第二章 细菌生长繁殖与代谢

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(一)培养基(medium)
用人工配制细菌生长所需的营养物质,称为培
养基。
合适配方
注意成分浓度比例
配制注意事项 pH适宜 无 菌
培养基的类型
按主要营养物质的来源:天然培养基和合成培养基 按物理状态:固体、液体、半固体培养基
按用途:基础培养基
营养培养基
选择培养基
鉴别培养基 厌氧培养基
(二)细菌的培养方法及生长现象
无机盐 生长因子

1.碳源:合成菌体的必需原料,获取能量的来源
无机碳源和有机碳源
各种有机碳源中,容易被细菌吸收的是糖类物质 如:葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、果糖、甘露醇等
2.氮源:合成菌体蛋白(结构、功能)、核酸
无机氮源、有机氮源和氮气分子 大多数利用前两种 固氮菌有固氮作用,可以借助特殊的酶将分子 态的氮转化成氨和其他氮化物
细菌群体的生长繁殖 分四期:
迟缓期 : 适应、活化期 对数期:迅速生长期,典型性。
对外界环境因素的作用最敏感。
稳定期 :生物学性状发生改变,产 生内外毒素,形成芽胞。
新生、死亡平衡特征产物积累期
衰亡期 :营养少,代谢物蓄积,菌体死亡
曲线显示细菌群体的生长繁殖分四期:
迟缓期
(三)细菌的人工培养

1、大多数病原菌生长最适PH为( ) ,最适温度为( )。


3、细菌在固体培养基中的生长现象是形成( )和(
)。
4、根据细菌对氧气的需要分类,结核分枝杆菌属于( )。

三、单选题: 1、用于细菌动力检查的培养基是( ) A.基础培养基 B.液体培养基
C.半固体培养基 D.固体培养基
5.水:菌体重要成分 功能 细胞组分、溶媒、参与代谢、适宜反应温度 的保障、维持大分子构象稳定
1.营养物质:提供原料、能量
2.酸碱度:即pH值
细菌细胞借此调节胞膜的状态
以保证酶促反应的进行 大多数细菌的最适pH值是6.8-7.4 特殊 如:偏酸性的结核杆菌, PH为6.5-6.8
偏碱性的霍乱弧菌,PH值为8.8-9.0
3.温度:对细菌的生长速度影响最大
致病菌 一般 37℃,过高杀菌,过低抑菌 细菌以此分为: 嗜冷菌:-5 ℃-30 ℃ 最适10 ℃-20 ℃ 嗜温菌: 10 ℃-50 ℃ 最适30 ℃-37 ℃ 嗜热菌: 25 ℃-80℃ 最适50 ℃-60 ℃
4.气体: CO2
O2 CO2 : 少数细菌初次分离培养需5-10% CO2 获得方法:烛缸法、 CO2培养箱
乳糖:大肠 埃希菌可分 解,而致病 性肠道杆菌 则不能。
阴性
阳性
糖—VP试验
大肠杆菌:产气杆菌:+ 二分子丙酮酸
+
乙酰甲基甲醇
二乙酰 胍基化合物 (红色沉淀)
甲基红试验
大肠杆菌:+ 产气杆菌:—
产气 葡萄糖 丙酮酸 乙酰甲基 甲醇中性 PH>5.4
阳性
阴性
对照
枸 橼 酸 利 用 试 验
大肠杆菌:— 产气杆菌:+
5.下列有关热原质的叙述哪一项是错误的( A.热原质是细菌合成代谢的产物 B. G - 的热原质就是脂多糖

C. 将极微量热原注入人体或动物体内可引起发热反应 D. 热原质不耐热,可被高压蒸汽灭菌(121℃20分钟)破坏

6.下列细菌在人工培养基上繁殖速度最慢的细菌是(
A. 大肠杆菌 B. 链球菌 C. 脑膜炎球菌 D. 结核杆菌
第二章 细菌的生长繁殖与代谢

第一节 细菌的生长繁殖 第二节 细菌的代谢产物
细 菌
吸取 营养
新陈 代谢
细菌 繁殖
细菌 生长
第一节 细菌的生长繁殖
主要环境因素:营养物质、温度、pH值、氧气等
(一)细菌生长繁殖的条件
主要环境因素:营养物质、温度、pH值、氧气等
细菌需要的营养物质
碳源
氮源
营养物质 nutrient
需氧
TCAC:CO2、H2O 酸、醛、醇等
多糖 —胞外酶 单糖 丙酮酸
厌氧

