细菌的生理ch课件.ppt

第二章第二章  细菌的生理学细菌的生理学  概念概念:研究细菌的营养代谢，生长、繁殖等生理活动规律及人工培养细菌原则的科学 研究细菌的生理学，不但有理论意义，对生产实践也有重要意义：如细菌致病性、免疫机制、抗药性、疫苗制造、毒素与抗毒素的生产等都与细菌生理学有关细菌的生理ch课件     第一节第一节  细菌的营养与代谢细菌的营养与代谢一、细菌的营养需要一、细菌的营养需要 细菌生长繁殖所需的营养物质主要有：（一）（一）  水水（二）碳源（二）碳源 （三）氮源（三）氮源细菌的生理ch课件（四）无机物（四）无机物 主要有主要有P P、、S S、、K K、、NaNa、、CaCa、、MgMg、、FcFc等，需要量等，需要量很少，但是不可缺少很少，但是不可缺少五）生长因子（五）生长因子 主要是B族维生素的化合物如硫胺素（B1）、核黄素（B2）、泛酸（B3）.烟酸（B5）、吡哆酸（B6）、对氨基苯甲酸（PABA）、生物素、X、V因子（辅酶I或辅酶II）等细菌的生理ch课件 二、细菌的营养类型      根据对碳源和能源的利用情况分：根据对碳源和能源的利用情况分：      1、光能自养菌、光能自养菌        能利用无机物作为碳源，以光作为能源而合成菌体内有机碳能利用无机物作为碳源，以光作为能源而合成菌体内有机碳化物的细菌。

化物的细菌       2、光能异养菌、光能异养菌       通过分解有机物作为碳源，以光作为能源而合成菌体内有机通过分解有机物作为碳源，以光作为能源而合成菌体内有机碳化物的细菌碳化物的细菌         3、化能自养菌、化能自养菌       能能利利用用无无机机物物作作为为碳碳源源，，通通过过分分解解有有机机物物作作为为能能源源而而合合成成菌菌体体内有机碳化物的细菌内有机碳化物的细菌        4、化能异养菌、化能异养菌      通通过过分分解解有有机机物物作作为为碳碳源源和和能能源源而而合合成成菌菌体体内内有有机机碳碳化化物物的的细细菌     细菌的生理ch课件   在化能异养型细菌中又分为：在化能异养型细菌中又分为： 1、、腐腐生生菌菌——从无生命的有机物上生长繁殖的细菌，此类菌不致病，但可引起食物腐败变质，有的可引起食物中毒） 2、寄生菌寄生菌（1）专性寄生菌专性寄生菌——只能在活细胞或组织内生活的细菌称为专性寄生菌2）兼性寄生菌兼性寄生菌——既能在活的生物体、也能在死生物体上生长繁殖的细菌细菌的生理ch课件    三、细菌的代谢三、细菌的代谢细菌与真核生物新陈代谢的主要区别：细菌与真核生物新陈代谢的主要区别：     1.细菌生长和繁殖速度快细菌生长和繁殖速度快   2.利用各种化合物作为能源的能力强利用各种化合物作为能源的能力强   3.营养需求多种多样营养需求多种多样   4 .可利用超常流水线合成大分子物质可利用超常流水线合成大分子物质   5.细菌能产生特殊物质细菌能产生特殊物质细菌的生理ch课件 物质摄取物质摄取生物合成生物合成聚合作用聚合作用组装组装细菌细胞的代谢过程细菌细胞的代谢过程细菌的生理ch课件细菌细胞内外物质的交换方式细菌细胞内外物质的交换方式包括：包括：   单纯扩散单纯扩散   促进扩散促进扩散   主动运输主动运输   基团转位基团转位  细菌的生理ch课件（一）单纯扩散（（一）单纯扩散（simple diffusion））也称被动扩散不需要能量，决定与营养物质的浓度梯度。

