细菌的生理学
细菌的生理-医学微生物学课件
繁殖(multiplication)
细菌的生理
一、细菌生长繁殖的概念 二、细菌生长繁殖的基本条件
二、细菌生长繁殖的基本条件
1. 营养物质(nutrients) 水 碳源：自养菌(autotroph) 异养菌(heterotroph) 氮源 无机盐：嗜盐菌(halophile)
二、细菌生长繁殖的基本条件
三、繁殖方式湿疹偏方与速度
四、细菌的人工培养
五、细菌合成代谢产物
六、细菌分解代谢产物
一、细菌生长繁殖的概念
细菌从外界摄取营养物质后， 1、分解代谢： 获得ATP、辅酶和 原料； 2、合成代谢： 合成菌体组分。
一、细菌生长繁殖的概念
菌体重量增加和体积长大
生长(growth)
方式：二分裂法 (binary fission) 速度：细菌分裂数量
倍增所需的时间称为代时
(generation time)。大多数
细菌20～30min繁殖一代。
三、繁殖方式与速度
为什么细菌群体并不能庞大 到难以想象的程度，湿疹偏方即不
可能始终保持如此高速的生长繁
殖呢？
三、繁殖方式与速度
营养物质的不断消耗和代谢毒物的积累，致使细 菌的繁殖数与死亡数几乎相等，趋于平衡，活菌 数保持相对不变，
细菌开始释放出
一些次级代谢产物，如外毒素、抗生素等，芽胞 开始形成。
稳定期
对数生长期
衰退期
细菌繁殖速度 菌数以几何级数增长，形态染色及 越来越慢，死 生理活动都比较典型，对外界环境 亡数越来越多， 的影响较为敏感，一些抗菌药物在 死菌超过活菌 迟缓期 这一时期的杀菌效果较好。 适应新环境，为增殖作准备。 数。细菌裂解 后释放出内毒 细菌的生长曲线 素。
细菌生理学
（二）、细菌的物理性状 光学性质：细菌为半透明体。。 表面积 带电现象
与染色、凝集、抑杀菌有关系 半透性 渗透压
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二、 细菌的营养与生长繁殖
（一） 根据细菌所利用的能源和碳源的不同， 将细菌分为两大营养类型——自养菌和异养菌。 •自养菌(autotroph)：以简单的无机物为原料，合成 菌体成分。化能自养和光能自养菌 •异养菌(heterotroph)：以多种有机物为原料，合成 菌体成分并获得能量。异养菌包括腐生菌(saprophyte) 和寄生菌(parasite)。
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基本内容
细菌的理化性状 细菌的营养与生长繁殖 细菌的代谢产物及其意义 细菌的人工培养 细菌的分类与命名
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Hale Waihona Puke 一、 细菌的理化性状（一） 细菌的化学组成 成分 水、无机盐、蛋白质、糖类、脂质、核酸 元素 特有化学组成
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化学组成
水
75-90%
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蛋白质、糖类、脂质 核酸、无机盐
肽聚糖、胞壁酸、 磷壁酸、D型AA、 DAP、吡啶二羧酸
色氨酸
吲哚（靛基质）
+
二甲基氨 基苯甲醛
玫瑰吲哚（红色）
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（+） （—）
IMViC：常用于肠道杆菌的鉴定 吲哚(indol)、甲基红(methyl red) 、VP 及 (citrateutilization)试验的合称. 例如 大肠杆菌为“+ + - -”
产气杆菌为“- - + +”
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(二)合成代谢产物及其医学意义
水
