《兽医微生物》教学课件：02-细菌的生长繁殖和生态

第
二 章
液体培养基：增菌
细
菌 的
固体培养基：纯化，增菌，保种
生
长
繁 半固体培养基：动力检测，保种
殖
和
生
态
第三节 细菌的人工培养
第
二 章
二、培养基
细 2.按功能的差异，可分为三类：
菌
的 鉴别培养基(differential medium) ：
生
长 在培养基中加入特定作用底物及指示
繁 殖
剂，即可凭肉眼根据颜色识别。
生 stationary phase
长
繁 decline phase
殖
和
生
态
第一节 细菌细胞的代谢过程
第
二 章
一、细菌的化学组成
细 （一）水分
菌
的 （二）矿物质
生
长 （三）有机物
繁
殖 和
1．蛋白质和含氮化合物
生 态
2．核酸：DNA和RNA
第一节细菌细胞的代谢过程
第
二 章
3．糖类：主要以多糖的形式存在，
态 近缘关系的细菌有杀伤作用。
第一节 细菌的生理
第
二 1．合成性代谢产物
章
⑤ 维 生 素 ： 在 肠 道 内 能 合 成 VitB 族 和
细
菌 VitK。
的 生
⑥色素
长 繁
水溶性：能弥散。
殖 和
脂溶性：只存在于菌体，不扩散。
生 ⑦侵袭性酶类
态
第一节细菌细胞的代谢过程
第
二 章
2.分解性代谢产物
细 依此设计特定的生化反应，对细菌进行
和
生
态
细菌细胞内外物质交换方式比较表
交换方式
物质运输 方向
能 量 载体蛋白
交换后的基 质变化
特异性
单纯扩散
高浓度 ↓
低浓度
不消耗 不需要
无
无
促进扩散
高浓度 ↓
低浓度
主动输送
低浓度 ↓
高浓度
基团转位
低浓度 ↓
高浓度
不消耗 消 耗 消 耗
需 要 需 要 需要
无
无
基质被磷 酸化
有
有
有
第一节细菌细胞的代谢过程
态 如硝化细菌科的细菌。
第一节细菌细胞的代谢过程
第
二 3. 四种营养类型
章
细 光能异养菌：光能营养菌中能同化有
菌 的
机碳者，均属于光能异养菌。
生 长
化能异养菌：化能营养菌中，要求有
繁 机物作为碳源和能源者，均属于化能异
殖
和 养菌。此种营养的类型是生物界中最常
生 态
见的一种。
第一节细菌细胞的代谢过程
菌 的
将细菌接种于适宜液体培养基中置温箱
生 长
内培养，间隔不同时间取样，测定每
繁 殖
ml培养基中的活菌数，以培养时间为
和 横坐标，培养物中的活菌数的对数为纵
生
态 坐标，可描绘出生长曲线。
第二节细菌的生长繁殖
第
二
细菌繁殖的生长曲线
章
活
细 菌 的
菌 数
生
的
长
对
繁
数
殖
和
生
态
培养时间
教材 P28
第二节细菌的生长繁殖
生 态
常是在有氧条件下比无氧时生Βιβλιοθήκη 更好。第三节 细菌的人工培养
第
二 章
另外：有些细菌在生长上要求一定浓
细 菌
度的CO2，例如布氏杆菌在初次分离
的 生
时，要有5～10%的CO2 。
长
繁
殖
和
生
态
第三节 细菌的人工培养
第
二 专性厌氧菌不能在有氧环境中生活的可能原 章 因，主要是缺乏分解有毒氧基团的酶。
长 热反应，耐高压灭菌。
繁 殖
②毒素：
和 生
外毒素（蛋白质）
态 内毒素（脂多糖）
第一节 细菌的生理
第
二 三、细菌的代谢（metabolism）
章
细 1．合成性代谢产物
菌 的
③抗生素：由某些微生物在代谢过程中
生 长
产生的一类抗菌物质，能抑制或杀死某
繁 殖
些病原微生物和肿瘤细胞。
和 生
④细菌素（蛋白质）：仅对与产生菌有
菌 的
Measuring bacterial mass (live + dead)
生 in liquid culture
长
繁
殖
和
生
态
第
二
生长曲线的制作
章
细
菌
的
接种
适温培养 定时取样测定
生
生长量
长
繁
殖 和
绘制生长曲线
生
态
第二节细菌的生长繁殖
第
二 二、细菌群体的生长繁殖
章
细 细菌的生长曲线(growth curve)
章 fermentation
细 binary fission
菌
的 aerobe （需氧菌）
生 长
anaerobe （厌氧菌）
繁 colony forming units （CFU）
殖 和