如CO2、H2O、盐的交换胞外（溶质浓度高 ）胞内 （溶质浓度低） 细菌的生理ch课件（二）促进扩散（（二）促进扩散（facilitated diffusion）） 以细胞膜上的特异性蛋白质（透性酶）作为营养物质的载体，象“渡船”一样，将营养物质由细胞外运到细胞内释放不需要能量参与三）主动运输（三）主动运输（Active transport） 当当细细胞胞内内的的营营养养物物质质浓浓度度高高于于细细胞胞外外若若干干倍倍时时，，这这些些营营养养物物质质仍仍能能逆逆浓浓度度梯梯度度往往细细胞胞内内运运送送除了需要透性酶外，需要能量细菌的生理ch课件（四）基团转位（四）基团转位(group transport) 糖及其衍生物在经过胞浆膜时，被磷酸转移酶系统磷酸化 大多数可利用的糖及嘌呤、嘧啶、乙醇等的吸收都是由磷酸转移酶系统（即基团转位）运送的 细菌的生理ch课件细菌的生理ch课件四、细菌的呼吸四、细菌的呼吸概念：概念：细菌对有机物或无机物氧化还原产生能量的过程，称为呼吸呼吸类型：呼吸类型：根据细菌对氧的需要程度，细菌的呼吸分四种类型：1、、需需氧氧呼呼吸吸：： 需氧菌、兼性厌氧菌在有氧环境下才能生长，如结核杆菌。

2、、厌厌氧氧呼呼吸吸：：只有在无氧环境下才能生长 ， 如破伤风梭菌3、、兼兼性性厌厌氧氧呼呼吸吸：：在有氧和无氧环境中均能生长的细菌，如大肠杆菌4、微微需需氧氧呼呼吸吸：：在有低浓度氧的情况下生长，如布氏杆菌 细菌的生理ch课件    第二节第二节  细菌的生长繁殖细菌的生长繁殖一、细菌个体的生长繁殖一、细菌个体的生长繁殖      世代时间世代时间:一个菌体分裂为两个菌体所需的时间一个菌体分裂为两个菌体所需的时间                     不同细菌的世代时间不一样，一般不同细菌的世代时间不一样，一般20-30min二、细菌群体的生长繁殖二、细菌群体的生长繁殖     生长曲线（生长曲线（growth curve ）：）：将细菌接种在液体将细菌接种在液体         培养基并置于适宜的温度中，定时取样检查活菌数，可发培养基并置于适宜的温度中，定时取样检查活菌数，可发        现其生长过程具有规律性以时间为横坐标，以活菌数的现其生长过程具有规律性以时间为横坐标，以活菌数的       对数为纵坐标，可得出一条生长曲线对数为纵坐标，可得出一条生长曲线细菌的生理ch课件液体培养细菌的生长曲线液体培养细菌的生长曲线细菌的生理ch课件n细菌对新环境的适应过程。

细菌对新环境的适应过程n特点：特点：  (1)代谢活跃，合成并积累所需酶系统代谢活跃，合成并积累所需酶系统 ;  (2) RNA含量明显增多，但含量明显增多，但DNA的量无变化的量无变化;   (3)细菌数并不增加细菌数并不增加1.迟缓期（迟缓期（lag phase））细菌的生理ch课件      细菌此时生长迅速，以恒定速度进行分裂繁殖，活细菌此时生长迅速，以恒定速度进行分裂繁殖，活菌数以几何级数增长，达到顶峰，生长曲线接近一菌数以几何级数增长，达到顶峰，生长曲线接近一条斜的直线一般而言，该期的病原菌条斜的直线一般而言，该期的病原菌致病力最强，致病力最强，其形态、染色特性及生理活性均较典型，对抗菌药其形态、染色特性及生理活性均较典型，对抗菌药物等的作用较为敏感物等的作用较为敏感2. 对数期（对数期（logarithmic phase））细菌的生理ch课件      新繁殖的活菌数与死菌数大致平衡新繁殖的活菌数与死菌数大致平衡 ，营养的消，营养的消 耗、耗、代谢产物的蓄积等代谢产物的蓄积等      3.稳定期（稳定期（stationary phase））细菌的生理ch课件4.衰亡期（衰亡期（decline phase））  死菌数超过活菌数，如不移植到新的培养基，死菌数超过活菌数，如不移植到新的培养基，最终可全部死亡，此期细菌的菌体变形或自溶，最终可全部死亡，此期细菌的菌体变形或自溶，染色不典型，难以进行鉴定染色不典型，难以进行鉴定 。

