《医学微生物学》细菌的生理

大二学生，专业为临床医学5 3，思维导图的内容选自教材：北大出版社的《医学微生物学》以及老师的ppt，用于期末复习。

2.细菌的生理

• 理化性状
  • 化学组成
    • 基本化学组成
      • 水、无机盐、蛋白质、脂质、核酸、糖
    • 特有化学组成
      • 磷壁酸、肽聚糖、D型氨基酸、二氨基庚二酸
    • 元素
      • 碳、氢、氧、氮、磷、硫、钙、钾、钠、镁、氯
  • 物理性状
    • 光学性质
      • 半透明体，悬液呈浑浊状，估计数量
    • 表面积
      • 代谢旺盛、繁殖迅速
    • 带电性
      • 蛋白质，带负电（染色）
      • 等电点（PI）
        • G+：2~3
        • G-：4~5
    • 半透性
      • 半透膜，物质交换
    • 渗透压
      • G-：5~6个大气压
      • G+：20~25个大气压
• 营养
  • 类型
    • 自养型
    • 异养型
      • 腐生菌、寄生菌
  • 所需
    • 碳源
      • 糖类
        • 合成菌体成分，供给能量
    • 氮源
      • 蛋白质、氨基酸
        • 合成菌体成分
    • 无机盐微量元素
      • 合成菌体成分
      • 维持酶活性
      • 能量储存和运输
      • 某些微量元素与致病性有关
      • 调节渗透压
    • 生长因子
      • 维生素、氨基酸、嘌呤、嘧啶、高铁血红素、辅酶
        • 补充细菌无法自主生成的有机营养物质、呼吸辅酶
    • 水
      • 营养物质的吸收和代谢
  • 摄取机制
    • 被动扩散
      • 简单扩散
      • 异化扩散
        • 细菌特异蛋白协助甘油转运
    • 主动转运系统（主要）
      • 依赖于周浆间隙结合蛋白的转运系统
        • 周浆间隙蛋白和ATP结合载体，G+菌脂蛋白
      • 化学渗透驱使转运系统
        • 质子、离子浓度差，电化学离子梯度酶
      • 基团转移
        • 物质转运与代谢相结合
      • 特异性转运
        • 铁载体
• 新陈代谢
  • 分解代谢
    • 分解代谢产物和细菌的生化反应
      • 糖发酵试验
        • 大肠埃希杆菌
          • 葡萄糖（+）、乳糖（+）
        • 伤寒沙门杆菌
          • 葡萄糖（+）、乳糖（-）
      • VP试验
        • 产气肠杆菌（+）
          • 葡萄糖→丙酮酸→乙酰甲基甲醇 →二乙酰→红色化合物
        • 大肠埃希菌（-）
          • 葡萄糖→丙酮酸 → 乙酰甲基甲醇
      • 枸橼酸盐利用试验
        • 产气肠杆菌（+）
        • 大肠埃希菌（-）
      • 甲基红试验
        • 产气肠杆菌（-）
          • 葡萄糖→丙酮酸→乙酰甲基甲醇 PH>5.4 甲基红呈橘黄色
        • 大肠埃希菌（+）
          • 葡萄糖→丙酮酸 PH≤4. 5 甲基红呈红色
      • 吲哚实验
        • 色氨酸→吲哚→玫瑰吲哚
          • 产气肠杆菌（-）
          • 大肠埃希菌（+）
      • 硫化氢试验
        • 含硫氨基酸→ H2S →FeS黑色
          • 变形杆菌
      • 尿素酶试验
        • 变形杆菌
    • IMViC 试验
      • 吲哚（I）、甲基红（M）、VP（V）、枸橼 酸盐利用（C）四种试验常用于鉴定肠道杆菌
      • 结果
        • 大肠埃希菌 “++--”
        • 产气肠杆菌“--++”
  • 合成代谢
    • 有机物转变为简单分子+ATP+还原性氢
    • 产物及医学意义
      • 热原质
        • 细菌产生的注入人体或动物体内能引起发热反应 的物质
