第三章 细菌的生长繁殖与培养
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第三章 细菌的生理
2019/4/5
1
第一节 细菌的生长与繁殖 一、细菌的理化性状
（一）细菌的化学组成 水： 占细胞总重量 75%-90%
有机物： 碳、氢、氮、氧、磷、硫等 无机离子： 钾、钠、铁、镁、钙等
特有成分： 肽聚糖、胞壁酸、磷壁酸等
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2
（二）细菌的物理性状
光学性质 半透明
表面积 带电现象 半透性
2019/4/5
22
阴性 阳性
(3) 甲基红试验
大肠杆菌 葡萄丙糖酮酸 +
产气杆菌 葡萄丙糖酮酸 +
PH≤4.5 红甲色基(红+) 乙脱酰羧甲基甲醇
甲基红 PH ＞5.4
橘黄色 (-)
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24
阳性 阴性
(4)V-P 试验:
大肠杆菌 葡萄丙糖酮酸 终止 +
产气杆菌 葡+萄丙糖酮酸 红色化合物
稳定期 ：代谢产物形成（如外毒素、抗生 素、芽胞等）
衰亡期 ：菌体细胞呈现多种形态
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第二节 细菌的人工培养
一、培养基
* 概念：由人工方法经灭菌后制成，专供微生物
生长使用的混合营养制品。一般 PH 为7.2-7.6 。
* 分类：
营养培养基
厌氧培养基
基础培养基
选择培养基
鉴别培养基
2019/4/5
2019/4/5
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IMViC试验
? I:吲哚试验 ? M:甲基红试验 ? Vi:VP试验 ? C:枸橼酸盐利用实验 ? 常用于鉴定肠道杆菌， ? 大肠埃希菌：+ + - ? 产气肠杆菌：- - + +
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二.细菌的合成代谢产物及其意义
? （1）热原质
细菌合成的一种注入人体内引起发热反应 的物质。 大多数是G-菌的脂多糖。
分专性需氧菌、微需氧菌、 兼性厌 氧菌、专性厌氧菌
?渗透压 一般培养基渗透压适于大多数细菌 。
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为什么专性厌氧菌在有氧环境中不能生存？
1. 缺乏氧化还原电势高的呼吸酶 ? 有氧培养基Eh 300mV ? 无氧培养基Eh ＜120mV ? 厌氧菌呼吸酶Eh 120mV 2. 缺乏分解有毒氧基团（O2-，H2O2)的酶
10
二、 细菌在培养基中的生长现象
? （1）液体培养基中生长现象 混浊生长--大多数细菌 沉淀生长—厌氧菌、链状生长的细菌 菌膜生长 --专性需氧菌，如结核杆菌、 枯草杆菌
2019/4/5
11
液体培养基中
沉 淀 生 长
混 浊 生 长
2019/4/5
表 面 生 长
12
（2）在半固体培养基中生长现象
2019/4/5
15
菌落分类
1 光滑型 2 粗糙型 3 粘液型
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?固体培养基用于
纯培养 菌落计数
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三. 人工培养细菌的意义和应用
（一)医学：
（1） 传染病的诊断和治疗 病原菌的分离鉴定，药物敏感试验
（2） 细菌的鉴定与研究 细菌生理、遗传变异、致病性、耐药性等
? 穿刺接种 ? 有鞭毛细菌：
扩散生长，周围浑浊 ? 无鞭毛细菌：
沿穿刺线生长，周围透明
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半 固 体
有鞭毛 细菌
无鞭毛 细菌
培
基
2019/4/5 混浊生长
沿穿刺线生长
14
（3）在固体培养基中的生长现象
菌落： 细菌在固体培养基上 培养一定时间后，
由单个细菌生长繁殖形成肉眼可见的细菌集团。
（3） 生物制品的制备 菌苗、类毒素、抗毒素、诊断血清等
(二)工农业生产：抗生素、 氨基酸、 酒 （三）基因工程应用：疫苗、胰岛素
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第三节 细菌的代谢及其意义
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一.分解代谢产物和生化反应
? 各种细菌有不同的酶，对营养物质分解能力不 同?代谢产物各异
? 细菌对糖、蛋白质的分解能力的不同，因而代 谢产物各异，利用生物化学方法鉴别不同细菌 ?细菌的生化反应
首先，热原质耐高温，高压蒸汽灭菌不能 破坏（121℃ ，20min），250℃ 高温干烤才 能破坏
其次，使用 蒸馏的方法。
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（2）毒素和侵袭性酶
?内毒素：G-菌的脂多糖 ?外毒素：G+菌和少数G-菌产生的蛋白质 ?侵袭性酶： ? 血浆凝固酶（金葡菌） ? 透明质酸酶（链球菌） ? 损伤机体组织，促进细菌侵袭和扩散
如维生素、氨基酸等。
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细菌摄取营养物质的机制
被动扩散 主动转运系统
1.依赖于周浆间隙结合蛋白的转运系统 2.化学渗透驱使转运系统 3.基团转移
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5
三、 细菌的生长与繁殖
一 影响细菌生长繁殖的条件 ?营养物质 人工培养 ?酸碱度 多数病原菌最适 pH 为7.2~7.6 ?温度 多数病原菌生长最适温度为 37℃ ?气体 据代谢时对分子氧的需要与否，
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（一）细菌对糖和蛋白质的分解
? 分为：1.对糖的分解
?