细菌的生理ch课件三、细菌生长繁殖的条件三、细菌生长繁殖的条件   1 、、 营养物质营养物质 如水分、含碳、氮化物、矿物质和生长因子等 2、酸碱度、酸碱度 大大多多数数细细菌菌在在pH6—8pH6—8之之间间可可以以生生长长，，病病原原菌菌生生长长的的最最适适pHpH为为7.2-7.67.2-7.6个个别别病病原原菌菌可可在在弱弱酸酸性性条条件件下下生生长长，，如如鼻鼻疽疽杆杆菌菌：：pH6.4~6.6pH6.4~6.6有有些些病病原原菌菌在在弱弱碱碱性性条条件件下下生生长长，，如如霍霍乱乱弧弧菌菌pH8.0pH8.0，，肠肠球球菌菌在在pH9.6pH9.6中中生生长长；；一一般般霉霉菌菌的的最适最适pHpH为为3.0-6.03.0-6.0细菌的生理ch课件   3、、 温度温度一般病原菌的最适温度与人畜的体温相近似  4、渗透压、渗透压 在适宜的渗透压下细菌才能生长个别细菌（粪链球菌、葡萄球菌、盐杆菌）能在较高盐浓度下生长  5、、 气体气体 气体对细菌生长繁殖有影响，主要是O2和CO2 细菌的生理ch课件四、分裂方式四、分裂方式       细菌以二等分裂进行繁殖。

繁殖时菌体中部的细胞膜凹陷，形成隔膜，将一个菌体横分裂为2个大小不等的细菌，再从2个分裂分为4个……GG+ +菌分裂菌分裂细菌的生理ch课件细菌繁殖细菌繁殖二分裂法二分裂法繁殖方式：繁殖方式：链球菌链球菌八八叠叠球球菌菌葡萄球菌葡萄球菌细菌的生理ch课件细菌的生理ch课件第三第三节  细菌的人工培养菌的人工培养 一、培养基（一、培养基（culture medium））         按照细菌生长繁殖必需的营养物质而人工配按照细菌生长繁殖必需的营养物质而人工配制的基质制的基质  培养基制成后，通常都要经灭菌处理培养基制成后，通常都要经灭菌处理细菌的生理ch课件   （一）按营养组成的差异分（一）按营养组成的差异分     1.基础培养基基础培养基 : 基本营养成分基本营养成分      2.营养培养基营养培养基 : 在基础培养基中添加一些其它营养物质，如葡萄在基础培养基中添加一些其它营养物质，如葡萄                                    糖、血液、血清、生长因子等糖、血液、血清、生长因子等  二、培养基的分类二、培养基的分类 普通培养基普通培养基                        血液培养基血液培养基 细菌的生理ch课件   1.固体培养基固体培养基 : 1.5%~2%琼脂，用于细菌分离琼脂，用于细菌分离纯化。

纯化     2.半固体培养基半固体培养基: 0.5%琼脂，作穿刺试验琼脂，作穿刺试验   3.液体培养液体培养 : 扩增纯培养的菌体扩增纯培养的菌体  （二）按状态（物理性状）的差异分（二）按状态（物理性状）的差异分细菌的生理ch课件 液体培养基液体培养基 固体斜面培养基固体斜面培养基 半固体培养基半固体培养基细菌的生理ch课件细菌在固体培养基中的生长情况细菌在固体培养基中的生长情况光滑型菌落光滑型菌落粗糙型菌落粗糙型菌落粘液型菌落粘液型菌落细菌的生理ch课件细菌的生理ch课件    细菌在半固体培养基中的生长情况细菌在半固体培养基中的生长情况1：有动力：有动力2：无动力：无动力细菌的生理ch课件 细菌在液体培养基中的生长情况细菌在液体培养基中的生长情况菌膜菌膜菌沉淀菌沉淀均匀浑浊均匀浑浊对照对照细菌的生理ch课件        1.鉴别培养基鉴别培养基:在培养基中加入特定底物，观察细菌在其生长后分在培养基中加入特定底物，观察细菌在其生长后分解解                               底物如何，从而鉴别细菌。

