细菌的生理

这是一篇关于细菌的生理的思维导图，详细的归纳了细菌的理化性质、细菌的的生长繁殖、细菌的新陈代谢等内容知识，医学生们赶快学习起来吧！

细菌的生理

• 细菌的理化性状
  • 化学组分
    • 水分（75%-90%）
    • 固有成分
      • 有机物
        • 碳、氢、氮、氧、磷、硫等
      • 无机离子
        • 钾、钠、铁、镁、钙、氯等
    • 特有成分
      • 肽聚糖、胞磷酸、壁磷酸、DAP等
  • 物理性状
    • 菌体半透明 、体积小、（相对）表面积增大、带电现象（负电）、膜壁半透性、内部渗透压高（低渗环境下培养）
• 细菌的生长繁殖
  • 细菌的营养物质
    • 水、氮源、碳源、无机盐、生长因子（生长必须但自身不能合成）
  • 细菌摄取营养物质的机制
    • 被动扩散、主动转运
  • 细菌的营养类型
    • 自养菌（以简单的无机物为原料获得能量）
      • 化能自养菌（无机物的氧化）
      • 光能自养菌（光合作用）
    • 异养菌（以多种有机物为原料获得能量）
      • 腐生菌（以动植物尸体、腐败食物作为营养物）
      • 寄生菌（寄生于活体内，从宿主获取能量）
    • 所有的病原菌都是异养菌，大部分属寄生菌
  • 影响细菌生长的因素
    • 营养物质、PH（7.2-7.6）、温度（37℃）、渗透压
    • 气体
      • 专性需氧菌（仅在有氧环境中生长）
        • eg：结核分枝杆菌、铜绿假单胞菌
      • 微需氧菌（在低氧生长最好，氧浓度大于10%有抑制作用）
        • eg：空肠弯曲菌、幽门螺杆菌
      • 兼性厌氧菌（不论在有氧、无氧环境下都可生存，偏向于有氧）
        • 大多数病原菌
      • 专性厌氧菌（只能在低氧分压或者无氧环境中发酵）
        • eg：破伤风梭菌
  • 细菌的生长繁殖
    • 个体
      • 繁殖方式：二分裂（病毒为复制）
      • 繁殖速度/代时：20-30分钟一代，结合分枝杆菌18-28小时一代
    • 群体
      • 在人工培养条件下，细菌群体的生长繁殖过程有规律性，以培养时间为横坐标培养物中活菌数的对数为纵坐标，可绘制出一条生长曲线
      • 生长曲线
        • 迟缓期：代谢活跃、分裂迟缓、为短暂适应阶段
        • 对数期：形态、染色性、生理活性典型，对外界因素作用敏感，用于研究细菌性状
        • 稳定期：形态、染色性、生理活性发生改变，产生芽孢、外毒素和抗生素等代谢产物
        • 衰亡期：死亡数超过活菌数，出现菌体自溶
• 细菌的新陈代谢
  • 概念
    • 分解代谢：底物分解和转化为能量的过程
    • 合成代谢：所产生的能量和少数几种简单的前体用于细胞组分的合成
  • 细菌的能量代谢
    • 发酵：以有机物为受氢体
    • 呼吸：以无机物为受氢体
      • 需氧呼吸（以氧为受氢体）
      • 厌氧呼吸（以无机氧化物为受氢体）
  • 细胞的代谢产物
    • 分解代谢产物
      • 生化反应实验：细菌所含的酶不同，对营养物质的分解能力不同，故产生的代谢物质不同，利用生物化学反应鉴别不同细菌
      • 常见的生化反应
        • 糖酵解实验：葡萄糖生成二氧化碳和水
        • IMViC实验
          • 吲哚实验：以色氨酸为底物，生成吲哚（靛基质）
          • 甲基红实验：以葡萄糖为底物，检测PH值（PH≤4.5为阳性）
          • VP实验：以葡萄糖为底物，碱性溶液中检测二乙酰
          • 枸橼酸盐利用实验：以铵盐为氮源，枸橼酸盐为唯一碳源
        • 硫化氢实验：分解含硫氨基酸生成硫化氢
        • 尿素酶实验：含有尿素酶的实验
    • 合成代谢产物
      • 热原质：细菌合成的能在人或动物体内引起发热的 物质，是细胞壁的脂多糖，多为革兰阴性菌合成，耐高温，吸附，蒸馏除去
      • 毒素与侵袭性酶
        • 毒素
          • 外毒素：多数革兰阳性菌和少数革兰阴性菌释放到菌外的蛋白质
          • 内毒素：革兰阴性菌细胞壁的脂多糖，当菌体死亡后裂解释放
        • 侵袭菌：细菌产生的具有侵袭性的酶，促使其侵袭和扩散
      • 色素
        • 水溶性色素：能弥散到培养基或周围组织
        • 脂溶性色素：不溶于水，只存在于菌体，菌落显色而培养基不变色
      • 抗生素
        • 某些维生素代谢过程中产生的能抑制和杀死某些其他微生物或肿瘤细胞的物质
        • 抗生素大多由放线菌和真菌产生
      • 细菌素
        • 与抗生素类似，但作用范围狭窄，仅对与产生菌有亲缘关系的细菌有杀伤作用
      • 维生素
  • 细菌的分泌系统：Ⅰ-Ⅵ型为G-的分泌系统，Ⅶ型为分枝杆菌及少数G+的分泌系统
  • 细菌的免疫系统
    • 限制修饰系统（RM）流产感染系统（Abi）、毒素-抗毒素系统、CRISPR-Cas系统