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营养成分 糖类
功效作用 合成菌体成分；供给能量
氨基酸、蛋白质
合成菌体成分
磷、硫、钾、钠、 钙、镁、铁、钴、 锌、锰、铜等
《医学微生物学》教案--细菌生理
教研室主任签名：年月日代时---细菌分裂、数量倍增所需要的时间。
2.细菌群体繁殖的规律：细菌生长曲线★迟缓期：细菌的适应阶段。
该期菌体增大，代谢活跃，分裂迟缓，繁殖极少。
对数期：生长迅速，菌数急剧上升，细菌的形态、染色性、生理活性等都较典型。
稳定期：细菌繁殖速度减慢，死菌数逐渐增加。
细菌的形态、染色性、生理性状有所改变。
生成芽孢、外毒素、抗生素等代谢产物。
衰亡期：死菌数活菌数，细菌形态显著改变，生理代谢活动趋于停滞。
第三节细菌的新陈代谢一、细菌的能量代谢发酵：以有机物为受氢体的生物氧化过程。
呼吸：以无机物为受氢体的生物氧化过程。
需氧呼吸—以分子氧为受氢体厌氧呼吸—以其他无机物为受氢体二、细菌的代谢产物1. 分解代谢产物和细菌的生化反应2. 细菌的合成代谢产物及意义（1）热原质（pyrogen）：细菌合成的注入人体或动物体内能引起发热反应的物质。
G- 菌细胞壁脂多糖；耐高温；121ε，20min不被破坏；250ε高温，干烤才能破坏热原质。
蒸馏法可除去热原质。
（2）毒素（toxin）:外毒素—G+ 菌、少数G- 菌产生的、释放到菌体外的蛋白质。
重要的致病物质。
内毒素—G- 菌细胞壁脂多糖，菌体死亡崩解后游离出来。
重要的致病物质。
（3）色素：有助于鉴别细菌；水溶性色素；脂溶性色素。
（4）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其他微生物或肿瘤细胞的物质。
多由放线菌和真菌产生。
（5）细菌素：某些细菌产生的具有抗菌作用的蛋白质。
仅对亲缘关系近的细菌有杀伤作用。
（6）维生素：细菌能合成某些维生素除供自身需用外，还能分泌至周围环境中.维生素B,K.第四节细菌的人工培养一、培养细菌的方法：提供充足的营养物质和适宜的环境条件二、培养基（一）培养基及种类1．培养基：是人工配制的适合细菌繁殖的营养基质。
2．按照用途分类⑴基础培养基：可供大多数细菌生长⑵营养培养基：供营养要求较高或特殊的细菌生长。
微生物生理学
微生物生理学简介微生物生理学是研究微生物（包括细菌、真菌、病毒等）在生理上的活动和代谢过程的学科。
微生物在地球上广泛存在，并在各个生态系统中扮演着重要角色。
了解微生物生理学有助于我们理解微生物的生命活动和其与环境之间的相互关系。
本文将从微生物的生长、代谢、运动等方面介绍微生物生理学的基本知识。
微生物的生长微生物的生长是指微生物个体数量的增加。
微生物可以通过两种主要方式进行繁殖：有丝分裂和无丝分裂。
有丝分裂适用于真菌和一些原生动物，通过细胞核的分裂和细胞质的分裂来产生新的个体。
无丝分裂适用于细菌和病毒等微生物，在此过程中，微生物通过复制DNA并将其分配给新形成的细胞来繁殖。
微生物的生长受到一系列因素的影响，包括温度、pH值、营养物质和氧气含量等。
不同的微生物对这些环境因素的要求各不相同。
例如，嗜热菌可以在高温环境中生长，而嗜冷菌则适应于低温环境。
微生物的代谢微生物通过代谢产生能量和合成生物分子。
代谢过程可以分为两个主要类型：有氧代谢和厌氧代谢。
有氧代谢是指微生物在氧气存在的情况下进行的代谢过程，产生较多的能量。
厌氧代谢是指微生物在氧气缺乏的条件下进行的代谢过程，产生较少的能量。
微生物通过新陈代谢和合成代谢来维持生理功能。
新陈代谢是指分解有机物质以产生能量的过程，合成代谢是指合成微生物所需的有机物质和细胞组件的过程。
微生物的运动微生物可以有不同的运动方式，包括游动、滑动和极纤毛等。
游动是指微生物利用鞭毛或纤毛等结构在液体中进行活动。
滑动是指微生物利用纤毛或假足等结构在固体表面上移动。
极纤毛是一种很短的纤毛，存在于细菌和某些原生动物中，用于以一种像旋转的方式推动细胞。
