細(xì)菌的營養(yǎng)與生長繁殖

1、細(xì)細(xì) 菌菌細(xì)菌細(xì)菌生長生長細(xì)菌細(xì)菌繁殖繁殖吸取營營養(yǎng)養(yǎng)新陳代謝代謝第二節(jié) 細(xì)菌的營養(yǎng)與生長繁殖第三節(jié) 細(xì)菌的新陳代謝第二節(jié) 細(xì)菌的營養(yǎng)與生長繁殖1. 細(xì)菌細(xì)胞的化學(xué)組成2. 細(xì)菌所需的營養(yǎng)物質(zhì)3. 吸收營養(yǎng)物質(zhì)的方式4. 細(xì)菌的營養(yǎng)類型5. 6. ：細(xì)菌生長繁殖、進(jìn)行生理活動所需的物質(zhì)，是細(xì)菌生存的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。：獲得和利用營養(yǎng)物質(zhì)的過程，是細(xì)菌維持和延續(xù)其生命形式的一種生理過程。一、細(xì)菌細(xì)胞的化學(xué)組成一、細(xì)菌細(xì)胞的化學(xué)組成1.化學(xué)元素mainly elementstrace elementschemical elements c、h、o、n、s、p 結(jié)構(gòu)組成結(jié)構(gòu)組成 na、k、 ca 滲透壓

2、、電勢滲透壓、電勢 mg、fe、mn 輔酶輔酶組分組分水水蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)核酸核酸糖類糖類脂類脂類維生素維生素所占比重所占比重細(xì)菌重量70-90%固形成分40-80%干重3%固形成分10-30%固形成分 1-7%存在形式存在形式結(jié)合水游離水簡單蛋白復(fù)合蛋白dnarna復(fù)雜組分游離形式脂肪酸、磷脂等維生素b族主要功能主要功能參與有機物組成溶媒，參與各種生理活動細(xì)胞結(jié)構(gòu)的基本物質(zhì)、酶組分，參與各種生命活動遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)參與控制蛋白質(zhì)的生物合成細(xì)菌細(xì)胞壁、莢膜等結(jié)構(gòu)貯藏性能源各種膜成分，細(xì)胞壁成分，能源性物質(zhì)輔酶前體2、化學(xué)組分(chemical components) l脂類脂類 結(jié)核分枝桿菌含量高（

3、結(jié)核分枝桿菌含量高（）l特有成分特有成分 肽聚糖肽聚糖 、磷壁酸、吡啶二羧、磷壁酸、吡啶二羧酸酸二、細(xì)菌需要的營養(yǎng)物質(zhì)二、細(xì)菌需要的營養(yǎng)物質(zhì)營養(yǎng)物質(zhì)營養(yǎng)物質(zhì)nutrient 碳源 carbon source氮源 nitrogen source無機鹽 inorganic salt生長因子 growth factor水 water4.4.生長因子：生長因子：菌體自身不能合成或合成量不足菌體自身不能合成或合成量不足, ,需要外源需要外源 加入的、微量即可的營養(yǎng)物質(zhì)。加入的、微量即可的營養(yǎng)物質(zhì)。 如：維生素、如：維生素、 氨基酸等氨基酸等 營養(yǎng)缺陷型細(xì)菌營養(yǎng)缺陷型細(xì)菌 流感嗜血桿菌需流感嗜血桿菌需 x

4、 x（高鐵血紅素）（高鐵血紅素）, , v v因子（輔酶因子（輔酶或或） ，而金葡可產(chǎn)生，而金葡可產(chǎn)生， 兩者共培養(yǎng)時出現(xiàn)兩者共培養(yǎng)時出現(xiàn)衛(wèi)星菌落衛(wèi)星菌落現(xiàn)象現(xiàn)象 三、吸收營養(yǎng)物質(zhì)的方式 借助細(xì)胞壁和借助細(xì)胞壁和細(xì)胞膜細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能完成的結(jié)構(gòu)和功能完成營養(yǎng)物質(zhì)營養(yǎng)物質(zhì)運輸方式運輸方式簡單擴散簡單擴散 運輸運輸 方式方式濃度濃度方向方向載體載體動力動力構(gòu)型構(gòu)型變化變化營養(yǎng)營養(yǎng)物質(zhì)物質(zhì)簡單擴散簡單擴散高高低低濃度梯度濃度梯度水、脂肪酸水、脂肪酸促進(jìn)擴散促進(jìn)擴散高高低低載體載體濃度梯度濃度梯度+氨基酸、單糖氨基酸、單糖主動運輸主動運輸?shù)偷透吒咛禺愋蕴禺愋詽B透酶滲透酶 能量能量離子、糖類、離子、糖

