第二章细菌的生理

医学微生物第二章细菌的生理，包括摄取和合成营养物质、进行新陈代谢、生长繁殖、整个生理活动的中心是新陈代谢等知识点。

第二章 细菌的生理

• 第一节 细菌的理化性质
  • 1、化学成分：水、无机盐、蛋白质、糖类、脂类、核酸； 水是细菌细胞的重要组成部分，占细胞总重75%-90%； 2、化学元素：碳、氢、氧、氮、磷、硫； 无机盐离子：钾钠铁镁钙氯等，用以构成细菌各种成分及维持酶活性和跨膜化学梯度； 3、特有成分（真核细胞无）：肽聚糖、磷壁酸、D型氨基酸、二氨基庚二酸（DAP）、吡啶二羧酸。
  • 4、细菌的物理性状
• 第二节 细菌的营养和生长繁殖
  • 一、细菌的营养类型
    • 1、自养菌：化能自养菌、光能自养菌
    • 2、异养菌：腐生菌、寄生菌
      • 所有的病原菌都是异养菌，大部分属寄生菌。
  • 二、细菌的营养物质
    • 1、水
    • 2、碳源
    • 3、氮源：作为菌体成分的原料
    • 4、无机盐：常用元素（P、S、K、Na、Mg、Ga、Fe）微量元素（Zn、Cu、Mn、钴）
      • 各类无机盐的作用
        • ①构成有机化合物，成为菌体的成分；
        • ②作为酶的组成成分，维持酶的活性；
        • ③参与能量的储存和转运；
        • ④调节菌体内外渗透压；
        • ⑤某些元素与细菌的生长繁殖和致病作用密切相关。
    • 5、生长因子：生长因子是指某些细菌细菌生长所必须的但自身又不能合成，必须由外界供给的物质。
  • 三、细菌摄取营养物质的机制
    • 1、被动扩散
    • 2、主动转运系统
      • ①依赖于周浆间隙结合蛋白的转运系统；
      • ②化学渗透趋势转运系统；
      • ③基团转移。
  • 四、影响细菌生长的环境因素（简答）
    • 1、营养物质：水、碳源、氮源、无机盐及生长因子为细菌的代谢及生长繁殖提供必需的原料和充足的能量
    • 2、酸碱度(pH)：多数病原菌最适pH为7.2--7.6，而结核杆菌最适pH值为6.5--6.8，霍乱弧菌最适pH值为8.4--9.2。
    • 3、温度：病原菌最适温度为37度。
    • 4、气体
      • O2：根据细菌代谢时对氧气的需要与否分四类：
        • 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以完成需氧呼吸，仅能在有氧环境下生长。
        • ②微需氧菌
          • 在低氧压（5%-6%）生长最好。
        • ③兼性厌氧菌
          • 有氧无氧都能生长。大多数病原菌属于此类。
        • ④专性厌氧菌
          • 缺乏完善的呼吸酶系统，只能进行无氧发酵，必须在无氧环境中生长。
      • CO2：对细菌生长也很重要，大部分细菌在代谢中产生的CO2可满足需要，个别细菌初次分离时需人工供给5-10%CO2。
    • 5、渗透压
  • 五、细菌的生长繁殖
    • 1、细菌个体的生长繁殖：
      • 繁殖方式----细菌以简单的二分裂方式进行无性繁殖。
      • 繁殖速度----繁殖一代所需时间（代时）约20-30min。但少数细菌代时较长，如结核分枝杆菌代时为18小时。
        • 代时：细菌分裂数量倍增所需要的时间
    • 2、细菌群体的生长繁殖
      • 迟缓期（lag phase）：1-4h，细菌进入新环境，菌体增大，代谢活跃，分裂迟缓，繁殖极少
      • 对数期：8~18h。细菌分裂繁殖最快的时期，菌数以几何级数增长，研究细菌生物学性状的最佳时期。
      • 稳定期：由于营养物质的消耗，代谢产物的堆积，繁殖数与死亡数几乎相等。活菌数保持稳定。一些细菌的芽胞、外毒素和抗生素等代谢产物大多在稳定期产生。
      • 衰亡期：细菌形态显著改变
• 第三节 细菌的新陈代谢和能量转换
  • 分解、合成代谢；代谢旺盛，类型多样化。
  • 一、细菌的能量代谢
