3 细菌的生长繁殖与生态

细菌的生化反应
氧化酶试验（检测是否产生氧化酶、可以氧化二苯二胺产生紫色。假单胞菌） 触酶试验（检测是否过氧化氢酶、滴加过氧化氢可以产生气泡。乳杆菌）
氧化发酵试验（可变，因菌而异。有氧氧化、厌氧发酵）
VP试验（产气杆菌可以使丙酮酸脱羧生成乙酰甲酯甲醇红色，氧化后为红色。大肠杆菌 为阴性）
甲基红试验（大肠杆菌分解葡萄糖产酸-甲基红-红色。产气杆菌为阴性）
悉生动物
无菌动物（Germ free）：不携带任何微生物的动物。 悉生动物：有目的地带有某种或某些已知微生物的动物或无 菌动物。 无特定病原体动物（Specific Pathogen Free, SPF）：指不存 在某些特定的具有病原性或潜在病原性微生物的动物。 清洁动物：来源于剖腹产，饲养于半屏障系统，体内外不含 主要病原体。 普通动物：开放条件下饲养的动物。
必需的营养物质。培养基制成后，通常都要
经灭菌处理。
培养基的分类
(一)按营养组成的差异
1.基础培养基 : 基本营养成分 2.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
糖、血液、血清、生长因子等
普通培养基
血液培养基
(二)按状态的差异
1.固体培养基 : 1.5%~2%琼脂，用于细菌分离纯化。 2.半固体培养基: 0.5%琼脂，作穿刺试验。 3.液体培养 : 扩增纯培养的菌体。
式。

指导组装（guided assembly）: 细菌表面膜
结构则只能依赖指导组装来完成。（信号肽、
膜定位信号、基序等）
第二节 细菌的生长繁殖
一、细菌个体的生长繁殖
世代时间:一个菌体分裂为两个菌体所需的时间 。
一般20-30min。
二、细菌群体的生长繁殖
生长曲线（growth curve ）：将细菌接种在液体
细菌在固体培养基中的生长情况
光滑型菌落 粗糙型菌落
粘液型菌落
细菌在半固体培养基中的生长情况
1：有动力 2：无动力
细菌在液体培养基中的生长情况
菌膜 对照
菌沉淀
均匀浑浊
(三)按功能的差异
1.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解
底物如何，从而鉴别细菌。
2.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
2. 对数期（logarithmic phase）
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 条斜的直线。一般而言，该期的病原菌致病力最强， 其形态、染色特性及生理活性均较典型，对抗菌药 物等的作用较为敏感。
3.稳定期（stationary phase）
细菌群落调控
群体感应（Quorum sensing, QS）：细菌能
自发产生、释放一些特定的信号分子，并能感知其浓度变 化，调节微生物的群体行为，这一调控系统称为群体感应。
作用：细菌感受信号变化，启动菌体相关基因的表达来适应 环境变化，表现出某些独特的生理特性，包括病原细菌胞 外酶与毒素产生、生物膜形成、菌体发光、色素产生等。
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:专供厌氧菌的分离、培养和鉴别用. 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。
麦康凯琼脂培养基 原理：含有胆盐，可以抑制革兰氏阳性菌的 生长，用于分离革兰氏阴性菌。培养基中含 有乳糖和中性红指示剂，菌落呈现红色。
一、物质摄取

单纯扩散(被动扩散，无需能量、无选择性、无特 异性。如：水、气体等小分子物质)
促进扩散（需要载体蛋白、有选择性、有特异性， 无需能量。如：糖、氨基酸等） 主动运输（需要载体蛋白和能量。如半乳糖）