5、類、氨基酸氨基酸基團轉(zhuǎn)移基團轉(zhuǎn)移促進(jìn)擴散促進(jìn)擴散主動運輸主動運輸 四、細(xì)菌的營養(yǎng)類型四、細(xì)菌的營養(yǎng)類型按照碳源、能源及電子供體性質(zhì)的差異分類營養(yǎng)營養(yǎng)類型類型光能營養(yǎng)型光能營養(yǎng)型化能營養(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(xì)菌的生長繁殖五、細(xì)菌的生長繁殖（一）細(xì)菌生長繁殖的條件（一）細(xì)菌生長繁殖的條件主要環(huán)境因素：營養(yǎng)物質(zhì)、溫度、ph值、氧氣等1.1.營養(yǎng)物質(zhì)：營養(yǎng)物質(zhì)：提供原料、能量提供原料、能量2.2.酸堿度：酸堿度：即即phph值值 細(xì)菌細(xì)胞借此調(diào)節(jié)胞膜的狀態(tài)細(xì)菌細(xì)胞借此調(diào)節(jié)胞膜的狀態(tài) 以保證酶促反應(yīng)的進(jìn)行以保證酶促反應(yīng)的進(jìn)行 大多數(shù)細(xì)菌的大多數(shù)細(xì)菌的最適最

6、適phph值是值是6.8-7.46.8-7.4 特殊特殊 如：如：偏酸性的結(jié)核桿菌，偏酸性的結(jié)核桿菌， phph為為6.5-6.86.5-6.8 偏堿性的霍亂弧菌，偏堿性的霍亂弧菌，phph值為值為8.8-9.08.8-9.03.3.溫度溫度：對細(xì)菌的生長速度影響最大對細(xì)菌的生長速度影響最大 致病菌致病菌 一般一般 37，過高殺菌，過低抑菌，過高殺菌，過低抑菌 細(xì)菌以此分為：細(xì)菌以此分為： 嗜嗜冷冷菌：菌：5 -30 最適最適10 -20 嗜嗜溫溫菌菌: 10 -50 最適最適30 -37 嗜嗜熱熱菌：菌： 25 -80 最適最適50 -60 4.4.氣體：氣體： co2 o2 co2 : 少

7、數(shù)細(xì)菌初次分離培養(yǎng)需少數(shù)細(xì)菌初次分離培養(yǎng)需5-10% co2 獲得方法：獲得方法：燭缸法、燭缸法、 co2培養(yǎng)箱培養(yǎng)箱 o2 : 代謝時對氧分子的需求程度不同分為：代謝時對氧分子的需求程度不同分為：需氧菌需氧菌 ：有完善的呼吸酶系統(tǒng)，僅在有氧時生長，：有完善的呼吸酶系統(tǒng)，僅在有氧時生長， 如：結(jié)核桿菌如：結(jié)核桿菌微需氧菌微需氧菌：低氧分壓時長勢良好，過高則抑制，：低氧分壓時長勢良好，過高則抑制， 如如: 空腸彎曲菌空腸彎曲菌耐氧菌耐氧菌：一般不需要：一般不需要o2 ， o2 存在也影響不大存在也影響不大 如：乳酸菌如：乳酸菌兼性厭氧菌兼性厭氧菌 ： 兼有需氧呼吸和無氧發(fā)酵兩種功能，有無兼有需氧

