细菌属于微生物中的一种

第一章细菌细菌属于微生物中的一种。细菌：是一种具有细胞壁的单细胞原核型微生物。了解细菌的形态结构的意义：鉴定细菌；促进免疫学发展；了解细菌的遗传变异。细菌无处不在。头发上的细菌第一节细菌的形态和结构一、细菌的形态（一）细菌的形态和排列方式1、球菌：双球菌，链球菌，四联球菌，八叠球菌，葡萄球菌。2、杆菌：球杆菌，分支杆菌，棒状杆菌，长丝状杆菌，单杆菌，双杆菌，链杆菌。3、螺旋菌：弧菌：只有一个弯曲，形如逗点；螺菌：两个以上弯曲，捻转（二）细菌的大小1、衡量单位：微米或纳米2、大小不一：不同种类大小不一；同种但不同菌龄及不同环境因素大小也不一。不同种类的细菌的大小•球菌：直径约0.8—1.2微米•杆菌:长约1—10微米,宽约0.2—1.0微米•螺旋菌:长约1—50微米,宽约0.2—1微米衰老型：老龄菌培养物中形状异常的菌体，在正常培养物中其形态有可变正常。多形性：有些细菌，即使在正常培养物中，其形状也不一致。霍乱弧菌的多形性1.正常形态2.衰老型各种细菌的形态球菌杆菌螺旋菌细菌的分裂和排列示意图1.单向分裂2.双向分裂3.三向分裂4.无定向分裂5，6.杆菌单向分裂，裂后呈单或链状7，8.杆菌部分胶样粘连，呈八字或栅栏样排列12345678各种细菌的形态及排列各种细菌的大小和排列葡萄球菌球菌双球菌（肺炎、支气管炎、中耳炎）链球菌链球菌杆菌大肠杆菌炭疽杆菌及其芽胞棒状杆菌梭状杆菌（破伤风）螺旋菌（弧菌）二、细菌的基本结构1、细胞壁：化学组成：糖类、蛋白质、脂类及粘肽。功能：维持细菌固有的外形；屏障保护细菌；物质交换；抗原性。不同细菌细胞壁的主要成分有一定的差异，用革兰氏染色可以将其区分为G+、G-G+：细胞壁分化程度低，主要成分为粘肽，占整个胞壁的40—60%。G-：细胞壁分化程度较高，分胞外壁（主要由脂类构成）和胞内壁（由10—20%的粘肽构成）。G+和G-对药物的敏感性不一样，临床上要根据此来选用抗菌药物。2、细胞膜（细胞浆）•细胞壁与细胞浆之间的一层柔软且具有半透性的生物膜。•化学组成：脂类、蛋白质、碳水化合物等•功能：物质交换；参与细菌的呼吸；合成细胞壁；参与鞭毛的生长及运动。3、细胞浆（细胞质）细胞浆是细菌的原生质，一种粘稠的透明胶体。成分：许多酶系统、核糖体、质粒、异染颗粒等功能：细菌合成蛋白质和核酸及营养物质代谢的重要场所细胞浆中的内含物质粒又叫附加体：指存在于细菌核质以外的一小段环状双股DNA分子，是能独立复制和遗传的DNA单元。异染颗粒指某些细菌细胞质中的一种酸性小颗粒，对碱性染料的亲和力特别强，一般呈球形。当用碱性染料或中性染料染色时，着色较胞浆深些；当用美蓝染色时，颗粒染呈紫红色，菌体的其他部分呈蓝色4、核质（核体）是由双股DNA盘绕而成的环状染色体。成分：DNA、蛋白质、磷脂等功能：携带遗传信息，控制细菌的遗传性状，与细菌的生长繁殖有关。细胞膜与间体（示意图）细菌细胞模式图（光学显微镜）三、细菌的特殊结构1、荚膜2、鞭毛3、菌毛4、芽孢芽胞杆菌及其芽胞细菌的荚膜荚膜•某些细菌在生活过程中，向细胞壁表面分泌的一层包绕整个菌体的粘液性物质。具有抗原性。菌胶团：多个细菌的荚膜融合成一团胶状物•成分：约90%以上的水、多糖、多肽等•作用：保护菌体免受吞噬细胞、噬菌体、溶菌酶及补体等的侵害；贮存水分，抗干燥；构成菌体的表面抗原；•荚膜与细菌的毒力有关鞭毛•某些细菌表面细长而弯曲的丝状物。•成分：鞭毛蛋白•作用：具有抗原性；促进细菌运动；鉴定细菌。菌毛（纤毛或柔毛）•许多G-表面较鞭毛细、直、短、多的丝状物•普通菌毛：西湖在动物、植物等的细胞上，以获取营养；参与构成病原菌的毒力•性菌毛：雄性菌才有，可与雌性菌结合以传递基因芽孢•某些革兰氏阳性菌在一定条件下胞浆和核质脱水浓缩，在菌体内形成一个折射性强、通透性低的圆形或卵圆形坚实小体•使细菌处于休眠状态，有很强的抵抗力（耐高温、干燥、消毒剂、辐射）；鉴定细菌细菌的荚膜1.球菌2.杆菌细菌的荚膜实图A.