細菌生理 中山大學 微生物學

細菌生理活動包括：攝取和合成營養(yǎng)物質細菌的新陳代謝細菌的生長繁殖細菌生理一、細菌生長繁殖的條件1.充足的營養(yǎng)物質

水碳源氮源無機鹽:P、S、Mg、Na、K、Fe、….生長因子：B族維生素、氨基酸、嘌吟、嘧啶等XVX+V流感嗜血桿菌HemophilusinfluenzaeX因子〔氯化高鐵血紅素〕V因子〔NAD，NADP〕苛養(yǎng)菌2．能量:通過生物氧化獲取葡萄糖等有機物H+ATP小分子物質遞氫體ATP最終氫受體

O2無機物有機物〔NO3-，SO42-〕需氧呼吸厭氧呼吸發(fā)酵病原菌只有需氧呼吸和發(fā)酵，沒有厭氧呼吸3．適宜的物理環(huán)境〔1〕溫度最適溫度嗜冷菌psychrophile10-20℃嗜溫菌mesophile30-37℃嗜熱菌thermophile50-60℃極端嗜熱菌hyperthermophile80-100℃+

病原菌的最適生長溫度為37℃〔2〕pH值〔3〕氧氣按對O2的需要，將細菌分類專性需O2菌ObligateAerobes專性厭O2菌Obligateanaerobes兼性厭O2菌Facultativeanaerobes微需O2菌Micro-aerophiles專性需氧菌需O2生長的原因具完善呼吸酶系，需分子O2作為e-/H+受體完成生物氧化細胞色素與細胞色素氧化酶的Eh高營養(yǎng)物.H2+O2營養(yǎng)物+H2O〔復原型〕〔氧化型〕電子傳遞鏈的Eh低高底物H2底物Eh(mV)-32140220290820氧化復原電勢●能產生SOD，觸酶，過氧化物酶，消除代謝過程中產生的毒性氧基團和過氧化物。

2O2-+2H+

SODH2O2+O2

2H2O2

觸酶2H2O+O2

H2O2+AH2過氧化物酶

2H2O+A專性厭氧菌有氧時不能生長的原因：缺乏氧化復原電勢〔Eh〕高的呼吸酶缺乏SOD、觸酶、過氧化物酶，不能消除代謝過程中產生的O2-和H2O2兼性厭氧菌

有O2無O2產生細胞色素+-觸酶及SOD量較多較少微需氧菌缺乏細胞色素系統(tǒng)，不能以O2作為最終e-受體有SOD，但缺乏觸酶以發(fā)酵方式獲得能源生物合成的某些步驟需低O2分壓某些酶在高O2分壓條件下易被滅活專需專厭兼厭微需生長要求有O2無O2有/無O2低O2呼吸酶系完善缺少中界中界SOD+-+/-+觸酶+-+/--〔4〕CO2多數細菌代謝過程產生少量CO2，已能滿足生長需要少數細菌〔奈瑟菌、布氏桿菌〕需5~10%CO2作用：◆參與三羧酸循環(huán)，形成4C中間物◆合成氨基酸、嘌呤、嘧啶Tricarboxylicacidcycle〔5〕滲透壓

提供適宜的鹽濃度二、細菌生長繁殖的方式二分裂法1.繁殖方式：鏈球菌八疊球菌葡萄球菌2.細菌個體的生長速率

多數細菌20-30min/代

結核桿菌18-20hr/代

24hr一個細菌？個子代對數期緩慢期分為四期：緩慢期、對數期、穩(wěn)定期、衰退期2.細菌生長曲線0515202530105.56.08.58.07.57.06.59.0衰退期總菌數活菌數細菌數的對數次小時穩(wěn)定期緩慢期對數期穩(wěn)定期衰亡期細菌數目很少幾何級數增長穩(wěn)定死亡>新生細菌分裂極緩極快減慢緩慢代謝活性活潑最活潑下降明顯下降形態(tài)染色生化特性大小典型變化異常對環(huán)境因素敏感性低高下降低三、細菌的代謝及代謝產物〔一〕分解代謝和合成代謝

小分子化合物合成代謝生長所需運動營養(yǎng)物能量轉運所需能量細菌組分分解代謝復雜的營養(yǎng)物簡單的化合物代謝:受酶系控制的生化反響不同種屬細菌的酶系不同代謝路徑與代謝產物不同1．用細菌的分解性代謝產物及其生化反響鑒定細菌〔1〕糖發(fā)酵試驗〔2〕甲基紅試驗檢測糖代謝產物〔3〕VP試驗〔4〕吲哚試驗〔5〕H2S試驗檢測氨基酸代謝產物2．與致病性有關的合成性代謝產物〔1〕熱原質〔pyrogen〕引起發(fā)熱反響。耐熱，高壓蒸汽滅菌〔121℃/20min〕不被破壞，干熱250℃/45min破壞。〔2〕外毒素〔3〕內毒素〔4〕侵襲性酶類如透明質酸酶、鏈道酶等金葡菌α毒素作用機理3．可用于細菌鑒定的合成性代謝產物色素、細菌素4．對人類有用的合成性代謝產物