菌落形成单位
生
态
KEY WORDS
第
二 growth curve
章
细 lag phase
菌 的
log phase
第二章 细菌的生长繁殖和生态
(Bacterial Physiology and ecology)
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 第四节 细菌的生化反应 第五节 细菌群落生长的调控
（self-study） 第六节 细菌的生态
KEY WORDS
第
二 metabolism
菌
的 +O2 二乙酰 +胍基化合物 红色
生
长 化合物 VP（+）
繁
殖 和
E.coli不生成乙酰甲基甲醇，故Vp（-）。
生
态
第四节 细菌的生化反应
第
二 ④枸橼酸盐利用试验
章
细 （citrate utilization test）
细 菌 的
超氧阴离子（O2-）/H2O2/羟自由基（OH.） ★超氧化物歧化酶（SOD）
生 长 繁
O2- + 2H+ SOD H2O2 + O2
★过氧化氢酶（触酶）
殖 和 生
2H2O2 过氧化氢酶 2H2O + O2
★过氧化物酶
态
H2O2 + AH2 过氧化物酶 2H2O + A
第三节 细菌的人工培养
生
长 微需/嗜氧菌(microaerophilic aerobe)
繁
殖 兼性厌氧菌(facultative anaerobe)
和
生 态
专性厌氧菌(obligate anaerobe)
第三节 细菌的人工培养
第
二 专性需氧菌 ：
章
细
必须在有游离氧的条件下才能生长，但在
菌 高浓度分子氧(＞20%)环境中也不能生长。
和
生
态
第三节 细菌的人工培养
第
二 选择培养基(selective medium) ：
章
细 在培养基中加入某种化学物质，对不
菌 的
同细菌分别产生抑制或促进作用，从
生 而可从混杂多种细菌的样本中分离出
长 繁
所需细菌。如麦康凯培养基。
殖
和
生
态
第三节 细菌的人工培养
第
二 章
厌氧培养基
细 菌 的 生 长 繁 殖 和 生 态
的 生
微需氧菌：
长 繁
只要求2～10%较低分子氧浓度。
殖 由此可见，分子氧不仅对厌氧菌有毒，在高浓
和
生 度下，对需氧菌也有毒。
态
第三节 细菌的人工培养
第
二 专性厌氧菌：
章
细 必须在无游离氧或其浓度极低的条件
菌 下才能生长。
的
生 兼性厌氧菌：
长
繁 既可行需氧呼吸，又可行厌氧呼吸，
殖
和 因此在有氧与无氧环境中都能生长。通
第
二 二、培养基(culture medium/medium)
章 培养基：人配制的基质，含有细菌生长
细 菌
繁殖必须的营养物质。
的 生
1. 按状态的差异，可分为三类：
长 液体培养基 (liquid medium )
繁
殖 固体培养基 (solid medium ) 1-2%琼脂
和 生
半固体培养基 (semi-solid medium ) 0.5%琼脂
第三节 细菌的人工培养
第
二 章
三、细菌的培养性状
细 菌落
菌 的
Colony forming units (CFU)
生
长
繁
殖
和
生
态
CFU －－菌落形成单位
第
二 章
如E. coli 1.6X1010 CFU/ml
细 菌 的 生 长 繁 殖 和 生 态
第四节 细菌的生化反应
第
二 一、细菌学中常用的几种酸碱指示剂
章
细 （一）能量代谢
菌 注意医学上的划分：
的
生 呼吸：以无机物为受氢体，包括
长
繁 ①需氧呼吸（分子氧）
殖
和 ②厌氧呼吸（氧以外的其它无机物）
生 态
发酵：以有机物为受氢体
第一节 细菌的生理
第
二 三、细菌的代谢（metabolism）
章
（二）物质代谢
细
菌 1．合成性代谢产物
的 生
①热原质：注入人体或动物体能引起发
第
二 章
（二）营养类型（补充）
细 1．根据碳素营养的区分：
菌
的 自养菌(autotroph)：
生
长
只能从无机物取得碳源
繁
殖 异养菌(heterotroph)：
和
生
只能从有机物中取得碳源
态
第一节细菌细胞的代谢过程
第
二 2．根据能源的区分
章 光能营养菌：
细 菌