对蛋白质的分解:
脱氨基酶 NH3 +酸
Pr.—胞外酶 短肽、AA
脱羧基酶 胺+CO2
常见的生化反应
对 糖 的 发 酵 其 他 试 验
VP试验
甲基红试验
单糖发酵试验
对 蛋 白 质 的 发 酵
吲哚试验 硫化氢试验
尿素酶试验 枸橼酸盐利用试验
有鞭毛细菌
无鞭毛细菌 沿穿刺线生长
混浊生长
(3)细菌在固体培养基中的生长现象 菌落:把细菌接种到固体培养基表面,一般经 37℃, 18~24小时培养,单个细菌就可以生长繁殖成肉眼可见细 菌集团,称之。不同细菌形成的菌落大小、形状、颜色不同, 即菌落特征,有利于鉴别细菌种类
细菌在固体培养基中的生长情况
枸—唯一碳源, 铵—N源,生 氨,碱性,为 阳
吲 哚 试 验
大肠杆菌:+
产气杆菌:—
阳 性
乙型副伤寒沙门 氏菌和变形杆菌
H2S试 验
含硫氨基酸 硫化氢 遇铁或铅 硫化物
试尿 验素 酶
变形杆菌 (尿素酶)
对照
阳性
阴性
尿素
氨(碱性)

第二章 细菌的生长繁殖与代谢 一、名词解释: 热原质、 菌落、培养基 二、填空题: 2 、细菌在液体培养基中生长可出现( ) , ( )和 ( )三种生长现象。
(3)与鉴别细菌有关的代谢产物
a)
色素 是细菌产生的有色物质。如金黄色葡萄球菌 产生非水溶性金黄色色素如铜绿假单胞菌产生水溶 性绿色色素,在细菌鉴别上有一定的意义。
b) 细菌素
某些细菌可产生仅对有亲缘关系的细菌具有
抗菌作用的蛋白质或蛋白质与脂多糖的复合物,成 为细菌素。
(1)
(2)

对糖的分解:
a)
热原质 细菌在代谢过程中产生的一种多糖,注入人
和动物体内能引起发热反应,故名热原质。多由革兰 阴性菌产生,热原质耐高温,不被高压蒸气灭菌 (121℃ 30min)所破坏,常通过滤过或吸附除去液 体中大部分热原质,蒸馏法效果最好。
b) 毒素
毒素是病原菌合成的对机体有毒害作用的物质,
有内毒素和外毒素两种。
c)
侵袭性酶 某些细菌产生的能增强侵袭力的胞外酶。
(2)与治疗疾病有关的合成代谢产物
a)
抗生素 由某些微生物产生的,并能抑制或杀灭其
他微生物的物质称为抗生素。 广泛应用于感染性疾
病的治疗。
b) 维生素
某些细菌合成的维生素除供自身需要外,
还可分泌到细菌体外。如人体肠道的大肠埃希菌能
合成B族维生素和维生素K,供人体吸收利用。
1.固体培养法:细菌的分离、纯化、鉴定、保存、计数
2.液体培养法:收集菌体、获得发酵产物、菌种鉴定
3.半固体培养法:观察运动、保种、测定生化反应 4.厌氧培养法:厌氧菌的培养
细菌在培养基中的生长现象 (1)细菌在液体培养基中的生长现象 不同细菌在液体培养基中生长繁殖可出现均 匀混浊、沉淀和形成菌膜三种现象,临床应用 的澄清透明的注射液若发现上述任何一种现象, 均表明已被细菌污染,禁止使用。
细菌的新陈代谢(metabolism)是指菌体细 胞内分解代谢与合成代谢的总和,其显著特 点是 代谢旺盛和代谢类型的多样化
比表面积(表面积/体积):
人——0.024 细菌——5000
名词: 分解代谢 (catabolism)
合成代谢 (anabolism)
2.细菌的合成代谢产物及其意义
(1)与致病有关的合成代谢产物


四、简答题: 1、细菌的合成代谢产物有哪些?有何意义? 2.简述人工培养细菌的实际意义。

糖发酵:
单糖 甲酸 CO2 + H2O

硫化氢试验:
醋酸铅 硫化氢 硫化铅
胱氨酸
甲硫氨酸
硫酸亚铁
硫化亚铁

尿素酶试验:
尿素——尿素酶 氨 (酚红指示剂变红)

