细菌的生理

(
乙酰甲 甲基红 基甲醇 (pH>5.4)
阴性
甲基红
丙酮酸
(pH<4.5)
阳性
VP（Voges-Proskauer）试验
葡萄糖→丙酮酸→乙酰甲基甲醇 →二乙酰+胍基化合物
红色化合物 VP阳性
葡萄糖→丙酮酸 × × 乙酰甲基甲醇
VP阴性
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-+
C -枸橼酸盐利用（citrate utilization）试验
代时(generation time)：细菌分裂数量倍增所需要 的时间称为代时。
多数细菌繁殖一代所需时间约为20~30 min 。但 少数细菌代时较长，如结核分枝杆菌代时为18～20 小时。
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（三）细菌群体的生长繁殖
生长曲线（growth curve）——将一定量 的细菌接种于定量的液体培养基中, 间隔不同 时间取样检查活菌数 , 以培养时间为横坐标, 培养物中活菌数的对数为纵坐标, 绘制得出的 一条反映细菌增殖规律的曲线。
• 毒素与侵袭性酶： • 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。 • 维生素:如大肠杆菌可合成VitB、K等。 • 色素：分为水溶性色素、脂溶性色素，有助于细菌
的鉴定。 • 细菌素：某些菌株产生的具有抗菌作用的蛋白质。
抗菌谱窄
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• 了解细菌的生化反应。
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第一节 细菌的生长繁殖
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一、细菌的化学组成和物理性状
• 细菌的化学组成：水、蛋白质、糖类、脂质、 核酸和无机盐等。
• 细菌的物理性状：
光学性质——细菌为半透明体。 表面积——细菌体积微小，相对表面积大。 带电现象——均带负电。其带电现象与染色反应、 凝集反应、抑菌和杀菌作用等密切相关。 半透性——细菌的细胞壁和细胞膜都有半透性。 渗透压——菌体内为高渗透压。
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API 20E(肠杆菌科) 可在24小时内鉴定革兰阴性杆菌:108种不同的菌种或
项(肠杆菌科、弧菌科、非发酵革兰阴性杆菌）。
API 1OS 可在24小时内对常见的革兰阴性杆菌进行鉴定:49种不同
的菌种或项(肠杆菌科，弧菌科，非发酵革兰阴性杆菌）。
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全自动微生物鉴定/药敏分析系统
• 培养基的分类：
按其营养组成和用途 基础培养基 营养培养基 选择培养基 鉴别培养基 厌氧培养基
按其物理状态 液体培养基 固体培养基 半固体培养基
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二、细菌在培养基中的生长情况
• 液体培养基：
菌膜
对照
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菌沉淀
均匀浑浊
• 半固体培养基：
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无动力 有动力
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④～⑤：衰亡期（decline phase） 细菌繁殖速度越来越慢，细菌形态发生显
著改变，出现衰退型或菌体自溶，代谢活动 趋于停滞。
此期细菌难以鉴定。
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第二节 细菌的人工培养
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一、培养基
• 培养基（culture medium）:由人工方法配制而成 的，专供微生物生长繁殖使用的混合营养物制品。
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• 专性厌氧菌(obligate anaerobe)：缺乏完善的呼吸酶系统 （氧化还原电势高的呼吸酶、分解有毒氧基团的酶）， 只能在无氧环境中进行发酵。 如破伤风梭菌、肉毒梭菌 缺乏氧化还原电势（Eh)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
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大肠埃希菌 产气杆菌
IM ++ --
Vi C试验 -++
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• 硫化氢试验
阳性（FeS黑色）
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细菌的生化反应
➢糖发酵试验 ➢甲基红试验
➢VP试验
➢枸橼酸盐利用试验 ➢吲哚试验 ➢硫化氢试验 ➢尿素酶试验 ➢自动化仪器分析
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API—细菌鉴定系统
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二、合成代谢产物及医学意义
• 热原质（pyrogen）或称致热原 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。多由革兰阴性细菌产生，即 其细胞壁的脂多糖。 特点：耐高温 去除方法：250℃干烤、蒸馏、吸附剂等 制备和使用注射药品过程无菌操作； 生物制品检测指标