        • 大多由G-菌产生
        • 成分为脂多糖
        • 耐高温
      • 毒素与侵袭性酶
        • 内毒素
        • 外毒素
        • 侵袭性酶
          • 损伤机体组织，促使细菌的侵袭和扩散
      • 色素
        • 水溶性色素、脂溶性色素
        • 产生条件：营养丰富、氧气充足、温度适宜
      • 抗生素
        • 由微生物产生的能抑制或杀死其他微生物或肿瘤 细胞的物质。主要由放线菌和真菌产生。
      • 细菌素
        • 有抗菌作用的蛋白质，仅对有亲缘关系的细菌有 杀伤作用
      • 维生素
  • 能量代谢
    • 有机物的分解，无机物的氧化-ATP
    • 病原菌:糖类的分解-发酵-供能
  • 细菌的分泌系统
    • 7种，分泌蛋白（毒素）到胞外，G-菌和少数G+ 菌
  • 细菌的免疫系统
    • 限制修饰系统
      • 限制性内切酶：打断外源DNA
      • 甲基化酶：DNA甲基化，保护DNA不被酶切
    • 流产感染系统
      • 噬菌体诱发细菌死亡，限制噬菌体增殖
    • 毒素-抗毒素系统
      • 毒素
        • 抑制细菌生长
      • 抗毒素
        • 拮抗毒素
    • CRISPR-Cass系统
      • 靶向破坏外源DNA
• 分类
  • 细菌的分类原则
    • 种系分类
  • 细菌的分类层次
    • 界、门、纲、目、科、属、种
  • 命名法（拉丁双名法）
    • 拉丁名：属名 + 种名
    • 中文名：种名+属名
• 人工培养
  • 培养细菌的方法
    • 分离培养
      • 菌落
        • 光滑型菌落
          • S型菌落
        • 粗糙型菌落
          • R型菌落
        • 粘液型菌落
          • M型菌落
    • 纯培养
      • 增菌
    • 条件
      • 温度：35-37℃
      • 时间：18-24小时
  • 培养基
    • 基础培养基
    • 增菌培养基
      • 血液琼脂培养基
    • 选择培养基
      • S.S琼脂培养基
    • 鉴别培养基
      • 糖发酵管
    • 厌氧培养基
    • 按物理状态分类
      • 液体培养基
        • 增菌
      • 固体培养基
        • 分离、 纯化
      • 半固体培养基
        • 动力检测
  • 应用
    • 医学
    • 工农业生产
    • 基因工程
• 生长与繁殖
  • 环境因素
    • 营养物质
    • 温度
      • 范围广泛，嗜冷菌、嗜热菌
    • pH
      • 7.2-7.6
    • 渗透压
      • 嗜盐菌、高渗
    • 气体
      • 专性需氧菌,专性厌氧菌, 兼性厌氧菌, 微需氧菌
  • 按细菌对氧的需要分类
    • 专性需氧菌
      • 有完善的呼吸酶系统
    • 专性厌氧菌
      • 缺乏完善的呼吸酶系统
        • 缺乏氧化还原电势高的酶：细胞色素，细胞色素氧化酶
        • 缺乏分解有毒氧基团的酶：超氧化物歧化酶
    • 兼性厌氧菌
      • 大多数病原菌
    • 微需氧菌
      • 低氧压时生长最好，高时抑制
  • 细菌个体的生长与繁殖
    • 无性繁殖
    • 二分裂方式
    • 代时：20-30分钟
    • 分裂过程
      • 中介体介导G+菌分裂
      • G-菌分裂
  • 细菌群体的生长与繁殖
    • 迟缓期
      • 短暂的适应阶段
        • 菌体增大,代谢活跃
    • 对数生长期
      • 生长迅速阶段
        • 细菌的生物学性状稳定,对外界敏感
    • 稳定期
      • 细菌数平衡阶段
        • 产生代谢产物
    • 衰亡期
      • 活菌数减少阶段