8、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)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)病原菌都屬此類勢較好，大多數(shù)病原菌都屬此類專性厭氧菌專性厭氧菌： o2對其生長有毒害作用，如：破傷風(fēng)梭菌對其生長有毒害作用，如：破傷風(fēng)梭菌專性厭氧菌在有氧條件下不能生長的原因?qū)Ｐ詤捬蹙谟醒鯒l件下不能生長的原因： 缺乏細(xì)胞色素和細(xì)胞色素氧化酶缺乏細(xì)胞色素和細(xì)胞色素氧化酶 不能獲得營養(yǎng)物質(zhì)不能獲得營養(yǎng)物質(zhì) 缺乏超氧化物歧化酶、過氧化氫酶缺乏超氧化物歧化酶、過氧化氫酶超氧陰離子、過氧化超氧陰離子、過氧化 氫的毒害作用氫的毒害作用 （二）細(xì)菌的繁殖方式（二）細(xì)菌的繁殖方式細(xì)菌細(xì)菌多

9、多無性無性繁殖繁殖 細(xì)菌以簡單的細(xì)菌以簡單的二分裂二分裂方式方式進(jìn)行繁殖，繁殖一進(jìn)行繁殖，繁殖一代所需時間約代所需時間約2030 min；但少數(shù)細(xì)菌代時較長，但少數(shù)細(xì)菌代時較長， 如如: 結(jié)核分枝桿菌代時結(jié)核分枝桿菌代時為為18h-24h。六、六、medium 配制注意事項配制注意事項合適配方注意成分濃度比例ph適宜 無 菌培養(yǎng)基的類型培養(yǎng)基的類型按主要營養(yǎng)物質(zhì)的來源：按主要營養(yǎng)物質(zhì)的來源：天然培養(yǎng)基和合成培養(yǎng)基天然培養(yǎng)基和合成培養(yǎng)基按物理狀態(tài)：按物理狀態(tài)：固體、液體、半固體培養(yǎng)基固體、液體、半固體培養(yǎng)基按用途：按用途：基礎(chǔ)培養(yǎng)基基礎(chǔ)培養(yǎng)基 營養(yǎng)培養(yǎng)基營養(yǎng)培養(yǎng)基 選擇培養(yǎng)基選擇培養(yǎng)基 鑒別培養(yǎng)

10、基鑒別培養(yǎng)基 厭氧培養(yǎng)基厭氧培養(yǎng)基（二）細(xì)菌的培養(yǎng)方法及生長現(xiàn)象（二）細(xì)菌的培養(yǎng)方法及生長現(xiàn)象 1.1.固體培養(yǎng)法：固體培養(yǎng)法：細(xì)菌的分離、純化、鑒定、保存、計數(shù)細(xì)菌的分離、純化、鑒定、保存、計數(shù) 2.2.液體培養(yǎng)法：液體培養(yǎng)法：收集菌體、獲得發(fā)酵產(chǎn)物、菌種鑒定收集菌體、獲得發(fā)酵產(chǎn)物、菌種鑒定 3.3.半固體培養(yǎng)法：半固體培養(yǎng)法：觀察運動、保種、測定生化反應(yīng)觀察運動、保種、測定生化反應(yīng) 4.4.厭氧培養(yǎng)法：厭氧培養(yǎng)法：厭氧菌的培養(yǎng)厭氧菌的培養(yǎng)細(xì)菌在固體培養(yǎng)基中的生長情況細(xì)菌在固體培養(yǎng)基中的生長情況光滑型菌落光滑型菌落粗糙型粗糙型菌落菌落粘液型菌落粘液型菌落液體培養(yǎng)基中液體培養(yǎng)基中菌膜菌膜菌沉淀

11、菌沉淀均勻渾濁均勻渾濁對照對照混濁生長混濁生長沿穿刺線生長沿穿刺線生長無鞭毛細(xì)菌無鞭毛細(xì)菌半固體培養(yǎng)基中半固體培養(yǎng)基中有鞭毛細(xì)菌有鞭毛細(xì)菌（三）細(xì)菌的生長繁殖規(guī)律（三）細(xì)菌的生長繁殖規(guī)律 生長曲線生長曲線生長曲線（growth curve） 描述細(xì)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、延遲期、對數(shù)期、穩(wěn)定期和衰亡期穩(wěn)定期和衰亡期。2、細(xì)菌、細(xì)菌群體群體的生長繁殖的生長繁殖 遲緩期遲緩期 (lag phase): 適應(yīng)、活化期適應(yīng)、活化期 對數(shù)期對數(shù)期 (log phase)：迅速生長期，：迅速生長期，典型性典型性 穩(wěn)定期穩(wěn)定期 (stationary p

