《动物微生物与免疫学》课程教学资源（讲稿）第二章 细菌的生长繁殖和生态

细菌的生理第二章细菌的生长繁殖和生态（鲁医生物学第四版）细菌虽小，也有独立的生命活动，在自然现象中有不少就是细菌生理活动的表现：酒精，醋，了解细菌生理就可控制细菌，发挥有益作用，消除有害作用。细菌的生理涉及细菌的组成、营养要求、能量代谢、生长繁殖及基因调控等。第一节细菌的化学组成与物理性状一、细菌的化学组成（与其他生物细胞相似除此还有特有的化学物质，在结构中有讲到）二、 细菌的物理性状：1.带电现象：氨基酸的电离与溶液的Ph相关，酸性中羧基电离受抑制氨基电离，细菌带阳电荷。Pi时为电中性。革兰氏阳性菌：pI2-3，革兰氏阴性菌：pI4-5，与细菌染色，凝集反应，抑菌、杀菌作用密切相关，32.光学性质：半透明，可以用比浊法估计细菌数量。3.比表面积大。4.半透性与渗透压。物质的摄取方式之一完成的基础。纯水和盐腌糖渍。第二节细菌的营养和新陈代细菌的新陈代谢包括一系列复杂的化学反应，细菌细胞的代谢过程按功能分为：物质摄取、生物合成、聚合作用及组装四个步骤。代谢方同有合成代谢&分解代谢，提供合成菌体成分的原料，提供能量供细菌代谢所需。在代谢过程中产生很多有用的代谢产物。可以利用做产品，提供鉴定细菌的手段。细菌与真核生物的代谢区别一一代谢活跃，代谢类型多样对细菌的代谢了解是从大肠杆菌的研究中获得的。细菌与动物真核生物的代谢区别：（学生回答）细菌生长和繁殖速度极快，超过动物10-100倍。细菌利用各种化合物做能源的能力远远强于动物细胞对营养的要求比动物细胞更多种多样，因为有多种代谢旁路可利用超常流水线式的生产方式合成大分子物质。能产生诸如肽聚糖、脂多糖和磷壁酸等特殊物质。二、代谢过程物质摄取生物合成聚合作用组装一、物质摄取物质吸收的第一步从周围环境中获得营养。G+和G-细胞膜具有高度是选择通透性，G-菌OMP在物质吸收中也发挥重要作用。四种方式1.单纯或被动扩散最简单的方式，不是物质运输的主要方式。营养物质从浓度高一侧向浓度低的一侧扩散，驱动力为浓度梯度，不需要提供能量，特点：(1)靠浓度差转运：(2)不需能量：(3)无选择性：(4)速度慢2.促进扩散某些糖或氨基酸与胞膜上特异性载体蛋白结合，通过载体蛋白的构象改变将营养物质运进细胞内。不需要能量，但有选择性和特异性。G-菌OMP。与单纯扩散基本相似，但有两点不同：（1）在促进扩散中有膜载体蛋白参加，膜上的载体蛋白具有高度专一性

细菌的生理 第二章 细菌的生长繁殖和生态（兽医微生物学第四版） 细菌虽小，也有独立的生命活动，在自然现象中有不少就是细菌生理活动的表 现：酒精，醋，了解细菌生理就可控制细菌，发挥有益作用，消除有害作用。细菌 的生理涉及细菌的组成、营养要求、能量代谢、生长繁殖及基因调控等。 第一节 细菌的化学组成与物理性状 一、细菌的化学组成（与其他生物细胞相似除此还有特有的化学物质，在结构中有讲到） 二、细菌的物理性状： 1.带电现象：氨基酸的电离与溶液的Ph相关，酸性中羧基电离受抑制氨 基电离，细菌带阳电荷。Pi时为电中性。革兰氏阳性菌：pI2-3，革兰氏 阴性菌：pI4-5，与细菌染色，凝集反应，抑菌、杀菌作用密切相关。 2.光学性质：半透明，可以用比浊法估计细菌数量。 3.比表面积大。 4.半透性与渗透压。物质的摄取方式之一完成的基础。纯水和盐腌糖渍。 第二节 细菌的营养和新陈代谢 细菌的新陈代谢包括一系列复杂的化学反应，细菌细胞的代谢过程按功能分 为：物质摄取、生物合成、聚合作用及组装四个步骤。代谢方向有合成代谢＆分解 代谢，提供合成菌体成分的原料，提供能量供细菌代谢所需。在代谢过程中产生很 多有用的代谢产物。可以利用做产品，提供鉴定细菌的手段。 一 细菌与真核生物的代谢区别 ——代谢活跃，代谢类型多样 对细菌的代谢了解是从大肠杆菌的研究中获得的。细菌与动物真核生物的代谢区别：（学生回答） 细菌生长和繁殖速度极快，超过动物10-100倍。 细菌利用各种化合物做能源的能力远远强于动物细胞。 对营养的要求比动物细胞更多种多样，因为有多种代谢旁路， 可利用超常流水线式的生产方式合成大分子物质。 能产生诸如肽聚糖、脂多糖和磷壁酸等特殊物质。 二、代谢过程 物质摄取 生物合成 聚合作用 组装 一、物质摄取 物质吸收的第一步从周围环境中获得营养。G+和G-细胞膜具有高度是选择通透性，G-菌OMP在物质吸收中 也发挥重要作用。四种方式： 1．单纯或被动扩散 最简单的方式，不是物质运输的主要方式。营养物质从浓度高一侧向浓度低的一侧扩散， 驱动力为浓度梯度，不需要提供能量。 特点: (1)靠浓度差转运；(2)不需能量；(3)无选择性；(4)速度慢 2．促进扩散 某些糖或氨基酸与胞膜上特异性载体蛋白结合，通过载体蛋白的构象改变将营养物质运进细胞内。不需要 能量，但有选择性和特异性。G-菌OMP。与单纯扩散基本相似，但有两点不同: （1）在促进扩散中有膜载体蛋白参加，膜上的载体蛋白具有高度专一性

