医学微生物学-002细菌的生理

医学微生物学-002细菌的生理学习笔记，适用于预习、复习的参照。适用于考前复习，也可以综合其他资料使用。

第2章 细菌的生理

• 第一节细菌的理化性状
  • 1．细菌的化学组成 水、无机盐、蛋白质、糖类、脂质和核酸等。
  • 2．细菌的物理性状
    • 光学性质
      • 半透明颗粒（透射、折射）
    • 半透性
      • CW.CM选择性通透
    • 表面积大
      • 较一般生物体大10000倍
    • 内部渗透压高
      • G+20～25个大气压：G-5 ～6个大气压
    • 带电现象
      • G+pl为2～3．G- pl为4-5
• 第二节细菌的营养与生长繁殖
  • 1．细菌的营养物质（图1-2-1）
  • 2．细菌摄取营养物质的机制
    • （1）被动扩散：简单扩散、易化扩散。
    • （2）主动转运系统
      • ·ABC转运。
      • ·离子偶联转运。
      • ·基团转移：物质转运与代谢相结合。
      • ·特异性转运：载铁体转运铁。
  • 3．细菌营养类型
    • （1）自养菌（autotroph）：以无机物或光合作用为能源。
    • （2）异养菌（heterotroph）：以有机物为原料合成菌体成分，包括腐生菌和寄生菌病原都是异养菌，且大部为寄生菌。
  • 4．影响细菌生长的因素
    • （1）营养物质。
    • （2）氢离子浓度（pH）
      • ·多数细菌生长的pH为6.0～8.0。
      • ·多数病原菌最适pH为7.2～7.6。
    • （3）温度
      • ·嗜冷菌：最适生长温度为10～20℃。
      • ·嗜温菌：最适为20～40℃。
      • ·嗜热菌：最适为50～60℃。
      • ·多数病原菌最适37℃。
    • （4）气体
      • ·专性需氧菌：如结核分枝杆菌。
      • ·专性厌氧菌：如破伤风梭菌，O2对其有害。
      • ·缺乏氧化还原电势高的呼吸酶：细胞色素、细胞色素氧化酶。
      • ·缺乏分解有毒氧基团的酶：SOD、触酶、过氧化物酶。
      • ·兼性厌氧菌：大多数病原菌。
      • ·微需氧菌：如空肠弯曲菌，CO2对细菌的生长也很重要。大部分细菌在新陈代谢过程中产生的CO2可满足需要。
    • （5）渗透压：一般培养基渗透压适于大多数细菌。
  • 5．细菌的生长繁殖
    • （1）细菌个体的生长繁殖
      • ·二分裂繁殖：繁殖速度一般20～30分钟一代。
      • ·结核杆菌18～20小时才分裂一次。
    • （2）细菌群体的生长繁殖-生长曲线
      • ·迟缓期（ag phase)。
      • ·对数期（logarithmic phase)。
      • ·稳定期（stationary phase)。
      • ·衰亡期（decline phase）。
• 第三节细菌的新陈代谢和能量转换
  • （一）细菌的能量代谢
    • （1）细菌新陈代谢包括分解代谢与合成代谢。
      • ·分解代谢：营养物质分解和转化为能量的过程。
      • ·合成代谢：几种简单的前体＋能量，用于细胞组分的合成。
    • （2）主要涉及ATP形式的化学能。
    • （3）以有机物为受氢体的为发酵。
    • （4）以无机物为受氢体的称为呼吸。以分子氧为受氢体的是需氧呼吸，以其他无机物为受氢体的是厌氧呼吸。
  • （二）细菌的代谢产物
    • （1）细菌对糖、蛋白质的分解能力的不同，因而代谢产物各异，利用生物化学方法鉴别不同细菌称为细菌的生化反应
    • （2）IMViC试验常用于鉴定肠道杆菌，如大肠埃希菌（（＋＋－－）、产气杆菌（(--++)。
      • 表1-2-3 IMViC试验
        • I
          • 吲哚试验
        • Vi
          • VP试验
        • M
          • 甲基红试验
        • C