12、hase)：新生、死亡平衡：新生、死亡平衡特征產(chǎn)物積累期特征產(chǎn)物積累期 衰亡期衰亡期 (decline phase)：營養(yǎng)少，代謝物蓄積，菌體死亡：營養(yǎng)少，代謝物蓄積，菌體死亡（四）細(xì)菌生長量的測定（四）細(xì)菌生長量的測定測定依據(jù)：細(xì)菌的數(shù)目、重量及生理指標(biāo)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(biāo)法：呼吸強度、耗氧量、酶活性等復(fù)習(xí)題目復(fù)習(xí)題目 細(xì)菌的細(xì)菌的新陳代謝新陳代謝(metabolism)是指菌體細(xì)是指菌體細(xì)胞內(nèi)分解代謝與合成代謝的總和，其顯著特胞內(nèi)分解代謝與合成代謝的總和，其顯著特點是點是 代謝代謝旺盛旺盛和代謝類型的多樣化和代謝類型的多樣化 比表面

13、積比表面積（表面積（表面積/體積）：體積）： 人人0.024 細(xì)菌細(xì)菌5000 名詞：名詞： 分解代謝分解代謝 (catabolism) 合成代謝合成代謝 (anabolism)細(xì)菌的酶細(xì)菌的酶1 1、能量的代謝、能量的代謝主要以主要以糖類糖類為底物，通過氧化或酵解釋放為底物，通過氧化或酵解釋放 能量，并以能量，并以高能磷酸鍵高能磷酸鍵的形式（的形式（adp、 atp）儲存起來。）儲存起來。具體的產(chǎn)能方式及其途徑如下：具體的產(chǎn)能方式及其途徑如下：（1 1）糖分解）糖分解 a、emp（糖酵解）（糖酵解） 1g2丙酮酸丙酮酸2（nadh+h+）+ 2atp b、磷酸戊糖途徑（一磷酸己糖途徑）磷酸戊

14、糖途徑（一磷酸己糖途徑） 1 1己糖己糖1 1甘油醛甘油醛- - 6 6（ nadph+hnadph+h+ + ）+ 3co+ 3co2 2 p（2 2）需氧呼吸）需氧呼吸： emp三羧循環(huán)電子傳遞鏈（呼吸三羧循環(huán)電子傳遞鏈（呼吸 酶系）酶系） 1g co2 + h2o + 38atp（3 3）發(fā)酵）發(fā)酵 1g 乳酸乳酸2atp2、細(xì)菌的代謝產(chǎn)物：、細(xì)菌的代謝產(chǎn)物： 分解產(chǎn)物分解產(chǎn)物與與合成產(chǎn)物合成產(chǎn)物（1）分解代謝產(chǎn)物和細(xì)菌的生化反應(yīng)分解代謝產(chǎn)物和細(xì)菌的生化反應(yīng) 細(xì)菌的生化反應(yīng)實驗：細(xì)菌的生化反應(yīng)實驗： 酶系不同酶系不同 對底物分解能力不同對底物分解能力不同 最終代謝產(chǎn)物不同最終代謝產(chǎn)物不同

15、l對糖的分解：對糖的分解： 需氧需氧 tcac：co2、h2o多糖多糖 胞外酶胞外酶 單糖單糖 丙酮酸丙酮酸 厭氧厭氧 酸、醛、醇等酸、醛、醇等l對蛋白質(zhì)的分解：對蛋白質(zhì)的分解： 脫氨基酶脫氨基酶 nh3 +酸酸pr.胞外酶胞外酶 短肽、短肽、aa 脫羧基酶脫羧基酶 胺胺+co2常見的生化反應(yīng)常見的生化反應(yīng)對對糖糖的的發(fā)發(fā)酵酵對對蛋蛋白白質(zhì)質(zhì)的的發(fā)發(fā)酵酵枸櫞酸鹽利用試驗枸櫞酸鹽利用試驗?zāi)蛩孛冈囼災(zāi)蛩孛冈囼灱谆t試驗甲基紅試驗吲哚試驗吲哚試驗硫化氫試驗硫化氫試驗單糖發(fā)酵試驗單糖發(fā)酵試驗vp試驗試驗其其他他試試驗驗糖發(fā)酵：糖發(fā)酵： 單糖單糖 甲酸甲酸 co2 + h2o硫化氫試驗硫化氫試驗：胱氨酸

