細菌的營養(yǎng)與生長繁殖

1、細菌 生長,細菌 繁殖,第二節(jié) 細菌的營養(yǎng)與生長繁殖第三節(jié) 細菌的新陳代謝,第二節(jié) 細菌的營養(yǎng)與生長繁殖,1. 細菌細胞的化學組成 2. 細菌所需的營養(yǎng)物質 3. 吸收營養(yǎng)物質的方式 4. 細菌的營養(yǎng)類型 5. 細菌的生長繁殖（掌握） 6. 細菌的人工培養(yǎng)（熟悉,營養(yǎng)物質（nutrient）：細菌生長繁殖、進行生理活動所需的物質，是細菌生存的重要物質基礎。 營養(yǎng)（nutrition）：獲得和利用營養(yǎng)物質的過程，是細菌維持和延續(xù)其生命形式的一種生理過程,一、細菌細胞的化學組成,1.化學元素（chemical elements,mainly elements,trace elements,chem

2、ical elements,C、H、O、N、S、P 結構組成 Na、K、 Ca 滲透壓、電勢 Mg、Fe、Mn 輔酶,2、化學組分(chemical components,脂類 結核分枝桿菌含量高（） 特有成分 肽聚糖 、磷壁酸、吡啶二羧酸,二、細菌需要的營養(yǎng)物質,營養(yǎng)物質 nutrient,碳源 carbon source,氮源 nitrogen source,無機鹽 inorganic salt,生長因子 growth factor,水 water,1.碳源：合成菌體的必需原料，獲取能量的來源 無機碳源和有機碳源 各種有機碳源中，容易被細菌吸收的是糖類物質 如：葡萄糖、蔗糖、麥芽糖、果糖、

3、甘露醇等 2.氮源：合成菌體蛋白（結構、功能）、核酸 無機氮源、有機氮源和氮氣分子 大多數(shù)利用前兩種 固氮菌有固氮作用，可以借助特殊的酶將分子 態(tài)的氮轉化成氨和其他氮化物,3.無機鹽：細胞生長必需的各種金屬元素及微量元素 酶或輔酶的組分 調節(jié)酶活性 調節(jié)胞內滲透壓、氧化還原電位 特殊類型細菌的能源 維持生物大分子和細胞結構的穩(wěn)定性,4.生長因子：菌體自身不能合成或合成量不足,需要外源 加入的、微量即可的營養(yǎng)物質。 如：維生素、 氨基酸等 營養(yǎng)缺陷型細菌 流感嗜血桿菌需 X（高鐵血紅素）, V因子（輔酶或） ，而金葡可產生， 兩者共培養(yǎng)時出現(xiàn)衛(wèi)星菌落現(xiàn)象 5.水：菌體重要成分 功能 細胞組分、溶

4、媒、參與代謝、適宜反應溫度的保障、維持大分子構象穩(wěn)定,三、吸收營養(yǎng)物質的方式,借助細胞壁和細胞膜的結構和功能完成,營養(yǎng)物質 運輸方式,簡單擴散,基團轉移,促進擴散,主動運輸,四、細菌的營養(yǎng)類型,按照碳源、能源及電子供體性質的差異分類,營養(yǎng) 類型,光能營養(yǎng)型,化能營養(yǎng)型,光能自養(yǎng)型,光能異養(yǎng)型,化能自養(yǎng)型,化能異養(yǎng)型,腐生型,寄生型,五、細菌的生長繁殖,一）細菌生長繁殖的條件,主要環(huán)境因素：營養(yǎng)物質、溫度、pH值、氧氣等,1.營養(yǎng)物質：提供原料、能量 2.酸堿度：即pH值 細菌細胞借此調節(jié)胞膜的狀態(tài) 以保證酶促反應的進行 大多數(shù)細菌的最適pH值是6.8-7.4 特殊 如：偏酸性的結核桿菌， PH

5、為6.5-6.8 偏堿性的霍亂弧菌，PH值為8.8-9.0,3.溫度：對細菌的生長速度影響最大 致病菌 一般 37，過高殺菌，過低抑菌 細菌以此分為： 嗜冷菌：5 -30 最適10 -20 嗜溫菌: 10 -50 最適30 -37 嗜熱菌： 25 -80 最適50 -60 4.氣體： CO2 O2 CO2 : 少數(shù)細菌初次分離培養(yǎng)需5-10% CO2 獲得方法：燭缸法、 CO2培養(yǎng)箱,O2 : 代謝時對氧分子的需求程度不同分為： 需氧菌 ：有完善的呼吸酶系統(tǒng)，僅在有氧時生長， 如：結核桿菌 微需氧菌：低氧分壓時長勢良好，過高則抑制， 如: 空腸彎曲菌 耐氧菌：一般不需要O2 ， O2 存在也影