底物如何，从而鉴别细菌     2.选择培养基选择培养基:在培养基中加入某种化学物质，使之抑制一类细菌在培养基中加入某种化学物质，使之抑制一类细菌                             生长，而有利于另一类细菌生长，从而将后者选择出来生长，而有利于另一类细菌生长，从而将后者选择出来     3.厌氧培养基厌氧培养基:专供厌氧菌的分离、培养和鉴别用专供厌氧菌的分离、培养和鉴别用. 将普通培养基放在将普通培养基放在                              无氧环境中培养，或者使培养基本身成为无氧的环境无氧环境中培养，或者使培养基本身成为无氧的环境三）按功能的差异（三）按功能的差异细菌的生理ch课件麦康凯琼脂培养基麦康凯琼脂培养基细菌的生理ch课件细菌的生理ch课件细菌的生理ch课件细菌在血琼脂上的生长特性：细菌在血琼脂上的生长特性：α－　半透明带绿色－　半透明带绿色   弱毒　弱毒　β－　透明溶血环－　透明溶血环   强毒　强毒　γ－不溶血－不溶血    非致病性非致病性细菌的生理ch课件细菌的生理ch课件平板划线分离培养结果细菌的生理ch课件接种环灭菌法接种环灭菌法细菌培养物的取材细菌培养物的取材细菌的生理ch课件        双管移植法双管移植法细菌的生理ch课件双管移植法双管移植法细菌的生理ch课件培养培养n分离好的平板做好标记，分离好的平板做好标记，倒置倒置于于37℃℃温箱培养温箱培养18～～24h 。

n接种好的斜面、液体、半固体培养基做好标记，接种好的斜面、液体、半固体培养基做好标记，放放37℃℃温箱培养温箱培养18～～24h 细菌的生理ch课件2、细菌的生长表现、细菌的生长表现细菌的生理ch课件细菌的生理ch课件细菌的生理ch课件         第四节第四节   细菌的生化试验细菌的生化试验        （一）（一）细菌的生化试验细菌的生化试验原理原理       不同的细菌在代谢类型上表现了很大的差异不不同的细菌在代谢类型上表现了很大的差异不同细菌分解、利用糖类、脂肪类和蛋白类物质的能力同细菌分解、利用糖类、脂肪类和蛋白类物质的能力不同，所以其发酵的类型和产物也不相同，也就是说，不同，所以其发酵的类型和产物也不相同，也就是说，不同细菌具有不同的酶系统即使在分子生物学技术不同细菌具有不同的酶系统即使在分子生物学技术和手段不断发展的今天，细菌的生理生化反应在菌株和手段不断发展的今天，细菌的生理生化反应在菌株的分类鉴定中仍有很大作用的分类鉴定中仍有很大作用 细菌的生理ch课件n 细菌具有分解某些糖类的特定酶，可根据细菌具有分解某些糖类的特定酶，可根据细菌分解利用糖能力的差异，表现出是否细菌分解利用糖能力的差异，表现出是否产酸产酸产气产气作为鉴定菌种的依据。

作为鉴定菌种的依据n是否产酸，可在糖发酵培养基中加入指示剂溴是否产酸，可在糖发酵培养基中加入指示剂溴甲酚紫（即甲酚紫（即B.C.PB.C.P指示剂，其指示剂，其pHpH在在5.25.2以下呈黄以下呈黄色，色，pHpH在在6.86.8以上呈紫色），经培养后根据指以上呈紫色），经培养后根据指示剂的颜色变化来判断是否产气，可在发酵示剂的颜色变化来判断是否产气，可在发酵培养基中放入倒置杜氏小管观察培养基中放入倒置杜氏小管观察1 1、糖类发酵试验原理、糖类发酵试验原理细菌的生理ch课件n 与对照管比较，若糖发酵管保持原有颜色，与对照管比较，若糖发酵管保持原有颜色，其反应结果为阴性，表明该菌不能利用该种糖，其反应结果为阴性，表明该菌不能利用该种糖，记录用记录用““－－””表示；如呈黄色，反应结果为阳表示；如呈黄色，反应结果为阳性，表明该菌能分解该种糖产酸，记录用性，表明该菌能分解该种糖产酸，记录用““＋＋””表示n培养基中有气泡为阳性反应，表明该菌分解糖培养基中有气泡为阳性反应，表明该菌分解糖能产酸并产气，记录用能产酸并产气，记录用““⊕ ⊕””表示；没有气泡表示；没有气泡为阴性反应，记录用为阴性反应，记录用““－－””表示。