墨汁负染色法B.荚膜染色法AB细菌的鞭毛1.一端单毛菌2.两端单毛菌3.丛毛菌4.周毛菌细菌的鞭毛实图周身鞭毛菌的电镜图（16，000倍）一端鞭毛菌的电镜图（11,400)(含脂刚螺菌)（枯草杆菌“172”）细菌的纤毛1.细菌的纤毛2.鞭毛大肠杆菌及其纤毛大肠杆菌的纤毛及裂殖正在形成芽孢的细菌芽胞细菌：芽胞端生细菌芽胞芽孢及其位置：中央芽孢偏端芽孢顶端芽孢四、细菌的染色法细菌只有经染色后才能在光学显微镜下观察其形态、结构极其排列。（一）单染色法：单用一种染料染色。碱性美蓝染色法、瑞氏染色法、姬姆萨氏、石炭酸复红染色法等。（二）复染色法：用两种以上的染料染色。革兰氏染色法、抗酸染色法、沙黄—美蓝染色法。革兰氏染色的步骤细菌抹片的制备1、载片准备：2、抹片：液体材料固体材料组织脏器材料3、干燥：自然干燥火焰干燥4、固定：火焰固定化学固定：丙酮、酒精革兰氏染色的原理由于细胞壁的结构不同，当碘—染料复合物在细菌细胞内形成以后，用95%的酒精脱色时，其效应为：抽提胞壁中的脂类；胞壁脱水，粘肽层的孔径缩小。革兰氏染色的步骤1、草酸铵结晶紫染色液，1-2分钟，水洗3次；2、革蓝氏碘液媒染，1-3分钟，水洗3次；3、.95%酒精脱色，30秒-1分钟，水洗3次；4、碱性复红液复染，10-30秒；水洗；5、烘干或吸干抹片，镜检：革蓝氏阳性菌呈蓝紫色。革蓝氏阴性菌呈红色。G+：粘肽多，脂类少，酒精处理后，粘肽发生收缩，脂质溶解，使胞壁的通透性明显降低，碘—染料复合物被阻遏在胞壁内，使细菌呈蓝色。G－：脂类多，粘肽少，酒精处理后，粘肽发生收缩，脂质溶解，但脂质占主体，使胞壁的结构变得松弛，虽然有粘肽也收缩，但疏松作用占主体，细胞壁的通透性明显增高，碘—染料复合物被酒精洗脱出细胞壁，当用品红复染时，细菌菌体呈红色。第二节细菌生理一、细菌的营养与代谢1、细菌的化学成分：水：约占细菌总重的80%蛋白质：占固形物的50—80%核酸：DNA、RNA糖类：以多糖、脂多糖、粘多糖等形式存在脂类：生长因子：B族元素、嘌呤、嘧啶等无机物：K、Mg、Na、Fe、Mn、p、s等2、营养类型•⑴自养菌（无机营养菌）：能以二氧化碳、碳酸盐等简单的无机碳化合物作为碳源，以无机的氮、氨或硝酸盐作为氮源，合成菌体所需的复杂的有机物质。不依赖其他生物•⑵异养菌（有机营养菌）：必须利用有机物作为碳源，利用蛋白质、蛋白胨、氨基酸作为氮源，仅有少数异养菌能利用无机氮化合物。须依赖其他生物而营寄生生活分为腐生菌和寄生菌3、细菌的营养物质及作用•水•含碳化合物•含氮化合物•无机盐类•生长因子：主要是维生素类生长因子的应用：某些物质具有合成和积累生长因子的特性，利用这一特点可以制成微生物制剂，供饲料用和药物用。如果某一细菌必须依赖于某中生长因子，则培养时必须添加于培养基中。4、细菌摄取营养的方式•⑴被动扩散（简单扩散）：其动力是细菌细胞外物质的浓度差。•⑵促进扩散（协助扩散）：其动力是细菌细胞膜两边溶质的浓度差，不消耗能量，但需要载体蛋白。•⑶主动运输：需要载体，并且耗能。•⑷基团转移：营养物质磷酸化。5、细菌的酶•⑴根据发挥作用的部位分为：胞内酶、胞外酶。•⑵根据催化反应的性质分为：氧化酶、还原酶、水解酶。•⑶根据催化反应的底物不同分为：脂肪酶、糖酶、蛋白酶。•⑷根据生长条件的不同分为：固有酶、诱导酶。5、细菌的呼吸类型•细菌借助于菌体呼吸酶从物质的氧化中获得能量的过程。•⑴只能进行需氧呼吸→专性需氧菌如结核杆菌、绿脓杆菌等•⑵只能进行无氧发酵，游离氧对其有毒性→专性厌氧菌如破伤风杆菌、肉毒梭菌等•⑶兼性需氧呼吸和无氧发酵两种功能→兼性厌氧菌的，大多数细菌如此如大肠杆菌等根据对氧气的需求将细菌分为厌氧菌：只有在没有游离氧存在的情况下，才能完成正常的呼吸和生长发育的细菌需氧菌：只有在分子氧存在的情况下，才能完成其体内的氧化--还原反应过程的细菌。兼性细菌：不论由氧还是没有氧存在的情况下，均可利用其复杂的酶系统进行氧化--还原反应的细菌。