大肠杆菌
大肠杆菌的功能和应用
大肠杆菌的功能和应用大肠杆菌(Escherichia coli)，简称为E.coli，是一种常见的肠道菌，大多数情况下无害于人体。
但也有些特殊的E.coli菌株会引起人体疾病。
除此之外，E.coli还有许多重要的功能和应用，本文将对其进行探讨。
一、E.coli在人体中的作用1.帮助消化E.coli是人体肠道中一种重要的有益菌，它可以分解食物中特定的成分，在体内帮助人体消化吸收。
它在肠道中产生酶类，有助于分解糖类和蛋白质等营养物质，促进废物排出。
2.维持肠道平衡肠道菌群是人体内一个重要的环节，它对于人体健康有着极其重要的作用。
E.coli是肠道菌群中的一员，能够抗菌和调节免疫系统的作用，维持肠道菌群的平衡。
3.防止病原菌的感染E.coli在肠道中能够占领细胞表面上的位置，使病原菌难以侵入以减少感染机会。
4.合成维生素KE.coli可以帮助人体肠道中合成必需的维生素K，它的重要性不可忽视，因为缺乏维生素K会导致出血、伤口不能愈合和轻度贫血等。
二、E.coli在医学上的应用1.药物基因工程E.coli是一种广泛应用于药物基因工程领域的微生物。
它是蛋白质表达和研究的重要载体，能够表达和生产大量药物。
例如，人胰岛素就是通过E.coli在大规模生产的。
2.生产生物燃料E.coli被广泛用于燃料生产，如生物柴油、生物乙醇等。
因为它的生长速度和代谢率很高，生产效率高。
3.制备微生物纤维素微生物纤维素被广泛应用于制造生物材料、纸张、生物啤酒等领域。
现在科学家已经通过转基因技术，使得E.coli能够大量生产微生物纤维素。
三、E.coli在环境领域的应用1.环境受污染检测E.coli可以被用作环境受污染检测的指示生物，因为其可以在肠道中存活和繁殖。
例如，水源污染常会对水中生物带来持续性的伤害，而E.coli的存在能够显示水质是否受到污染。
2.改良土壤质量E.coli能够利用土壤中的农业废弃物和其他类似物质，转化为可吸收的氮、磷等营养物质，有助于改善土壤质量以提高耕地质量。
微生物大肠杆菌实验报告
一、实验目的1. 了解大肠杆菌的生物学特性。
2. 掌握大肠杆菌的分离、纯化和鉴定方法。
3. 掌握大肠杆菌的培养和计数方法。
二、实验原理大肠杆菌（Escherichia coli）是肠杆菌科的一种细菌，广泛存在于人体肠道中。
本实验通过分离、纯化和鉴定大肠杆菌，了解其生物学特性，并掌握其培养和计数方法。
三、实验材料与仪器1. 实验材料：新鲜粪便、营养琼脂平板、营养肉汤、无菌生理盐水、无菌棉签、无菌试管、无菌培养皿、无菌移液器、酒精灯、显微镜等。
2. 实验仪器：恒温培养箱、高压蒸汽灭菌器、无菌操作台等。
四、实验方法1. 大肠杆菌的分离（1）取新鲜粪便样品，用无菌生理盐水进行稀释。
（2）取适量稀释液，用无菌棉签涂布于营养琼脂平板上。
（3）将平板放入恒温培养箱中，37℃培养24小时。
2. 大肠杆菌的纯化（1）观察平板上的菌落，挑选单菌落，用无菌移液器移至新的营养琼脂平板上。
（2）将平板放入恒温培养箱中，37℃培养24小时。
3. 大肠杆菌的鉴定（1）观察纯化后的菌落，记录菌落特征，如大小、形状、颜色等。
（2）将纯化后的菌株接种于营养肉汤中，37℃培养24小时。
（3）取培养液，用显微镜观察细菌形态，并进行革兰氏染色。
（4）对培养液进行生化试验，如乳糖发酵试验、吲哚试验等。
4. 大肠杆菌的培养与计数（1）将纯化后的菌株接种于营养肉汤中，37℃培养24小时。
