细菌的生理学习笔记

病原生物与免疫学细菌的生理，讲述了细菌的生长繁殖、细菌的代谢产物及意义、细菌的人工培养等，收藏下图学习吧！

细菌的生理

• 细菌的生理活动包括摄取和合成营养物质，进行新陈代谢及生长繁殖。生理活动中心是新陈代谢。
• 细菌的生长繁殖
  • 化学组成
    • 水、无机盐、蛋白质、 糖类、脂类、核酸等
  • 生长繁殖的条件
    • 定义：只有摄取充足的营养物质，在适宜的环境才能进行新陈代谢及生长繁殖。
    • 1.营养物质
      • 1. 水 是细菌的重要组成成分。细菌所需的营养物质必须先溶于水中。吸收和代谢气非常重要的作用。
      • 2.碳源 细菌可以吸收和利用各种碳的无机或有机物，病原菌主要从糖类获得碳。碳源物质可以合成菌体成分，同时又是细菌能量来源。
      • 3. 氮源 大多数细菌可以利用有机氮化合物，病原性微生物主要从有机氮化物中获得氮，少数病原菌还可以利用硝酸盐甚至氮气。
      • 4.无机盐 生长繁殖需要各种无机盐，主要作用是合成菌体成分，调节菌体内外的渗透压，以及作为酶的组成部分，维持酶的活性等。
      • 5.生长因子 许多细菌生长还需要一些和自身不能合成的生长因子。在细菌呼吸过程中起重要作用。
    • 2.酸碱度
      • 大多数病原菌适宜ph为7.2~7.6
      • 霍乱弧菌适宜ph为8.4~9.2
      • 结核分枝杆菌适宜ph6.5~6.8
    • 3.温度
      • 适应人体环境，生长温度37℃
    • 4.气体
      • 1.对氧气要求
        • 1.专性需氧菌，具有完善的呼吸酶系统。需要分子氧作为受氢体完成需氧呼吸，仅能在有氧环境下生长。如结核分枝杆菌。
        • 2.微需氧菌，在低氧压（5％~6％）生长最好，氧溶度＞10％对其有抑制作用。如幽门螺杆菌。
        • 3.兼性厌氧菌，兼有需氧呼吸和无氧发酵两种功能。无氧或有氧环境都能生长，但有氧环境生长更好。大多数病原菌属于兼性厌氧菌。
        • 4.专性厌氧菌，缺乏完善的呼吸酶系统，利用氧以外的其他物质作为受氢体，只能在低氧分压或无氧环境中进行发酵，如破伤风梭菌。
      • 2.对二氧化碳要求
        • 大多数细菌在新陈代谢中产生二氧化碳可以满足自身生长需要。但有些细菌如脑膜炎奈瑟菌和布鲁氏菌，在标本初次分离，需人工供给5％~10％的二氧化碳。
  • 生长繁殖的规律
    • 1.细菌个体的生长繁殖
      • 繁殖方式
        • 二分裂方式进行无性繁殖
      • 繁殖速度
        • 大多数细菌繁殖速度很快，代时为20~30min。
        • 个别细菌繁殖速度较慢，如结核分枝杆菌的代时达18~20h。
    • 2.细菌群体的生长繁殖
      • 生长曲线
        • 将细菌接种在液体培养基并置于适宜的温度中，定时取样检查活菌数，可发现其生长过程具有规律性。以时间为横坐标，以活菌数的对数为纵坐标，可得出一条生长曲线。
        • 四期
          • 1.迟缓期:接种到培养基上，适应，调整，该期菌体增大，代谢活跃，细菌分裂繁殖大量合成酶和ATP，但分裂迟缓，繁殖极少，迟缓期一般为1~4h。
          • 2.对数期：繁殖大于死亡，迅速增大，呈等比数列增长，达到顶峰状态。细菌的形态，染色体，生理活性等都较典型，对外界环境因素的作用敏感，对数期细菌适应与研究细菌的生物学性状，对数一般为细菌培养后的的8~18h。
          • 3.稳定期：繁殖等于死亡，活细菌数量最多接近K值，代谢产物积累生产次级代谢产物。一些细胞的芽孢、外毒素、抗菌素等代谢产物大多在稳定期产生。
          • 4.衰退期：繁殖小于死亡率，活菌数量急剧下降，畸形，自溶，释放代谢产物
• 细菌的代谢产物及意义
  • 1.分解代谢产物及生化反应
    • 用生物化学方法测定这些代谢产物，可用来鉴定细菌，这种生化反应测定的方法也称生化反应。
    • 1.糖类代谢试验：不同细菌受含酶类不同，其分解糖类的能力和代谢产物也不一样
