02第一章-第二三節(jié)-細(xì)菌的生長(zhǎng)繁殖與變異

第二節(jié)細(xì)菌的生長(zhǎng)繁殖與變異一、細(xì)菌的生長(zhǎng)繁殖二、細(xì)菌的代謝產(chǎn)物及意義三、細(xì)菌的人工培養(yǎng)四、細(xì)菌的變異一、細(xì)菌的生長(zhǎng)繁殖一、生長(zhǎng)繁殖的條件：1、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)：水、碳源、氮源、無(wú)機(jī)鹽、生長(zhǎng)因子2、PH3、溫度4、氣體：專性需氧菌：具有完善的呼吸酶系統(tǒng)，僅能在有氧環(huán)境下生長(zhǎng)。微需氧菌：在低氧壓（5%-6%）生長(zhǎng)最好。兼性厭氧菌：兼有有氧呼吸和無(wú)氧發(fā)酵兩種功能，但以有氧時(shí)生長(zhǎng)較好。大多數(shù)病原菌屬于此。

專性厭氧菌：缺乏完善的呼吸酶系統(tǒng)（氧化還原電勢(shì)高的呼吸酶、分解有毒氧基團(tuán)的酶），只能在無(wú)氧環(huán)境中進(jìn)行發(fā)酵。5、滲透壓二、細(xì)菌生長(zhǎng)繁殖的規(guī)律1、細(xì)菌個(gè)體的生長(zhǎng)繁殖細(xì)菌以簡(jiǎn)單的二分裂方式進(jìn)行繁殖。繁殖一代所需時(shí)間約20-30min。

但少數(shù)細(xì)菌代時(shí)較長(zhǎng)，如結(jié)核分枝桿菌代時(shí)為18小時(shí)。2、細(xì)菌群體的生長(zhǎng)繁殖遲緩期(lagphase)對(duì)數(shù)期(logarithmicphase)：也稱指數(shù)期，研究細(xì)菌的生物性狀選用該期菌。穩(wěn)定期(stationaryphase)衰亡期(declinephase)細(xì)菌群體的生長(zhǎng)繁殖二細(xì)菌的代謝產(chǎn)物及意義1、熱原質(zhì)(pyrogen)：或稱致熱原。是細(xì)菌合成的一種注入人體或動(dòng)物體內(nèi)能引起發(fā)熱反應(yīng)物質(zhì)。產(chǎn)生熱原質(zhì)的細(xì)菌大多是革蘭陰性菌，熱原質(zhì)即其細(xì)胞壁的脂多糖。2、毒素：細(xì)菌產(chǎn)生外毒素和內(nèi)毒素兩類(lèi)毒素。外毒素(exotoxin)是多數(shù)革蘭陽(yáng)性菌和少數(shù)革蘭陰性菌在生長(zhǎng)繁殖過(guò)程中釋放到菌體外的蛋白質(zhì)；內(nèi)毒素(endotoxin)是革蘭陰性菌的脂多糖。

3、侵襲性酶（一）與致病性有關(guān)的的代謝產(chǎn)物(二)與治療有關(guān)的代謝產(chǎn)物抗生素：某些微生物代謝過(guò)程中產(chǎn)生的一類(lèi)能抑制或殺死某些其他微生物或腫瘤細(xì)胞的物質(zhì)。維生素：細(xì)菌能合成某些維生素除供自身需要外，還能分泌只周?chē)h(huán)境中。(三)與鑒別細(xì)菌有關(guān)的代謝產(chǎn)物1、色素：細(xì)菌的色素有兩類(lèi)——水溶性色素，能彌散到培養(yǎng)基或周?chē)M織。脂溶性色素，不溶于水，只存在與菌體，是菌落顯色而培養(yǎng)基顏色不變2、細(xì)菌素：某些菌株產(chǎn)生的一類(lèi)具有抗菌作用的蛋白質(zhì)。3、糖的分解產(chǎn)物：有機(jī)酸、醇類(lèi)、氣體4、蛋白質(zhì)的分解產(chǎn)物：分解代謝產(chǎn)物和細(xì)菌的生化反應(yīng)糖發(fā)酵試驗(yàn)VP試驗(yàn)（V）甲基紅試驗(yàn)（M）枸櫞酸鹽利用試驗(yàn)（C）吲哚試驗(yàn)（I）硫化氫試驗(yàn)?zāi)蛩孛冈囼?yàn)自動(dòng)化儀器分析（IMViC，用于鑒定腸道桿菌）糖發(fā)酵試驗(yàn)VP試驗(yàn)陰性陽(yáng)性大腸桿菌：—產(chǎn)氣桿菌：+甲基紅試驗(yàn)（M）陽(yáng)性陰性對(duì)照大腸桿菌：+產(chǎn)氣桿菌：—枸櫞酸利用試驗(yàn)（C）大腸桿菌：—產(chǎn)氣桿菌：+陽(yáng)性吲哚試驗(yàn)（I）大腸桿菌：+產(chǎn)氣桿菌：—H2S試驗(yàn)?zāi)蛩孛冈囼?yàn)對(duì)照陽(yáng)性陰性三、細(xì)菌的人工培養(yǎng)根據(jù)不同標(biāo)本及不同培養(yǎng)目的，可選用不同的接踵和培養(yǎng)方法。常用的有分離培養(yǎng)和純培養(yǎng)兩種方法。病原菌的人工培養(yǎng)一般采用35-37℃，培養(yǎng)時(shí)間多數(shù)為18-24h，但有時(shí)需根據(jù)菌種及培養(yǎng)目的作最佳選擇。(一)培養(yǎng)細(xì)菌的方法二.培養(yǎng)基(culturemedium)培養(yǎng)基：是由人工方法培配置而成的，專供微生物生長(zhǎng)繁殖使用的混合營(yíng)養(yǎng)物制品。按其營(yíng)養(yǎng)組成和用途分類(lèi)：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、厭氧培養(yǎng)基。按其物理狀態(tài)分類(lèi)：固體培養(yǎng)基、液體培養(yǎng)基、半固體培養(yǎng)基。按其成分分類(lèi)：合成培養(yǎng)基、天然培養(yǎng)基。厭氧罐三.細(xì)菌在固體培養(yǎng)基中的生長(zhǎng)情況光滑型菌落粗糙型菌落粘液型菌落三.細(xì)菌在液體培養(yǎng)基中的生長(zhǎng)情況菌膜菌沉淀均勻渾濁對(duì)照三.細(xì)菌在半固體培養(yǎng)基中的生長(zhǎng)情況1、3：有動(dòng)力2：無(wú)動(dòng)力遺傳(heredity)：使細(xì)菌的性狀保持相對(duì)穩(wěn)定，且代代相傳，使其菌種得以保存。變異(variation)：在一定條件下，子代與親代之間以及子代與子代之間的生物學(xué)性狀出現(xiàn)的差異。