（2）用无菌移液器取适量培养液，进行系列稀释。
（3）取稀释液，涂布于营养琼脂平板上。
（4）将平板放入恒温培养箱中，37℃培养24小时。
（5）观察平板上的菌落，记录菌落数，并计算大肠杆菌的浓度。
五、实验结果与分析1. 大肠杆菌的分离：在平板上观察到圆形、光滑、白色、半透明的菌落，说明已分离出大肠杆菌。
2. 大肠杆菌的纯化：经过纯化后，菌落特征与分离菌落相同，证明已得到纯化的大肠杆菌。
3. 大肠杆菌的鉴定：通过显微镜观察，发现细菌为革兰氏阴性短杆菌，生化试验结果显示该菌株能发酵乳糖，产生吲哚，表明已鉴定为大肠杆菌。
大肠杆菌
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• 培养特性 • 由于此菌合成代谢能力强，在含无机盐、胺盐、 葡萄糖的普通培养基上生长良好。 • 最适生长温度为37℃，在42-44℃条件下仍能 生长，生长温度范围为15-46℃。 • 在普通营养琼脂上生长表现3种菌落形态： • （1）光滑型： 菌落边缘整齐，表面有光泽、 湿润、光滑、呈灰色，在生理盐水中容易分散。 • （2）粗糙型：菌落扁平、干涩、边缘不整齐， 易在生理盐水中自凝。 • （3）粘液型：常为含有荚膜的菌株 • 此菌兼性厌氧，在有氧条件下生长良好，最适生 长pH为6.8-8.0，所用培养基pH为7.0-7.5,若pH值低 于6.0或高于8.0则生长缓慢
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• 生化试验： 将斜面培养物移种到下列培养基中进行 生化试验。 1 色氨酸肉汤：在36±1℃培养24±2h 后,加Kovacs氏试剂0.2～0.3mL,上层出现红色 为靛基质阳性反应
靛基质试验（Indole）原理及照片
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2 MR-VP培养基：在36±1℃培养 48±2h。以无菌操作移取培养物1 mL至 13mm×100mm试管中,加5％α-萘酚乙醇 溶液0.6mL,40％氢氧化钾溶液0.2mL和少 许肌酸结晶,振摇试管后静置2h,如出现伊 红色,为VP试验阳性。 将MR-VP培养物的剩余部分再培养 48h滴加5 滴甲基红溶液。如培养物变红 色,为甲基红试验阳性,若变黄色则为阴性 反应
• 肠杆菌科有一些共同特性，比如都是革兰氏 阴性小杆菌，好氧或兼性厌氧，没有芽孢 • 大小0.4～0.7×1～3um,无芽胞,大多数菌株有 动力。 • 有普通菌毛与性菌毛，有些菌株有多糖 类包膜，革兰氏阴性杆菌。
• MOTILITY TEST • 1. Pseudomonas aeruginosa（铜绿假单胞菌）： Motile 2. Staphylococcus aureus：Non-motile 3. Bacillus subtilis：Motile
大肠杆菌
检测方法
食品中的大肠杆菌进行快速准确的检测已成为了人们经常**的问题。下面阐述食品中的大肠杆菌检测的方法 及分析 。
这种方法主要是在44.5℃下的培养基上进行大肠杆菌的培养，该培养基含有荧光底物，需要培养24h。然后 对荧光底物进行释放，需要采用葡萄糖醛酸进行，让培养基能够在紫外光的照射下发出荧光。采用这样的方式方 法，还可以进行统计学估计原来样品中的菌落。主要步骤包括发酵、分离培养、二次发酵、显微镜观察等 。