      • 发酵 产酸
      • 发酵 产酸 产气
      • 不发酵
    • 2.蛋白质类代谢实验
      • 1.吲哚试验：细菌含有色氨酸酶，能分解培养基中的色氨酸而产生无色的吲哚，吲哚与试剂中的对二甲基氨基苯甲醛作用，形成红色的玫瑰吲哚，为吲哚试验阳性。
      • 2.硫化氢试验：细菌含有硫氨基酸生成硫化氢，硫化氢与培养基中的铅或铁离子反应，生成黑色的硫化物，为硫化氢试验阳性。
  • 2.合成代谢产物及医学意义
    • 1.热原质：
      • 概念
        • 又称致热原概念：是细菌合成的一种注入人体或动物体内能引起发热的物质。
      • 特点
        • 耐高温
      • 消除方法
        • 250℃高温干烤；用吸附剂和特殊石棉滤板吸附液体中的热原质；蒸馏法除之
    • 2.毒素和侵袭性酶
      • 1.毒素
        • 是细菌重要的致病物质
        • 内毒素，G- 菌细胞壁的脂多糖，菌体死亡崩解后游离出来
        • 外毒素，多数G+ 菌和少数G- 菌在生长繁殖过程中释放到菌体外的蛋白质，毒性强于内毒素
      • 2.侵袭性酶
        • 亦为细菌重要的致病物质，能损伤机体组织，促使细菌的侵袭和扩散
    • 3.色素
      • 一般在营养丰富、氧气充足、温度适宜的条件下产生，功能尚不清楚，有助于鉴别细菌
      • 分类
        • （1）水溶性色素
        • （2）脂溶性色素
    • 4.抗生素
      • 某些微生物在代谢过程中产生一些能抑制或杀死某些其他微生物或肿瘤细胞的物质，称抗生素
    • 5.细菌素
      • 某些菌株产生的一类具有抗菌作用的蛋白质，其作用范围比抗生素狭窄，仅对与产生菌有亲缘关系的细菌有杀伤作用
    • 6.维生素
      • 细菌在代谢过程中能产生一些维生素，除供自身所用外，还能分泌到周围环境。
• 细菌的人工培养
  • 一、培养细菌的方法
    • 分离培养
      • 通过在平板上划线，将混杂的细菌在琼脂平板表面充分的分散开，一般经过使单个细菌能固定在一点上生长繁殖，形成单个菌落，以达到分离纯种的目的。
    • 纯培养
      • 从平板上获取纯种，则挑取一个单个菌落作纯培养。
  • 二、培养基
    • 是人工配制而成的，专供微生物生长繁殖使用的混合营养物制品。培养基制成后，通常都要必须经灭菌处理
    • （一）、按培养基的用途分类
      • 1.基础培养基：含有多数细菌生长繁殖所需基本营养成分。
      • 2.增菌(营养)培养基：根据某种细菌的特殊要求，可配制出适合该种细菌而不适合其他细菌生长的增菌培养基。
      • 3.鉴别培养基：用于培养和区别不同细菌种类的培养基。
      • 4.选择培养基：在培养基中加入某种化学物质，使之抑制某些细菌生长，而有利于另一些细菌生长，从而将后者从混杂的标本中分离出来。
      • 5.厌氧培养基：专供厌氧菌的分离、培养和鉴别用的培养基。
    • （二）、按培养基的物理性状分类
      • 1.液体培养基:琼脂，用于细菌。细菌鉴别和增菌培养
      • 2.半固体培养基:3-5g/L琼脂，动力、鉴定、保存菌种
      • 3.固体培养基:15g/L琼脂分离和纯化
  • 三、细菌在培养基中的生长情况
    • （一）在液体培养基中的生长情况：混浊、沉淀、菌膜。
      • 多数细菌呈均匀混浊状态
      • 少数链状排列的细菌呈沉淀生长
      • 专性需氧菌，细菌生长需要氧气，集中生长在液体表面，形成菌膜
    • （二）在半固体培养基中的生长情况：
      • 有鞭毛的细菌在其中仍可自由游动，沿穿刺线呈羽毛状或云雾状混浊生长
      • 无鞭毛细菌只能沿穿刺线呈明显的线状生长。
    • （三）在固体培养基中的生长情况：
      • 1.光滑型菌落（S型）
      • 2.粗糙型菌落（R型）
      • 3.黏液型菌落（M型）