2.对蛋白质的分解
? 细菌的新陈代谢包括分解代谢与合成代谢
? 营养物质分解和转化为能量的过程 ----- 分解代谢 ? 所产生的能量用于细胞组分的合成 ----- 合成代谢
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（二） 细菌的生化反应
?
（1）糖发酵试验 大肠埃希菌分解 乳糖，产酸； 伤寒沙门菌不分 解乳糖。
乙脱酰羧甲基甲醇
碱性环境
胍基化合物 二乙酰
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阳性 阴性
(5)枸橼酸盐利用试验
枸橼酸盐 碳酸盐 产气杆菌
铵盐 氨
溴麝香
培养基 变碱性
草酚蓝
淡绿为深蓝
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ຫໍສະໝຸດ Baidu
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（6）尿素分解试验
? 变形杆菌有尿素酶，可分解尿素产生氨
（7）硫化氢试验
? 变形杆菌、乙型副伤寒杆菌分解胱氨酸产生硫化氢
体积小、表面积大 革兰阳性菌 pI 2~3
中性环境带负电荷 革兰阴性菌 pI 4~5 细胞壁、膜有半透性
渗透压
革兰阳性菌 20~25大气压 革兰阴性菌 5~6大气压
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细菌的营养物质
? 水：营养物质必须先溶于水，营养的吸收与代谢均需
有水才能进行。
? 氮源：来源于氨基酸、蛋白质等，合成菌体成分。 ? 碳源：来源于糖类，提供能量。 ? 无机盐：钾、钠、钙、镁、磷、硫等。 ? 生长因子：生长必需但自身不能合成的物质 ，
SOD、过氧化氢酶、过氧化物酶、触酶
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二 细菌的繁殖方式与速度
* 1.细菌个体的生长繁殖方式 —— 二分裂方式
2. 细菌的繁殖速度 ----- 多数细菌20-30 分 钟分裂一次
* 3.细菌群体的繁殖规律 ——生长曲线
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③④ ⑤
迟缓期 ：适应阶段
①②
对数期 ：对抗生素敏感，细菌鉴定选此期
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第一节 细菌的生长与繁殖 一、细菌的理化性状
（一）细菌的化学组成 水： 占细胞总重量 75%-90%
有机物： 碳、氢、氮、氧、磷、硫等 无机离子： 钾、钠、铁、镁、钙等
特有成分： 肽聚糖、胞壁酸、磷壁酸等
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（二）细菌的物理性状
光学性质 半透明
表面积 带电现象 半透性
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阴性 阳性
(3) 甲基红试验
大肠杆菌 葡萄丙糖酮酸 +
产气杆菌 葡萄丙糖酮酸 +
PH≤4.5 红甲色基(红+) 乙脱酰羧甲基甲醇
甲基红 PH ＞5.4
橘黄色 (-)
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阳性 阴性
(4)V-P 试验:
大肠杆菌 葡萄丙糖酮酸 终止 +
产气杆菌 葡+萄丙糖酮酸 红色化合物
稳定期 ：代谢产物形成（如外毒素、抗生 素、芽胞等）
衰亡期 ：菌体细胞呈现多种形态
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第二节 细菌的人工培养
一、培养基
* 概念：由人工方法经灭菌后制成，专供微生物
生长使用的混合营养制品。一般 PH 为7.2-7.6 。
* 分类：
营养培养基
厌氧培养基
基础培养基
选择培养基
鉴别培养基
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IMViC试验
? I:吲哚试验 ? M:甲基红试验 ? Vi:VP试验 ? C:枸橼酸盐利用实验 ? 常用于鉴定肠道杆菌， ? 大肠埃希菌：+ + - ? 产气肠杆菌：- - + +
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二.细菌的合成代谢产物及其意义
? （1）热原质
细菌合成的一种注入人体内引起发热反应 的物质。 大多数是G-菌的脂多糖。
分专性需氧菌、微需氧菌、 兼性厌 氧菌、专性厌氧菌
?渗透压 一般培养基渗透压适于大多数细菌 。
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为什么专性厌氧菌在有氧环境中不能生存？
1. 缺乏氧化还原电势高的呼吸酶 ? 有氧培养基Eh 300mV ? 无氧培养基Eh ＜120mV ? 厌氧菌呼吸酶Eh 120mV 2. 缺乏分解有毒氧基团（O2-，H2O2)的酶
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二、 细菌在培养基中的生长现象
? （1）液体培养基中生长现象 混浊生长--大多数细菌 沉淀生长—厌氧菌、链状生长的细菌 菌膜生长 --专性需氧菌，如结核杆菌、 枯草杆菌
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液体培养基中
沉 淀 生 长
混 浊 生 长
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表 面 生 长