    • 细菌的能量代谢
      • 有机物分解、无机物氧化：底物/氧化磷酸化，合成ATP ； 生物氧化：生物体能量代谢基本生化反应，加氧、脱氢、脱电子 细菌：脱氢、氢的传递 大多数病原菌：发酵、需氧呼吸 糖类：病原菌合成细胞组分、获得能量的基质 糖酵解、磷酸戊糖途径、需氧呼吸、厌氧呼吸
  • 二、细菌的代谢产物
    • 分解代谢产物和细菌的生化反应
      • 细菌的生化反应实验
      • IMViC试验 I（吲哚）M（甲基红）Vi（VP）C（枸橼酸盐） 大肠杆菌 ＋＋－－ 产气杆菌－－＋＋
      • 糖发酵试验
        • 不同细菌酶系统不用，分解各种糖的能力和产物不同。 大肠埃希菌分解葡萄糖产酸产气。 伤寒沙门菌产酸不产气。
      • 吲哚试验I
        • 细菌分解色氨酸产生吲哚，加入吲哚试剂（对二甲基氨基苯甲醛），可产生玫瑰吲哚，呈现红色。 大肠埃希菌阳性 产气杆菌阴性
      • 甲基红试验M
      • VP试验V
      • 枸缘酸盐利用试验C
        • 某些细菌（产气杆菌）能利用枸橼酸盐作为唯一碳源生长繁殖，使培养基变为碱性，使指示剂溴麝香草酚蓝由淡绿变为深蓝色 大肠杆菌不能
      • 硫化氢试验
        • 细菌分解含硫氨基酸（胱氨酸、甲硫氨酸）产生硫化氢，与醋酸铅或硫酸亚铁反应生成黑色的硫化铅或硫化亚铁 变形杆菌 阳性 伤寒杆菌 阳性 大肠杆菌 阴性
      • 尿酸酶试验
        • 细菌分解尿素产生氨，使培养基变碱，酚红指示剂显示红色，为尿素酶试验阳性 变形杆菌 阳性
    • 合成代谢产物及其医学上的意义(简答
      • 1、热原质（致热源）
        • 是细菌合成的一种注入人体或动物体内能引起其发热反应的物质。产生热致源的细菌大都为格兰阴性菌，热致源即其细胞壁的脂多糖。 G-，脂多糖
        • 高压蒸汽灭菌（120℃,20min） 不被破坏
        • 液体中 吸附剂过滤
        • 液体中 蒸馏 吸附剂过滤 \玻璃器皿表面 250 ℃，干烤
      • 2、毒素及侵袭性酶
        • ①外毒素：多数G+菌和少数G-菌在生长繁殖过程中释放菌体外的蛋白质；
          • 外毒素的本质是蛋白质
        • ②内毒素：G-菌细胞壁的脂多糖；外毒素毒性强于内毒素。
          • 内毒素的本质是脂多糖
        • ③侵袭性酶：某些细菌产生的，能损伤机体组织，促使菌体的侵袭和扩散，是细菌重要的致病物质。
        • 金黄色葡萄球菌 凝固酶 乙型链球菌 链激酶、透明质酸酶 产气荚膜梭菌 卵磷脂酶
      • 3、色素
        • 鉴别细胞
        • ①水溶性；
        • ②脂溶性。
      • （4）抗生素（antibiotic） 某些微生物代谢过程中产生的一类能抑制或杀死某些其他微生物或肿瘤细胞的物质； 多由放线菌、真菌产生；多粘菌素（黏细菌）、杆菌肽（枯草杆菌）。 （5）细菌素（bacteriocin） 某些菌株产生的一类具有抗菌作用的蛋白，细菌分型和流行病学调查。 （6）维生素（vitamin） 大肠埃希菌：维生素B、维生素K
• 第四节 细菌的人工培养
  • 一、培养细菌的方法 提供营养物质和适宜的生长环境：35-37℃，18-24h（病原菌）； 根据不同标本和不同培养目的，常用：分离培养，纯培养
  • 二、培养基
    • 由人工方法配置而成的，专供微生物生长繁殖使用的混合营养制品。
    • 分类
      • 1、基础培养基
      • 2、增菌培养基
      • 3、选择培养基
      • 4、鉴别培养基
      • 5、厌氧培养基
  • 三、细菌在培养基中的生长情况
    • ㈠ 液体培养基
    • ㈡ 固体培养基
    • ㈢ 半固体培养基
  • 菌落：单个细菌分裂繁殖成肉眼可见的细菌集团。
    • 1、光滑型菌落
    • 2、粗糙型菌落
    • 3、粘液型菌落