目前国际公认的分类，主要有六个种类的大肠杆菌，即能够致使胃肠道感染的肠道致病性的大肠杆菌 （EPEC）、肠道产毒素性的大肠杆菌（ETEC）、肠道侵袭性的大肠杆菌（EIEC）、肠道出血性的大肠杆菌 （EHEC）、肠集聚性的大肠杆菌（EAEC）以及近年来发现的肠产志贺样毒素同时具有一定侵袭力的大肠杆菌 （ESIES），另外，还有能够致使尿道感染的尿道致病性的大肠杆菌（UPEC），以及最新命名的肠道集聚性的黏 附大肠杆菌（EAggEC） 。
用无菌吸管吸取稀释度样品1mL，该样品与乳糖胆盐发酵类似，然后将其放入无菌培养皿中，再加入温度于 45℃下的CDLJJD显色培养基中10mL的量，并进行培养皿中溶液均匀混合，可以通过快速转动培养皿的方式，等溶 液凝固以后，加入5mL左右 ，然后快速摇晃培养基，使其可以均匀覆盖平板表面，等其凝固以后，翻转培养基， 在温度37℃中培养24h左右，然后观察其形态，颜色等变化。
大肠杆菌 国家标准
大肠杆菌国家标准
大肠杆菌（Escherichia coli）是一种常见的革兰氏阴性杆菌，属于肠道菌群中
的一种重要成员。
它在人和动物的肠道中普遍存在，是一种常见的肠道微生物。
大肠杆菌在生物学、医学和食品工业中具有重要的意义，因此各国都对大肠杆菌制定了相应的国家标准，以保障公共卫生和食品安全。
国家标准对大肠杆菌的监测和检测进行了详细规定，主要包括采样方法、检测
方法、限量标准等内容。
在食品工业中，大肠杆菌是一种重要的指标菌，其数量的多少直接反映了食品的卫生状况。
因此，国家标准对食品中大肠杆菌的限量标准进行了严格规定，以保障食品的安全卫生。
在医学领域，大肠杆菌也是一种重要的病原菌。
它能够引起多种感染性疾病，
如泌尿系统感染、肠道感染等。
因此，国家标准对医疗机构和实验室中的大肠杆菌的监测和检测也进行了详细规定，以防止病原菌的传播和感染。
除了食品和医学领域，大肠杆菌在生物学研究中也具有重要意义。
它是一种常
用的实验室模式菌种，被广泛应用于分子生物学、遗传学和生物工程等领域。
因此，国家标准对实验室中的大肠杆菌的保存、传递和使用也进行了规范，以保证实验室操作的安全和准确性。
总的来说，大肠杆菌国家标准的制定和执行，对于保障公共卫生和食品安全具
有重要意义。
通过对大肠杆菌的监测和检测，可以及时发现和控制病原菌的传播，保障人民群众的健康。
同时，国家标准的执行也可以规范实验室操作，保证科研工作的准确性和安全性。
因此，各界应严格遵守大肠杆菌国家标准，共同维护公共卫生和食品安全。
鉴别大肠杆菌的方法
鉴别大肠杆菌的方法大肠杆菌（Escherichia coli）是一种常见的肠道细菌，存在于人和动物的肠道中。
尽管大肠杆菌是正常肠道菌群的一部分，但有些菌株可以引起食物中毒和感染。
因此，准确鉴别大肠杆菌的方法对食品安全和公共卫生至关重要。
在鉴别大肠杆菌时，通常需要从样品中分离出细菌，并进行初步的鉴定。
下面是一些常用的鉴别大肠杆菌的方法：1. 培养基选择：大肠杆菌可以在普通富营养的培养基上生长，如营养琼脂和TSA 寒天琼脂。
与其他致病菌不同的是，大肠杆菌具有乳糖发酵能力，因此可以使用含有乳糖的培养基如EOH（大肠杆菌溶血素乳糖琼脂）、MacConkey琼脂和XLD （硫代硫酸亚铁氧化琼脂）来选择性培养大肠杆菌。
2. 形态学特征：在琼脂平板上培养后，大肠杆菌形成小型、粉红色的圆形菌落。
在显微镜下观察，大肠杆菌呈革兰阴性，为杆状细菌，长度约为2微米，直径约为1微米。
此外，大肠杆菌具有移动性，在液体培养基中呈现出活跃的运动。
