細(xì)菌的生長繁殖與培養(yǎng)

1、第九章 細(xì)菌的生長繁殖與培養(yǎng) 知識要點(diǎn)細(xì)菌在適宜的條件下迅速地生長繁殖，包括充足的營養(yǎng)、細(xì)菌在適宜的條件下迅速地生長繁殖，包括充足的營養(yǎng)、合適的酸堿度和溫度以及必需的氣體。在細(xì)菌的代謝產(chǎn)物合適的酸堿度和溫度以及必需的氣體。在細(xì)菌的代謝產(chǎn)物中，與致病有關(guān)的有毒素、侵襲性酶類及熱原質(zhì)；與疾病中，與致病有關(guān)的有毒素、侵襲性酶類及熱原質(zhì)；與疾病治療有關(guān)的有抗生素和維生素；與鑒別細(xì)菌有關(guān)的有色素、治療有關(guān)的有抗生素和維生素；與鑒別細(xì)菌有關(guān)的有色素、細(xì)菌素及糖和蛋白質(zhì)的分解產(chǎn)物。不同細(xì)菌在不同培養(yǎng)基細(xì)菌素及糖和蛋白質(zhì)的分解產(chǎn)物。不同細(xì)菌在不同培養(yǎng)基上培養(yǎng)后，出現(xiàn)不同的生長現(xiàn)象，有助于細(xì)菌的鑒別。上培養(yǎng)后，

2、出現(xiàn)不同的生長現(xiàn)象，有助于細(xì)菌的鑒別。學(xué)習(xí)目標(biāo) 通過本章的學(xué)習(xí)要熟悉細(xì)菌生長繁殖的條通過本章的學(xué)習(xí)要熟悉細(xì)菌生長繁殖的條件、繁殖方式及速度；熟悉細(xì)菌在培養(yǎng)基件、繁殖方式及速度；熟悉細(xì)菌在培養(yǎng)基中的生長現(xiàn)象及意義；掌握細(xì)菌的代謝產(chǎn)中的生長現(xiàn)象及意義；掌握細(xì)菌的代謝產(chǎn)物及意義。物及意義。前前 言言* 細(xì)菌是一大類具有獨(dú)立生命活動的單細(xì)胞微生細(xì)菌是一大類具有獨(dú)立生命活動的單細(xì)胞微生物，能從外界環(huán)境中攝取營養(yǎng)物質(zhì)，合成自身物，能從外界環(huán)境中攝取營養(yǎng)物質(zhì)，合成自身細(xì)胞成分并獲得能量，同時不斷排出廢物，完細(xì)胞成分并獲得能量，同時不斷排出廢物，完成新陳代謝，得以生長繁殖。細(xì)菌的生長繁殖成新陳代謝，得以生長繁

3、殖。細(xì)菌的生長繁殖與環(huán)境條件密切相關(guān)，條件適宜時，細(xì)菌的生與環(huán)境條件密切相關(guān)，條件適宜時，細(xì)菌的生長繁殖及代謝旺盛，改變條件時可使細(xì)菌生命長繁殖及代謝旺盛，改變條件時可使細(xì)菌生命活動受到抑制或使細(xì)菌死亡?；顒邮艿揭种苹蚴辜?xì)菌死亡。占細(xì)胞總重量占細(xì)胞總重量80%蛋白質(zhì)、糖類、無機(jī)鹽蛋白質(zhì)、糖類、無機(jī)鹽15-20%肽聚糖、胞壁酸、磷壁酸、肽聚糖、胞壁酸、磷壁酸、D型氨基酸、脂多糖型氨基酸、脂多糖二氨基庚二酸、吡啶二羧酸、二氨基庚二酸、吡啶二羧酸、2-酮基酮基-3-脫氧辛酸脫氧辛酸水：水：固體成分：固體成分：特有成分：特有成分：第一節(jié)第一節(jié) 細(xì)菌的生長繁殖細(xì)菌的生長繁殖 一、細(xì)菌的化學(xué)組成一、細(xì)菌的

