第第2 2章章细菌的细菌的生理生理天津医科大学天津医科大学陈锦英陈锦英 教授教授第一节第一节 细菌的理化性状细菌的理化性状一一、细菌的化学组成细菌的化学组成二、细菌的物理性状二、细菌的物理性状 菌体半透明菌体半透明菌体半透明菌体半透明 表面积大表面积大表面积大表面积大 带电现象带电现象带电现象带电现象 半透性半透性半透性半透性 内部渗透压高内部渗透压高内部渗透压高内部渗透压高包包包包括括括括水水水水、无无无无机机机机盐盐盐盐、蛋蛋蛋蛋白白白白质质质质、糖糖糖糖类类类类、脂脂脂脂质质质质和核酸等和核酸等和核酸等和核酸等。第二节第二节 细菌的营养细菌的营养 与生长繁殖与生长繁殖一、细菌营养类型一、细菌营养类型 自养菌（自养菌（autotroph） 以无机物或光合作用为能源以无机物或光合作用为能源 异养菌（异养菌（heterotroph） 以以有有机机物物为为原原料料合合成成菌菌体体成成分分，大部分病原菌都是异养菌大部分病原菌都是异养菌二、细菌的营养物质二、细菌的营养物质 水水水水：营养物质必须先溶于水，营养的吸收与：营养物质必须先溶于水，营养的吸收与：营养物质必须先溶于水，营养的吸收与：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代谢均需有水才能进行代谢均需有水才能进行代谢均需有水才能进行。氮源氮源氮源氮源：来源于氨基酸：来源于氨基酸：来源于氨基酸：来源于氨基酸、蛋白质等蛋白质等蛋白质等蛋白质等，合成菌体合成菌体合成菌体合成菌体 成分成分成分成分。碳源碳源碳源碳源：来源于糖类，提供能量：来源于糖类，提供能量：来源于糖类，提供能量：来源于糖类，提供能量。无机盐无机盐无机盐无机盐：钾、钠、钙、镁、磷、硫等：钾、钠、钙、镁、磷、硫等：钾、钠、钙、镁、磷、硫等：钾、钠、钙、镁、磷、硫等。生长因子生长因子生长因子生长因子：生长必需但自身不能合成的物质：生长必需但自身不能合成的物质：生长必需但自身不能合成的物质：生长必需但自身不能合成的物质， 如维生素、氨基酸等如维生素、氨基酸等如维生素、氨基酸等如维生素、氨基酸等。三、细菌摄取营养物质的机制三、细菌摄取营养物质的机制被动扩散被动扩散 主动转运系统主动转运系统 1 1 1 1. . . .依赖于周浆间隙结合蛋白的转运系统依赖于周浆间隙结合蛋白的转运系统依赖于周浆间隙结合蛋白的转运系统依赖于周浆间隙结合蛋白的转运系统 2 2 2 2. . . .化学渗透驱使转运系统化学渗透驱使转运系统化学渗透驱使转运系统化学渗透驱使转运系统 3 3 3 3. . . .基团转移基团转移基团转移基团转移 四、影响细菌生长的环境因素四、影响细菌生长的环境因素1.1.营养物质营养物质2.2.氢离子浓度氢离子浓度( (pH) ) 多数病原菌最适多数病原菌最适pH为为7.27.6 3.3.温度温度 多数病原菌最适多数病原菌最适374.4.气体气体（1 1 1 1）专性需氧菌）专性需氧菌）专性需氧菌）专性需氧菌：如结核杆菌如结核杆菌如结核杆菌如结核杆菌（2 2 2 2）专性厌氧菌）专性厌氧菌）专性厌氧菌）专性厌氧菌：如破伤风梭菌如破伤风梭菌如破伤风梭菌如破伤风梭菌（3 3 3 3）兼性厌氧菌）兼性厌氧菌）兼性厌氧菌）兼性厌氧菌：大多数病原菌大多数病原菌大多数病原菌大多数病原菌（4 4 4 4）微需氧菌）微需氧菌）微需氧菌）微需氧菌：如空肠弯曲如空肠弯曲如空肠弯曲如空肠弯曲 COCO2 2对对对对细细细细菌菌菌菌的的的的生生生生长长长长也也也也很很很很重重重重要要要要。