（2）促进扩散的转运速度率比单纯扩散快得多，因而是微生物吸收营养物质的主要方式之一3.主动运输细菌吸收营养的主要方式与促进扩散一样，需要特异性的载体蛋白，能将特异性溶质逆浓度梯度“泵”入细胞，因此需要能量。需要载体，需要能量（ATP水解提供能量，利用膜内外两侧质子或离子浓度差产生的质子动力或钠动力作为驱使营养物质越膜转移的能量，载体为电化学离子梯度透性酶），可逆浓度梯度进入细胞。4.基团转位(grouptranslocation）物质在运输的同时受到化学修饰，能源源不断输入细胞，缺氧环境中最常见。需要载体，需要能量。葡萄糖磷酸化例证。磷酸转移酶系统。需要载体蛋白，需要能量。两个突出特点：(1)转运过程中物质发生了化学变化：(2)主要存在于厌氧菌和兼性厌氧菌中。四种运输营养物质方式的比较比较项目单纯扩散促进扩散主动运输基团转位无有A有特异载体蛋白慢快快快运输速度物质运输方向由浓至稀由浓至稀由稀至浓由稀至浓相等相等胞内外浓度胞内浓度高胞内浓度高无特异性特异性特异性特异性运输分子能量不需要不需要需要需要不变不变不变改变运输后物质结构5.金属离子的吸收金属离子在体内极少以游离状态存在，如血清中的转铁蛋白和乳中的乳铁蛋白。细菌分泌载铁体摄取与蛋白结合的铁，形成含铁螯合物，再通过特异的主动运输进入菌体。二、生物合成物质的合成过程与其他生物相似，但因细菌不能自身合成，必须从环境中获得，不同种类的细菌对营养的需要有所不同，又有不同的合成途径，可作为细菌实验室诊断的重要指标。有些药物作用于生物合成可作为抑菌药。如磺胺类药物干扰了细菌所需的叶酸的生物合成，因此被广泛用作抑菌药。三、聚合作用复制、转录、翻译新生霉素抑制细菌DNA复制过程，利福平的靶分子是细菌的RNA聚合酶，阻断了转录的起始，氯霉素、林可莓素红莓素抑制大亚基，四环素、链霉素和壮观霉素抑制小业基。四、组装自我组装（自我凝集）：可在体外试管内完成。鞭毛及核糖体即采用此种方式。指导组装（特异机制）：过程尚不完全清楚。细菌表面膜结构则只能依赖指导组装来完成。杆菌肽或万古霉素干扰组装所需载体的功能，多粘菌素影响细胞膜的组装。一、细菌的营养（与细胞组成相关，2、细胞组成的提问）主要功能：提供合成原生质和代谢产物原料：产生合成反应及生命活动所需能量：调节新陈代谢。1. 水2.碳源合成细菌成分的必须原料，细菌获得能量的主要来源。病原菌主要从糖类中获得碳3.氮源多数病原菌必须有机氮化物，如氨基酸、蛋白陈等有机氮化物中获得氮。4.无机盐构成菌体成分、调节渗透压、参与酶的活性5.生长因子除上述营养物质外，许多细菌的生长还必一些其自身不能合成的生长因子，主要有B族维生素、某些氨基酸、嘌呤、嘧啶等。1.碳源物质定义：凡能提供微生物营养所需碳元素的营养源