4、化學(xué)組成1. 水水2. 碳源碳源: co2、碳酸鹽、糖、脂肪碳酸鹽、糖、脂肪3. 氮源氮源: 有機(jī)氮、無機(jī)氮、游離氮有機(jī)氮、無機(jī)氮、游離氮4. 無機(jī)鹽無機(jī)鹽: K、Ca、Na、Mg、S、P5. 生長因子生長因子(growth factor)： 某些細(xì)菌生長所必需而又不能自身合成的有機(jī)化合物。某些細(xì)菌生長所必需而又不能自身合成的有機(jī)化合物。 種類：種類：B族維生素族維生素 硫胺素、核黃素、生物素、泛酸硫胺素、核黃素、生物素、泛酸 某些必須氨基酸某些必須氨基酸 嘌呤、嘧啶、膽堿嘌呤、嘧啶、膽堿 因子、因子、因子因子 二、細(xì)菌生長繁殖的條件二、細(xì)菌生長繁殖的條件（二）酸堿度（二）酸堿度 大多數(shù)病原菌

5、：大多數(shù)病原菌：pH7.2pH7.6。 霍亂弧菌：霍亂弧菌：pH8.4pH9.2 結(jié)核分枝桿菌：結(jié)核分枝桿菌：pH6.5pH6.8（三）溫度（三）溫度 大多數(shù)病原菌：大多數(shù)病原菌：37（四）氣體（四）氣體 O2： 專性需氧菌專性需氧菌 微需氧菌微需氧菌(5-6%) 專性厭氧菌專性厭氧菌 兼性厭氧菌：多數(shù)致病菌屬于此類兼性厭氧菌：多數(shù)致病菌屬于此類 CO2：5 -10% CO2方式：無性二分裂方式：無性二分裂速度：速度：2030分鐘分鐘/代代 結(jié)核分枝桿菌結(jié)核分枝桿菌1820小時小時/代代 三、細(xì)菌生長繁殖的規(guī)律三、細(xì)菌生長繁殖的規(guī)律細(xì)菌生長曲線細(xì)菌生長曲線遲緩期遲緩期(lag phase) 最

6、初培養(yǎng)最初培養(yǎng)1-4小時，菌體不分裂，但菌體增大、代謝活躍小時，菌體不分裂，但菌體增大、代謝活躍 對數(shù)期對數(shù)期(logarithmic phase) 一般持續(xù)一般持續(xù)6-8小時?；罹鷶?shù)目呈對數(shù)直線上升。小時?；罹鷶?shù)目呈對數(shù)直線上升。 細(xì)菌形態(tài)、染色、生理活性典型，對外界環(huán)境敏感細(xì)菌形態(tài)、染色、生理活性典型，對外界環(huán)境敏感 穩(wěn)定期穩(wěn)定期(stationary phase) 細(xì)菌繁殖數(shù)與死亡數(shù)接近。細(xì)菌繁殖數(shù)與死亡數(shù)接近。 細(xì)菌形態(tài)、染色、生理活性改變，產(chǎn)生外毒素、抗生素、芽孢細(xì)菌形態(tài)、染色、生理活性改變，產(chǎn)生外毒素、抗生素、芽孢 衰退期衰退期( decline phase) 死亡數(shù)超過活菌數(shù)。死

7、亡數(shù)超過活菌數(shù)。細(xì)菌變長、腫脹、畸形細(xì)菌變長、腫脹、畸形、自溶自溶細(xì)菌生長曲線特點(diǎn)細(xì)菌生長曲線特點(diǎn) 四、細(xì)菌的代謝產(chǎn)物及意義四、細(xì)菌的代謝產(chǎn)物及意義根據(jù)細(xì)菌具有不同的酶，根據(jù)細(xì)菌具有不同的酶， 對糖、蛋白質(zhì)分解能力對糖、蛋白質(zhì)分解能力及分解后產(chǎn)生的產(chǎn)物不同用生化方法來鑒定細(xì)菌及分解后產(chǎn)生的產(chǎn)物不同用生化方法來鑒定細(xì)菌稱稱：細(xì)菌的生化反應(yīng)細(xì)菌的生化反應(yīng)1. 糖發(fā)酵試驗(yàn)糖發(fā)酵試驗(yàn)機(jī)理：機(jī)理：葡萄糖葡萄糖 HCOOH CO2+H2方法：肉湯培養(yǎng)基方法：肉湯培養(yǎng)基（pH7.4）+ 葡萄糖葡萄糖酚紅酚紅紅色培養(yǎng)基紅色培養(yǎng)基空空白白對對照照大大腸腸桿桿菌菌痢痢疾疾桿桿菌菌37，培養(yǎng)，培養(yǎng)18-24h（一）