細(xì)菌的變異分為遺傳性變異和非遺傳性變異。

遺傳性變異：是細(xì)菌的基因結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變，故又稱基因型變異。常發(fā)生于個(gè)別的細(xì)菌，不受環(huán)境因素的影響，變異發(fā)生后是不可逆的，產(chǎn)生的新性狀可穩(wěn)定地遺傳給后代。

非遺傳性變異：細(xì)菌在一定的環(huán)境條件影響下產(chǎn)生的變異，其基因結(jié)構(gòu)未改變，稱為表型變異。易受到環(huán)境因素的影響，凡在此環(huán)境因素作用下的所有細(xì)菌都出現(xiàn)變異，而且當(dāng)環(huán)境中的影響因素去除后，變異的性狀又可復(fù)原，表型變異不能遺傳。四、細(xì)菌的變異(一)細(xì)菌的變異現(xiàn)象形態(tài)結(jié)構(gòu)的變異毒力變異耐藥性變異菌落變異細(xì)菌的大小和形態(tài)在不同的生長(zhǎng)時(shí)期可不同，生長(zhǎng)過(guò)程中受外界環(huán)境的影響也可發(fā)生變異。如：鼠疫耶氏菌在陳舊培養(yǎng)物上細(xì)菌的多形態(tài)性、細(xì)菌L型。細(xì)菌的特殊結(jié)構(gòu)如：莢膜（肺炎鏈球菌）、芽胞（炭疽芽孢桿菌）、鞭毛（變形桿菌H-O變異）也可發(fā)生變異。1.形態(tài)結(jié)構(gòu)的變異毒力增強(qiáng)：無(wú)毒力的白喉棒狀桿菌常寄居在咽喉部，不致病；當(dāng)感染了β-棒狀噬菌體后變成溶原性細(xì)菌，則獲得產(chǎn)生白喉毒素的能力，引起白喉。毒力減弱：有毒菌株長(zhǎng)期在人工培養(yǎng)基上傳代培養(yǎng)，可是細(xì)菌的毒力減弱或消失。卡介苗(BCG)是有毒的牛分枝桿菌在含有膽汁的甘油、馬鈴薯培養(yǎng)基上，經(jīng)過(guò)13年，連續(xù)穿230代，獲得的一株毒力減弱但仍保持免疫原性的變異株。2.毒力變異耐藥性變異：細(xì)菌對(duì)某種抗菌藥物由敏感變?yōu)槟退幍淖儺悺Ｓ行┘?xì)菌還表現(xiàn)為同時(shí)耐受多種抗菌藥物，即多重耐藥性。從抗生素廣泛應(yīng)用以來(lái)，細(xì)菌對(duì)抗生素耐藥的不斷增長(zhǎng)是世界范圍內(nèi)的普遍趨勢(shì)，給臨床治療帶來(lái)很大的困難，并成為當(dāng)今醫(yī)學(xué)上的重要問(wèn)題。3.耐藥性變異細(xì)菌的菌落主要有光滑(smooth,S)型和粗糙(rough,R)型兩種。S型菌落表面光滑、濕潤(rùn)、邊緣整齊。經(jīng)人工培養(yǎng)多次傳代后菌落表面邊為粗糙、干燥、邊緣不整齊，稱S—R變異。S—R變異常見(jiàn)于腸道桿菌，是由于失去LPS的特異性寡糖重復(fù)單位而引起的。變異時(shí)不僅菌落的特征發(fā)生改變，且細(xì)菌的其它性狀也發(fā)生了變化。S型菌的致病性強(qiáng)，但有少數(shù)R型菌的致病性強(qiáng)，如結(jié)核分枝桿菌。4.菌落變異S型菌落R型菌落(二)、細(xì)菌的遺傳物質(zhì)染色體質(zhì)粒轉(zhuǎn)位因子質(zhì)粒具有自我復(fù)制的能力。質(zhì)粒DNA所編碼的基因產(chǎn)物賦予細(xì)菌某些性狀特征。質(zhì)?？勺孕衼G失與消除。質(zhì)粒的轉(zhuǎn)移性。質(zhì)?？煞譃橄嗳菪耘c不相容性兩種。