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1、第二章細(xì)菌的生長繁殖與代謝第一節(jié)細(xì)菌的生長繁殖第二節(jié)細(xì)菌的代謝產(chǎn)物第一節(jié)細(xì)菌的生長繁殖一、細(xì)菌的生長繁殖的條件細(xì)菌的種類不同,生長繁殖所需的條件不完全相同,基本條件:營養(yǎng)物質(zhì)水、碳源、氮源、無機(jī)鹽及生長因子為細(xì)菌的代謝及生長繁殖提供必需的原料和充足的能量。生長因子:某些細(xì)菌生長必須而又不能自生合成的一類有機(jī)化合物,主要是B族維生素,某些氨基酸,嘌呤,嘧啶等。水分—新陳代謝所需媒介。含碳化合物—用來合成菌體的糖、蛋白質(zhì)、核酸等,亦作為能量來源。含氮化合物—用來合成菌體的各種含氮化合物。礦物質(zhì)—在細(xì)菌代謝中起著酶激活物的作用,用來構(gòu)成酶的輔基,對于維
2、持原生質(zhì)膠體狀態(tài)和細(xì)胞滲透性具有較大作用。Vit—在代謝中起重要作用(如B簇Vit起著輔酶或輔基的作用。礦物質(zhì)—在細(xì)菌代謝中起著酶激活物的作用,用來構(gòu)成酶的輔基,對于維持原生質(zhì)膠體狀態(tài)和細(xì)胞滲透性具有較大作用。Vit—在代謝中起重要作用(如B簇Vit起著輔酶或輔基的作用。酸堿度/氫離子濃度(pH):PH對細(xì)菌發(fā)育影響很大,大多數(shù)病原菌最適酸堿度為PH7.2-7.6,少數(shù)細(xì)菌可在特殊PH條件下生長,如霍亂弧菌在PH8.8-9.2時(shí)均能生長(最適為7.8-8.0),乳酸桿菌在PH3.4-4.5時(shí)可生長,霉菌則在PH3.0-6,0,結(jié)核桿菌:6.5~6
3、.8生長良好。溫度(temperature):細(xì)菌生長的最適溫度隨菌種不同而異,一般病原菌要求與體溫相同(37℃),如牛羊病原菌需37℃,魚類病原菌則要求22℃。不同細(xì)菌的適合生長溫度類別溫度(℃)嗜冷菌(psychrophile)10~20嗜溫菌(mesophile)30~37嗜熱菌(thermophile)50~60與細(xì)菌生長繁殖有關(guān)的氣體是氧氣和二氧化碳。O2:根據(jù)細(xì)菌代謝時(shí)對氧氣的需要與否分三類:1.專性需氧菌:具有完善的呼吸酶系統(tǒng),需要分子氧作為受氫體以完成需氧呼吸,僅能在有氧環(huán)境下生長。如結(jié)核分枝桿菌。微需氧菌:在低氧壓(5%~6%)
4、,生長最好高氧壓對其有抑制作用。如:空腸彎曲菌。2.兼性厭氧菌:兼有有氧呼吸和無氧發(fā)酵兩種功能,在有氧、無氧環(huán)境中均能生長,但以有氧時(shí)生長較好。大多數(shù)病原菌屬于此類,如葡萄球菌。3.專性厭氧菌:缺乏完善的呼吸酶系統(tǒng),只能進(jìn)行無氧發(fā)酵,必須在無氧環(huán)境中生長。如破。傷風(fēng)芽胞梭菌有氧環(huán)境不能生長的原因1.缺乏細(xì)胞色素及細(xì)胞色素氧化酶2.缺乏超氧化物歧化酶氣體CO2:對細(xì)菌生長也很重要,大部分細(xì)菌在代謝中產(chǎn)生的CO2可滿足需要,個別細(xì)菌初次分離時(shí)需人工供給5%~10%CO2細(xì)菌適合生長的氣體環(huán)境類別舉例專性需氧菌結(jié)核桿菌,霍亂弧菌微需氧菌空腸彎曲/幽門螺
5、桿菌兼性厭氧菌大多數(shù)細(xì)菌專性厭氧菌破傷風(fēng)梭菌等二、細(xì)菌的繁殖方式與速度細(xì)菌個體的生長繁殖1.繁殖方式----細(xì)菌以簡單的無性二分裂方式(1→2→22→23→2?)進(jìn)行繁殖。繁殖速度----多數(shù)細(xì)菌,繁殖一代所需時(shí)間(代時(shí))約20~30min。但少數(shù)細(xì)菌代時(shí)較長,如結(jié)核分枝桿菌代時(shí)為18小時(shí)。細(xì)菌群體的生長繁殖2.繁殖規(guī)律----生長曲線(growthcurve)遲緩期(lagphase),對數(shù)期(logarithmicphase)穩(wěn)定期(stationaryphase),衰退期(declinephase)細(xì)菌群體的生長繁殖三、細(xì)菌的人工培養(yǎng)用人工
6、的方法,將細(xì)菌從自然界、動物體或病料中分離出來,其目的是為了研究細(xì)菌的形態(tài)、生理特性、生物學(xué)特性或制取細(xì)菌的某種代謝產(chǎn)物等。這對于傳染病的診斷、流行病學(xué)調(diào)查、菌苗制備、微生物的工業(yè)生產(chǎn)都具有重要意義。為此,了解和掌握細(xì)菌分離培養(yǎng)的有關(guān)基礎(chǔ)知識是十分必要的。(一)培養(yǎng)基的種類和常用培養(yǎng)基培養(yǎng)基的概念:將細(xì)菌所需的各種營養(yǎng)物質(zhì)按一定比例混合在一起,并調(diào)節(jié)到適宜的PH,這種人工配制的適合細(xì)菌生長繁殖的細(xì)菌營養(yǎng)物,稱為培養(yǎng)基。培養(yǎng)基必需符合以下條件:營養(yǎng)物適宜的PH環(huán)境溫度和滲透壓無菌培養(yǎng)基(culturemedium)分類按其營養(yǎng)組成和用途分類:基礎(chǔ)培
7、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。按其物理狀態(tài)分類:固體培養(yǎng)基、液體培養(yǎng)基、半固體培養(yǎng)基。按其成分分類:合成培養(yǎng)基、天然培養(yǎng)基。培養(yǎng)基種類1、基礎(chǔ)培養(yǎng)基含有培養(yǎng)一般細(xì)菌的最基本成分。又分為:液體培養(yǎng)基、固體培養(yǎng)基和半固體培養(yǎng)基三種。在液體(肉湯)培養(yǎng)基中,加入2-3%瓊脂即為固體培養(yǎng)基,加入0.2-0.5%瓊脂即為半固體培養(yǎng)基。2、營養(yǎng)培養(yǎng)基于基礎(chǔ)培養(yǎng)基中加入高營養(yǎng)物質(zhì)如葡萄糖、血液、血清、腹水、生長因子等,以滿足營養(yǎng)要求較高的細(xì)菌生長需要。有的細(xì)菌還需加入特殊物質(zhì),如結(jié)核桿菌需加入雞蛋清、馬鈴薯、甘油等才能良好生長3、選擇培
8、養(yǎng)基利用細(xì)菌對某種物質(zhì)敏感程度的不同,可在培養(yǎng)基中加入抑制某些細(xì)菌生長的藥物,而選擇性地讓欲分離的細(xì)菌旺盛生長的培養(yǎng)基如膽鹽和薔薇色酸可