8、分解代謝產(chǎn)物及生化反應(yīng)（一）分解代謝產(chǎn)物及生化反應(yīng) 脫氫酶脫氫酶2. VP(Voges-Proskauer)試驗(yàn)試驗(yàn) 由由Voges和和Proskauer兩學(xué)者創(chuàng)建，故名。兩學(xué)者創(chuàng)建，故名。葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸乙酰甲基甲醇乙酰甲基甲醇強(qiáng)堿強(qiáng)堿+氧氣氧氣雙乙酰雙乙酰V-P陽性陽性產(chǎn)氣桿菌產(chǎn)氣桿菌脫羧脫羧分解分解紅色化合物紅色化合物萘酚萘酚肌肌 酸酸肌肌 酐酐大腸桿菌大腸桿菌葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸乙酰甲基甲醇乙酰甲基甲醇 葡萄糖葡萄糖蛋白胨蛋白胨培養(yǎng)基培養(yǎng)基VP試驗(yàn)試驗(yàn)陰性陰性陽性陽性產(chǎn)氣桿菌產(chǎn)氣桿菌大腸桿菌大腸桿菌3. 甲基紅試驗(yàn)甲基紅試驗(yàn)（methyl red test，MR）機(jī)理：機(jī)理

9、：大腸桿菌大腸桿菌產(chǎn)氣桿菌產(chǎn)氣桿菌葡萄糖葡萄糖乳乳 糖糖PH5.4甲基紅指示甲基紅指示劑呈紅色劑呈紅色甲基紅指示甲基紅指示劑呈桔黃色劑呈桔黃色甲基紅試甲基紅試驗(yàn)陽性驗(yàn)陽性甲基紅試甲基紅試驗(yàn)陰性驗(yàn)陰性丙酮酸丙酮酸中性產(chǎn)物中性產(chǎn)物脫羧脫羧丙酮酸丙酮酸機(jī)理：產(chǎn)氣桿菌在以枸櫞酸鹽為唯一碳源的培養(yǎng)基上生長，分機(jī)理：產(chǎn)氣桿菌在以枸櫞酸鹽為唯一碳源的培養(yǎng)基上生長，分 解枸櫞酸鹽產(chǎn)生解枸櫞酸鹽產(chǎn)生CO2，并轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓猁}，同時分解培養(yǎng)，并轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓猁}，同時分解培養(yǎng) 基中的銨鹽生成氨，使培養(yǎng)基由中性變?yōu)閴A性，含溴麝基中的銨鹽生成氨，使培養(yǎng)基由中性變?yōu)閴A性，含溴麝 香草酚藍(lán)（香草酚藍(lán)（BTB）指示劑的培養(yǎng)基由淡綠色

10、變?yōu)樯钐m色，）指示劑的培養(yǎng)基由淡綠色變?yōu)樯钐m色， 此為枸櫞酸鹽利用試驗(yàn)陽性。此為枸櫞酸鹽利用試驗(yàn)陽性。 大腸桿菌不能利用枸櫞酸鹽，故在此培養(yǎng)基上不能生長，大腸桿菌不能利用枸櫞酸鹽，故在此培養(yǎng)基上不能生長， 培養(yǎng)基仍為綠色，為枸櫞酸鹽利用試驗(yàn)陰性。培養(yǎng)基仍為綠色，為枸櫞酸鹽利用試驗(yàn)陰性。4. 枸櫞酸鹽利用試驗(yàn)枸櫞酸鹽利用試驗(yàn)(citrate utilization test) 產(chǎn)氣桿菌：產(chǎn)氣桿菌：+（深藍(lán)深藍(lán)）大腸桿菌：大腸桿菌：-（綠色綠色）5. 吲哚吲哚（indol）試驗(yàn)試驗(yàn)大腸桿菌大腸桿菌變形桿菌變形桿菌霍亂弧菌霍亂弧菌二甲基氨二甲基氨基苯甲醛基苯甲醛色氨酸色氨酸吲哚吲哚玫瑰吲哚玫瑰吲哚（