3. 生化特性：通过测试大肠杆菌的生化特性，可以进一步鉴别该菌株。
常见的生化试验包括蔗糖发酵试验、气体发酵试验、硫化试验和尿素酶试验等。
大肠杆菌通常可以产生气体和酸，而不产生硫化物，同时具有尿素酶活性。
4. 分子生物学方法：PCR（聚合酶链式反应）和基因测序技术能够快速、准确地鉴定大肠杆菌。
通过特定引物放大大肠杆菌特有的基因片段，再进行测序比对，可以确定分离菌株是否为大肠杆菌。
5. 抗生素敏感性测试：鉴别大肠杆菌的方法还可以包括抗生素敏感性测试。
通过对细菌进行抗生素敏感性的测试，可以确定菌株对不同抗生素的敏感程度。
大肠杆菌通常对多种抗生素敏感，但也能产生耐药株。
通过该方法，可以观察和评估细菌感染的治疗方法。
综上所述，鉴别大肠杆菌的方法包括培养基选择、形态学特征观察、生化特性测试、分子生物学方法以及抗生素敏感性测试。
这些方法可以相互配合，提供准确和可靠的鉴别结果，对于食品安全和公共卫生具有重要意义。
大肠杆菌检测原理
大肠杆菌检测原理
大肠杆菌检测是一种用于确定食品、水源或环境中是否存在大肠杆菌的常用方法。
大肠杆菌是一种肠道菌群常见的细菌，其存在通常表明可能存在粪便污染或其他健康危害的风险。
大肠杆菌检测主要基于以下原理：
1. 培养方法：采集样品后，将其接种到含有适宜营养物质的培养基上，利用大肠杆菌特有的形态、生理生化特性以及产生的气体等特点进行初步鉴定。
2. 确认方法：通过进一步的生化试验，如颜色反应、形状、气体产生情况等，进一步确认被培养出的菌落是否为大肠杆菌。
3. 分子生物学方法：利用PCR技术或核酸杂交等方法，针对大肠杆菌特异的基因序列进行扩增或检测。
4. 免疫学方法：利用特异性抗原或抗体与大肠杆菌产生的免疫反应，进行检测和确认。
这些方法都可以用于大肠杆菌的初步筛查和确认，根据不同的检测需求和样品特性选择合适的方法进行检测。
大肠杆菌检测的结果可以用于评估食品、水源、环境等是否存在粪便污染，从而采取相应的控制和预防措施。
大肠杆菌
大肠杆菌（Escherichia coil）是我们了解得最清楚的原核生物，它为分子生物学的发展做出了巨大的贡献。
本文简要介绍大肠杆菌的细胞壁、细胞膜、细胞核、质粒、核糖体、鞭毛等结构与功能以及大肠杆菌的产能方式和生化反应。
大肠杆菌（Escherichia coli）在自然界分布很广，是人和动物肠道中的正常菌群。
正常情况下一般不致病，但它是条件致病菌。
大肠杆菌是单细胞原核生物，具有原核生物的主要特征：细胞核为拟核，无核膜，细胞质中缺乏象高等动植物细胞中的线粒体、叶绿体等具膜结构的细胞器，核糖体为70S，以二分分裂繁殖。
大肠杆菌为革兰氏阴性、两端钝圆的短杆菌。
其大小为：0.5～0.8μm×1.0～3.0μm。
周身鞭毛，能运动，具致育因子的菌株还具性菌毛。
1．形态结构1.1 细胞壁位于大肠杆菌的最外层，厚约11um，分为两层，即外膜和肽聚糖层。
外膜是大肠杆菌细胞壁的主要成分，占细胞壁于重的80％，厚约8nm，位于肽聚糖层的外侧，主要由磷脂、蛋白质和脂多糖组成。
脂多糖是革兰氏阴性细菌的内毒素，也是革兰氏阴性细菌细胞壁的特有成分，主要和其抗原性、致病性及对噬菌体的敏感性有关。
肽聚糖层由1～2层网状的肽聚糖组成，占细胞壁干重的10％，厚约2～3nm，是细菌等原核生物所特有的成分。
大肠杆菌的肽聚糖由聚糖链、短肽和肽桥三部分组成。