16、胱氨酸 醋酸鉛醋酸鉛 硫化鉛硫化鉛 硫化氫硫化氫 甲硫氨酸甲硫氨酸 硫酸亞鐵硫酸亞鐵 硫化亞鐵硫化亞鐵尿素酶試驗：尿素酶試驗： 尿素尿素尿素酶尿素酶 氨氨 （酚紅指示劑變（酚紅指示劑變紅紅）吲哚試驗吲哚試驗（霍亂（霍亂紅紅反應(yīng)）反應(yīng)） ：色氨酸色氨酸 靛基質(zhì)靛基質(zhì) + 對二甲基氨對二甲基氨 玫瑰靛基質(zhì)玫瑰靛基質(zhì) （吲哚）（吲哚） 基苯甲醛基苯甲醛 （紅色）（紅色）糖發(fā)糖發(fā)酵試酵試驗驗不同細(xì)菌分解不同細(xì)菌分解糖類的能力和糖類的能力和代謝產(chǎn)物不同。代謝產(chǎn)物不同。乳糖：大腸乳糖：大腸埃希菌可分埃希菌可分解，而致病解，而致病性腸道桿菌性腸道桿菌則不能。則不能。糖糖vp試驗試驗陰性陰性陽性陽性大腸桿菌：

17、大腸桿菌：-產(chǎn)氣桿菌：產(chǎn)氣桿菌：+二分子丙酮酸二分子丙酮酸+乙酰甲基甲醇乙酰甲基甲醇二乙酰二乙酰 胍基化合物胍基化合物（紅色沉淀）（紅色沉淀）陽性陽性陰性陰性對照對照大腸桿菌：大腸桿菌：+產(chǎn)氣桿菌：產(chǎn)氣桿菌：產(chǎn)氣產(chǎn)氣葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸乙酰甲基乙酰甲基甲醇甲醇中性中性ph5.4ph5.4甲基紅試驗甲基紅試驗枸櫞酸利用試枸櫞酸利用試驗驗大腸桿菌：大腸桿菌：產(chǎn)氣桿菌：產(chǎn)氣桿菌：+枸枸唯一碳源，唯一碳源，銨銨n源，生源，生氨，堿性，為氨，堿性，為陽陽 陽陽性性吲哚試驗吲哚試驗大腸桿菌：大腸桿菌：+產(chǎn)氣桿菌：產(chǎn)氣桿菌： h2s試試 驗驗乙型副傷寒沙門乙型副傷寒沙門氏菌和變形桿菌氏菌和變形桿菌含硫氨

18、基酸含硫氨基酸硫化氫硫化氫遇鐵或鉛遇鐵或鉛硫化物硫化物尿素尿素酶試酶試驗驗對照對照陽性陽性陰性陰性變形桿菌變形桿菌（尿素酶）（尿素酶）尿素尿素氨（堿性）氨（堿性）輔助鑒定細(xì)菌、診斷傳染病輔助鑒定細(xì)菌、診斷傳染病1、分解糖產(chǎn)物、分解糖產(chǎn)物 (1) 糖發(fā)酵試驗：此類菌具有脫氫酶，可分解糖發(fā)酵試驗：此類菌具有脫氫酶，可分解 多糖、單糖產(chǎn)生多種酸和氣體多糖、單糖產(chǎn)生多種酸和氣體 (2)甲基紅試驗：甲基紅試驗：（3）vp試驗：試驗：2、 分解蛋白：分解蛋白： 吲哚試驗、硫化氫試驗吲哚試驗、硫化氫試驗3、枸櫞酸鹽利用試驗、枸櫞酸鹽利用試驗吲哚（吲哚（i）、甲基紅（）、甲基紅（m） 、vp （v） 、 枸掾酸鹽利用（枸掾酸鹽利用（c）四種實驗常用于鑒定）四種實驗常用于鑒定 腸道桿菌，合稱為腸道桿菌，合稱為imvic實驗。實驗。 以上示例中可知：以上示例中可知： 大腸桿菌：大腸桿菌： “ ” 產(chǎn)氣腸桿菌：產(chǎn)氣腸桿菌：“ ”4 4、尿素酶