11、紅色）（紅色）6. H2S試驗(yàn)試驗(yàn)變變 形形 桿桿 菌菌乙型副傷寒桿菌乙型副傷寒桿菌含硫氨基酸含硫氨基酸硫化氫硫化氫黑色沉淀黑色沉淀含含F(xiàn)eSO4的培養(yǎng)基的培養(yǎng)基 利用分解代謝的產(chǎn)物和能量，合成新的物質(zhì)利用分解代謝的產(chǎn)物和能量，合成新的物質(zhì)合成合成產(chǎn)物產(chǎn)物毒素和侵襲性酶毒素和侵襲性酶熱原質(zhì)熱原質(zhì)色素色素抗生素抗生素細(xì)菌素細(xì)菌素維生素維生素 （二）合成代謝產(chǎn)物及醫(yī)學(xué)意義（二）合成代謝產(chǎn)物及醫(yī)學(xué)意義熱原質(zhì)（熱原質(zhì)（pyroten) 多數(shù)多數(shù)和少數(shù)和少數(shù)產(chǎn)生使機(jī)體發(fā)熱的物質(zhì)產(chǎn)生使機(jī)體發(fā)熱的物質(zhì) 耐高溫（耐高溫（121.3, 20min不能破壞不能破壞 ) 蒸餾、吸附、過濾去除蒸餾、吸附、過濾去除毒素

12、和侵襲性酶毒素和侵襲性酶 主要的致病物質(zhì)（外毒素、內(nèi)毒素、酶）主要的致病物質(zhì)（外毒素、內(nèi)毒素、酶）色素色素(pigmen) 脂溶性、脂溶性、 水溶性。水溶性。 鑒定細(xì)菌鑒定細(xì)菌 抗生素抗生素(antibiotic) 某些細(xì)菌、真菌、放線菌產(chǎn)生的能抑制和某些細(xì)菌、真菌、放線菌產(chǎn)生的能抑制和 殺滅其它他微生物和腫瘤細(xì)胞的物質(zhì)殺滅其它他微生物和腫瘤細(xì)胞的物質(zhì) 抗病原微生物、腫瘤抗病原微生物、腫瘤 維生素維生素(vitamin) 營養(yǎng)機(jī)體營養(yǎng)機(jī)體 細(xì)菌素細(xì)菌素(bacteriocin) 細(xì)菌產(chǎn)生僅對親緣細(xì)菌破壞作用的蛋白質(zhì)細(xì)菌產(chǎn)生僅對親緣細(xì)菌破壞作用的蛋白質(zhì) 具有種和型的特異性。用于細(xì)菌的分型具有種和

13、型的特異性。用于細(xì)菌的分型 第二節(jié)第二節(jié) 細(xì)菌的人工培養(yǎng)細(xì)菌的人工培養(yǎng) 一、培養(yǎng)基一、培養(yǎng)基(culture medium)人工配制適合于細(xì)菌人工配制適合于細(xì)菌生長繁殖的營養(yǎng)基質(zhì)生長繁殖的營養(yǎng)基質(zhì) 培養(yǎng)基按其組成和用途不同，分為以下幾類：培養(yǎng)基按其組成和用途不同，分為以下幾類：1. 基礎(chǔ)培養(yǎng)基基礎(chǔ)培養(yǎng)基 牛肉膏、牛肉湯牛肉膏、牛肉湯+蛋白胨蛋白胨+氯化納氯化納+磷酸鹽磷酸鹽+水水2. 營養(yǎng)培養(yǎng)基營養(yǎng)培養(yǎng)基 基礎(chǔ)培養(yǎng)基基礎(chǔ)培養(yǎng)基 + 葡萄糖、血液等葡萄糖、血液等3. 鑒別培養(yǎng)基鑒別培養(yǎng)基 基礎(chǔ)、營養(yǎng)培養(yǎng)基基礎(chǔ)、營養(yǎng)培養(yǎng)基 + 指示劑指示劑4.選擇培養(yǎng)基選擇培養(yǎng)基 基礎(chǔ)、營養(yǎng)培養(yǎng)基基礎(chǔ)、營養(yǎng)培養(yǎng)基