微生物的运动与其环境之间的相互作用密切相关。
微生物通过感知环境中的化学物质浓度、光照和温度等刺激来调整自己的运动方式。
这种对环境的感知和反应既可以是积极的，也可以是消极的，有助于微生物适应不同的生态环境。
结论微生物生理学作为一个重要的学科，研究微生物在生理上的活动和代谢过程。
细菌和病毒的生理学和遗传学
细菌和病毒的生理学和遗传学细菌与病毒是常见的微生物，它们与人类的生活、健康、疾病密切相关。
本文将重点介绍细菌和病毒的生理学和遗传学方面的知识。
一、细菌的基本生理学细菌是一类原核生物，大小仅为人类细胞的1/10左右。
细菌细胞分成两大类基因，一类是轮廓形成蛋白，决定了细菌形态。
另一类基因则编码了形成细菌机体所需的采取给定方向的蛋白。
在细胞内部，细菌利用DNA以及核酸酶、RNA聚合酶等酶类进行基因表达。
此外，细菌的质膜上分布有诸多的运输蛋白和酶类，它们起到了很重要的生理作用。
例如，细菌体内的能量转运和原料代谢依赖于质膜上的运输蛋白。
此外，质膜上的许多酶类能够协同完成生物合成和分解等重要生理功能。
二、细菌基因组和遗传学细菌基因组通常较小，仅有数千到数百万个碱基对。
作为原核生物，细菌无线粒体，但却富含质粒。
质粒质载体在细菌中具有很大的生物学意义，它们可以转移至其他细菌，促进了分子遗传学的研究。
此外，细菌基因组中经常存在于一个转录单元中，同时编码多个蛋白。
目前已经有一些技术可以对细菌基因组进行深入的研究，例如基因信号解读技术等，为原核遗传学研究提供了又一种途径。
三、细菌的生理特点及其应用细菌具有一定的生命历程，可以经历生长、复制、分裂等过程。
此外，细菌还具有快速繁殖、易于培养、易于转化以及细胞质体遗传等特点，因此应用十分广泛。
例如，工业上可以应用于发酵、葡萄糖生物发酵和制药等领域；在医学上可以利用细菌载体进行药物输送，同时对其基因组进行研究，以寻求新的治疗方案。
四、病毒的基本生理学病毒是一种寄生性微生物，在人类和其他动物中可以引发多种疾病。
病毒不具备细胞膜和核仁，不能进行独立生长和繁殖。
病毒由核酸和蛋白质组成，核酸承担着病毒遗传信息的功能。
在细胞内，病毒依靠宿主细胞进行生长和复制，而不是由自己维持生活。
五、病毒的遗传学和生命周期病毒是具有双链DNA或RNA的大小较小、复杂度较简单的生物体。
病毒利用宿主细胞的基因表达机制生长和繁殖，其基因编码了形成病毒内组件所需的蛋白。
第三章 细菌的生理
三、繁殖方式与速度“众里寻他千，蓦然回首，那人却 众里寻他千，蓦然回首， 在灯火阑珊处。 辛弃疾） 在灯火阑珊处。”（辛弃疾）
细菌的生理
一、细菌生长繁殖的概念 二、细菌生长繁殖的基本条件 三、繁殖方式与速度 四、细菌分解代谢产物
四、细菌分解代谢产物
不同的细菌具有的酶系不完全相同， 不同的细菌具有的酶系不完全相同，故 能分解不同的营养物质， 能分解不同的营养物质，最终产物也不尽相 同。
细菌的生理
细菌生理学： 细菌生理学：主要研究细菌的营 养、代谢、生长繁殖等生理活动及其 代谢、 规律。 规律。
自然界中许多现象是细菌生理活动的 表现。 表现。 酒、醋、抗生素等是细菌、放线菌 抗生素等是细菌、 或真菌生理活动的产物（ 促进生长” 或真菌生理活动的产物（“促进生长”）。 食物中毒、传染病等也是细菌生理活 食物中毒、 动的表现（ 动的表现（“控制 生长” 生长”）。
一、细菌生长繁殖的概念
菌体重量增加和体积长大。 菌体重量增加和体积长大。
生长（growth） ）
细菌细胞增长到一定程度时开始分 个体数目增加。 裂，个体数目增加。
繁殖（multiplication） ）
细菌的生理
一、细菌生长繁殖的概念 二、细菌生长繁殖的基本条件
二、细菌生长繁殖的基本条件 1. 营养物质
四、细菌分解代谢产物
肠道非致病菌（大肠杆菌） 肠道非致病菌（大肠杆菌）能分解乳糖 产酸产气；致病菌（如伤寒沙门菌、 产酸产气；致病菌（如伤寒沙门菌、痢疾杆 菌）不能分解乳糖，因而可用乳糖分解试验 不能分解乳糖，因而可用乳糖分解试验 区分二者。 区分二者。