（2）促进扩散的转运速度率比单纯扩散快得多，因而是微生物吸收营养物质的主要方式之一 3．主动运输 细菌吸收营养的主要方式 与促进扩散一样，需要特异性的载体蛋白，能将特异性溶质逆浓度梯度“泵”入细胞，因此需要能量。需要 载体，需要能量（ATP水解提供能量，利用膜内外两侧质子或离子浓度差产生的质子动力或钠动力作为驱使营 养物质越膜转移的能量，载体为电化学离子梯度透性酶），可逆浓度梯度进入细胞。 4．基团转位(group translocation) 物质在运输的同时受到化学修饰，能源源不断输入细胞，缺氧环境中最常见。需要载体，需要能量。葡萄 糖磷酸化例证。磷酸转移酶系统。 需要载体蛋白，需要能量。 两个突出特点: (1)转运过程中物质发生了化学变化； (2)主要存在于厌氧菌和兼性厌氧菌中。 四种运输营养物质方式的比较 比较项目 单纯扩散 促进扩散 主动运输 基团转位 特异载体蛋白 运输速度 物质运输方向 胞内外浓度 运输分子 能量 运输后物质结构 无 慢 由浓至稀 相等 无特异性 不需要 不变 有 快 由浓至稀 相等 特异性 不需要 不变 有 快 由稀至浓 胞内浓度高 特异性 需要 不变 有 快 由稀至浓 胞内浓度高 特异性 需要 改变 5．金属离子的吸收 金属离子在体内极少以游离状态存在，如血清中的转铁蛋白和乳中的乳铁蛋白。细菌 分泌载铁体摄取与蛋白结合的铁，形成含铁螯合物，再通过特异的主动运输进入菌体。 二、生物合成 物质的合成过程与其他生物相似，但因细菌不能自身合成，必须从环境中获得，不同种类的细菌对营养 的需要有所不同，又有不同的合成途径，可作为细菌实验室诊断的重要指标。有些药物作用于生物合成可作为 抑菌药。如磺胺类药物干扰了细菌所需的叶酸的生物合成，因此被广泛用作抑菌药。 三、聚合作用 复制、转录、翻译 新生霉素抑制细菌DNA复制过程，利福平的靶分子是细菌的RNA聚合酶，阻断了转录的起始，氯霉素、林 可霉素红霉素抑制大亚基，四环素、链霉素和壮观霉素抑制小亚基。 四、组装 自我组装（自我凝集）：可在体外试管内完成。鞭毛及核糖体即采用此种方式。指导组装（特异机制）：过程尚 不完全清楚。细菌表面膜结构则只能依赖指导组装来完成。 杆菌肽或万古霉素干扰组装所需载体的功能，多粘菌素影响细胞膜的组装。 一、细菌的营养（与细胞组成相关，2、 细胞组成的提问） 主要功能：提供合成原生质和代谢产物原料；产生合成反应及生命活动所需能量； 调节新陈代谢。 ⒈ 水 ⒉碳源 合成细菌成分的必须原料，细菌获得能量的主要来源。病原菌主要从糖类 中获得碳 ⒊氮源 多数病原菌必须有机氮化物，如氨基酸、蛋白胨等有机氮化物中获得氮。 ⒋无机盐 构成菌体成分、调节渗透压、参与酶的活性 ⒌生长因子 除上述营养物质外，许多细菌的生长还必一些其自身不能合成的生长 因子, 主要有B族维生素、某些氨基酸、嘌呤、嘧啶等。 1.碳源物质 定义：凡能提供微生物营养所需碳元素的营养源

功能：碳源、能源微生物碳源谱：2.氮源物质定义：凡能提供微生物营养所需氮元素的营养源。功能：氮源，一般不作能源。微生物氮源谱：3.生长因子定义：一类对微生物正常代谢必不可少且又不能从简单的碳、氮源自行合成的所需极微量的有机物。种类：维生素、AA、base、FA等。作用：辅酶或酶活化来源：酵母膏、玉米浆、麦芽汁等，复合维生素。4.无机盐所需浓度在10-3-10-4M的元素为大量元素所需浓度在10-6-10-8M为微量元素。主要功能：构成菌体成分：酶活性基组成或维持酶活性：调节渗透压、pH、Eh：5.水存在状态：游离态（溶媒）和结合态（结构组成）生理作用：组成成分：反应介质：物质运输媒体；热的良导体。二、营养类型1.根据对碳源的要求不同分（1）自养菌（autotrophy)：能利用无机碳合成有机碳的菌，能以简单的无机物为原料，如CO2、N2、NH3等合成复杂的菌体原生质。（2）异养菌(hetrotrophy)：只能利用有机碳为碳为碳源，不能利用简单的无机物为原料，必须供给多种有机物质如蛋白质、氨基酸、维生素、糖类等，才能合成菌体的原生质。2.根据对能源的要求不同分（1）化能菌(chemotroph)细菌所需能量可以来自无机物的物质氧化（2）光能菌（phototroph）通过光合作用获得能量3，综合营养评价：（化能自养菌，化能异养菌，光能自养菌，光能异养菌）光能自养菌：以光能为能源进行光合作用，自然界大量存在化能自养菌：依靠分解无机物为能源，跟土壤的肥力关系密切。（根瘤菌）光能异养菌：以光能为能源，碳源为有机碳化能异养菌：以氧化有机物中取能量，碳源为有机物其氮源可为无机物或有机物，大部分为引起人畜传染病的病原菌。三、营养物质摄取的方式：生化上讲。四、细菌的代谢产物1.分解性代谢产物和细菌的生化反应各种细菌所具有的酶不完全相同，队营养物质的分解能力也不一致，其代谢产物也不一样，可借以区别和鉴定细菌的种类。通过生化试验的方法检测细菌对各种基质的代谢作用和代谢产物，从而鉴别细菌的反应，同成为细菌的生化反应。常见：糖发酵，MR，VP，吲哚，硫化氢，柠