基团转位（需要载体蛋白和能量，同时被修饰。 如：葡萄糖磷酸化） 金属离子特异性转运（如铁载体siderophore, 一种 有机化合物）
枸橼酸盐利用试验（产气杆菌产氨-溴麝香草酚蓝由淡绿变成淡红。大肠杆菌为阴性） 吲哚试验（大肠杆菌、变性杆菌、霍乱弧菌等产生吲哚与培养基中的二甲基氨基苯甲醛 反应，红色） 硫化氢试验（变形杆菌产生硫化氢-与醋酸铅或者硫化亚铁反应-黑色） 脲酶试验（变形杆菌分解尿素产生氨-酚红指示剂为红色）
全自动生化分析仪
1.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 3.营养需求多种多样 4 .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（肽聚糖、脂多糖、磷壁酸等）
细菌细胞的代谢过程
物质摄取 Uptake 生物合rization
组装 Assembly
兽医微生物学
宋 厚 辉，博士 教授 浙江省临安市环北路88号 浙江农林大学，动物科技学院，学二109 Tel/Fax: +86-571-63741392
第二章 细菌的生理
第一节 细菌细胞的代谢过程
第二节 细菌的生长繁殖
第三节 细菌的人工培养
第一节 细菌细胞的代谢过程
细菌与真核生物新陈代谢的主要区别：
新繁殖的活菌数与死菌数大致平衡 ，营养的消 耗、 代谢产物的蓄积等。
4.衰亡期（decline phase）
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，
染色不典型，难以进行鉴定 。
第三节 细菌的人工培养
培养基（medium）
是人工配制的基质，含有细菌生长繁殖
表，从中获取营养生长繁殖并使后者蒙受伤害或被杀死的 现象。如：噬菌体与细菌的关系。
细菌的生态
正常菌群与其宿主的关系：
1. 2. 3. 4.
5.
6.
营 养（如：瘤胃微生物） 免 疫（如：肠道菌群） 生物拮抗（如：肠道正常菌群） 益生菌：某些细菌或真菌有利于宿主肠道微生物区系的平衡，能抑制对宿主 有害的微生物的生长，这些微生物制剂叫益生菌或益生素。（如：酸奶） 益生元：一些寡糖类物质添加给动物，不被宿主消化吸收，但是能选择性刺 激宿主消化道内有益微生物的生长，对宿主产生有益作用，这类成分叫益生 元。（如某些配方奶粉） 菌群失调：如果宿主患病、外科手术、环境改变和滥用抗菌药物等，宿主机 体某个部位的正常菌落中微生物种类、数量和栖居处发生改变。
信息素：是微生物在生长过程中产生的、可以感知环境变化 的信号分子。革兰氏阴性菌信息素：高丝氨酸内酯类、大 环内酯类、芳香族类、r-丁内酯、喹诺酮类、羟基酮类。
细菌的生态
根据微生物种群之间的相互关系： 互生：指两种或两种以上微生物共同生存时，可互相受益。
互生双方可以在自然界中单独存在，互生时又可使对方受 益。如：动物正常菌落与宿主的关系。
共生：两种或多种微生物共同生活在一起，彼此互利，以
致分离后单独不能很好地生活。如：由蓝细菌和真菌组成 的地衣。
细菌的生态
拮抗：两种或两种以上微生物共同生长时，使双方或一方
受害的现象。双方受害叫竞争，一方受害叫偏生。如：放 线菌和真菌对细菌的抑制现象。
寄生：一种小型微生物生活在另一大型微生物的体内或体
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 对数为纵坐标，可得出一条生长曲线。
液体培养细菌的生长曲线
稳定期
衰亡期 对数期 迟缓期
1.迟缓期（lag phase）

细菌来到新环境的一个适应过程。 特点：
(1)代谢活跃，合成并积累所需酶系统 ; (2) RNA含量明显增多，但DNA的量无变化; (3)细菌菌体增大，
复习重点
1.物质摄取的方式有哪几种？各有何特点？
2.何谓细菌的生长曲线？不同时期各有何特点？
3.何谓培养基？培养基的种类有哪些？
4. 何为益生菌？细菌与宿主的关系有哪几类?

Sequence, structural and potential spatial relationships of haem binding proteins in the Gram-positive cell envelope
The cytoplasmic membrane contains transporters for iron compounds, such as the HupDGC and FhuDBGC putative ABC-transporters (ribbon). The PG polymer in the vertical scaffold model shown wire format in (D), and as space filling surfaces in (E)] surrounds the cell as a series of conjoined hexagonal pores with approximately 50 Å diameter. This architecture creates pathways for diffusion of small solutes, like ferric siderophores (Fc) or porphyrins ( 卟啉类化合物，Hn), through the PG matrix。 Mol Microbiol 80(6): 1581-1597，2011
细菌群落调控
生物被膜（Biofilm）：是指细菌粘附于接触表面，
分泌多糖基质、纤维蛋白、脂质蛋白等，将其自身包绕其 中而形成的大量细菌聚集膜样物。
作用：是细菌适应自然环境有利于生存的一种生命现象，是 细菌的一种具有保护性的生长模式，具有结构和代谢复杂 性。包被有生物被膜的细菌称为被膜菌。被膜菌无论其形 态结构、生理生化特性、致病性还是对环境因子的敏感性 等都与浮游细菌有显著的不同，尤其对抗生素和宿主免疫 系统具有很强的抵抗力，从而导致严重的临床问题，引起 许多慢性和难治性感染疾病的反复发作。细菌生物被膜粘 附在各种医疗器械及导管上极难清除，以至引发大量的医 源性感染。