14、 + 抑制性化學(xué)物質(zhì)抑制性化學(xué)物質(zhì) 5. 厭氧培養(yǎng)基厭氧培養(yǎng)基 基礎(chǔ)、營養(yǎng)培養(yǎng)基基礎(chǔ)、營養(yǎng)培養(yǎng)基 + 無氧環(huán)境無氧環(huán)境按照物理狀態(tài)分類按照物理狀態(tài)分類液體培養(yǎng)基液體培養(yǎng)基固體培養(yǎng)基固體培養(yǎng)基半固體培養(yǎng)基半固體培養(yǎng)基2-5%瓊脂瓊脂0.2-0. 5%瓊脂瓊脂 二、細(xì)菌在培養(yǎng)基中的生長現(xiàn)象二、細(xì)菌在培養(yǎng)基中的生長現(xiàn)象（一）細(xì)菌在液體培養(yǎng)基中的生長現(xiàn)象（一）細(xì)菌在液體培養(yǎng)基中的生長現(xiàn)象（二）細(xì)菌在固體培養(yǎng)基中的生長現(xiàn)象（二）細(xì)菌在固體培養(yǎng)基中的生長現(xiàn)象菌落菌落(colony)：細(xì)菌在固體培養(yǎng)基上出現(xiàn)由單個細(xì)菌：細(xì)菌在固體培養(yǎng)基上出現(xiàn)由單個細(xì)菌 生長繁殖形成的肉眼可見的細(xì)菌集團(tuán)生長繁殖形成的肉眼可見的

15、細(xì)菌集團(tuán)意義：鑒別細(xì)菌、分離細(xì)菌意義：鑒別細(xì)菌、分離細(xì)菌菌苔菌苔(mossy)：多個菌落融合形成的細(xì)菌集團(tuán)：多個菌落融合形成的細(xì)菌集團(tuán)（三）細(xì)菌在半固體培養(yǎng)基中的生長現(xiàn)象（三）細(xì)菌在半固體培養(yǎng)基中的生長現(xiàn)象有有鞭鞭毛毛菌菌無無鞭鞭毛毛菌菌有有鞭鞭毛毛菌菌無無鞭鞭毛毛菌菌 三、人工培養(yǎng)細(xì)菌的實(shí)際意義三、人工培養(yǎng)細(xì)菌的實(shí)際意義1. 感染性疾病的診斷和防治感染性疾病的診斷和防治標(biāo)本標(biāo)本增菌培養(yǎng)增菌培養(yǎng)分離培養(yǎng)分離培養(yǎng)純培養(yǎng)純培養(yǎng)生化鑒定生化鑒定顯微鏡觀察顯微鏡觀察染色染色初步診斷初步診斷確定診斷確定診斷診斷診斷標(biāo)本標(biāo)本青青慶慶紅紅鏈鏈紅紅青青鏈鏈慶慶密聚劃線接種密聚劃線接種培養(yǎng)培養(yǎng)藥浸紙片藥浸紙片最