抗生素、維生素金葡菌菌落細菌色素四、細菌的人工培養(yǎng)

培養(yǎng)基culturemedium用人工方法配制而成的，專供微生物生長繁殖使用的混合營養(yǎng)物制品常用培養(yǎng)基種類厭氧培養(yǎng)基根底培養(yǎng)基增菌培養(yǎng)基選擇培養(yǎng)基鑒別培養(yǎng)基細菌的生長情況固體培養(yǎng)基中菌落〔S型〕菌苔菌落〔R型〕菌落〔S型〕液體培養(yǎng)基中沉淀生長混濁生長外表生長半固體體培養(yǎng)基中混濁生長沿穿刺線生長生長有鞭毛細菌無鞭毛細菌人工培養(yǎng)細菌的用途醫(yī)學中的應用工農業(yè)生產中的應用感染性疾病的診斷細菌學研究生物制品的制備制造各種產品處理垃圾、污水制造菌肥等藥物敏感試驗消毒與滅菌消毒(disinfection)：殺死物體上病原微生物。滅菌(sterilization)：殺滅所有微生物〔包括芽胞〕。抑菌(bacteriostasis):抑制菌生長繁殖。防腐(antisepsis)：防止或抑制菌生長。無菌(asepsis)：不含活菌。

熱力滅菌法一、物理消毒滅菌法高溫殺滅細菌燃燒----最徹底的滅菌方法燒灼----直接用火焰滅菌方法干烤----加熱160-180℃2小時干熱滅菌法紅外線濕熱滅菌法加壓蒸汽滅菌法最有效的滅菌方法121.3℃15~20分鐘煮沸消毒法水煮100℃5分鐘(繁殖體)~2小時(芽胞)流動蒸汽消毒法巴氏消毒法間歇蒸汽滅菌法水蒸汽100℃15~30分鐘(繁殖體)反復屢次流動蒸汽間歇加熱滅菌62℃，30min；71.7℃，15~30s蒸汽壓力溫度℃0.034MPa108.80.068115.60.105121.30.136126.2壓力表壓力空氣排除量器內溫度0.105MPa100%121.3℃50%11525%109熱力滅菌的機制：菌體蛋白的變性細胞膜的損傷DNA的斷裂濕熱滅菌與干熱滅菌的比較同一溫度下，濕熱滅菌比干熱滅菌效果好原因1、濕熱中細菌菌體蛋白較易凝固2、濕熱的穿透力比干熱大3、濕熱的蒸汽有潛熱輻射殺菌法紫外線機制：形成胸腺嘧啶二聚體,干擾DNA復制波長200~300m的紫外線具有殺菌作用紫外線穿透力較弱不耐熱物品的外表消毒特點：應用范圍：空氣消毒手術室、傳染病房、細菌實驗室

殺菌機理：應用范圍：電離輻射包括高速電子、X射線和γ射線產生游離基,破壞DNA。一次性醫(yī)用塑料制品的消毒食品的消毒不破壞其營養(yǎng)成分濾過除菌法用物理阻留的方法將液體或空氣中的細菌除去,以到達除菌目的濾菌器含有微細小孔<0.22微米,只允許液體或氣體通過,而大于孔徑的細菌等顆粒不能通過

適用范圍用于不耐熱液體的除菌如血清、酶類、細胞培養(yǎng)液、抗生素以及空氣的除菌

濾菌過程超凈工作臺低溫與枯燥在低溫狀態(tài)下真空抽去水分用途：保存菌種冷凍真空枯燥法：二、化學消毒滅菌法消毒劑:殺死微生物的化學藥物。防腐劑：僅有抑菌作用化學藥物濃度-效應關系

高濃度時殺菌低濃度時抑菌化學消毒劑的效能

消毒/滅菌效能繁殖體結核菌芽胞高效

+++中效

++-低效

+--高效消毒滅菌劑戊二醛、甲醛、環(huán)氧乙烷、H2O2、過氧乙酸中效消毒滅菌劑含氯消毒劑、漂白粉〔次氯酸鈣〕、優(yōu)氯凈〔二氯異氰尿酸鈉〕、乙醇、碘和碘伏〔Iodophors，聚乙烯吡咯烷酮碘〕、

低效消毒滅菌