大大大大部部部部分分分分细细细细菌菌菌菌在在在在新新新新陈陈陈陈代代代代谢谢谢谢过过过过程程程程中中中中产产产产生生生生的的的的COCO2 2可可可可满满满满足足足足需要。需要。需要。需要。 5.5.渗透压渗透压 一般培养基渗透压适于大多数细菌。一般培养基渗透压适于大多数细菌。一般培养基渗透压适于大多数细菌。一般培养基渗透压适于大多数细菌。五、细菌的生长繁殖五、细菌的生长繁殖细菌个体的生长繁殖细菌个体的生长繁殖 二分裂繁殖二分裂繁殖二分裂繁殖二分裂繁殖；繁殖速度一般繁殖速度一般繁殖速度一般繁殖速度一般20203030分钟一代分钟一代分钟一代分钟一代细菌群体的生长繁殖细菌群体的生长繁殖 生长曲线生长曲线生长曲线生长曲线 迟缓期迟缓期迟缓期迟缓期 对数期对数期对数期对数期 稳定期稳定期稳定期稳定期 衰退期衰退期衰退期衰退期第三节第三节 细菌的新陈代谢细菌的新陈代谢和能量转换和能量转换 细菌新陈代谢包括分解代谢与合成代谢细菌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营养物质分解和转化为能量的过程营养物质分解和转化为能量的过程营养物质分解和转化为能量的过程：分解代谢分解代谢分解代谢分解代谢所产生的能量用于细胞组分的合成所产生的能量用于细胞组分的合成所产生的能量用于细胞组分的合成所产生的能量用于细胞组分的合成：合成代谢合成代谢合成代谢合成代谢分解代谢产物和生化反应分解代谢产物和生化反应 细细菌菌对对糖糖、蛋蛋白白质质的的分分解解能能力力的的不不同同，因因而而代代谢谢产产物物各各异异，利利用用生生物物化化学学方方法法鉴鉴别别不不同细菌同细菌称为称为细菌的细菌的生化反应生化反应。 糖发酵试验糖发酵试验 大肠埃希菌分解乳糖，产酸产气；大肠埃希菌分解乳糖，产酸产气；大肠埃希菌分解乳糖，产酸产气；大肠埃希菌分解乳糖，产酸产气； 伤寒沙门菌不分解乳糖。伤寒沙门菌不分解乳糖。伤寒沙门菌不分解乳糖。伤寒沙门菌不分解乳糖。吲哚试验吲哚试验 大肠杆菌有色氨酸酶，分解色氨酸产生吲哚大肠杆菌有色氨酸酶，分解色氨酸产生吲哚大肠杆菌有色氨酸酶，分解色氨酸产生吲哚大肠杆菌有色氨酸酶，分解色氨酸产生吲哚甲基红试验甲基红试验 大肠杆菌（大肠杆菌（大肠杆菌（大肠杆菌（+ + + +），产气杆菌（），产气杆菌（），产气杆菌（），产气杆菌（- - - -） VP试验试验 大肠杆菌（大肠杆菌（大肠杆菌（大肠杆菌（- - - -），产气杆菌（），产气杆菌（），产气杆菌（），产气杆菌（+ + + +）枸橼酸盐利用试验枸橼酸盐利用试验 产产产产气气气气杆杆杆杆菌菌菌菌以以以以枸枸枸枸橼橼橼橼酸酸酸酸盐盐盐盐为为为为碳碳碳碳源源源源、以以以以铵铵铵铵盐盐盐盐为为为为氮氮氮氮源源源源分分分分解解解解铵铵铵铵盐盐盐盐产产产产氨氨氨氨（碱碱碱碱性性性性）指指指指示示示示剂剂剂剂淡淡淡淡绿绿绿绿变深蓝为阳性变深蓝为阳性变深蓝为阳性变深蓝为阳性尿素酶试验尿素酶试验 变变变变形形形形杆杆杆杆菌菌菌菌有有有有尿尿尿尿素素素素酶酶酶酶，可可可可分分分分解解解解尿尿尿尿素素素素产产产产生生生生氨氨氨氨培养基变碱培养基变碱培养基变碱培养基变碱酚红指示剂显红色酚红指示剂显红色酚红指示剂显红色酚红指示剂显红色硫化氢试验硫化氢试验 变变变变形形形形杆杆杆杆菌菌菌菌、沙沙沙沙门门门门菌菌菌菌分分分分解解解解含含含含硫硫硫硫氨氨氨氨基基基基酸酸酸酸产产产产生生生生硫化氢硫化氢硫化氢硫化氢遇铅或铁离子生成黑色的硫化物遇铅或铁离子生成黑色的硫化物遇铅或铁离子生成黑色的硫化物遇铅或铁离子生成黑色的硫化物IMViC试验I I：吲哚试验吲哚试验吲哚试验吲哚试验MM：甲基红试验甲基红试验甲基红试验甲基红试验ViVi：VPVP试验试验试验试验C C：枸枸枸枸橼橼橼橼酸酸酸酸盐盐盐盐利利利利用用用用实实实实验验验验，常常常常用用用用于于于于鉴鉴鉴鉴定定定定肠肠肠肠道道道道杆杆杆杆菌菌菌菌，如如如如大大大大肠肠肠肠埃埃埃埃希希希希菌菌菌菌+ + + + + + + + - - - - - - - -，产产产产气气气气杆杆杆杆菌菌菌菌- - - - - + +- + +- + +- + +。