病原生物学-细菌的生理学
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
包括：分解代谢和合成代谢
特点： 1. 代谢活跃； 2. 代谢类型多样化。
1.细菌分解性代谢产物及生化反应
细菌种类不同——细菌酶不同——分解物质能力不 同——代谢产物不同——鉴别作用
根据细菌具有不完全相同的酶， 能分解不同营养物质， 及产生不通代谢产物的特点， 借以区别和鉴别细菌种类的生化试
验
称：细菌的生化反应
细菌生长曲线意义
• 迟缓期：细菌代谢活跃，但不繁殖。 • 对数期：细菌快速繁殖，数目呈几何级数
增加；细菌形态、染色性、生理活性最典 型、对抗生素最敏感。 细菌鉴定选用此期为佳。 • 稳定期：活菌数和死菌数几乎相等，代谢 产物形成较多。 • 衰亡期：细菌总数下降，代谢逐渐停滞。
(七)细菌的代谢产物
• 附：硫化氢（H2S）试验
• 试剂：含有胱氨酸及 醋酸铅（或硫酸亚铁） 的培养基
• 原理：凡能分解含S氨 基与酸铅细/铁菌离，子可结产合生后H产2S， 生黑色沉淀
• 结果判断：
• H2S阳性 有黑色沉淀 • H2S阴性 无黑色沉淀
H2S试验阳性
常见的生化反应
对 糖
VP试验
的
甲基红试验
发 酵
糖发酵试验
细菌群体的生长繁殖： 细菌在适宜培养基上生长繁殖过程有规律性，
在坐标图上可绘制出一条生长曲线。
细菌群体的生长繁殖规律
迟缓期 对数期
稳定期 衰亡期
（lag phase）（logarithmic phase ）（stationary phase ）（decline phase ）
细菌各个生长时期的比较
调节渗透压与繁殖及致病相关 • 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）
（四）细菌摄取营养物质的机制：
被动扩散： 高浓度 浓度梯度 低浓度
主动运输：低浓度
高浓度
三个主动转运系统：
（—） 吲哚试验
（+）
大肠埃希菌 产气杆菌
IM ++ --
Vi C试验 -++
2、细菌的合成代谢产物（与医学有关的产物）
利用分解代谢的产物和能量，合成新的物质
合成 产物
与致病性有关的合成代谢产物
热原质
毒素和侵袭性酶
用于细菌鉴定的合成代谢产物
细菌素
维生素
可被人体利用的合成代谢产物
色素
抗生素
• ① 热原质 pyrogen 即 G- 菌细胞壁中脂 多糖，注入机体能引起发热反应。
生长特点 迟缓期 对数期 稳定期 衰亡期
维持时间
1-4h
8-18h
24h左右 24小时之后
活菌数量 稳定增加少 对数增长 维持平衡 逐步减少
生长速率 细胞代谢
适用范围
迟缓 非常活跃
培养初期
最大速率 活性高 而稳定 形态、染色 药物敏感 保存菌种
速率降低 死亡增加 活性稳定 活性降低，
衰老 产生外毒素 不用于研究 抗生素，芽胞
• 特点：耐高温（耐受121℃ 20分钟） 去除方法：吸附法、蒸馏法、高温干烤
• ② 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
③ 色素 分为水溶性色素、脂溶性色素， 有助于细菌的鉴定。 ④ 细菌素 由一些菌株产生的具有抗菌作 用的蛋白质，但抗菌谱窄，只能作用于同种 或近缘关系的菌种，故只能用于细菌的分型。
第二节 细菌的生理学
主要内容： 1.细菌的理化性质； 2.细菌的生长代谢； 3.细菌的人工培养； 4.细菌的分类；
细菌的理化性状
一、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
80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0%
（六）细菌生长繁殖的规律
细菌个体的生长繁殖
细菌以二分裂法进行无性 繁殖，多数细菌每20－30分 钟繁殖一代，少数细菌如结 核杆菌的代时为18－20小时。
• 若以大肠杆菌每20min分裂一次的速度计算， 一个细胞连续分裂48ｈ或144代之后，可以 产生2.2×1043个子细胞，其质量将超过 2.2×1025吨，约为地球质量的3680倍。显 然这种条件是不可能在自然界存在的。