16、敏感藥物最敏感藥物治療治療2. 細(xì)菌的鑒定與研究細(xì)菌的鑒定與研究例如：嗜肺軍團(tuán)菌例如：嗜肺軍團(tuán)菌3. 生物制品的制備生物制品的制備結(jié)核桿菌結(jié)核桿菌（有毒）（有毒）培養(yǎng)基培養(yǎng)基（膽汁、甘油、馬鈴薯）（膽汁、甘油、馬鈴薯）卡介苗卡介苗（BCG）接種接種13年年230代代本章小結(jié)與知識拓展本章小結(jié)與知識拓展人工培養(yǎng)細(xì)菌的意義人工培養(yǎng)細(xì)菌的意義 （一）在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用（一）在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用 1. 細(xì)菌的鑒定和研究：對細(xì)菌進(jìn)行鑒定，研究其形態(tài)、細(xì)菌的鑒定和研究：對細(xì)菌進(jìn)行鑒定，研究其形態(tài)、生理、抗原結(jié)構(gòu)、致病性、遺傳與變異等生物學(xué)性狀，生理、抗原結(jié)構(gòu)、致病性、遺傳與變異等生物學(xué)性狀，均需人工培養(yǎng)細(xì)菌才能實(shí)現(xiàn)

17、。均需人工培養(yǎng)細(xì)菌才能實(shí)現(xiàn)。 2. 細(xì)菌性疾病的診斷和治療：細(xì)菌感染引起的疾病，細(xì)菌性疾病的診斷和治療：細(xì)菌感染引起的疾病，常須從患者體內(nèi)分離出病原菌才能確診。同時對分離常須從患者體內(nèi)分離出病原菌才能確診。同時對分離出的病原菌作藥物敏感試驗(yàn)，幫助臨床選擇有效的藥出的病原菌作藥物敏感試驗(yàn)，幫助臨床選擇有效的藥物進(jìn)行治療。物進(jìn)行治療。本章小結(jié)與知識拓展本章小結(jié)與知識拓展人工培養(yǎng)細(xì)菌的意義人工培養(yǎng)細(xì)菌的意義 （一）在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用（一）在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用 3. 生物制品的制備：人工分離培養(yǎng)所得的純種細(xì)菌及生物制品的制備：人工分離培養(yǎng)所得的純種細(xì)菌及其代謝產(chǎn)物，可制成疫苗、類毒素、診斷用標(biāo)準(zhǔn)菌液，其代謝產(chǎn)物

18、，可制成疫苗、類毒素、診斷用標(biāo)準(zhǔn)菌液，或經(jīng)類毒素、純種細(xì)菌免疫動物后制備抗毒素及診斷或經(jīng)類毒素、純種細(xì)菌免疫動物后制備抗毒素及診斷血清，用于傳染性疾病的診斷、預(yù)防與治療。血清，用于傳染性疾病的診斷、預(yù)防與治療。 4. 細(xì)菌毒力分析及細(xì)菌學(xué)指標(biāo)的檢測：人工培養(yǎng)細(xì)菌細(xì)菌毒力分析及細(xì)菌學(xué)指標(biāo)的檢測：人工培養(yǎng)細(xì)菌后，再用免疫學(xué)和其他方法檢測細(xì)菌的毒力因子，并后，再用免疫學(xué)和其他方法檢測細(xì)菌的毒力因子，并配合動物實(shí)驗(yàn)來鑒定細(xì)菌的侵襲力和進(jìn)行毒力分析；配合動物實(shí)驗(yàn)來鑒定細(xì)菌的侵襲力和進(jìn)行毒力分析；也可通過定量培養(yǎng)計數(shù)等，對飲水、食品等的微生物也可通過定量培養(yǎng)計數(shù)等，對飲水、食品等的微生物學(xué)衛(wèi)生指標(biāo)進(jìn)行檢測。學(xué)衛(wèi)生指標(biāo)進(jìn)行檢測。本章小結(jié)與知識拓展本章小結(jié)與知識拓展 人工培養(yǎng)細(xì)菌的意義人工培養(yǎng)細(xì)菌的意義（二）其他方面的應(yīng)用（二）其他方面的應(yīng)用 1. 在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用：利用細(xì)菌的培養(yǎng)和發(fā)酵，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用：利用細(xì)菌的培養(yǎng)和發(fā)酵，可提純精制出抗生素、維生素、氨基酸、醇類、味精可提純精制出抗生素、維生素、氨基酸