《细菌生理学》ppt课件

第二节 细菌的生理学,一、细菌的化学组成 水 无机物 有机物 组成元素：碳、氢、氧、氮、磷、硫，90%以上；钾、镁、钙、铁、锌、锰、钠、氯、钼、硒、钴等,第一章 原核细胞微生物,二、 细菌的营养需要 水分 碳源：提供能量；合成菌体成分 氮源：合成菌体成分 无机盐类：P，S，K，Na，Ca，Mg，Fe等 生长因子：B族维生素化合物,第一章 原核细胞微生物,三、细菌的营养类型 1根据对碳素营养的利用能力区分： 自养菌(autotrophy)：具有高度的合成能力，能利用简单的无机化合物作营养。 异养菌(heterotrophy)：这类细菌合成能力较差，要有较复杂的有机物作为营养物质。,第一章 原核细胞微生物,2根据能源来源不同区分 光能营养菌：能将光能转变为化学能； 化能营养菌：从无机和有机化合物中取得能量的细菌。,3. 四种营养类型 光能自养菌：以光能作为能源，分解无机物进行生物合成的细菌。如红硫菌科的一些细菌。 化能自养菌：利用某些无机化合物(如NH3、H2S、氧化亚铁等)取得能量，以CO2作为碳源，合成所需要的有机物。如硝化细菌科的细菌。,第一章 原核细胞微生物,光能异养菌：光能营养菌中能同化有机碳者，均属于光能异养菌。 化能异养菌：化能营养菌中，要求有机物作为碳源和能源者，均属于化能养菌。此种营养的类型是生物界中最常见的一种。,第一章 原核细胞微生物,四 细菌的酶 胞内酶：存在于细胞内的称为胞内酶，绝大部分的酶属于这一类。如蛋白酶、核酸酶等。 胞外酶（水解酶）：有些酶类生成后透过细胞膜分泌到细胞外，称为胞外酶。,五、细菌对营养物质的摄取 （一）细菌细胞内外物质交换的方式 单纯扩散、促进扩散、主动运输和基团转移,第一章 原核细胞微生物,四种运送营养物质方式的比较,促进扩散,主动运输,基团移位,运送某一具体糖至少有4种蛋白参与，消耗一个ATP，两步进行：1）热稳载体蛋白的激活； 2）糖分子被磷酸激活磷酸糖细胞质中,六、细菌的呼吸 1.呼吸：细菌对无机物或有机物进行氧化，产生能量，供应本身生命活动的使用，为此而进行的一系列氧化还原反应。 需氧呼吸（呼吸）：受氢体是分子氧。 发酵（fermentation）：受氢体是氧以外的无机物或有机物。,第一章 原核细胞微生物,2.细菌的呼吸类型： 厌氧菌及厌氧呼吸 需氧菌及需氧性呼吸 兼性厌氧细菌及其呼吸,七、细菌的代谢产物,（1）分解产物 糖的分解及产物；各种细菌的酶； 蛋白质和氨基酸的分解及产物； 脂类的分解及其产物。 （2）合成产物 热源质，毒素，抗生素，细菌素，维生素，色素等。,（1）细菌的代谢产物与生化反应,细菌的酶不一样，对营养物质的分解能力不一样 糖发酵试验 葡萄糖 HCOOH 脱氢酶 CO2+H2,V - VP（Voges-Proskauer）试验,葡萄糖丙酮酸乙酰甲基甲醇 二乙酰红色化合物 + 胍基化合物 葡萄糖丙酮酸 × × 乙酰甲基甲醇 -,- +,M - 甲基红（methyl red）实验 葡萄糖丙酮酸乙酰甲基甲醇 甲基红 - 葡萄糖丙酮酸 甲基红 +,- +,C -枸橼酸盐利用（citrate utilization）试验,利用枸橼酸盐生长 + 不能利用 -,- +,I-吲哚（indol）试验 色氨酸吲哚玫瑰吲哚 吲哚试剂,- +,IMViC试验 I - 吲哚（indol）试验 M - 甲基红（methyl red）试验 V - VP（Voges-Proskauer）试验 C -枸橼酸盐利用（citrate utilization）试验,I M Vi C试验 大肠埃希菌 + + - - 产气杆菌 - - + +,硫化氢试验 +（FeS黑色） 尿素酶试验,（2）合成性代谢产物 热源质(pyrogen)：细菌合成的一种注入人体或动物体内能引起发热反应的物质。 如：LPS 去除方法：250干烤、蒸馏、吸附剂等 毒素： 外毒素（蛋白质） 内毒素（脂多糖）,第一章 原核细胞微生物,抗生素：某些微生物代谢过程中产生的一类能抑制或杀死某些微生物或肿瘤细胞的物质。 细菌素（蛋白质）：仅对与产生菌有近缘关系的细菌有杀伤作用。,第一章 原核细胞微生物,维生素：在肠道内能合成VitB族和VitK。 色素 水溶性：能弥散。 脂溶性：只存在于菌体，不扩散。 