功能：碳源、能源 微生物碳源谱： 2.氮源物质 定义：凡能提供微生物营养所需氮元素的营养源。 功能：氮源，一般不作能源。 微生物氮源谱： 3.生长因子 定义：一类对微生物正常代谢必不可少且又不能从简单的碳、氮源自行合成的所需极微量的有机物。 种类：维生素、AA、base、FA等。 作用：辅酶或酶活化 来源：酵母膏、玉米浆、麦芽汁等，复合维生素。 4.无机盐 所需浓度在10-3-10-4M的元素为大量元素 所需浓度在10-6-10-8M为微量元素。 主要功能：构成菌体成分；酶活性基组成或维持酶活性；调节渗透压、pH、Eh； 5.水 存在状态：游离态（溶媒）和结合态（结构组成） 生理作用：组成成分；反应介质；物质运输媒体；热的良导体。 二、营养类型 1．根据对碳源的要求不同分 （1）自养菌(autotrophy)：能利用无机碳合成有机碳的菌，能以简单的无机物为原 料，如CO2、N2、NH3 等合成复杂的菌体原生质。 （2）异养菌(hetrotrophy)：只能利用有机碳为碳为碳源，不能利用简单的无机物为 原料，必须供给多种有机物质如蛋白质、氨基酸、维生素、糖类等，才能合成菌体 的原生质。 2．根据对能源的要求不同分 （1）化能菌(chemotroph)细菌所需能量可以来自无机物的物质氧化 （2）光能菌（phototroph）通过光合作用获得能量 3．综合营养评价：(化能自养菌，化能异养菌，光能自养菌，光能异养菌) 光能自养菌：以光能为能源进行光合作用，自然界大量存在 化能自养菌：依靠分解无机物为能源，跟土壤的肥力关系密切。（根瘤菌） 光能异养菌：以光能为能源，碳源为有机碳 化能异养菌：以氧化有机物中取能量，碳源为有机物其氮源可为无机物或有机 物，大部分为引起人畜传染病的病原菌。 三、营养物质摄取的方式：生化上讲。 四、细菌的代谢产物 1.分解性代谢产物和细菌的生化反应 各种细菌所具有的酶不完全相同，队营养物质的分解能力也不一致，其 代谢产物也不一样，可借以区别和鉴定细菌的种类。通过生化试验的方 法检测细菌对各种基质的代谢作用和代谢产物，从而鉴别细菌的反应， 同成为细菌的生化反应。常见：糖发酵，MR，VP，吲哚，硫化氢，柠

檬酸盐利用试验等。（1)糖（醇）发酵试验由于细菌各自具有不同的酶系统，故对糖（醇）类的分解能力不尽相同。有的能分解某些糖类，生成酸又生成气体，有的虽能分解这些糖类，但只能生成气体，有的根本不能分解。借此特点可以鉴别细菌。V-P试验（Voges-Proskauer试验）细菌能分解葡萄糖产生丙酮酸，再进一步将丙酮酸脱羧，变成乙酰甲基甲醇，在碱性环境下，乙酰甲基甲醇被空气中的氧氧化为二乙酰，二乙酰与培养基内的蛋白陈中精氨酸所含的胍基发生反应生成红色的化合物甲基红试验（MR试验）分解葡萄糖所产生的丙酮酸，经脱羧产生中性的乙酰甲基甲醇，故生成的酸类较少，培养液最终在pH5.4以上，以甲基红作为指示剂时溶液呈桔黄色，为MR试验阴性。而大肠杆菌分解葡萄糖时，丙酮酸不转变乙酰甲基甲醇，故培养液酸性较强，pH在4.5或以下，用甲基红指示剂呈红色，为甲基红试验阳性柠檬酸盐利用试验柠檬酸盐培养基为一种综合性培养基，其中柠檬酸钠为碳的唯一来源。磷酸二胺为氮的唯一来源。有的细菌可利用柠檬酸盐作为碳源，能在此培养基上生长，并且分解柠檬酸盐最后产生碳酸盐，分解铵盐生成氨使培养基变碱。此时培养基中的溴爵香草酚蓝由绿色变为深兰色，表示柠檬酸盐利用试验阳性。若细菌不能利用柠檬酸盐作为碳源，在此培养基上就不生长，培养基则不变色，表示柠檬酸盐利用试验阴性吲哚（靛基质）试验某些细菌（如大肠杆菌、变形杆菌等）能够分解培养基内蛋白陈中的色氨酸，生成靛基质（吲哚），若再与试剂中对二甲基氨基苯甲醛作用后，形成红色化合物。硫化氢试验某些细菌能分解培养基中含硫氨基酸（胱氨酸、半胱氨酸等），产生硫化氢，遇到培养基中的重金属如铅、低铁盐等，则形成硫化铅或硫化亚铁黑色沉淀物尿素酶试验有些细菌（如变形杆菌）具有尿素分解酶能分解尿素形成大量的氨，使培养基pH上升，而变成碱性，使含酚红指示剂的培养基变成红色。2.合成代谢产物(1）热源质pyrogen：细菌在代谢过程中合成的一种多糖，注入人体或动物体内能引起发热反应。革兰氏阴性菌就是LPS，注射液等，特点：耐高压（121°20分钟），用吸附剂和特制石棉滤板可出去大部分pyrogen。玻璃器皿250°干烤才能破坏。(2）毒素和侵袭性酶：在致病性中尤为重要。(3)色素pigment：脂溶性&水溶性。(4)抗生素antibiotics：大多数由放线菌和真菌产生。多粘菌素和杆菌肽。(5)细菌素：bacteriocin：某些细菌菌株产生的一类具有抗菌作用的蛋白质，仅作用于该菌的亲缘很近的细菌。(6）维生素vitamin：肠道细菌能合成B6,B12,K2,供人体所需。第三节细菌的生长繁殖一一个体和群体生长：有机体的细胞组分与结构在量方面的增加。繁殖：单细胞-由于细胞分裂引起个体数目的增加。一、细菌的个体繁殖方式：二等分分裂法（binaryfission），无性繁殖世代时间：一个菌体分裂为2个菌体的时间为。一般20-30min。二、细菌群体的生长繁殖