聚糖链由N-乙酸葡糖胺和N-乙酚胞壁酸分子通过β-1，4糖苷键连接而成，短肽由L-丙氨酸→D-谷氨酸→内消旋二氨基庚二酸→D-丙氨酸组成，并由L-丙氨酸与胞壁酸相连。
一条聚糖链短肽的D-丙氨酸与另一条聚糖链短肽的内消旋二氨基庚二酸直接形成肽键（肽桥），从而使肽聚糖形成网状的整体结构。
由脂蛋白将外膜和肽聚糖层连接起来，从而使大肠杆菌的细胞壁形成一个整体结构。
1.2 细胞膜大肠杆菌细胞膜的结构和其它生物细胞膜的结构相似。
但其细胞膜中蛋白质的含量高且种类多。
其细胞膜具选择透性，从而可控制营养物质进出细胞。
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绝大多数为正常菌群，一般不致病
但可条件致病
细菌居住部位改变引起的肠外感染： 尿路感染最常见 少数致病菌株可致病 某些带有致病基因的血清型，引起肠 道感染
重要的实验材料和研究对象
研究对象
一、生物学性状
（一）形态与染色
无芽胞，大多有周身鞭毛。有普通菌毛 与性菌毛，有多糖包膜，G-杆菌。(图1)(图2)
婴幼儿腹泻 致病机制 黏附到小肠上皮细胞，破坏刷状缘，导致邻近微绒 毛破坏，A/E组织病理损伤，引起严重水样腹泻。
Brett Finlay, University of British Columbia
（四）肠出血性大肠杆菌
（Enterohemorrhagic E.coli,EHEC）
主要型别:O157:H7。
致病因子:菌毛和毒素。 致病机制:细菌紧密粘附回肠末端、盲肠和结肠上 皮细胞,释放毒素(志贺毒素),裂解60S核糖体上的28S rRNA,中断蛋白质合成;A/E损伤,小肠绒毛结构破坏, 导致吸收受损，引起轻度水泻、血性腹泻、出血性结 肠炎和溶血性尿毒综合症(HUS)。可逾万人流行、死 亡率 3%～5%。 传染源:牛肉、牛奶是EHEC感染的重要传染源。
不耐热肠毒 素（LT）
耐热肠毒 素（ST） LT-Ⅰ：致泻 LT-Ⅱ：与人类疾病无关 STa：致泻 STb：与人类疾病无关
ETEC的 肠毒素
① LT-Ⅰ
与霍乱肠毒素有共同抗原关系 A：1个，A1为毒性部分 B：5个，介导作用
LT-Ⅰ
② STa
激活鸟苷环化酶,使胞内cGMP ，改变空肠的液体运
转,使肠腔积液而导致腹泻。
ST与霍乱毒素无共同的抗原关系。
引起婴幼儿和旅游者腹泻,常为自限性。
（2）肠侵袭性大肠杆菌
（Enteroinvasive E.coli,EIEC）:
致病物质
不产生肠毒素 侵袭结肠粘膜上 皮细胞并在其中
所致疾病
主要侵犯较大 儿童和成人 腹泻呈脓血便， 有里急后重 致病类似菌痢， 较少见
生长繁殖
（三）肠致病性大肠杆菌 （Enteropathogenic E.coli,EPEC）
EIEC
大肠
EPEC
小肠
EHEC
大肠
EAEC
小肠
各型大肠埃希菌引起胃肠炎的机制 （1）肠产毒性大肠杆菌 （Enterotoxigenic E. coli, ETEC） 致病物质
定植因子 肠毒素:LT、ST 内毒素
所致疾病
5岁以下婴幼儿腹泻
旅游者腹泻
水样便，恶心、呕吐，
腹痛，低热
K抗原
ETEC肠毒素：
2.外毒素
除内毒素、荚膜、载铁蛋白、Ⅲ型分
泌系统外,还能产生多种类型的外毒素：
志贺毒素Ⅰ和Ⅱ（Stx-1,Stx-2）
耐热肠毒素a和b（STa, STb）
不耐热肠毒素Ⅰ和Ⅱ（LT-Ⅰ,LT-Ⅱ）
溶血素A(HlyA)
所致疾病