能将光能转变为化学能的细菌。
的 化能营养菌：
生
态
第三节 细菌的人工培养
第
二 章
细菌的人工培养技术是微生物学研究
细 和实践的十分重要的手段。
菌
的 生
人工培养细菌，除需要提供充足的营
长
繁 养物质外，尚需要有合适的酸碱度、适
殖
和 宜的温度及必要的气体环境 。
生
态
第三节 细菌的人工培养
第
二 一、细菌生长繁殖的条件
章 1．营养条件：水、碳源、氮源、无
细 机盐、生长因子等
菌 的
2．温度： 低温型(嗜冷菌)、中温型
生 (嗜温菌)和高温型(嗜热菌)
长 繁 殖
3．pH：病原菌，7.2-7.6；霉菌， 3.0-6.0。
和 4．渗透压
生
态
5．气体：O2，CO2
第三节 细菌的人工培养
第
二 章
根据细菌对氧的要求，将其分为四种
细 类型：
菌
的
专性需氧菌(obligate aerobe)
第
二 生长曲线（4期）
章
1．迟缓期(lag phase)
细
菌 2．对数期(log phase)：致病性最强
的 生
3．稳定期(stationary phase) 毒素的产生
长 4．衰退期/衰亡期 (decline phase)
繁
殖 ★观察细菌的形态和G染色反应等，均应以
和 对数期至稳定期中期的细菌为标准。
章
细 指示剂
PH敏感范围 颜色变化
菌 的
酚红（P.R）
6.8-8.4
黄红
生 溴麝香草酚兰（B.T.B）6.0-7.4
黄兰
长 繁 甲基红（M.R）
4.4-6.4
红黄
殖 和
溴酚兰（B.P.B）
3.0-4.6
黄兰
生 中性红（N.R）
6.8-8.0
红黄
态
第四节 细菌的生化反应
第
二 二、几种常用的细菌生化试验
菌 的
细菌对无机物或有机物进行氧化，
生 产生能量，供应本身生命活动的使用，
长 为此而进行的一系列氧化还原反应。
繁 殖
▲需氧呼吸(呼吸)：受氢体是分子氧。
和 ▲发酵(fermentation)：受氢体是氧以
生 态
外的无机物或有机物。
第一节细菌细胞的代谢过程
第
二 三、细菌的代谢（metabolism）
细 并与脂类、蛋白质等形成复合物。
菌
的 4．脂类：主要存在于细胞壁，一般
生
长 菌体的含量不多，但有的细菌则含
繁
殖 量较多。如在结核杆菌中的含量可
和
生 高达24%。
态
第一节细菌细胞的代谢过程
第
二 章
二、细菌的营养与代谢
细 菌
（一）细菌细胞内外物质交换的方式
的
生
单纯扩散 促进扩散
长
繁
殖
主动输送 基团转位
菌 鉴定。
的
生
长
繁
殖
和
生
态
第二节细菌的生长繁殖
第
二 一、细菌个体的生长繁殖
章 细菌繁殖的方式：
细 菌
二等分分裂法
的 （binary fission）
生
长 代时(generation time)：
繁 殖
多数为20~30 min
和
生
态
第二节细菌的生长繁殖
第
二 二、细菌群体的生长繁殖
章
细 细菌的生长曲线(growth curve)
生
长
从无机和有机化合物中取得能量的
繁 殖
细菌。
和 无机化能营养菌
生
态 有机化能营养菌
第一节细菌细胞的代谢过程
第
二 章
3. 四种营养类型
细 光能自养菌：以光能作为能源，分解
菌 无机物进行生物合成的细菌。如红硫菌
的 生
科的一些细菌。
长 繁
化能自养菌：利用某些无机化合物
殖 和 生
(如NH3、H2S、氧化亚铁等)取得能量， 以CO2作为碳源，合成所需要的有机物。
态
细菌在培养基中的生长情况
第
二 液体培养基：表面生长 均匀混浊生长 章 絮状生长 沉淀生长
细 菌 的 生 长 繁 殖 和 生 态
细菌在培养基中的生长情况
第
二 固体培养基：菌落，菌苔
章
细 菌 的 生 长 繁 殖 和 生 态
半固体培养基：
第 二 章
细 菌 的 生 长 繁 殖 和 生 态
培养基的用途
第四节 细菌的生化反应
第
二 章
②甲基红试验(M.R.)
细
菌 的
G E.coli 丙酮酸（pH≤4.5）(+) (红色)
生
长
繁 G产气杆菌2丙酮酸 1乙酰甲基甲醇
殖
和 生
（ pH＞5.4 (-)(桔黄色)
态
第四节 细菌的生化反应
第
二 章
③VP试验：（Voges和Proskauer）