细菌的生理、消毒与灭菌、遗传与变异

2020/10/16
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（二）细菌的营养类型
根据细菌营养要求和能量来源的不同，可将其 分为两类。
自养菌：此类细菌能在完全含无机物的环境中 生长繁殖。它们具有各种完备的酶系统，能利用 二氧化碳或碳酸盐作为碳源，氨或硝酸盐作为氮 源，合成菌体的原生质。其能源主要来自无机物 氧化时放出的能量。一部分有光合能力的细菌则 可直接获取光能。
型变异（突变，基因的转移和重组：转化、转导、 溶原性转化和接合）
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细菌的生理
一、细菌的营养
细菌从周围环境中吸收作为代谢活动所必需的 有机或无机化合物称为营养物质。
决定细菌营养物质的因素：①该物质能否经一定 的方式进入细胞；②细菌是否具有相应的酶，使 进入细胞的物质用于细菌的新陈代谢。
2．碳源：各种无机或有机的含碳化合物（CO2 、碳酸盐、糖、脂肪等）都能被细菌吸收利用 ，作为合成菌体所必需的原料，同时也作为细 菌代谢的主要能量来源。致病性细菌主要从糖 类中获得碳，己糖是组成细菌内多糖的基本成 分，戊糖参与细菌核酸组成。
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3．氮源：从分子态氮到复杂的含氮化合物 都可被不同的细菌利用。但多数病原菌是 利用有机氮化物如氨基酸、蛋白胨作为氮 源。少数细菌（如固氮菌）能以空气中的 游离氮或无机氮如硝酸盐、铵盐等为氮源 ，主要用于合成菌体细胞质及其他结构成 分。
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异养菌： 需要利用有机物质作为营养和能源的细菌 称为异养菌。它们利用糖类、有机酸为碳源；蛋白质 、蛋白栋、各种氨基酸作为氮源。仅有少数异氧菌能 利用无机氮化合物。异养菌的能源来自有机物的分解 。有些异养菌能引起动植物尸体腐烂分解、食物腐败 变质，即从无生命的有机物质中摄取营养，这些细菌 称为腐物寄生菌或腐生菌。还有些异养菌寄生于活的 动植物体内，从宿主体内的有机物质中获得营养和能 量，这类细菌称为寄生菌。致病菌的大部分属于寄生 菌。
细菌的营养物质有两方面作用： ①用于组成细菌细胞的各种成分； ②供给细菌新陈代谢中所需能量。
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（一）细菌的营养物质
各类细菌对营养物质的要求差别很大。包括水 、碳源、氮源、无机盐和生长因子等。其主要 营养元素及其生理功能见表。
1．水：细菌湿重的80～90%为水。细菌代谢 过程中所有的化学反应、营养的吸收和渗透、 分泌、排泄均需有水才能进行。
2020/10/16微寄教研室ຫໍສະໝຸດ 10二、细菌的生长繁殖
（一）细菌生长繁殖的条件
营养物质：一般细菌所需要的营养物质有水分、无机 盐类、蛋白胨(或氨基酸)和糖等。对营养要求较高的细菌 还需要某些生长因子。这些营养物质是细菌进行新陈代 谢的基础。人工培养细菌时，用培养基满足细菌对营养 物质的需要。
酸酸度：营养物质的吸收、分解以及能量的产生，都 需要酶来参与反应。酶活性必须在一定的酸碱度和温度 下才能发挥作用。绝大多数细菌和放线菌生长最适宜的 pH为中性或弱硷性(pH7.0-7.6)。个别细菌如霍乱弧苗在 pH为7.8-8.0中生长最好，所以常利用碱性培养基(pH8.49.2)分离霍乱弧菌，因为碱性条件能抑制其它细菌生长， 起到抑制作用。
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4．无机盐：钾、钠、钙、镁、硫、磷、铁、锰、锌、 钴、铜、钼等是细菌生长代谢中所需的无机盐成份。 除磷、钾、钠、镁、 硫、铁需要量较多外，其他只需 微量。各类无机盐的作用为：①构成菌体成份；②调 节菌体内外渗透压；③促进酶的活性或作为某些辅酶 组分；④某些元素与细菌的生长繁殖及致病作用密切 相关。如白喉杆菌产毒株其毒素产量明显受培养基中 铁含量的影响。培养基中铁浓度降至7mg/L时，可显 著增加毒素的产量，故在培养产毒株白喉杆菌PW2制 备类毒素的生产中，多采用含铁很少的培养基，其毒 素产量可达细菌产生蛋白量的5%以上，约占细菌外分 泌总蛋白的75%以上，使培养基含毒素量达500ug/L研 究认为低铁可影响细胞壁的通透性，利于毒素释放。 亦有人认为宿主含铁蛋白可抑制白喉毒素基因，故低 铁时可导致白喉毒素产量增高。
有些嗜温菌低温下也可生长繁殖，如5℃冰箱内 ，金黄色葡萄球菌缓慢生长释放毒素，故食用过 夜冰箱冷存食物，可致食物中毒。
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气体环境：氧的存大与否和生长有关，有些细 菌仅能在有氧条件下生长；有的只能在无氧环境 下生长；而大多数病原菌在有氧及无氧的条件下
均能生存。一般细菌代谢中都需CO2，但大多数细 菌自身代谢所产生的CO2即可满足需要。有些细菌 ，如脑膜炎双球菌在初次分离时需要较高浓度的
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温度：细胞生长的温度极限为-7℃～90℃。各 类细菌对温度的要求不同，可分为嗜冷菌,最适生 长温度为（10℃～20℃）；嗜温菌,20℃～40℃; 嗜热菌,在高至56℃～60℃生长最好。病原菌均为 嗜温菌，最适温度为人体的体温，即37℃，故实 验室一般采用37℃培养细菌。
细菌的生理 消毒与灭菌 细菌的遗传与变异
本章节重点掌握： 细菌的营养、生长繁殖的条件及繁殖方式 细菌在培养基内的生长现象 ，菌落的概念 熟悉医学上具有重要意义的代谢产物 消毒、灭菌、无菌、无菌操作和防腐的概念 熟悉消毒灭菌方法：高压蒸汽灭菌，紫外线杀菌 掌握细菌变异机理：表型变异（诱导酶）和基因
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5．生长因子：很多细菌在其生长过程中还必需一些自身 不能合成的化合物质，称为生长因子（Growth factor）。 生长因子必须从外界得以补充，其中包括维生素、某些氨 基酸、脂类、嘌呤、嘧啶等。
各种细菌对生长因子的要求不同，如大肠杆菌很少需要 生长因子，而有些细菌如肺炎球菌则需要胱氨酸、谷氨酸 、色氨酸、天冬酰胺、核黄素、腺嘌呤、尿嘧啶、泛酸、 胆碱等多种生长因子。致病菌合成能力差，生长繁殖过程 必需供复杂的营养物质以使其获得相应的生长因子。有些 生长因子仅为少数细菌所需，如流行性感冒杆菌需V、X两 种因子，而金黄色葡萄球菌生长过程可合成较多的V因子 。