细菌的生理

• 细菌的人工培养
  • 培养细菌的方法
    • 分离培养
      • 菌落（colony）：一般经过18~24小时培养后，单个细菌分裂繁殖成一堆肉眼看见的细菌集团，称为菌落（colony）
    • 纯培养（pure culture）
      • 挑取一个菌落，移种到另一个培养基中，可生长出来大量的纯种细菌，称为纯培养
  • 培养基
    • 基础培养基、增菌培养基、选择培养基、鉴别培养基、厌氧培养基
    • 液体培养基（不含琼脂）、半固体培养基、固体培养基
  • 细菌在不同培养基中的生长情况
    • 液体培养基（繁殖）
      • 浑浊（大多数细菌）、沉淀（少数链状菌）、菌膜（专性需氧菌表面生长）
    • 固体培养基（分离和纯化）
      • 光滑型菌落（S型菌落）、粗糙型菌落（R）、黏液型菌落（M）
    • 半固体培养基（观察动力）
      • 有菌毛的细胞沿穿刺线羽毛状或云雾状生长
      • 无菌毛的细菌沿穿刺线线状生长
• 抑制或杀灭微生物的理化因素
  • 消毒灭菌的常用术语
    • 灭菌（sterilization）:杀灭物体上所有微生物的方法，包括杀灭细菌芽孢、病毒和真菌在内的全部病原微生物和非病原微生物
    • 消毒（disinfection）：杀死物体上或或环境中的病原微生物并不一定杀死细菌芽孢或非病原微生物的方法
    • 防腐（antisepsis）：防止或抑制微生物生长繁殖的方法。细菌一般不死亡
    • 清洁（cleaning）：指通过除去尘埃和一切污秽以减少微生物数量的过程
    • 无菌（asepsis）和无菌操作：无菌是不存在活菌的意思，多是灭菌的结果。防止微生物进入人体或其他物品的操作技术，称为无菌操作（不是指在无菌条件下的操作）
  • 物理消毒灭菌法
    • 热力消毒灭菌法
      • 干热灭菌法
        • 焚烧、烧灼、干烤、红外线
      • 温热灭菌法
        • 巴氏消毒法（71.7℃ 15-30秒）
        • 煮沸法（水，加入电解质可提高沸点）
        • 流动蒸汽消毒法（不能杀灭芽孢）
        • 间歇蒸汽灭菌法（蒸汽+使芽孢发育成繁殖体交替进行）
      • 湿热法比干热法效果更好（相同温度下）
        • 更容易使蛋白质凝固变性
        • 穿透力比干热更大
        • 气体液化时放热
    • 辐射杀菌法
      • 紫外线（240-300nm，其中265-266nm最强，与DNA吸收光谱一致，形成二聚体，但穿透力较弱）、电离辐射、微波
    • 滤过除菌法
      • 滤菌器、空气过滤器
    • 干燥与低温抑菌法（保存菌种的最好方法）
  • 化学灭菌法
    • 原理
      • 使蛋白质凝固变性、破坏酶系统、破坏细胞膜等
    • 类型
      • 高效消毒剂（可杀灭芽孢）
      • 中效消毒剂（不能杀灭芽孢，能杀灭细菌繁殖体、真菌和大多数病毒）
      • 低效消毒剂（多数细菌繁殖体、不包括结核分枝杆菌）
• 细菌的分类
  • 分类原则与方法
    • 分析分类：电泳、色谱、质谱分析
    • 基因型分类
    • 种系分类
      • 最常用：种和属
      • 基本单位：种
        • 差异明显：亚种 不明显：型 抗原结构不同：血清型
  • 命名
    • 拉丁双名法（斜体字）：属（名词，第一个字母大写）+种（形容词，小写）
    • 国内：种+属