檬酸盐利用试验等。 ⑴糖（醇）发酵试验 由于细菌各自具有不同的酶系统，故对糖（醇）类的分解能力不尽相同。有的能分解某些 糖类，生成酸又生成气体，有的虽能分解这些糖类，但只能生成气体，有的根本不能分解。借此特点可以鉴别 细菌。 V-P试验（Voges-Proskauer试验） 细菌能分解葡萄糖产生丙酮酸，再进一步将丙酮酸脱羧，变成乙酰甲基甲醇， 在碱性环境下，乙酰甲基甲醇被空气中的氧氧化为二乙酰，二乙酰与培养基内的蛋白胨中精氨酸所含的胍基发 生反应生成红色的化合物 甲基红试验（MR 试验） 分解葡萄糖所产生的丙酮酸，经脱羧产生中性的乙酰甲基 甲醇，故生成的酸类较少，培养液最终在pH5.4以上，以甲基红作为指示剂时溶液呈桔黄色，为MR试验阴性。而 大肠杆菌分解葡萄糖时，丙酮酸不转变乙酰甲基甲醇，故培养液酸性较强，pH在4.5 或以下，用甲基红指示剂 呈红色，为甲基红试验阳性 柠檬酸盐利用试验 柠檬酸盐培养基为一种综合性培养基，其中柠檬酸钠为碳的唯一来源。磷酸二胺为氮的唯 一来源。有的细菌可利用柠檬酸盐作为碳源，能在此培养基上生长，并且分解柠檬酸盐最后产生碳酸盐，分解 铵盐生成氨使培养基变碱。此时培养基中的溴麝香草酚蓝由绿色变为深兰色，表示柠檬酸盐利用试验阳性。若 细菌不能利用柠檬酸盐作为碳源，在此培养基上就不生长，培养基则不变色，表示柠檬酸盐利用试验阴性 吲哚 （靛基质）试验 某些细菌（如大肠杆菌、变形杆菌等）能够分解培养基内蛋白胨中的色氨酸，生成靛基质（吲 哚），若再与试剂中对二甲基氨基苯甲醛作用后，形成红色化合物。 硫化氢试验 某些细菌能分解培养基中含 硫氨基酸（胱氨酸、半胱氨酸等），产生硫化氢，遇到培养基中的重金属如铅、低铁盐等，则形成硫化铅或硫化 亚铁黑色沉淀物 尿素酶试验 有些细菌（如变形杆菌）具有尿素分解酶能分解尿素形成大量的氨，使培养基pH 上升，而变成碱性，使含酚红指示剂的培养基变成红色。 2.合成代谢产物 (1)热源质pyrogen：细菌在代谢过程中合成的一种多糖，注入人体或动 物体内能引起发热反应。革兰氏阴性菌就是LPS，注射液等，特点：耐 高压（121°20分钟），用吸附剂和特制石棉滤板可出去大部分pyrogen。 玻璃器皿250°干烤才能破坏。 (2)毒素和侵袭性酶：在致病性中尤为重要。 (3)色素pigment：脂溶性＆水溶性。 (4)抗生素antibiotics：大多数由放线菌和真菌产生。多粘菌素和杆菌肽。 (5)细菌素：bacteriocin：某些细菌菌株产生的一类具有抗菌作用的蛋白 质，仅作用于该菌的亲缘很近的细菌。 (6)维生素vitamin：肠道细菌能合成B6,B12,K2,供人体所需。 第三节 细菌的生长繁殖——个体和群体 生长：有机体的细胞组分与结构在量方面的增加。 繁殖：单细胞-由于细胞分裂引起个体数目的增加。 一、细菌的个体繁殖 方式：二等分分裂法（binary fission），无性繁殖 世代时间：一个菌体分裂为2个菌体的时间为。一般20-30min。 二、细菌群体的生长繁殖