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2O2－ + 2H+ SOD H2O2+O2 2H2O2 触酶 2H2O +O2 H2O2+AH2 过氧化物酶 2H2O+A
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毒素和侵袭性酶 • 细菌致病中重要物质
• 毒素——外毒素 exotoxin 内毒素 endotoxin
（二者区别在致病性章中详述）
• 侵袭性酶——细菌在机体内生长时产生 如透明质酸酶、卵磷脂酶等
氧
• 专性需氧菌(obligate aerobe)：具有完善的呼吸酶系统， 仅能在有氧环境下生长。如结核分枝杆菌。
• 微需氧菌（microaerophilic bacterium ）：氧浓度5~6%生 长最好，如空肠弯曲菌、幽门螺杆菌。
• 兼性厌氧菌(facultative anaerobe)：兼有有氧呼吸和无氧 发酵两种功能，但以有氧时生长较好。大多数病原菌。
迟缓期(lag phase) 对数期(logarithmic phase) 稳定期(stationary phase) 衰亡期(decline phase)
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细菌的生长曲线growth curve
稳定期
活
③
菌
对数期
数
的
对 数
①
②
④ 衰亡期 ⑤
迟缓期
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培养时间
①～②：迟缓期（lag phase） 体积增大，代谢活跃，但繁殖极少，主 要为细菌的分裂繁殖合成并积累充足的酶 、辅酶和中间代谢产物。 一般为1-4小时。
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二、细菌的营养物质
• 水：菌体成分、溶媒 • 碳源：菌体成分、提供能量 • 氮源：菌体成分、参与代谢 • 无机盐：菌体成分、调节渗透压、维持酸碱平衡等 • 生长因子growth factor：细菌生长必需，而自身不能
合成的化合物。 如维生素、某些氨基酸、嘌呤、嘧啶等 流感嗜血杆菌 X因子（高铁血红素） V因子（辅酶Ⅰ或Ⅱ）
细菌的生理
细菌的生理活动包括摄取和合成营养 物质，进行新陈代谢及生长繁殖。
➢第一节 细菌的生长繁殖 ➢第二节 细菌的人工培养 ➢第三节 细菌的新陈代谢
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学习要求
• 掌握细菌生长繁殖的条件、方式与速度；细菌 合成代谢产物的种类；菌落的概念；
• 熟悉细菌的生长曲线；细菌在不同培养基中的 生长现象，各种培养基的用途；
• 固体培养基：菌落，菌苔
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细菌在固体培养基中的生长情况
光滑型菌落
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粗糙型菌落 粘液型菌落
培养基的用途
• 液体培养基：大量繁殖细菌 • 固体培养基：分离纯化，增菌 • 半固体培养基：动力检测，保种
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第三节 细菌的新陈代谢
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细菌的代谢产物
利用枸橼酸盐生长 +
不能利用
－
－+
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I-吲哚（indol）试验
色氨酸→吲哚→玫瑰吲哚 ↑
吲哚试剂 （对二甲基氨基苯甲醛）
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-+
IMViC试验：用于鉴定肠道杆菌
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
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②～③：对数期（logarithmic phase） 又称指数期（exponential phase）。 该期细菌生长迅速, 细菌的形态、染色性
及生理活性、药物敏感性等都较典型, 研究细 菌的生物学性状应该选用该期细菌。
一般8～18小时。
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③～④：稳定期（stationary phase) 细菌生长速度渐减，死亡数增加，细菌 形态、染色性和生理性状发生改变，细菌的 芽胞、外毒素及抗生素等代产物一般在此期 产生。
• 分解代谢产物 • 合成代谢产物
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一、分解代谢产物和细菌的生化反应
细菌的酶不一样，对营养物质的分解能力不一 样，因而其代谢产物也各异。
检测细菌对各种基质的代谢作用及代谢产物, 借以鉴别细菌种类的生化试验，称为细菌的生化 反应。
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细菌的生化反应
➢糖发酵试验 ➢甲基红试验
➢VP试验
➢枸橼酸盐利用试验 ➢吲哚试验 ➢硫化氢试验 ➢尿素酶试验 ➢自动化仪器分析
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• 糖发酵试验 葡萄糖 HCOOH 脱氢酶 CO2ethyl red）实验
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-
+
甲基红试验
产
气
肠
杆
菌
)
葡萄糖
丙酮酸
（大肠埃希菌）
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三、细菌的生长繁殖
（一）细菌的生长繁殖的条件
• 营养物质 • pH：细菌生长的最适PH为7.0-7.6。 • 温度：细菌生长的最适温度为37℃（致病菌）。 • 气体环境: 氧气、二氧化碳