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（2）在半固体培养基中生长现象
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菌落分类
1 光滑型 2 粗糙型 3 粘液型
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?固体培养基用于
纯培养 菌落计数
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三. 人工培养细菌的意义和应用
（一)医学：
（1） 传染病的诊断和治疗 病原菌的分离鉴定，药物敏感试验
（2） 细菌的鉴定与研究 细菌生理、遗传变异、致病性、耐药性等
? 穿刺接种 ? 有鞭毛细菌：
扩散生长，周围浑浊 ? 无鞭毛细菌：
沿穿刺线生长，周围透明
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半 固 体
有鞭毛 细菌
无鞭毛 细菌
培
基
2019/4/5 混浊生长
沿穿刺线生长
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（3）在固体培养基中的生长现象
菌落： 细菌在固体培养基上 培养一定时间后，
由单个细菌生长繁殖形成肉眼可见的细菌集团。
（3） 生物制品的制备 菌苗、类毒素、抗毒素、诊断血清等
(二)工农业生产：抗生素、 氨基酸、 酒 （三）基因工程应用：疫苗、胰岛素
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第三节 细菌的代谢及其意义
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一.分解代谢产物和生化反应
? 各种细菌有不同的酶，对营养物质分解能力不 同?代谢产物各异
? 细菌对糖、蛋白质的分解能力的不同，因而代 谢产物各异，利用生物化学方法鉴别不同细菌 ?细菌的生化反应
首先，热原质耐高温，高压蒸汽灭菌不能 破坏（121℃ ，20min），250℃ 高温干烤才 能破坏
其次，使用 蒸馏的方法。
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（2）毒素和侵袭性酶
?内毒素：G-菌的脂多糖 ?外毒素：G+菌和少数G-菌产生的蛋白质 ?侵袭性酶： ? 血浆凝固酶（金葡菌） ? 透明质酸酶（链球菌） ? 损伤机体组织，促进细菌侵袭和扩散
如维生素、氨基酸等。
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细菌摄取营养物质的机制
被动扩散 主动转运系统
1.依赖于周浆间隙结合蛋白的转运系统 2.化学渗透驱使转运系统 3.基团转移
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三、 细菌的生长与繁殖
一 影响细菌生长繁殖的条件 ?营养物质 人工培养 ?酸碱度 多数病原菌最适 pH 为7.2~7.6 ?温度 多数病原菌生长最适温度为 37℃ ?气体 据代谢时对分子氧的需要与否，
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（一）细菌对糖和蛋白质的分解
? 分为：1.对糖的分解
?
2.对蛋白质的分解
? 细菌的新陈代谢包括分解代谢与合成代谢
? 营养物质分解和转化为能量的过程 ----- 分解代谢 ? 所产生的能量用于细胞组分的合成 ----- 合成代谢
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（二） 细菌的生化反应
?
（1）糖发酵试验 大肠埃希菌分解 乳糖，产酸； 伤寒沙门菌不分 解乳糖。
乙脱酰羧甲基甲醇
碱性环境
胍基化合物 二乙酰
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阳性 阴性
(5)枸橼酸盐利用试验
枸橼酸盐 碳酸盐 产气杆菌
铵盐 氨
溴麝香
培养基 变碱性
草酚蓝
淡绿为深蓝
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ຫໍສະໝຸດ Baidu
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（6）尿素分解试验
? 变形杆菌有尿素酶，可分解尿素产生氨
（7）硫化氢试验
? 变形杆菌、乙型副伤寒杆菌分解胱氨酸产生硫化氢
体积小、表面积大 革兰阳性菌 pI 2~3
中性环境带负电荷 革兰阴性菌 pI 4~5 细胞壁、膜有半透性
渗透压
革兰阳性菌 20~25大气压 革兰阴性菌 5~6大气压
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细菌的营养物质
? 水：营养物质必须先溶于水，营养的吸收与代谢均需
有水才能进行。
? 氮源：来源于氨基酸、蛋白质等，合成菌体成分。 ? 碳源：来源于糖类，提供能量。 ? 无机盐：钾、钠、钙、镁、磷、硫等。 ? 生长因子：生长必需但自身不能合成的物质 ，
SOD、过氧化氢酶、过氧化物酶、触酶
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二 细菌的繁殖方式与速度
* 1.细菌个体的生长繁殖方式 —— 二分裂方式
2. 细菌的繁殖速度 ----- 多数细菌20-30 分 钟分裂一次
* 3.细菌群体的繁殖规律 ——生长曲线
2019/4/5
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③④ ⑤
迟缓期 ：适应阶段
①②
对数期 ：对抗生素敏感，细菌鉴定选此期