6、響不大 如：乳酸菌,兼性厭氧菌 ： 兼有需氧呼吸和無氧發(fā)酵兩種功能，有無 O2 的環(huán)境下皆可生長，但以有氧時生長態(tài) 勢較好，大多數(shù)病原菌都屬此類 專性厭氧菌： O2對其生長有毒害作用，如：破傷風梭菌 專性厭氧菌在有氧條件下不能生長的原因： 缺乏細胞色素和細胞色素氧化酶 不能獲得營養(yǎng)物質 缺乏超氧化物歧化酶、過氧化氫酶超氧陰離子、過氧化 氫的毒害作用 超氧化物歧化酶_生成H2O2 過氧化物酶_分解H2O2,二）細菌的繁殖方式,細菌多無性繁殖 細菌以簡單的二分裂方式進行繁殖，繁殖一代所需時間約2030 min；但少數(shù)細菌代時較長， 如: 結核分枝桿菌代時為18h-24h,六、細菌的人工培養(yǎng),一）培

7、養(yǎng)基(medium) 人工配制的滿足細菌及其他微生物生長繁殖或積累代謝產物的營養(yǎng)基質,配制注意事項,培養(yǎng)基的類型 按主要營養(yǎng)物質的來源：天然培養(yǎng)基和合成培養(yǎng)基 按物理狀態(tài)：固體、液體、半固體培養(yǎng)基 按用途：基礎培養(yǎng)基 營養(yǎng)培養(yǎng)基 選擇培養(yǎng)基 鑒別培養(yǎng)基 厭氧培養(yǎng)基,二）細菌的培養(yǎng)方法及生長現(xiàn)象 1.固體培養(yǎng)法：細菌的分離、純化、鑒定、保存、計數(shù) 2.液體培養(yǎng)法：收集菌體、獲得發(fā)酵產物、菌種鑒定 3.半固體培養(yǎng)法：觀察運動、保種、測定生化反應 4.厭氧培養(yǎng)法：厭氧菌的培養(yǎng),細菌在固體培養(yǎng)基中的生長情況,液體培養(yǎng)基中,沉淀生長,混濁生長,表面生長,混濁生長,沿穿刺線生長,無鞭毛細菌,半固體培養(yǎng)基中

8、,有鞭毛細菌,三）細菌的生長繁殖規(guī)律 生長曲線,生長曲線（growth curve） 描述細菌群體在整個培養(yǎng)期間的菌數(shù)變化規(guī)律 的曲線。典型的生長曲線可分為延遲期、對數(shù)期、 穩(wěn)定期和衰亡期,2、細菌群體的生長繁殖 遲緩期 (lag phase): 適應、活化期 對數(shù)期 (log phase)：迅速生長期，典型性 穩(wěn)定期 (stationary phase)：新生、死亡平衡特征產物積累期 衰亡期 (decline phase)：營養(yǎng)少，代謝物蓄積，菌體死亡,細菌群體的生長曲線（growth curve） 以此指導對細菌的研究和生產實踐,四）細菌生長量的測定,測定依據(jù)：細菌的數(shù)目、重量及生理指標

9、1.計數(shù)法：直接計數(shù)、間接計數(shù)、比濁法 2.重量法：濕重法、干重法 3.生理指標法：呼吸強度、耗氧量、酶活性等,復習題目,1.營養(yǎng)； 營養(yǎng)物質； 培養(yǎng)基； 生長曲線 2.專性厭氧菌在有氧環(huán)境下不能生長的原因。 3.試述細菌群體生長繁殖的規(guī)律。 4.細菌生長量的測定方法有哪些,第三節(jié) 細菌的新陳代謝,細菌的新陳代謝(metabolism)是指菌體細胞內分解代謝與合成代謝的總和，其顯著特點是 代謝旺盛和代謝類型的多樣化 比表面積（表面積/體積）： 人0.024 細菌5000 名詞： 分解代謝 (catabolism) 合成代謝 (anabolism,細菌的酶,存在部位 產生方式 專一性 限制與修飾

