第二節(jié) 細(xì)菌的生理學(xué)

一、細(xì)菌生長繁殖條件

1.營養(yǎng)物質(zhì)：水，碳源，氮源，無機(jī)鹽，生長因子growth factor

生長因子：細(xì)菌生長必需，而自身不能合成的化合物，如維生素、某些氨基酸、嘌呤、嘧啶等。

流感嗜血桿菌需要X因子（高鐵血紅素）V因子（輔酶Ⅰ或Ⅱ）

2.溫度37℃

3.PH值6.8-7.4

4.氣體環(huán)境：要求5%CO2，對(duì)氧氣要求：專性需氧菌、微需氧菌；兼性厭氧菌、專性厭氧菌

5.生長因子

專性需氧菌(obligate aerobe)：結(jié)核分枝桿菌

微需氧菌（microaerophilic bacterium ）：氧濃度5~6%，空腸彎曲菌、幽門螺桿菌

兼性厭氧菌(facultative anaerobe)：大多數(shù)病原菌

專性厭氧菌(obligate anaerobe)：破傷風(fēng)梭菌、肉毒梭菌

缺乏氧化還原電勢高的呼吸酶：細(xì)胞色素、細(xì)胞色素氧化酶

缺乏分解有毒氧基團(tuán)的酶：SOD、觸酶、過氧化物酶

二、細(xì)菌的生長繁殖

個(gè)體繁殖：二分裂方式（binary ?fission）；代時(shí)(generation ?time)多數(shù)為20~30min

細(xì)菌的生長曲線growth curve

遲緩期：準(zhǔn)備階段, ?是細(xì)菌適應(yīng)環(huán)境準(zhǔn)備增殖需要的時(shí)間。細(xì)菌不分裂

對(duì)數(shù)增殖期：是分裂繁殖較快的時(shí)期。形態(tài)、染色性及生理活動(dòng)都比較典型。對(duì)外界因素敏感

穩(wěn)定期：合成代謝產(chǎn)物、產(chǎn)生抗生素、外毒素、細(xì)菌計(jì)數(shù)。

衰退期：細(xì)菌形態(tài)改變呈多形態(tài)的衰退形

細(xì)菌計(jì)數(shù)方法：液體培養(yǎng)基中細(xì)菌總數(shù)計(jì)數(shù)（死菌+活菌）

活菌計(jì)數(shù)法：Colony forming units colony

渾濁度法Turbidity(Cloudiness)

三、細(xì)菌的代謝產(chǎn)物與生化反應(yīng)

細(xì)菌的酶不一樣，對(duì)營養(yǎng)物質(zhì)的分解能力不一樣

1、糖發(fā)酵試驗(yàn)

2、IMViC試驗(yàn)；

IMVIC是吲哚(indol)、甲基紅(methyl red test)、伏-普( Voges--Prokauer test和檸檬酸鹽( citrate test)四個(gè)實(shí)驗(yàn)的縮寫。主要用于快速鑒別大腸桿菌和產(chǎn)氣腸桿菌，多用于水細(xì)菌學(xué)檢查。

大腸桿菌雖非致病菌，但在飲用水中超過一定數(shù)量，則表示受糞便污染，產(chǎn)氣腸桿菌也廣泛存在于自然界中，因此檢查水時(shí)要將兩者分開。

I-吲哚（indol）試驗(yàn)：吲哚試驗(yàn)是用于檢測吲哚的產(chǎn)生，某些細(xì)菌可產(chǎn)生色氨酸酶，分解蛋白胨中的色氨酸產(chǎn)生吲哚。色氨酸→吲哚→吲哚試劑→玫瑰吲哚

M-甲基紅（methyl red）實(shí)驗(yàn)；甲基紅試驗(yàn)是根據(jù)腸桿菌科各菌屬都能發(fā)酵葡萄糖，在分解葡萄糖過程中產(chǎn)生丙酮酸，進(jìn)一步分解中，由于糖代謝的途徑不同，可產(chǎn)生乳酸，琥珀酸、醋酸和甲酸等大量酸性產(chǎn)物，可使培養(yǎng)基PH值下降至pH4.5以下，使甲基紅指示劑變紅這個(gè)原理進(jìn)行的測驗(yàn)。

甲基紅的變色范圍是PH4.4-6.2，意思是說：其pH值在4.4-6.2區(qū)間時(shí)，呈橙色。其pH值<=4.4時(shí)，呈紅色，故又稱之為酸色。其pH值>=6.2時(shí)，呈黃色，故又稱之為堿色。

VP（Voges-Proskauer）是用以檢測某些細(xì)菌利用葡萄糖產(chǎn)生非酸性或中性末端產(chǎn)物的能力，例如丙酮酸，丙酮酸縮合、脫羧生成乙酰甲基甲醇，在堿性條件下能被空氣中的氧氣氧化生成二乙酰，后者與蛋白胨中的胍基作用生成紅色化合物。

產(chǎn)氣桿菌+葡萄糖→丙酮酸→乙酰甲基甲醇→二乙酰+胍基化合物→紅色化合物

大腸桿菌-葡萄糖→丙酮酸

C-枸櫞酸鹽利用（citrate utilization）試驗(yàn)，?