合成代谢产物合成代谢产物 热原质热原质 细细细细菌菌菌菌合合合合成成成成的的的的一一一一种种种种注注注注入入入入人人人人体体体体内内内内引引引引起起起起发发发发热热热热反反反反应应应应的的的的物物物物质质质质。大大大大多多多多数数数数是是是是GG- -菌菌菌菌的的的的脂脂脂脂多多多多糖。糖。糖。糖。 热热热热原原原原质质质质耐耐耐耐高高高高温温温温，高高高高压压压压蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽灭灭灭灭菌菌菌菌不不不不能能能能破破破破坏坏坏坏（121121，2020 minmin），250250 高高高高温干烤才能破坏温干烤才能破坏温干烤才能破坏温干烤才能破坏。v内毒素内毒素内毒素内毒素 GG菌的脂多糖菌的脂多糖菌的脂多糖菌的脂多糖v外毒素外毒素外毒素外毒素 GG菌和少数菌和少数菌和少数菌和少数GG菌产生的蛋白质菌产生的蛋白质菌产生的蛋白质菌产生的蛋白质v侵袭性酶侵袭性酶侵袭性酶侵袭性酶 损损损损伤伤伤伤机机机机体体体体组组组组织织织织，促促促促进进进进细细细细菌菌菌菌侵侵侵侵袭袭袭袭和和和和扩扩扩扩散散散散，如如如如卵卵卵卵磷磷磷磷脂脂脂脂酶酶酶酶 （产产产产气气气气荚荚荚荚膜膜膜膜梭梭梭梭菌菌菌菌 ）、透透透透明明明明质质质质酸酶（链球菌）酸酶（链球菌）酸酶（链球菌）酸酶（链球菌）。毒素和侵袭性酶毒素和侵袭性酶抗生素：抗生素：抗生素：抗生素：多粘菌素、杆菌肽。多粘菌素、杆菌肽。多粘菌素、杆菌肽。多粘菌素、杆菌肽。细菌素细菌素细菌素细菌素：只能杀伤有亲缘关系的细菌，如大肠菌只能杀伤有亲缘关系的细菌，如大肠菌只能杀伤有亲缘关系的细菌，如大肠菌只能杀伤有亲缘关系的细菌，如大肠菌 素。无治疗意义，有助于细菌分型素。无治疗意义，有助于细菌分型素。无治疗意义，有助于细菌分型素。无治疗意义，有助于细菌分型。维生素：维生素：维生素：维生素：某些肠道菌合成，如某些肠道菌合成，如某些肠道菌合成，如某些肠道菌合成，如B B族维生素、族维生素、族维生素、族维生素、V VK K。色素：色素：色素：色素：金黄色葡萄球菌金黄色葡萄球菌金黄色葡萄球菌金黄色葡萄球菌金黄色色素（脂溶性）金黄色色素（脂溶性）金黄色色素（脂溶性）金黄色色素（脂溶性） 铜绿假单胞菌铜绿假单胞菌铜绿假单胞菌铜绿假单胞菌- - - -绿色色素（水溶性）绿色色素（水溶性）绿色色素（水溶性）绿色色素（水溶性） 可用于细菌鉴别可用于细菌鉴别可用于细菌鉴别可用于细菌鉴别第四节第四节 细菌的人工培养细菌的人工培养一、一、培养基培养基 培培养养基基（culture medium）：是是是是由由由由人人人人工工工工方方方方法法法法配配配配制制制制而而而而成成成成的的的的，专专专专供供供供微微微微生生生生物物物物生生生生长长长长繁繁繁繁殖殖殖殖使使使使用用用用的的的的混混混混合合合合营养物制品。营养物制品。营养物制品。营养物制品。 