对
蛋
白
吲哚试验
质
的 发
硫化氢试验
酵
其 他
尿素酶试验
试
验
枸橼酸盐利用试验
• 附：单糖发酵试验 • 试剂：含不同单糖的蛋
白胨水培养基 • 指示剂-溴甲酚紫 • 内置一小倒管（观察有
无气体产生）
结果判断：
A： 不发酵 － B：发酵、产酸 ＋
C：发酵、产酸产气 ＋
AB C
吲哚试验 试剂：蛋白胨水培养基 原理：分解色氨酸产生 吲哚，与吲哚试剂形成 红色化合 结果判断： 阳性：上层变红 阴性：不变色
2ATP
（二）细菌的营养类型
根据细菌所利用的能源和碳源的不同，细菌分为两大营养类型。
1. 自养型 2. 异养型 腐生型；寄生型。
病原菌都是异养菌。
（三）细菌的营养物质
• 水：重要溶剂 • 碳源（糖）：菌体成分、能源 • 氮源（氨基酸、蛋白胨）：菌体成分原料 • 无机盐：菌体及酶的组分、能量储存及转运、
水 蛋白质 糖类 无机盐 脂类 核酸
二、物理性状
光学性质 半透明
体表面积 体积小、表面积大
带电现象
革兰阳性菌 革兰阴性菌
pI pI
2~3 4~5
中性环境带负电荷
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
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
①水
五、
②碳源
细
1、营养物质 ③氮源
菌 生 长 2、温度 37℃ 繁 殖
④无机盐 ⑤生长因子 有些细菌需要
3、PH pH 7.2-7.6
的
ห้องสมุดไป่ตู้
①对氧气要求：专性需氧菌
条
件
4、对气体要求
微需氧菌 兼性厌氧菌 专性厌氧菌
②对CO2要求： 5% CO2
细菌的生长代谢
（一）细菌的能量代谢：生物氧化
1. 发酵：以有机物为受氢体
基本途径：糖酵解途径 (Embden- Meyerhof parnas, EMP)，厌氧途径
1葡萄糖 2丙酮酸
2ATP+2NADH2
2. 需氧呼吸：以无机物为受氢体
1葡萄糖 CO2+H2O+38ATP
3. 厌氧呼吸： 1葡萄糖
特点： 1. 代谢活跃； 2. 代谢类型多样化。
1.细菌分解性代谢产物及生化反应
细菌种类不同——细菌酶不同——分解物质能力不 同——代谢产物不同——鉴别作用
根据细菌具有不完全相同的酶， 能分解不同营养物质， 及产生不通代谢产物的特点， 借以区别和鉴别细菌种类的生化试
验
称：细菌的生化反应
细菌生长曲线意义
• 迟缓期：细菌代谢活跃，但不繁殖。 • 对数期：细菌快速繁殖，数目呈几何级数
增加；细菌形态、染色性、生理活性最典 型、对抗生素最敏感。 细菌鉴定选用此期为佳。 • 稳定期：活菌数和死菌数几乎相等，代谢 产物形成较多。 • 衰亡期：细菌总数下降，代谢逐渐停滞。
(七)细菌的代谢产物
• 附：硫化氢（H2S）试验
• 试剂：含有胱氨酸及 醋酸铅（或硫酸亚铁） 的培养基
• 原理：凡能分解含S氨 基与酸铅细/铁菌离，子可结产合生后H产2S， 生黑色沉淀
• 结果判断：
• H2S阳性 有黑色沉淀 • H2S阴性 无黑色沉淀
H2S试验阳性
常见的生化反应
对 糖
VP试验
的
甲基红试验
发 酵
糖发酵试验
细菌群体的生长繁殖： 细菌在适宜培养基上生长繁殖过程有规律性，
在坐标图上可绘制出一条生长曲线。
细菌群体的生长繁殖规律
迟缓期 对数期
稳定期 衰亡期
（lag phase）（logarithmic phase ）（stationary phase ）（decline phase ）
细菌各个生长时期的比较
调节渗透压与繁殖及致病相关 • 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）
（四）细菌摄取营养物质的机制：
被动扩散： 高浓度 浓度梯度 低浓度
主动运输：低浓度
高浓度
三个主动转运系统：
（—） 吲哚试验
（+）
大肠埃希菌 产气杆菌
IM ++ --
Vi C试验 -++
2、细菌的合成代谢产物（与医学有关的产物）
利用分解代谢的产物和能量，合成新的物质