利用枸櫞酸鹽生長+

不能利用-

3、硫化氫試驗(yàn)Hydrogen Sulfide(HS) Production

硫化氫試驗(yàn)也是檢查腸道桿菌的生化試驗(yàn)。

硫化氫試驗(yàn)檢測硫化氫的產(chǎn)生，細(xì)菌分解含硫有機(jī)化合物如半胱氨酸等產(chǎn)生硫化氫，硫化氫遇培養(yǎng)基中的鉛鹽或鐵鹽等形成黑色的硫化鉛或硫化鐵沉淀。

硫化氫試驗(yàn)也是檢查腸道桿菌的生化試驗(yàn)+（FeS黑色）

4、尿素酶試驗(yàn)

有些細(xì)菌能產(chǎn)生尿素酶，將尿素分解、產(chǎn)生2個(gè)分子的氨，使培養(yǎng)基變?yōu)閴A性，酚紅呈粉紅色。；培養(yǎng)基變紅為+

四、細(xì)菌合成的代謝產(chǎn)物及其意義

與致病有關(guān)：熱原質(zhì)（pyrogen）或稱致熱源；毒素；侵襲性酶；

與鑒別有關(guān)：色素

與抗菌有關(guān)：細(xì)菌素和抗生素

與生長有關(guān)：維生素，利菌也利人

五.細(xì)菌合成的代謝產(chǎn)物

1.熱原質(zhì)（pyrogen）或稱致熱源，細(xì)胞壁的脂多糖（LPS）

致熱作用；耐高溫。

注射用試劑防pyrogen污染

除去方法：蒸餾或活性炭吸附

2.毒素：外毒素exotoxin和內(nèi)毒素endotoxin

3.侵襲性酶：透明質(zhì)酸酶，膠原酶，血漿凝固酶

4.色素：意義：可用來鑒別細(xì)菌

銅綠假單胞菌-水溶性；

金黃色葡萄球菌-脂溶性。

5.維生素：能合成維生素例，可被人體吸收利用。如大腸埃希菌，能合成維生素B族和維生素K

6.細(xì)菌素：抗菌蛋白質(zhì)，如大腸菌素；體外殺傷近緣關(guān)系的細(xì)菌；用于細(xì)菌的分型和流行病學(xué)調(diào)查

7.抗生素：抑制或殺死某些微生物或腫瘤細(xì)胞的物質(zhì)：如多黏菌素、桿菌肽等?？咕V比細(xì)菌素廣

六.細(xì)菌的人工培養(yǎng)

1.培養(yǎng)基（culture medium）由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

2.培養(yǎng)基的分類：

基礎(chǔ)培養(yǎng)基（basic medium）

增菌培養(yǎng)基（enrichment medium）

選擇培養(yǎng)基（selective medium）

鑒別培養(yǎng)基（differential medium）

厭氧培養(yǎng)基（anaerobic medium）

3.培養(yǎng)基的分類（物理性狀分類）：液體培養(yǎng)基；固體培養(yǎng)基；半固體培養(yǎng)基

4.人工培養(yǎng)方法：純培養(yǎng)；分離培養(yǎng)

5.細(xì)菌在培養(yǎng)基中的生長情況

純培養(yǎng)：

液體培養(yǎng)基：表面生長；均勻混濁生長；沉淀生長

固體培養(yǎng)基：菌落，菌苔

半固體培養(yǎng)基：針狀，刷狀動(dòng)力檢測（有無鞭毛，可否運(yùn)動(dòng)），保存菌種

?6.培養(yǎng)基的用途

液體培養(yǎng)基：增菌

固體培養(yǎng)基：純化，增菌

半固體培養(yǎng)基：動(dòng)力檢測，保種

7.細(xì)菌的人工培養(yǎng)

在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用：診斷；細(xì)菌鑒定；生物制品。

在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用：

在基因工程中的應(yīng)用

第三節(jié) 細(xì)菌的分類

1.表型特征分類：數(shù)值分類法、傳統(tǒng)分類法

2.種系分類：DNA（G+Cmol/%）測定、核酸同源值測定、核蛋白體RNA堿基序列測定

3.分類的層次及相關(guān)概念

基本層次：界、門、綱、目、科、屬、種

種（species）亞種或變種、型（type）

株（strain）對(duì)不同來源的同一菌種的細(xì)菌稱為該菌的不同菌株。

分離株，自臨床或動(dòng)物檢測出的細(xì)菌。

標(biāo)準(zhǔn)菌株（standard strain）或模式菌株（typestrain）具有某種細(xì)菌典型特征的菌株稱為該菌的標(biāo)準(zhǔn)菌株。

4.細(xì)菌分類：科、屬、種、型（血清型、生物型、噬菌體型、細(xì)菌素型）

細(xì)菌命名與書寫法：雙命名制屬名＋種名（例如大腸埃希菌， Escherichia coli， E.coli）