基础培养基基础培养基基础培养基基础培养基 增菌培养基增菌培养基增菌培养基增菌培养基 选择培养基选择培养基选择培养基选择培养基 鉴别培养基鉴别培养基鉴别培养基鉴别培养基 厌氧培养基厌氧培养基厌氧培养基厌氧培养基二、二、细菌在培养基中的生长现象细菌在培养基中的生长现象液体培养基中生长现象液体培养基中生长现象 混浊混浊混浊混浊：大多数细菌大多数细菌大多数细菌大多数细菌 沉淀沉淀沉淀沉淀：链状生长的细菌链状生长的细菌链状生长的细菌链状生长的细菌 菌膜菌膜菌膜菌膜：专性需氧菌，如结核杆菌、枯草杆菌专性需氧菌，如结核杆菌、枯草杆菌专性需氧菌，如结核杆菌、枯草杆菌专性需氧菌，如结核杆菌、枯草杆菌 固体培养基中生长情况固体培养基中生长情况 分离培养：分离培养：分离培养：分离培养： 将将将将标标标标本本本本或或或或培培培培养养养养物物物物划划划划线线线线接接接接种种种种在在在在固固固固体体体体培培培培养养养养基基基基的的的的表表表表面面面面，因因因因划划划划线线线线的的的的分分分分散散散散作作作作用用用用，使使使使许许许许多多多多原原原原混混混混杂杂杂杂的的的的细细细细菌菌菌菌在在在在固固固固体体体体培培培培养养养养基基基基表表表表面上散开。面上散开。面上散开。面上散开。 菌落（菌落（菌落（菌落（colonycolony）：）：）：）： 单单单单个个个个细细细细菌菌菌菌分分分分裂裂裂裂繁繁繁繁殖殖殖殖成成成成一一一一堆肉眼可见的细菌集团。堆肉眼可见的细菌集团。堆肉眼可见的细菌集团。堆肉眼可见的细菌集团。半固体培养基中生长情况半固体培养基中生长情况 有鞭毛细菌：有鞭毛细菌：有鞭毛细菌：有鞭毛细菌： 扩散生长，周围浑浊扩散生长，周围浑浊扩散生长，周围浑浊扩散生长，周围浑浊无鞭毛细菌：无鞭毛细菌：无鞭毛细菌：无鞭毛细菌： 沿穿刺线生长，周围透明沿穿刺线生长，周围透明沿穿刺线生长，周围透明沿穿刺线生长，周围透明三、三、人工培养细菌的用途人工培养细菌的用途在医学中的应用在医学中的应用 1.1.感染性疾病的病原学诊断感染性疾病的病原学诊断感染性疾病的病原学诊断感染性疾病的病原学诊断 2.2.细菌学的研究细菌学的研究细菌学的研究细菌学的研究 3.3.生物制品的制备生物制品的制备生物制品的制备生物制品的制备在工农业生产中的应用在工农业生产中的应用 在基因工程中的应用在基因工程中的应用 第五节第五节 细菌的分类细菌的分类 属（属（genera） 由由由由密密密密切切切切相相相相关关关关的的的的种种种种组组组组成成成成，如如如如金金金金黄黄黄黄色色色色葡葡葡葡萄萄萄萄球球球球菌、表皮葡萄球菌属于葡萄球菌属。菌、表皮葡萄球菌属于葡萄球菌属。菌、表皮葡萄球菌属于葡萄球菌属。菌、表皮葡萄球菌属于葡萄球菌属。 种（种（species） 细菌的基本分类单位。细菌的基本分类单位。细菌的基本分类单位。细菌的基本分类单位。 型（型（type） 同同同同一一一一种种种种细细细细菌菌菌菌基基基基本本本本性性性性状状状状相相相相同同同同，而而而而某某某某些些些些方方方方面面面面的特征稍有不同，便可分为不同的型别。的特征稍有不同，便可分为不同的型别。的特征稍有不同，便可分为不同的型别。的特征稍有不同，便可分为不同的型别。 株（株（strain） 对对对对不不不不同同同同来来来来源源源源的的的的同同同同一一一一菌菌菌菌种种种种的的的的细细细细菌菌菌菌称称称称为为为为该该该该菌菌菌菌的不同菌株。的不同菌株。的不同菌株。的不同菌株。 思考题思考题1.1.细菌的生长繁殖条件是什么？细菌的生长繁殖条件是什么？2.2.细菌生长曲线分哪细菌生长曲线分哪4 4个阶段？个阶段？3.3.细细菌菌根根据据对对氧氧的的需需要要程程度度分分为为哪哪几几种种类型？类型？4.4.细菌合成代谢产物有哪几种？细菌合成代谢产物有哪几种？