吲哚试验(霍乱红反应) :
靛基质
(吲哚)
色氨酸
+
对二甲基氨
基苯甲醛
玫瑰靛基质
(红色)
试糖 验发 酵
不同细菌分解 糖类的能力和 代谢产物不同。
光滑型菌落 粗糙型 菌落 粘液型菌落
菌膜
对照
菌沉淀
均匀浑浊
细菌在培养基中的生长现象
1. 液体培养基:可成均匀混浊生长、沉淀样生长、形成菌膜。 2. 固体培养基:形成菌落(colony):由单个细菌在固体
培 养基中生长繁殖,形成的肉眼可见的细菌集团)。菌落分 光滑型(smooth, S)菌落、粗糙型(rough, R)菌落及粘
液型(mucoid, M)菌落。
3. 半固体培养基:有鞭毛的细菌使穿刺wenku.baidu.com变模糊,无鞭毛
的细菌沿穿刺线呈明显的现状生长。
细菌在各种培养基上的生长现象
3.细菌人工培养的意义



1 2 3 4
感染性疾病的病原学诊断和治疗 测试病原菌对药物的敏感性 生物制品的制备 基因工程
第二节 细菌的新陈代谢
液体培养基中
沉 淀 生 长
混 浊 生 长
表 面 生 长
(2) 细菌在半固体培 养基中的生长现象 经常用于做动力试验: 即将细菌穿刺接种于半 固体培养基中,经培养 后,无鞭毛的细菌沿穿 刺线生长,穿刺线清晰; 有鞭毛的细菌则沿穿刺 线向周围扩散生长,穿 刺线模糊不清,用于检 查细菌的动力
半固体培养基中
(二)细菌的繁殖方式与速度
1.方式:细菌多无性繁殖 2.速度: 细菌以简单的二分
裂方式进行繁殖,繁殖一代 所需时间约20~30 min;但 少数细菌代时较长, 如: 结核分枝杆菌代时为 18h-24h。
3.生长曲线



方法:将一定量的细菌接种在适宜的培 养基中培养,间隔不同时间取样检查活 菌数目, 横坐标:培养细菌的时间 纵坐标:培养物中活菌数的对数 可绘制出一条说明细菌群体生长规律的 曲线称为细菌的生长曲线。

2、细菌的繁殖方式是( )
A.二分裂法

B.多分裂 C.接合生殖 D.出芽
3.可初步鉴别肠道菌有无致病性的生化反应是( ) A.葡萄糖分解试验 C.蔗糖分解试验 B.乳糖分解试验 D.麦芽糖分解试验

4.下列哪一种物质不属于细菌的合成代谢产物()
A. 内毒素
B. 外毒素
C. 抗毒素
D. 抗生素

O2 : 代谢时对氧分子的需求程度不同分为:
需氧菌 :有完善的呼吸酶系统,仅在有氧时生长,
如:结核杆菌
微需氧菌:低氧分压时长势良好,过高则抑制,
如: 空肠弯曲菌
耐氧菌:一般不需要O2 , O2 存在也影响不大
如:乳酸菌
兼性厌氧菌 : 兼有需氧呼吸和无氧发酵两种功能,有无 O2 的环境下皆可生长,但以有氧时生长态
3.无机盐:细胞生长必需的各种金属元素及微量元素

酶或辅酶的组分
调节酶活性
调节胞内渗透压、氧化还原电位
特殊类型细菌的能源 维持生物大分子和细胞结构的稳定性
4.生长因子:菌体自身不能合成或合成量不足,需要外源
加入的、微量即可的营养物质。 如:维生素、 氨基酸等 营养缺陷型细菌 流感嗜血杆菌需 X(高铁血红素), V因子(辅酶Ⅰ或Ⅱ) ,而金葡可产生, 两者共培养时出现卫星菌落现象
势较好,大多数病原菌都属此类
专性厌氧菌: O2对其生长有毒害作用,如:破伤风梭菌 专性厌氧菌在有氧条件下不能生长的原因: 缺乏细胞色素和细胞色素氧化酶 —— 不能获得营养物质 缺乏超氧化物歧化酶、过氧化氢酶——超氧阴离子、过氧化
氢的毒害作用 超氧化物歧化酶_生成H2O2 过氧化物酶_分解H2O2
(一)
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