10、系統(tǒng),1、能量的代謝 主要以糖類為底物，通過氧化或酵解釋放 能量，并以高能磷酸鍵的形式（ADP、 ATP）儲存起來。 具體的產能方式及其途徑如下,1）糖分解 A、EMP（糖酵解） 1G2丙酮酸2（NADH+H+）+ 2ATP B、磷酸戊糖途徑（一磷酸己糖途徑） 1己糖1甘油醛- 6（ NADPH+H+ ）+ 3CO2,P,2）需氧呼吸： EMP三羧循環(huán)電子傳遞鏈（呼吸 酶系） 1G CO2 + H2O + 38ATP （3）發(fā)酵 1G 乳酸2ATP,2、細菌的代謝產物： 分解產物與合成產物 （1）分解代謝產物和細菌的生化反應 細菌的生化反應實驗： 酶系不同 對底物分解能力不同 最終代謝產物不同

11、,對糖的分解： 需氧 TCAC：CO2、H2O 多糖 胞外酶 單糖 丙酮酸 厭氧 酸、醛、醇等,對蛋白質的分解： 脫氨基酶 NH3 +酸 Pr.胞外酶 短肽、AA 脫羧基酶 胺+CO2,常見的生化反應,對 糖 的 發(fā) 酵,對 蛋白質的發(fā)酵,枸櫞酸鹽利用試驗,尿素酶試驗,甲基紅試驗,吲哚試驗,硫化氫試驗,單糖發(fā)酵試驗,VP試驗,其他試驗,糖發(fā)酵： 單糖 甲酸 CO2 + H2O,硫化氫試驗： 胱氨酸 醋酸鉛 硫化鉛 硫化氫 甲硫氨酸 硫酸亞鐵 硫化亞鐵,尿素酶試驗： 尿素尿素酶 氨 （酚紅指示劑變紅,吲哚試驗（霍亂紅反應） ： 色氨酸 靛基質 + 對二甲基氨 玫瑰靛基質 （吲哚） 基苯甲醛 （紅

12、色,糖發(fā)酵試驗,不同細菌分解 糖類的能力和 代謝產物不同。 乳糖：大腸 埃希菌可分 解，而致病 性腸道桿菌 則不能,糖VP試驗,大腸桿菌：- 產氣桿菌：,二分子丙酮酸 + 乙酰甲基甲醇 二乙酰 胍基化合物 （紅色沉淀,大腸桿菌：+ 產氣桿菌,產氣 葡萄糖 丙酮酸 乙酰甲基 甲醇中性 PH5.4,甲基紅試驗,枸櫞酸利用試驗,大腸桿菌： 產氣桿菌：,枸唯一碳源， 銨N源，生氨，堿性，為陽,吲哚試驗,大腸桿菌：+ 產氣桿菌,H2S試 驗,乙型副傷寒沙門 氏菌和變形桿菌,含硫氨基酸,硫化氫,遇鐵或鉛,硫化物,尿素酶試驗,變形桿菌 （尿素酶,尿素,氨（堿性,輔助鑒定細菌、診斷傳染病 1、分解糖產物 (1

13、) 糖發(fā)酵試驗：此類菌具有脫氫酶，可分解 多糖、單糖產生多種酸和氣體 (2)甲基紅試驗： （3）VP試驗,2、 分解蛋白： 吲哚試驗、硫化氫試驗 3、枸櫞酸鹽利用試驗 吲哚（I）、甲基紅（M） 、VP （V） 、 枸掾酸鹽利用（C）四種實驗常用于鑒定 腸道桿菌，合稱為IMViC實驗。 以上示例中可知： 大腸桿菌： “ ” 產氣腸桿菌：“ ” 4、尿素酶試驗,I M Vi C試驗 大腸埃希菌 + + - - 產氣桿菌 - - +,2）合成代謝產物,A 、具致病作用 1 、熱原質(pyrogen) G的內毒素（脂多糖）；G的外毒素 致熱性 發(fā)熱 耐熱性 180 4h 250 30min 去除方法：干烤、過濾吸附,2、侵襲性酶：透明質酸酶、血漿凝固酶 卵磷脂酶、鏈激酶、 DNA酶 3、毒素 G是內毒素（脂多糖）；G是外 毒素 如破傷風痙攣毒素，肉毒毒素,1.合成產物：