表示糖发酵试验结果观察糖发酵试验结果观察细菌的生理ch课件细菌的生理ch课件2 2、甲基红试验（、甲基红试验（M.R.M.R.））n 肠杆菌科各菌属都能发酵葡萄糖，在分解葡肠杆菌科各菌属都能发酵葡萄糖，在分解葡萄糖过程中产生丙酮酸，进一步分解，由于糖萄糖过程中产生丙酮酸，进一步分解，由于糖代谢的途径不同，可产生乳酸，琥珀酸、醋酸代谢的途径不同，可产生乳酸，琥珀酸、醋酸和甲酸等大量酸性产物，可使培养基和甲酸等大量酸性产物，可使培养基pHpH值下降值下降至至pH4.5pH4.5以下n有机酸的产生可由加入的甲基红指示剂变色进有机酸的产生可由加入的甲基红指示剂变色进行检验，甲基红变色范围为行检验，甲基红变色范围为pH4.2pH4.2（红）（红）— — pH6.3pH6.3（黄），细菌分解葡萄糖产酸，使甲基（黄），细菌分解葡萄糖产酸，使甲基红指示剂变红，将培养液由原来的橘黄色变为红指示剂变红，将培养液由原来的橘黄色变为红色，则红色，则M.R.M.R.（（+ +）反应细菌的生理ch课件M.R.M.R.试验结果观察试验结果观察n于于M.R.M.R.培养液中，各加入培养液中，各加入2 2～～3 3滴甲基红指示剂，滴甲基红指示剂，注意沿管壁加入，仔细观察培养液上层，若培注意沿管壁加入，仔细观察培养液上层，若培养液上层变成红色，即为阳性反应；若仍呈黄养液上层变成红色，即为阳性反应；若仍呈黄色，则为阴性反应，分别用色，则为阴性反应，分别用““＋＋””或或““－－””表表示。

示细菌的生理ch课件细菌的生理ch课件3 3、、V.P.V.P.试验试验n某些细菌在葡萄糖蛋白胨水培养液中能分解葡某些细菌在葡萄糖蛋白胨水培养液中能分解葡萄糖产生丙酮酸，丙酮酸缩合，脱羧成乙酰甲萄糖产生丙酮酸，丙酮酸缩合，脱羧成乙酰甲基甲醇，后者在强碱环境下，被空气中氧气氧基甲醇，后者在强碱环境下，被空气中氧气氧化为二乙酰，二乙酰与蛋白胨中的胍基生成红化为二乙酰，二乙酰与蛋白胨中的胍基生成红色化合物，称色化合物，称V.P.V.P.（（+ +）反应 细菌的生理ch课件V.P.试验结果观察试验结果观察n取取V.P.V.P.试管，加入等量试管，加入等量V.P.V.P.试剂，摇匀，以使试剂，摇匀，以使空气中的氧溶入，静置于空气中的氧溶入，静置于37℃37℃恒温箱中保温恒温箱中保温1515～～30min30min后，若培养液呈红色，记录为后，若培养液呈红色，记录为V.P.V.P.试试验阳性结果（用验阳性结果（用““＋＋””表示）；表示）；n若不呈红色，仍未为黄中带蓝色者记录为若不呈红色，仍未为黄中带蓝色者记录为V.P.V.P.试验阴性结果（用试验阴性结果（用““－－””表示） 细菌的生理ch课件细菌的生理ch课件4 4、吲哚试验、吲哚试验n有些细菌含有色氨酸酶，能分解蛋白胨有些细菌含有色氨酸酶，能分解蛋白胨中的色氨酸生成吲哚中的色氨酸生成吲哚( (靛基质靛基质) )。