合成 产物
与致病性有关的合成代谢产物
热原质
毒素和侵袭性酶
用于细菌鉴定的合成代谢产物
细菌素
维生素
可被人体利用的合成代谢产物
色素
抗生素
• ① 热原质 pyrogen 即 G- 菌细胞壁中脂 多糖，注入机体能引起发热反应。
生长特点 迟缓期 对数期 稳定期 衰亡期
维持时间
1-4h
8-18h
24h左右 24小时之后
活菌数量 稳定增加少 对数增长 维持平衡 逐步减少
生长速率 细胞代谢
适用范围
迟缓 非常活跃
培养初期
最大速率 活性高 而稳定 形态、染色 药物敏感 保存菌种
速率降低 死亡增加 活性稳定 活性降低，
衰老 产生外毒素 不用于研究 抗生素，芽胞
• 特点：耐高温（耐受121℃ 20分钟） 去除方法：吸附法、蒸馏法、高温干烤
• ② 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
③ 色素 分为水溶性色素、脂溶性色素， 有助于细菌的鉴定。 ④ 细菌素 由一些菌株产生的具有抗菌作 用的蛋白质，但抗菌谱窄，只能作用于同种 或近缘关系的菌种，故只能用于细菌的分型。
第二节 细菌的生理学
主要内容： 1.细菌的理化性质； 2.细菌的生长代谢； 3.细菌的人工培养； 4.细菌的分类；
细菌的理化性状
一、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
80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0%
（六）细菌生长繁殖的规律
细菌个体的生长繁殖
细菌以二分裂法进行无性 繁殖，多数细菌每20－30分 钟繁殖一代，少数细菌如结 核杆菌的代时为18－20小时。
• 若以大肠杆菌每20min分裂一次的速度计算， 一个细胞连续分裂48ｈ或144代之后，可以 产生2.2×1043个子细胞，其质量将超过 2.2×1025吨，约为地球质量的3680倍。显 然这种条件是不可能在自然界存在的。
对
蛋
白
吲哚试验
质
的 发
硫化氢试验
酵
其 他
尿素酶试验
试
验
枸橼酸盐利用试验
• 附：单糖发酵试验 • 试剂：含不同单糖的蛋
白胨水培养基 • 指示剂-溴甲酚紫 • 内置一小倒管（观察有
无气体产生）
结果判断：
A： 不发酵 － B：发酵、产酸 ＋
C：发酵、产酸产气 ＋
AB C
吲哚试验 试剂：蛋白胨水培养基 原理：分解色氨酸产生 吲哚，与吲哚试剂形成 红色化合 结果判断： 阳性：上层变红 阴性：不变色
2ATP
（二）细菌的营养类型
根据细菌所利用的能源和碳源的不同，细菌分为两大营养类型。
1. 自养型 2. 异养型 腐生型；寄生型。
病原菌都是异养菌。
（三）细菌的营养物质
• 水：重要溶剂 • 碳源（糖）：菌体成分、能源 • 氮源（氨基酸、蛋白胨）：菌体成分原料 • 无机盐：菌体及酶的组分、能量储存及转运、
水 蛋白质 糖类 无机盐 脂类 核酸
二、物理性状
光学性质 半透明
体表面积 体积小、表面积大
带电现象
革兰阳性菌 革兰阴性菌
pI pI
2~3 4~5
中性环境带负电荷
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
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
①水
五、
②碳源
细
1、营养物质 ③氮源
菌 生 长 2、温度 37℃ 繁 殖
④无机盐 ⑤生长因子 有些细菌需要
3、PH pH 7.2-7.6
的
ห้องสมุดไป่ตู้
①对氧气要求：专性需氧菌
条
件
4、对气体要求
微需氧菌 兼性厌氧菌 专性厌氧菌
②对CO2要求： 5% CO2
细菌的生长代谢
（一）细菌的能量代谢：生物氧化
1. 发酵：以有机物为受氢体
基本途径：糖酵解途径 (Embden- Meyerhof parnas, EMP)，厌氧途径
1葡萄糖 2丙酮酸
2ATP+2NADH2
2. 需氧呼吸：以无机物为受氢体
1葡萄糖 CO2+H2O+38ATP
3. 厌氧呼吸： 1葡萄糖