插入思考题：细菌生长测定方法：直接计数法（全数），间接计数法（活菌数），测细胞物质量。生长曲线（growthcurve）：将细菌接种在液体培养基并置于适宜的温度中，定时取样检查活菌数，可发现其生长过程具有规律性。以时间为横坐标，以活菌数的对数为纵坐标，可得出一条生长曲线。stationaryLognumberof livingcellsor turbiditydeathloglagTime(usuallyinhours)The GrowthCurve1.迟缓期（lagphase）■细菌来到新环境的一个适应过程。■特点：(U)代谢活跃，合成并积累所需酶系统；(2)RNA含量明显增多，但DNA的量无变化；(3)细菌数并不增加(4)细菌体积开始增大2.对数期（logarithmicphase）细菌此时生长迅速，以恒定速度进行分裂繁殖，活菌数以几何级数（2^n）增长，达到顶峰，生长曲线接近一条斜的直线。一般而言，该期的病原菌致病力最强，其形态、染色特性及生理活性均较典型，对抗菌药物等的作用较为敏感。3.稳定期（stationaryphase）新繁殖的活菌数与死菌数大致平衡，营养的消耗、代谢产物的蓄积等。此阶段收获菌体，也是发酵过程积累代谢产物的重要阶段。4.衰亡期（declinephase）死菌数超过活菌数，如不移植到新的培养基，最终可全部死亡，此期细菌的菌体

插入思考题：细菌生长测定方法：直接计数法（全数），间接计数法（活菌数）， 测细胞物质量。 生长曲线（growth curve ）：将细菌接种在液体培养基并置于适宜的温度中， 定时取样检查活菌数，可发现其生长过程具有规律性。以时间为横坐标，以活菌数 的对数为纵坐标，可得出一条生长曲线。 1.迟缓期（lag phase） ◼细菌来到新环境的一个适应过程。 ◼特点： (1)代谢活跃，合成并积累所需酶系统 ; (2) RNA含量明显增多，但DNA的量无变化; (3)细菌数并不增加 (4)细菌体积开始增大 2.对数期（logarithmic phase）细菌此时生长迅速，以恒定速度进行分裂繁殖，活菌 数以几何级数(2^n)增长，达到顶峰，生长曲线接近一条斜的直线。一般而言，该期 的病原菌致病力最强，其形态、染色特性及生理活性均较典型，对抗菌药物等的作 用较为敏感。 3.稳定期（stationary phase） 新繁殖的活菌数与死菌数大致平衡 ，营养的消耗、代谢产物的蓄积等。此阶段 收获菌体，也是发酵过程积累代谢产物的重要阶段。 4.衰亡期（decline phase） 死菌数超过活菌数,如不移植到新的培养基，最终可全部死亡，此期细菌的菌体

变形或自溶，染色不典型，难以进行鉴定。（一）延迟期1agphase（停滞期、调整期）表现：不立即紧殖，生长速率近于0，菌数儿乎不变，细胞形态变大。特点：分裂迟缓，合成代谢活跃，体积增长快，对外界不良环境敏感。原因：调整代谢，合成新的酶系和中间代谢产物以适应新环境。消除：增加接种量：采用最适菌龄接种：培养基成分（种子、发酵）（二）对数期1ogphase表现：代谢活性最强，几何级数增加，代时最短，生长速率最大。特点：细菌数目增加与原生质总量增加，与菌液浊度增加呈正相关性。代时（generationtime）：单个细胞完成一次分裂所需时间，亦即增加一代所需时间。G=tl-t0/n y=x-2n n=1gy-1gx/1g2导出G=tl-to/3.3(1gy-1gx)影响G因素：菌种、营养成分、营养物浓度（很低时影响）、培养温度。（三）稳定期stationaryphase（最高生长期、静止期）表现：新增殖细胞数与老细胞的死亡数几乎相等，活菌数动态平衡。特点：生长速率又趋于0，细胞总数最高。原因：养分减少：有毒代谢物产生。稳定期细胞内开始积累贮存物，此阶段收获菌体，也是发酵过程积累代谢产物的重要阶段。延长：补料，调pH、温度等。此时，菌体总数量与所消耗的营养物之间存在一定关系，称为产量常数（生长效率）。Y=X-XO/C其中X-稳定期细胞干重/ml，X0-接种时干重/ml，C-限制性营养物浓度。根据这一原理，可进行生物测定。将未知混合物加到只缺乏特定限制性营养物的完全培养基中，测定培养基所能达到的生长量，就可以计算出原混合物中特定限制性营养物的浓度。（四）衰亡期declinephase表现：出现“负生长”，有些细胞开始自溶。对于丝状真菌，细胞数目不呈几何级数增加，无对数生长期，一般有调整期，最高生长期，衰退期。第四节细菌的人工培养一配餐一、培养基1.定义：培养基（culturemedium）：是人工配制的基质，含有细菌生长繁殖必需的营养物质。培养基制成后，通常都要经灭菌处理。2.分类（一)按营养组成的差异1.基础培养基basicmedium：基本营养成分，最常用的基础培养基是肉浸液，即新鲜的牛肉浸出液，加入适当的蛋白陈、氯化钠、磷酸盐，调节pH7.2-7.6。2.营养培养基Nutrientmedium：在基础培养基中添加一些其它营养物质，如葡萄糖、血液、血清、生长因子等（二）按状态的差异1.固体培养基：1.5%~2%琼脂，用于细菌分离纯化。(1）光滑型（smoothcolony,S型菌落）表面光滑、湿润、边缘整齐。(2）粘液型菌落(mucoidcolony，M型菌落）粘稠、有光泽、似水株样。(3）粗糙型菌落(roughcolony，R型菌落)表面粗糙、干燥，有皱纹，有时呈颗粒状