大肠杆菌 痢疾杆菌
细菌的生理
一、细菌生长繁殖的概念 二、细菌生长繁殖的基本条件 三、繁殖方式与速度 四、细菌分解代谢产物 五、细菌合成代谢产物
细菌的生理学
在高等生物里这两个过程能够显著分开，但在低等尤其 是在单细胞生物中，因为细胞小，这两个过程是紧密联
络又极难划分过程。
细菌的生理学
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一个微生物细胞
适当外界条件，吸收营养物质，进行代谢 假如同化作用速度超出了异化作用
个体生长 原生质总量（重量、体积、大小）就不停增加
假如各细胞组分是按恰当百分比增加时，则到达一 定程度后就会发生繁殖，引发个体数目标增加。
营养吸收和代谢
细菌的生理学
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三、细菌摄取营养物质机制
被动扩散 主动运转系统
细菌的生理学
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1.被动扩散
单纯扩散 是一个最简单物质交换方式。细胞 膜两侧物质靠浓度差(浓度梯度)进行分子扩散，不 需要能量。此种方式无特异性或选择性，细胞内外 溶质浓度平衡时，扩散便停顿，不是物质运输主要 方式。如02、水、乙醇等。
细菌的生理学
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单纯扩散与促进扩散比较
细菌的生理学
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2．主动运输(Active transport)
主动运输是广泛存在于微生物中一个主要物质运 输方式。
细菌的生理学
第14页
（1）依赖于周浆间隙结合蛋白转运系统 （periplasmic-binding protein-dependent transport system）:
基本内容
细菌理化性状 细菌营养与生长繁殖 细菌新陈代谢和能量转换 细菌人工培养 细菌分类
细菌的生理学
第1页
第一节 细菌理化性状
一、细菌化学组成
成份
水、无机盐、蛋白质、糖类、脂质、核酸
元素
碳、氢、氧、氮、磷、硫
特有化学组成
肽聚糖、胞壁酸、磷壁酸、D型氨基酸、二氨基庚二酸、吡 啶二羧酸等
《细菌学》细菌的生理
增菌培养基
选择培养基 鉴别培养基
基础培养基
液体培养 基
增菌
固体培养基 分离培养，纯化
半固体培养基 动力检测，保种
细菌的生长情况
菌落（R型）
固体培养基中
菌落（S型）
菌苔
菌落：
单个细菌分裂繁殖成一堆肉眼可见的细菌集团。
菌苔：
菌落在固体培养基上连成一片。
液
体
培
养
沉
混
表
基
淀
浊
面
生
生
生
中
长
长
+ 无机盐
+ 生长因子 生长必需但自身不能合成的物质
二、影响细菌生长的因素
1 营养物质
2 PH
（与酶活性相关）
多数细菌生长的pH范围在6.0～8.0
病原菌：一般最适pH为 7.2－7.6 嗜碱菌：霍乱弧菌pH 8.4－9.2 嗜酸菌：结核分枝杆菌pH 6.5－6.8
3 温度 (1)嗜冷菌: -5－30℃ (2)嗜温菌: 10－45℃ (3)嗜热菌: 25－95℃
一、培养细菌的方法
分离培养： 将标本或培养物划线接种在固体培 养基的表面，因划线的分散作用， 使许多原混杂的细菌在固体培养基 表面上散开。
纯 培 养： 挑单菌落，移种到另一培养基中， 可生长出来大量的纯种细菌。
二、培养基
用人工方法配制而成的， 专供微生物生长繁殖使用Fra bibliotek混合营养物制品
常用培养基种类
结果判断
A：橘黄色为阴性 － B：红色为弱阳性 ＋ C：红色 ＋
-
+
（4）枸橼酸盐利用（citrate utilization）试验
试剂：枸橼酸盐培养基 指示剂：溴麝香草酚兰指示剂