1．肠道外感染： 以化脓性和泌尿系感染为主，多为内源性感染。 （1）败血症：婴儿、年老体弱、慢性消耗性疾病 、大面积烧伤患者,可侵入血流, 引起败血症,占45%。 （2）新生儿脑膜炎：1岁内多见。 （3）泌尿系统感染：尿路致病性大肠埃希菌 （UPEC）
（二）培养特性
兼性厌氧2～3mm、灰白色S型菌落。 有的有β型溶血。能产生大肠菌素。
（三）生化反应
葡乳麦甘蔗 尿素酶 H2S IMViC 动力 ⊕⊕⊕⊕⊕ ++-- +
（四）抗原构造
有O、K、H三种抗原。 O抗原:为脂多糖，170多种，是分群的基础 K抗原:100多种，有抗吞噬和补体杀菌作用 ，与细菌毒力有关。分为L、A、B三种。一个菌 株一般只含一个型别的K抗原。 H抗原:50多种，与运动有关。 表明大肠杆菌血清型方式是按O∶K∶H排列
2．肠内感染（胃肠炎）：
根据其致病机理不同分：
菌株 ETEC 作用部位 小肠 疾病与症状 致病机制 旅行者腹泻；婴幼儿腹泻； 质粒介导 LT 和 ST 肠毒素，大量分 水样便，恶心，呕吐，腹痛， 泌液体和电解质；黏附素 低热 水样便，继以少量血便，腹 质粒介导侵袭和破坏结肠粘膜上皮 痛，发热 细胞 质粒介导 A/E 组织病理变化，伴上 婴儿腹泻；水样便，恶心， 皮细胞绒毛结构破坏，导致吸收受 呕吐，发热 损和腹泻 水样便，继以大量出血，剧 溶原性噬菌体编码 Stx-I 或 Stx-II ， 烈腹痛，低热或无，可并发 中断蛋白质合成 ; A/E 损伤，小肠 HUS、血小板减少性紫癜 绒毛结构破坏，导致吸收受损 质粒介导集聚性粘附上皮细胞，伴 婴儿腹泻；持续性水样便， 绒毛变短，单核细胞浸润和出血， 呕吐，脱水，低热 液体吸收下降
光滑型菌落,有的有β型溶血,在液体
培养中呈均匀混浊生长。
3.活泼的生化反应
肠道致病菌与非致病菌 鉴定中重要的生化反应
S-S平板
乳糖发酵试验
肠道非致病菌 （埃希菌+）
志贺菌、 沙门菌等-
4.抗原构造复杂
鞭毛抗 原（H） K或Vi抗 原
菌体抗 原(O)
5.抵抗力 6.易变异
通过
不强 用胆盐、煌绿等可
制备肠道杆菌选择 性培养基来分离肠 道致病菌。
接合 转导 溶源性转换 引起
耐药性变异 毒力性变异 生化反应性变异
7.致病物质
内毒素是肠道杆菌的主要致病物质，
部分肠杆菌产生外毒素致病。
8.传播方式
污染的饮水及食物、经消化道传播。
第一节 埃希菌属 Escherichia
是人类和动物肠道中的正常菌群 以大肠埃希氏菌（E.coli）最为重要 出生后数小时就进入肠道，并终生伴随
第9章 肠杆菌科
一大群居住在人和动物肠道中 生物学性状近似的G-杆菌 多数是肠道的正常菌群 少数为致病菌，是胃肠传染病的最重要病原菌 有44个菌属，170个以上的菌种
肠杆菌科（表）
共同特性
1.相似的形态染色
中等大小两端钝圆的G-杆菌,无芽胞, 多数有周鞭毛,大多有菌毛,少数有荚膜或 包膜。
2.简单的培养条件
（五）抵抗力
•对热的抵抗力较其他肠道杆菌强
•胆盐、煌绿等对大肠杆菌有抑制作用
•对磺胺类、链霉素、氯霉素、庆大霉素等 敏感，但易耐药。
二、致病性和免疫性
致病物质
1．黏附素
定植因子抗原Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ(CFA/Ⅰ/Ⅱ/Ⅲ)
、集聚黏附菌毛Ⅰ、Ⅲ（AAF/Ⅰ/Ⅲ）、束形成
菌毛(Bfp)、紧密黏附素、P菌毛、Dr菌毛、Ⅰ 型菌毛、侵袭质粒抗原(Ipa)蛋白等。 使人类致泻的为CFAⅠ、CFAⅡ，有较强的 免疫原性,能刺激机体产生特异性抗体。 使细菌能紧密黏着在泌尿道和肠道细胞上。