变形或自溶，染色不典型，难以进行鉴定 。 （一）延迟期 lag phase(停滞期、调整期） 表现：不立即繁殖，生长速率近于0，菌数几乎不变，细胞形态变大。 特点：分裂迟缓，合成代谢活跃，体积增长快，对外界不良环境敏感。 原因：调整代谢，合成新的酶系和中间代谢产物以适应新环境。 消除：增加接种量；采用最适菌龄接种；培养基成分（种子、发酵） （二）对数期 log phase 表现：代谢活性最强，几何级数增加，代时最短，生长速率最大。 特点：细菌数目增加与原生质总量增加，与菌液浊度增加呈正相关性。 代时（generation time）：单个细胞完成一次分裂所需时间，亦即增加一代所需时间。 G=t1-t0/n y=x•2n n=lgy - lgx/lg2 导出 G = t1 - t0 /3.3(lgy - lgx) 影响G因素：菌种、营养成分、营养物浓度（很低时影响）、培养温度。 （三）稳定期 stationary phase(最高生长期、静止期） 表现：新增殖细胞数与老细胞的死亡数几乎相等，活菌数动态平衡。 特点：生长速率又趋于0，细胞总数最高。 原因：养分减少；有毒代谢物产生。 稳定期细胞内开始积累贮存物，此阶段收获菌体，也是发酵过程积累代谢产物的重要阶段。 延长：补料，调pH、温度等。 此时，菌体总数量与所消耗的营养物之间存在一定关系，称为产量常数（生长效率）。Y = X - X0 /C 其中X-稳定 期细胞干重/ml， X0 -接种时干重/ml，C-限制性营养物浓度。 根据这一原理，可进行生物测定。 将未知混合物加到只缺乏特定限制性营养物的完全培养基中，测定培养基所能达到的生长量，就可以计算出原 混合物中特定限制性营养物的浓度。 （四）衰亡期 decline phase 表现：出现 “负生长 ”，有些细胞开始自溶。 对于丝状真菌，细胞数目不呈几何级数增加，无对数生长期，一般有调整期，最高生长期，衰退期。 第四节 细菌的人工培养——配餐 一、培养基 1.定义：培养基（culture medium）：是人工配制的基质，含有细菌生长繁殖必需的 营养物质。培养基制成后，通常都要经灭菌处理。 2．分类 (一)按营养组成的差异 1.基础培养基basic medium :基本营养成分，最常用的基础培养基是肉浸液，即新鲜 的牛肉浸出液，加入适当的蛋白胨、氯化钠、磷酸盐，调节pH7.2-7.6。 2.营养培养基Nutrient medium :在基础培养基中添加一些其它营养物质，如葡萄糖、 血液、血清、生长因子等 (二)按状态的差异 1.固体培养基: 1.5%~2%琼脂，用于细菌分离纯化。 ⑴ 光滑型（smooth colony,S型菌落）表面光滑、湿润、边缘整齐。 ⑵ 粘液型菌落(mucoid colony ，M型菌落) 粘稠、有光泽、似水株样。 ⑶ 粗糙型菌落(rough colony，R型菌落)表面粗糙、干燥，有皱纹，有时呈颗粒状

边缘大多不整齐。2.半固体培养基：0.5%琼脂，作穿刺试验。用来检查细菌的动力3.液体培养：扩增纯培养的菌体。均匀混浊状态，呈沉淀生长，形成菌膜(三)按功能的差异1.鉴别培养基Differentialmedium：在培养基中加入特定底物，观察细菌在其生长后分解底物如何，从而鉴别细菌。2.选择培养基selectivemedium：在培养基中加入某种化学物质，使之抑制一类细菌生长，而有利于另一类细菌生长，从而将后者选择出来。3.厌氧培养基anaerobicmedium.专供厌氧菌的分离、培养和鉴别用.将普通培养基放在无氧环境中培养，或者使培养基本身成为无氧的环境。将普通培养基放在无氧环境中培养，或者在培养基中加入还原剂以降低培养基的氧化还原电势，并在培养基表面用凡士林或石蜡封住，与空气隔绝，使培养基本身成为无氧的环境，这就是厌氧培养基。如疱肉培养基（cookedmeatmedium）二.影响细菌生长的环境因素1.营养物质2.pH值：中性偏碱。嗜冷菌-5~30℃，最适10~20℃3.温度嗜温菌10~45℃，最适20～40℃嗜热菌25~95℃，最适50~60℃4.气体根据代谢时对分子氧的需要与否，分为：(1）专性需氧菌细菌具备完善的呼吸酶系统，需要分子氧作为受氢体以完成需氧呼吸，在无游离氧的环境下不能生长。如结核分支杆菌(2）微需氧菌细菌在低氧压下（5%～10%）生长最好，氧浓度>10%对其有抑制作用。如空肠弯杆菌，红斑丹毒丝菌(3）专性厌氧菌细菌缺乏完善的呼吸酶系统，只能在无氧的环境中进行发酵。在有游离氧存在时，不但不能利用分子氧，而且还将受其毒害，甚至死亡。厌氧培养基。（4）兼性厌氧菌兼有需氧呼吸和发酵两种功能。不论有氧或无氧环境中都能生长，但以有氧时生长较好。大多数病原菌属于此类。5.一定的渗透压。所以，综上所述，充足的营养，合适的酸碱度，适宜的温度，必要的气体环境和一定的渗透压环境是人工培养细菌所要遵循的原则

