共56頁第三十二頁，共57頁。 細菌素是某些菌株產(chǎn)生的一類具有抗菌這樣的Pr，與抗生素比，作用范圍狹窄(xizhi)，僅對與產(chǎn)生

13、菌有近緣關系的細菌有殺傷作用。例如：大腸菌素作用于同種或近種菌株?？捎糜诜中停ㄌ禺愋裕?。 酶 某些酶如鏈球菌透明質(zhì)酸酶，可溶解組織間隙中透明質(zhì)酸，防止術后粘連。 第32頁/共56頁第三十三頁，共57頁。實驗室中微生物生長在液體或固體培養(yǎng)基中（混合營養(yǎng)物制品，PH7.2-7.6,滅菌處理），細菌生長的培養(yǎng)基應含所有生長的基本需求：碳緣、氮源、無機離子、能量及各種微量元素 按物理狀態(tài)可分為： 液體培養(yǎng)基（肉湯）：用于大量繁殖(fnzh)細菌。 固體培養(yǎng)基：液體培養(yǎng)基加瓊脂1.5%-2.5%。 用于細菌的分離和純化。 半固體培養(yǎng)基：液體培養(yǎng)基加0.3%-0.5%瓊脂 用于觀察細菌動力。第33頁/共5

14、6頁第三十四頁，共57頁。第34頁/共56頁第三十五頁，共57頁。液體液體(yt)培養(yǎng)基中培養(yǎng)基中第35頁/共56頁第三十六頁，共57頁。第36頁/共56頁第三十七頁，共57頁。細菌的菌落(jnlu)特征第37頁/共56頁第三十八頁，共57頁。細菌菌落(jnlu)細菌細胞的電子顯微鏡圖片固體(gt)培養(yǎng)基表面細菌菌落（照片）Colony morphology第38頁/共56頁第三十九頁，共57頁。無動力(dngl) 有動力(dngl)第39頁/共56頁第四十頁，共57頁。第40頁/共56頁第四十一頁，共57頁。細菌為單細胞生物，極易受外界環(huán)境的影響。若環(huán)境適宜，生長繁殖極為迅速；若環(huán)境變化過劇

15、，細菌因代謝障礙而生長受到抑制，甚至死亡。根據(jù)這一現(xiàn)象，可以采用多種物理(wl)、化學或生物學方法來抑制或殺死外環(huán)境中的病原微生物。稱消毒滅菌技術。第41頁/共56頁第四十二頁，共57頁。概念消毒：殺滅物體上病原微生物，并不一定能殺死所有細菌芽孢。滅菌：殺滅物體上的所有微生物，包括細菌芽孢。滅菌比消毒要求高。無菌：物體上沒有活的微生物存在。無菌操作：防止微生物進入人體或物品的操作法。防腐：防止或抑制微生物生長繁殖(fnzh)的方法。 微生物一般不死亡。同一種化學藥品在高濃度時稱消毒劑，低濃度時為防腐劑。第42頁/共56頁第四十三頁，共57頁。高溫(gown)滅菌輻射(fsh)作用高滲作用(zu

16、yng)干燥超聲波控制微生物的物理因素第43頁/共56頁第四十四頁，共57頁。高溫高溫(gown)(gown)滅菌滅菌多數(shù)(dush)細菌，酵母菌和霉菌的營養(yǎng)細胞和病毒在50-65 10 min可以致死。F 一般(ybn)噬菌體6580 致死，細菌芽孢，在100 下20min才能致死， 嗜熱脂肪芽孢桿菌可在80 條件下生活，在120 ，12min才能殺死，同種微生物老齡菌比幼菌耐熱。 第44頁/共56頁第四十五頁，共57頁。高溫高溫(gown)(gown)滅菌滅菌干熱(n r)滅菌(dry heat sterilization) 濕熱(sh r)滅菌(mosist heat steriliza

17、tion) 焚燒滅菌法：常用與廢棄物動物尸體等處理。 烘烤滅菌法；實驗室用干燥箱烘烤接種工具。第45頁/共56頁第四十六頁，共57頁。濕熱(sh r)滅菌(mosist heat sterilization) 煮沸滅菌(mi jn)法（煮沸消毒法） 高壓(goy)蒸汽滅菌法間歇滅菌法巴斯德消毒法：（巴氏消毒法）該法比干熱滅菌效果好:蛋白質(zhì)在有水的情況下容易凝固濕熱的穿透力比干熱大濕熱的蒸汽有潛熱第46頁/共56頁第四十七頁，共57頁。高壓(goy)蒸汽滅菌(normal autoclving)是濕熱滅中最好方法，通常(tngchng)在1.05kg/cm2,的壓力下面（此時溫度121）處理15

18、30min。要排冷，否則會形成假壓，雖然壓力(yl)達到要求，溫度卻達不到相應高度，而影響滅菌效果。第47頁/共56頁第四十八頁，共57頁。巴氏消毒(xio d)法(pasteurization)是食品（牛奶）釀造（啤酒）工業(yè)中常用(chn yn)的方法。具體做法是61.762.8處理(chl)30min或71.6度處理(chl)15min，這樣即可殺死病原微生物。又不致?lián)p壞營養(yǎng)，可保留食品飲料原有用味。根據(jù)結(jié)核桿菌在62下15min被致死。第48頁/共56頁第四十九頁，共57頁。輻射(fsh) 可見光紫外線（非電離輻射）X射線(shxin)與r射線(shxin)第49頁/共56頁第五十頁，共

19、57頁。紫外線（非電離輻射）殺菌(sh jn)機制：紫外線穿透力較弱誘導核酸(h sun)形成胸腺嘧啶二聚體，從而干擾了核酸(h sun)的復制。特點(tdin)：應用范圍：空氣消毒、手術室、傳染病房、細菌實 驗室、不耐熱物品的表面消毒第50頁/共56頁第五十一頁，共57頁。高滲作用(zuyng)等滲溶液對微生物生長(shngzhng)有利細菌處于低滲液中會吸水膨脹乃至(nizh)破裂細胞處于高滲液中會脫水引起質(zhì)壁分離導致死亡。J 第51頁/共56頁第五十二頁，共57頁。控制(kngzh)微生物的化學物質(zhì)(因素)表面表面(biomin)消毒劑消毒劑抗代謝物抗生素化學(huxu)治療劑溶液狀態(tài)氣體狀態(tài)生物藥物素第52頁/共56頁第五十三頁，共57頁。類別類別作用機制作用機制常用種類常用種類酚類蛋白變性，細胞膜損傷 石炭酸醇類蛋白變性乙醇氧化劑氧化、蛋白沉淀高錳酸甲重金屬鹽氧化、蛋白酶變性紅汞、硫柳汞氧化劑