侵袭性酶类,第一章 原核细胞微生物,第三节 细菌的生长和繁殖,一 细菌生长繁殖的条件 1营养条件：水、碳源、氮源、无机盐、生长因子等 2温度： 低温型(嗜冷菌)、中温型(嗜温菌)和高温型(嗜热菌) 3pH：病原菌，7.2-7.6；霉菌，3.0-6.0。 4渗透压 5气体：O2，CO2,第一章 原核细胞微生物,根据细菌对氧的要求，将其分为四种类型： 专性需氧菌(obligate aerobe) 微需氧菌(microaerophilic aerobe) 兼性厌氧菌(facultative anaerobe) 专性厌氧菌(obligate anaerobe),第一章 原核细胞微生物,专性需氧菌(obligate aerobe) 结核分枝杆菌 微需氧菌（microaerophilic bacterium ） 氧浓度56%，空肠弯曲菌、幽门螺杆菌 兼性厌氧菌(facultative anaerobe) 大多数病原菌 专性厌氧菌(obligate anaerobe) 破伤风梭菌、肉毒梭菌 缺乏氧化还原电势高的呼吸酶：细胞色素、细胞色素氧化酶 缺乏分解有毒氧基团的酶：SOD、触酶、过氧化物酶,2O2- + 2H+ SOD H2O2+O2 2H2O2 触酶 2H2O +O2 H2O2+AH2 过氧化物酶 2H2O+A,另外：有些细菌在生长上要求一定浓度的CO2，例如布氏杆菌在初次分离时，要有510%的CO2 。,第一章 原核细胞微生物,裂殖：多数 二分裂：绝大多数细菌 三分裂：绿色硫细菌 复分裂：蛭弧菌 芽殖：少数 硝化杆菌属、芽生杆菌属等10余属细菌,二、细菌繁殖的方式,第一章 原核细胞微生物,三、细菌繁殖的生长曲线 将细菌接种于适宜液体培养基中置温箱内培养，间隔不同时间取样，测定每ml培养基中的活菌数，以培养时间为横坐标，培养物中的活菌数的对数为纵坐标，可描绘出生长曲线。,第一章 原核细胞微生物,细菌的生长曲线growth curve,活菌数的对数,培养时间,迟缓期 对数期 稳定期,衰亡期,微生物的典型生长曲线(growth curve),生长曲线分为4期： 1迟缓期(lag phase)： 2对数期(log phase)： 3稳定期(stationary phase)： 4衰退期(phase of decline)： 观察细菌的形态和G染色反应等，均应以对数期至稳定期中期的细菌为标准。,第一章 原核细胞微生物,四、细菌的人工培养,人工培养细菌，除需提供充足的营养物质外，还需有合适的酸碱度、适宜的温度以及必要的气体环境 。,第一章 原核细胞微生物,培养基,由人工配制供微生物生长繁殖或积累代谢产物所用的营养物质。,（一）培养基的分类 按状态的差异，可将培养基分为三类： 液体培养基：用于扩增纯培养的菌体、确定细菌生长曲线等。 固体培养基：在液体培养基中加入1%2%的琼脂。用于细菌的分离、纯化、生物活性检测等。 半固体培养基：将加入液体培养基的琼脂减半即成为半固体培养基。可作穿刺试验，观察细菌的运动力及短期保藏菌种等。,第一章 原核细胞微生物,1.在液体培养基上的生长特点,表面生长 均匀混浊生长 沉淀生长,液体培养基,2.在半固体培养基上的生长特征,半固体培养基,无动力 有动力,3.细菌在固体培养基上的生长特征,固体培养基,按功能的差异，可将培养基分为三类： 基础培养基 选择培养基 鉴别培养基,第一章 原核细胞微生物,一 些 鉴 别 培 养 基,（二）细菌的培养性状 菌落(colony) ：某个细菌在适合生长的固体培养基表面或内部，在适宜的条件下经过一定时间生长繁殖出巨大数量的菌体，形成一个肉眼可见的、有一定形态的独立群体，称为菌落。 菌苔(lawn)：若长出的菌落联成一片，称菌苔。,第一章 原核细胞微生物,菌落特征的描述 大小： 形状：圆形、假根状、放射状、不规则； 颜色： 透明程度：透明、不透明、半透明； 隆起状态：低凸、扁平、隆起、乳头状； 边缘情况：整齐、波浪状、锯齿状； 表面状态：光滑、皱褶、同心环； 表面光泽：无光泽、金属光泽； 质地：油脂状、膜状、粘、脆；,圆、整,不、波状,不、叶状,规、放状,细菌菌落表面结构、形态及边缘特征,规、扇状,规、齿状,规、环状,不、毛毯,规、菌丝,不、卷发,不、丝状,不、根状,细菌菌落特征,湿润、较光滑、较透明、较粘稠、易挑取、质地均匀、菌落正反面颜色一致等。,