          • 枸橼酸盐利用实验
  • （3）合成代谢产物：
    • 热原质
      • 细菌合成的一种注入人体内引起发热反应的物质。大多数是G-菌的脂多糖。热原质耐高温，高压蒸汽灭菌不能破坏（121℃，20分钟），250℃高温干烤才能破坏
    • 内毒素
      • G-菌的脂多糖
    • 外毒素
      • G＋菌和少数G-菌产生的蛋白质
    • 侵袭性酶
      • 损伤机体组织，促进细菌侵袭和扩散，如卵磷脂酶（产气荚膜梭菌）、透明质酸酶（链球菌）
    • 抗生素
      • 多黏菌素、杆菌肽
    • 细菌素
      • 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
    • 维生素
      • 某些肠道菌合成，如B族维生素、维生素K
    • 色素
      • 金黄色葡萄球菌-金黄色色素（脂溶性）；铜绿假单胞菌-绿色色素（水溶性）可用于细菌鉴别
• 第四节细菌的人工培养
  • 1．细菌的培养方法
    • ·分离培养：划线接种在固体培养基的表面，因划线的分散作用，使许多原混杂的细菌在固体培养基表面上散开。
    • ·纯培养：挑取一个菌落，移种到另一培养基中，可生长出来的大量的纯种细菌。
    • ·发酵培养：在适宜的条件下，发酵罐中大量培养微生物（细菌、真菌等）细胞和生产代谢产物的工艺过程。
    • ·发酵培养-由实验室研究到产业化的过程：菌种筛选一摇瓶试验→发酵罐中试验→发酵生产。
  • 2．培养基
    • ·是由人工方法配制而成的，专供微生物生长繁殖使用的混合营养物制品。
    • ·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、固态、半固体培养基。
  • 3．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
      • 混浊
        • 大多数细菌
      • 沉淀
        • 链状生长的细菌
      • 菌膜
        • 专性需氧菌，如结核杆菌、枯草杆菌
    • （2）细菌在固体培养基中的生长情况
      • 分离培养
        • 将标本或培养物划线接种在固体培养基的表面，因划线的分散作用，使许多原混杂的细菌在固体培养基表面上散开
      • 菌落（colony）
        • 单个细菌分裂繁殖成一堆肉眼可见的细菌基团
    • （3）细菌在半固体培养基中的生长情况
      • 有鞭毛细菌
        • 扩散生长，周围浑浊
      • 无鞭毛细菌
        • 沿穿刺线生长，周围透明
  • 4．人工培养细菌的用途
    • 1）在医学中的应用
      • ·感染性疾病的病原学诊断。
      • ·细菌学的研究。
      • ·生物制品的制备。
    • 2）在工农业生产中的应用。
    • 3）在基因工程中的应用。
• 第五节 抑制或杀灭微生物的理化因素
  • 一、消毒灭菌常用术语
    • 1．灭菌（sterilization）杀灭物体上所有微生物的方法。
    • 2．消毒（disinfection）杀死物体上或环境中的病原微生物并不一定能杀死细菌芽胞或非病原微生物的方法。
    • 3．防腐（antisepsis）防止或抑制皮肤表面细菌生长繁殖的方法。
    • 4．清洁（leaning）是指通过除去尘埃和一切污秽以减少微生物数量的过程。
    • 5．无菌（asepsis）和无菌操作 无菌是无活菌的意思，多是灭菌的结果。防止细菌进入人体或其他物品的操作技术，称为无菌操作
    • 表1-2-8 常用消毒剂的使用范围、剂量和作用时间
  • 二、物理消毒灭菌法
    • （一）热力灭菌法
      • 1．干热灭菌法
        • ·焚烧：直接点燃或焚烧炉内焚烧。
        • ·烧灼：直接火焰灭菌。
        • ·干烤：利用干烤箱灭菌171℃维持1小时或160℃维持2小时或121℃维持16小时。