質(zhì)粒DNA的特征質(zhì)粒(plasmid)：是細(xì)菌染色體以外的遺傳物質(zhì)，是環(huán)狀閉合的雙鏈DNA。質(zhì)粒基因可編碼多種重要的生物學(xué)性狀：1)致育質(zhì)粒（F質(zhì)粒）與有性生殖功能關(guān)聯(lián)；2)耐藥性質(zhì)粒編碼細(xì)菌對(duì)抗菌藥物或重金屬鹽類(lèi)的耐藥性。分兩類(lèi)，一是接合性耐藥質(zhì)粒（R質(zhì)粒），另一是非接合耐藥性質(zhì)粒；3)毒力質(zhì)粒（Vi質(zhì)粒）編碼與該菌致病性有關(guān)的毒力因子；4)細(xì)菌素質(zhì)粒編碼細(xì)菌產(chǎn)生細(xì)菌素；5)代謝質(zhì)粒編碼產(chǎn)生相關(guān)的代謝酶。質(zhì)粒轉(zhuǎn)位因子：是存在于細(xì)菌染色體或質(zhì)粒DNA分子上的一段特異性核苷酸序列片段，它能在DNA分子中移動(dòng)，不斷改變它們?cè)诨蚪M中的位置，能從一個(gè)基因組轉(zhuǎn)移到另一基因組中。轉(zhuǎn)位因子有三類(lèi)：插入序列(IS)；轉(zhuǎn)座子(Tn)；轉(zhuǎn)座噬菌體或前噬菌體。轉(zhuǎn)位因子遺傳性變異：是由基因結(jié)構(gòu)發(fā)生改變所致，主要通過(guò)基因突變、基因損傷后的修復(fù)、基因的轉(zhuǎn)移與重組來(lái)實(shí)現(xiàn)。非遺傳性變異：是細(xì)菌在環(huán)境因素等影響下出現(xiàn)的變化，這種變化不是因基因結(jié)構(gòu)的變化而產(chǎn)生的。(三)、細(xì)菌變異的機(jī)制突變(mutation)：是細(xì)菌遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)發(fā)生突然而穩(wěn)定的改變，導(dǎo)致細(xì)菌性狀的遺傳性變異?；蛲蛔円?guī)律：突變率突變常自然發(fā)生，但突變率極低。突變與選擇突變是隨機(jī)的，不定向的?；貜?fù)突變細(xì)菌由野生型變?yōu)橥蛔冃褪钦蛲蛔儯袝r(shí)突變株經(jīng)過(guò)又一次突變可恢復(fù)野生型的性狀。DNA的損傷修復(fù)：當(dāng)細(xì)菌DNA受到損傷時(shí)，細(xì)胞會(huì)用有效的DNA修復(fù)系統(tǒng)進(jìn)行細(xì)致的修復(fù)，使損傷降為最小。1.基因的突變基因轉(zhuǎn)移(genetransfer)：外源性的遺傳物質(zhì)由供體菌進(jìn)入某受體菌細(xì)胞內(nèi)的過(guò)程?；蛑亟M(recombination)：轉(zhuǎn)移的基因與受體菌DNA整合在一起，使受體菌獲得供體菌某些特性。外源性遺傳物質(zhì)：供體菌染色體DNA，質(zhì)粒DNA及噬菌體基因等。細(xì)菌的基因轉(zhuǎn)移和重組方式：轉(zhuǎn)化、接合、轉(zhuǎn)導(dǎo)、溶原性轉(zhuǎn)換、細(xì)胞融合。2.基因的轉(zhuǎn)移與重組在疾病的診斷、治療與預(yù)防中的作用。在測(cè)定致癌物質(zhì)中的應(yīng)用。在流行病中的應(yīng)用。在基因工程中的應(yīng)用。(四)細(xì)菌遺傳變異的實(shí)際意義第二章第三節(jié)

細(xì)菌的分布和人體的微生態(tài)一、細(xì)菌在自然界的分布土壤水空氣(與醫(yī)藥公司的控菌點(diǎn)聯(lián)系講)二、細(xì)菌在人體的分布與人體的微生態(tài)系(一)正常菌群正常菌群：自然界