7、细菌的新陈代谢产物⑴分解代谢产物•利用细菌对糖的分解产物可将其应用于：•（1）细菌生化鉴定：•糖发酵实验；M.R.试验：分解葡萄糖产生大量的酸，使pH值达4.2以下；V.P.试验：分解葡萄糖产生乙酰甲基甲醇；枸橼酸盐利用实验：能否以枸橼酸盐为唯一碳源，并生成碳酸盐使培养基变碱。•（2）应用与食品工业：如制造酸奶。糖发酵试验可以鉴别细菌。•（3）应用与酿造业：产生乙酸及芳香物质。•（4）用于饲料工业：如饲料的青贮。•（5）用于化工原料生产：异丙醇、乙酸等多种有机酸。•（6）利用细菌发酵生产沼气等。利用细菌对蛋白质的分解产物可应用于：（1）靛基质实验：是否有色氨酸酶产生，分解色氨酸产生吲哚。（2）H2S实验：能否分解含硫氨基酸，形成H2S。（3）明胶液化实验：能否产生使明胶液化的蛋白酶。（4）尿素分解实验：能否产生尿素酶分解尿素。尿素分解试验来鉴定菌种。（2）合成代谢产物•热原质：许多革蓝氏阴性菌，少数革蓝氏阳性菌，在代谢过程中能合成一种多糖，注射入动物或人体内会引起发热反应。注射剂中不能有热原质•毒素：病原菌产生的一类有毒性的特殊化学物质，能对动物机体产生毒害作用。•外毒素：病原微生物在生命活动过程中，产生并释放到菌体外的蛋白质毒素，如G+。•类毒素：外毒素经过0.3-0.5%的甲醛溶液，37℃处理后，丧失毒力，但仍保持极强的免疫原性（抗原性），常用于预防相应传染病的生物制品。•内毒素（脂多糖）：菌体死亡崩解后才游离出来，如G－脂多糖本来就是其细胞壁的成分。•细菌素：具有抗菌作用的蛋白质。•维生素：供菌体生长和分泌到体外。•抗生素、酶类、色素（如绿脓色素、葡萄球菌色素）等二、细菌的生长与繁殖细菌生长与繁殖所需条件：•营养物质：与细菌自身的组成一致。•温度：一般37℃为宜。•PH值：一般为7.2—7.6，但细菌生长能使培养基过酸或过碱，故应在培养基中加缓冲剂如磷酸二氢钠或磷酸二氢钾。•渗透压：不同的细菌对渗透压有很强的适应能力。•适宜的湿度：•气体：02的提供与否与细菌的呼吸类型有关，少数细菌在培养时需要CO2或其他气体。细菌的生长曲线细菌生长繁殖经历的四个时期•1、迟缓期：最初静止期，细菌数目不变或有所减少；逐渐进入缓慢生长期，细菌数目增加，形态较大，碱性染色较好，对消毒剂高度敏感，持续2-6小时。•2、对数生长期：繁殖速度最快，菌体大小典型、染色反应典型，对不良因素、理化因素的抵抗力增加，持续6-10小时。•3、静止期或成熟期：生长数与死亡数相当，细菌数目最大，生活力最强，形态可能不一致呈现多型性；持续约8小时。•4、老年期或衰老期：死亡菌多于新生菌，活菌越来越少，形态学上呈现衰老型或退化性，若不移植，最后可能全部死亡。细菌的生长曲线三、细菌的人工培养•细菌的人工培养：用人工培养条件使细菌生长繁殖的方法。•培养基：把细菌生长繁殖所需的营养物质合理地配合在一起，制成营养基质。配制培养基的基本原则•应含有细菌生长繁殖所需的各种营养物质•适宜的PH：一般为7.4—7.6•应均质透明易于观察•不应含有任何抑菌物质•盛装培养基的所有器皿需要彻底消毒常用培养基的类型按物理性状分：液体培养基固体培养基半固体培养基按用途分：基础培养基鉴别培养基营养培养基选择培养基厌氧培养基第三节细菌的一般检验方法•涂片镜检•分离培养•细菌的生化试验•免疫学诊断•动物接种第四节主要病原细菌•葡萄球菌属•链球菌属•炭疽杆菌•丹毒杆菌属•梭状芽孢杆菌•大肠杆菌•沙门氏菌属•巴氏杆菌•分枝杆菌属G+G－葡萄球菌•最常见的化脓性球菌之一，广泛分布于自然界，也常存在于人和动物的提表和天然管腔中，大部分为腐生寄生菌。•致病性葡萄球菌常引起各种化脓性疾病，如脓肿、创伤化脓、败血症或脓毒血症。如污染食品，可导致食物中毒。葡萄球菌属的生物学特性•典型的葡萄球菌为球形，直径0.4-1.2um，致病性菌株一般比非致病性菌株小。•呈葡萄串状排列，见右图。•根据生化特性和色素的不同可分为：•金黄色葡萄球菌•表皮葡萄球菌•腐生性葡萄球菌抗原构造及分类•一、