        • ·红外线：热效应 电磁波1～10μm最强。
      • 2．湿热灭菌法
        • （1）巴氏消毒法（pasteurization）
          • ·用较低温度杀灭液体中的病原菌或特定微生物，以保持物品中所需的不耐热成分不被破坏的消毒方法
          • ·61.1～62.8℃消毒30分钟；71.7℃消毒15～30秒。
        • （2）压力蒸汽灭菌法（autoclaving）
          • ·效果最好的灭菌方法，密闭蒸汽锅。
          • ·1.05kg/c㎡(103.4Pa)，121.3℃维持15～20分钟。
        • （3）煮沸法；流动蒸汽消毒法；间歇蒸汽灭菌法（fractional sterilization）在同样的温度、时间的条件下湿热灭菌效果好于干热灭菌。
    • （二）辐射杀菌法
      • 1．紫外线
        • ·原理：形成胸腺嘧啶二聚体。
        • ·杀菌波长200～300nm，265～266nm杀菌最强。
      • 2．电离辐射
      • 3．微波（microwave）。
    • （三）滤过除菌法
      • 1．滤菌器（filter）液体除菌。
      • 2．空气除菌 采用生物洁净技术。
    • （四）干燥与低温抑菌法
  • 三、化学消毒灭菌法
    • （一）高效消毒剂（high-level disinfectants）
      • （1）含氯消毒剂。
      • （2）过氧化物消毒剂。
      • （3）醛类消毒剂。
      • （4）环氧乙烷。
    • （二）中效消毒剂（intermediate-level disinfectants）
      • （1）含碘消毒剂。
      • （2）醇类消毒剂。
    • （三）低效消毒剂（low-level disinfectants）
      • （1）季铵盐类。
      • （2）氯已定。
      • （3）高锰酸钾。
  • 四、消毒灭菌的运用
    • （一）医疗器械物品的消毒灭菌
      • 1．高危器械物品 用时需进入无菌组织的物品，所有这些物品都应该灭菌。
      • 2．中危器械物品 用时不进入无菌组织但接触黏膜的器械，采用消毒即可。
      • 3．低危器械物品 只接触未损伤皮肤但不进入无菌组织和不接触黏膜的物品，一般用后清洗、消毒即可。
      • 4．快速周转的医疗器械
    • （二）室内空气消毒灭菌
      • 1．物理消毒法
        • （1）紫外线照射：（1.5W/m3，1小时）最常用。
        • （2）滤过除菌：空气通过孔径小于0.2μm的高效过滤装置以除去细菌和带菌尘埃。
      • 2．化学消毒法 包括化学消毒剂喷雾和熏蒸。
        • （1）过氧乙酸喷雾、熏蒸。
        • （2）过氧化氢喷雾。
        • （3）二氧化氯溶液喷洒。
        • （4）中草药点燃烟熏。
    • （三）手和皮肤的消毒
      • （1）用肥皂和流动水经常并正确洗手。
      • （2）病原微生物污染时应用消毒剂消毒。
  • 五、影响消毒灭菌效果的因素
    • （1）微生物的种类。
    • （2）微生物的物理状态。
    • （3）微生物的数量。
    • （4）消毒剂性质、浓度与作用时间。
    • （5）温度。
    • （6）酸碱度。
    • （7）有机物。
• 第六节细菌的分类
  • 属（genera）
    • 由密切相关的种组成，如金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌属
  • 种（species）
    • 细菌的基本分类单位
  • 型（type）
    • 同一种细菌基本性状相同，而某些方面的特征稍有不同，便可分为不同的型别
  • 株（strain）
    • 对不同来源的同一菌种的细菌称为该菌的不同菌株
• 医学微生物学 第2章 细菌的生理