吲哚本吲哚本身没有颜色，不能直接看见，但当加入身没有颜色，不能直接看见，但当加入对二甲基氨基苯甲醛试剂时，该试剂与对二甲基氨基苯甲醛试剂时，该试剂与吲哚作用，形成吲哚作用，形成红色红色的玫瑰吲哚的玫瑰吲哚细菌的生理ch课件吲哚试验结果观察吲哚试验结果观察n在培养液中加入乙醚在培养液中加入乙醚1 1～～2ml2ml，经充分振荡使吲，经充分振荡使吲哚萃取至乙醚中，静置片刻后乙醚层浮于培养哚萃取至乙醚中，静置片刻后乙醚层浮于培养液的上面，此时沿管壁缓慢加入液的上面，此时沿管壁缓慢加入1ml1ml吲哚试剂吲哚试剂（（加入吲哚试剂后切勿摇动试管，以防破坏乙加入吲哚试剂后切勿摇动试管，以防破坏乙醚层影响结果观察醚层影响结果观察）n如有吲哚存在，乙醚层呈现玫瑰红色，此为吲如有吲哚存在，乙醚层呈现玫瑰红色，此为吲哚试验阳性反应，仍呈黄色为阴性反应，阳性哚试验阳性反应，仍呈黄色为阴性反应，阳性用用““＋＋””、阴性用、阴性用““－－””表示细菌的生理ch课件    吲哚（靛基质）试验吲哚（靛基质）试验细菌的生理ch课件      5、、 硫化氢试验硫化氢试验有些细菌（变形杆菌）能分解蛋白胨中的含硫有些细菌（变形杆菌）能分解蛋白胨中的含硫的氨基酸（胱氨酸、钾硫氨酸）生成的氨基酸（胱氨酸、钾硫氨酸）生成H2S，若，若遇醋酸铅或硫酸亚铁，可生成黑色的硫化铅或遇醋酸铅或硫酸亚铁，可生成黑色的硫化铅或硫化亚铁。

硫化亚铁 利用这些产物可有助于细菌分类鉴定细菌的生理ch课件   硫化氢硫化氢(H2S)试验试验细菌的生理ch课件 （二）（二）细菌细菌合成产物合成产物 细菌在代谢过程中，还产生一些具有特殊作用的产物有的与致病有关，有的可供鉴定细菌之用1、有机酸类： 乳酸、醋酸、丙酸等  细菌的生理ch课件2、醇类、酯类及芳香物质、醇类、酯类及芳香物质3、维生素、维生素 是某些微生物生长所必须的因子如大肠杆菌能合成VB6、VB12、VK等；醋酸杆菌可产生VC4、抗生素、抗生素 是某些微生物在代谢过程中产生的一种抗菌物质5、色素、色素 各种细菌和霉菌在条件适宜时，能形成各种色素6、毒素、毒素 分内毒素和外毒素7.热源质热源质  一种多糖，将其注入人和动物体内可引起发热反应，所以叫热源质能耐高压蒸汽灭菌 细菌的生理ch课件 复习重点复习重点1、细菌细胞内外物质的交换的方式有几种？、细菌细胞内外物质的交换的方式有几种？2、根据细菌对碳源的要求不同，可将其分为、根据细菌对碳源的要求不同，可将其分为:哪几种类型哪几种类型？？3、细菌生长繁殖所需的营养物质主要有哪些？、细菌生长繁殖所需的营养物质主要有哪些？4、根据细菌对氧的需要程度，细菌的呼吸分哪四种类型？、根据细菌对氧的需要程度，细菌的呼吸分哪四种类型？5、、试述细菌的生化试验（糖发酵试验、 M.R、 V.P、吲哚试验、 H2S试验）原理。

6、微生物的合成产物有哪些？、微生物的合成产物有哪些？7、微生物繁殖的条件有哪些？、微生物繁殖的条件有哪些？8、细菌生长过程一般可分为哪四个时期？、细菌生长过程一般可分为哪四个时期？9、何谓培养基？分哪几种类？、何谓培养基？分哪几种类？10、何谓、何谓菌落？菌落？11、何谓细菌的生长曲线？不同时期各有何特点？、何谓细菌的生长曲线？不同时期各有何特点？细菌的生理ch课件。