边缘大多不整齐。 2.半固体培养基: 0.5%琼脂，作穿刺试验。 用来检查细菌的动力 3.液体培养: 扩增纯培养的菌体。均匀混浊状态，呈沉淀生长，形成菌膜 (三)按功能的差异 1.鉴别培养基Differential medium: 在培养基中加入特定底物，观察细菌在其生长后 分解底物如何，从而鉴别细菌。 2.选择培养基selective medium: 在培养基中加入某种化学物质，使之抑制一类细菌 生长，而有利于另一类细菌生长，从而将后者选择出来。 3.厌氧培养基anaerobic medium:专供厌氧菌的分离、培养和鉴别用. 将普通培养基放 在无氧环境中培养，或者使培养基本身成为无氧的环境。将普通培养基放在无氧环 境中培养，或者在培养基中加入还原剂以降低培养基的氧化还原电势，并在培养基 表面用凡士林或石蜡封住，与空气隔绝，使培养基本身成为无氧的环境，这就是厌 氧培养基。如疱肉培养基（cooked meat medium） 二.影响细菌生长的环境因素 1．营养物质 2．pH值：中性偏碱。 3．温度 嗜冷菌 –5～30℃，最适10～20℃ 嗜温菌 10～45℃，最适20～40℃ 嗜热菌 25～95℃，最适50～60℃ 4．气体 根据代谢时对分子氧的需要与否，分为： ⑴ 专性需氧菌 细菌具备完善的呼吸酶系统，需要分子氧作为受氢体以完成需氧呼 吸，在无游离氧的环境下不能生长。如结核分支杆菌 ⑵ 微需氧菌 细菌在低氧压下（5%～10%）生长最好，氧浓度＞10%对其有抑制作 用。如空肠弯杆菌，红斑丹毒丝菌 ⑶ 专性厌氧菌 细菌缺乏完善的呼吸酶系统，只能在无氧的环境中进行发酵。在有 游离氧存在时，不但不能利用分子氧，而且还将受其毒害，甚至死亡。厌氧培养基。 ⑷ 兼性厌氧菌 兼有需氧呼吸和发酵两种功能。不论有氧或无氧环境中都能生长， 但以有氧时生长较好。大多数病原菌属于此类。 5.一定的渗透压。 所以，综上所述，充足的营养，合适的酸碱度，适宜的温度，必要的气体环境 和一定的渗透压环境是人工培养细菌所要遵循的原则

第五节细菌群体生长的调控在自然界、某些工业生产环境、人和动物的体内外，绝大多数细菌是附着在有生命或无生命物体的表面，以生物膜（biofilm,BF）方式生长，而不是以浮游（planktonic）方式生长。据估计，大约65%人类细菌性感染是由BF细菌引起的。1.细菌生物膜（BF)：国内也有学者译为生物被膜，是指附着于有生命或无生命物体表面被细菌胞外大分子包裹的有组织、有结构的细菌群体。2.BF的特点：BF的形成是一个动态过程BF结构上存在不均质性BF可由纯菌种形成，也可由多菌种组成3.BF形成的因素：理论上讲，任何细菌均可形成BF。但菌株能否形成BF，是与环境信号有关的。细菌的密度感应系统quorumsensing，QS：是细菌通过监测其群体的细胞密度来调节其特定的基因表达，以保证BF中营养物质的运输和废物的排出，避免细菌过度生长而造成空间和营养物质缺乏。第六节细菌的生态（自学）

第五节 细菌群体生长的调控 在自然界、某些工业生产环境、人和动物的体内外，绝大多数细菌 是附着在有生命或无生命物体的表面，以生物膜（biofilm,BF）方式生 长，而不是以浮游（planktonic）方式生长。据估计，大约65%人类细菌 性感染是由BF细菌引起的。 1.细菌生物膜（BF）：国内也有学者译为生物被膜，是指附着于有生命 或无生命物体表面被细菌胞外大分子包裹的有组织、有结构的细菌群 体。 2.BF的特点： BF的形成是一个动态过程 BF结构上存在不均质性 BF可由纯菌种形成，也可由多菌种组成 3.BF形成的因素： 理论上讲，任何细菌均可形成BF。但菌株能否形成BF，是与环境信号 有关的。 细菌的密度感应系统quorum sensing，QS：是细菌通过监测其群体的细 胞密度来调节其特定的基因表达，以保证BF中营养物质的运输和废物的 排出，避免细菌过度生长而造成空间和营养物质缺乏。 第六节 细菌的生态（自学）